El Matroji mohcine 2^tra



Accensione dell’oscilloscopio


SENZA COLLEGARE NULLA ALL’OSCILLOSCOPIO, SI ACCENDA
QUEST’ULTIMO PREMENDO IL TASTO POWER. Nei primi secondi
dall’accensione l’oscilloscopio esegue una serie di test di funzionamento. A
seconda di come era configurato l’oscilloscopio nell’ultima sessione di misure, lo
schermo può presentare 1 o 2 tracce. Inoltre, per visualizzare almeno una
traccia, occorre che il trigger dell’oscilloscopio sia in modalità AUTO. Se nella
sessione precedente il trigger dell’oscilloscopio era in modalità NORM
all’accensione non è visibile alcuna traccia e dunque occorre premere il tasto
AUTO. CONTROLLARE che le manopole che scalibrano gli assi orizzontali e
verticali siano a fondo corsa a destra (posizione di riposo segnalata da uno
scatto della manopola). Con riferimento alla base tempi è anche presente un
comando di blocco (SWP UNCAL) che non consente di scalibrare la scala.
ATTENDERE LA STABILIZZAZIONE TERMICA.
In linea di massima l’oscilloscopio ha 3 sezioni legate, rispettivamente, al
TRC, al canale verticale e al canale orizzontale. Sul pannello dell’oscilloscopio è
indicata la sua banda passante, che, per questo modello, risulta essere di 20
MHz.
3.2 Sezione canale verticale
L’oscilloscopio disponibile sul banco possiede due canali di ingresso (CH1
e CH2) collegabili, per mezzo di connettori di tipo BNC, al generatore di segnali.
Ciascuno di essi presenta la possibilità di collegare il segnale di ingresso
all’oscilloscopio sia in modalità DC che in modalità AC premendo il tasto di
selezione accanto al BNC di ingresso. Le due modalità permettono di scegliere
se si vuole visualizzare o meno la componente continua presente sul segnale di
ingresso.
PER MEGLIO COMPRENDERE I COMANDI PRESENTI IN QUESTA E
NELLA SUCCESSIVA SEZIONE SI COLLEGHI IL GENERATORE DI
FUNZIONI ALL’INGRESSO CH1, SI ACCENDA LA STRUMENTO E SI
SELEZIONI UNA SINUSOIDE CON FREQUENZA DI 900 Hz ED AMPIEZZA
ARBITRARIA. SI SELEZIONI LA MODALITÀ AUTO CON SENSIBILITÀ
ORIZZONTALE DI 0.2 ms/div E UNA SENSIBILITÀ VERTICALE CHE
CONSENTA DI FAR OCCUPARE AL SEGNALE IL MAGGIOR NUMERO
POSSIBILE DI DIVISIONI.
È possibile collegare l’ingresso dei canali dell’oscilloscopio al valore di
massa (0 V) premendo il tasto GND presente sopra al BNC di ingresso di
ciascun canale. In questo modo, dopo aver premuto il tasto GND, si posizioni la
traccia sullo schermo in corrispondenza del centro utilizzando la manopola
POSITION-VERTICAL, che permette di spostare verticalmente la traccia
all’interno della griglia e definire la posizione del riferimento 0 V per effettuare le
misurazioni assolute di tensione. Si posizioni correttamente la traccia
orizzontale agendo anche sulla manopola POSITION-HORIZONTAL.
CON ACCOPPIAMENTO IN MODALITÀ DC SI OSSERVI COSA ACCADE
SE SI IMPOSTA UN OFFSET AL SEGNALE SINUSOIDALE GENERATO
DALL’OSCILLATORE. SI FACCIA LA STESSA PROVA CON
ACCOPPIAMENTO IN MODALITÀ AC.
Infine si osservi che a fianco di ciascun connettore BNC dei due canali di
ingresso sono indicati i parametri resistivi e capacitivi dei canali di ingresso. Il
primo è, per convenzione, pari ad 1 MΩ mentre il valore della capacità può
variare a seconda del modello di oscilloscopio. Per quello utilizzato in queste
esercitazioni è pari a 25 pF. Inoltre, sempre accanto al BNC, è indicata
un’informazione molto importante relativa alla massima tensione di ingresso
misurabile senza rovinare lo strumento: 400 Vp. Il valore di 400 Vp indica che i
valori di tensione che non inducono guasti allo strumento sono all’interno della
fascia compresa fra -400 V e +400 V.
Si misuri il valore picco-picco Vpp del segnale allineando opportunamente il
valore minimo del segnale al reticolo presente sullo schermo e contando il
numero di divisioni (Es. nv = 3.2). Il valore Vpp è dato da:
Vpp = KV • ndiv
dove KV è il valore della sensibilità verticale impostata per il canale 1.
Si determini il valore di picco Vp dividendo per k = 2, costante che lega il Vpp
al Vp (Vpp = 2Vp). Il valore efficace Vrms di un segnale sinusoidale è calcolabile
dalla misura di Vp per mezzo della costante K =1/ 2 (Vrms = K Vp). Si determini
il valore efficace della sinusoide visualizzata partendo dalla misura del Vpp.
CON LE REGOLE DI PROPAGAZIONE DELLE INCERTEZZE SI
DETERMINI L’INCERTEZZA ASSOLUTA E RELATIVA DI VPP UTILIZZANDO IL
DATA SHEET ALLEGATO.
Nota: Con l’oscilloscopio, la misura dell’ampiezza Vpp di un segnale può essere fatta
contando il numero di divisioni ndiv occupate dal segnale lungo l’asse verticale. L’ampiezza è
quindi:
Vpp = KV • ndiv
dove KV è la sensibilità del canale verticale (KV = 1 V/div, ad esempio). L’incertezza di KV è
legata alle caratteristiche del tubo a raggi catodici, dell’amplificatore verticale e
dell’attenuatore d’ingresso; tipicamente δKV/KV è dell’ordine di qualche percento.
L’incertezza di lettura δndiv è dovuta principalmente all’incapacità di valutare l’intersezione tra
la traccia del segnale sullo schermo e la griglia di riferimento presente sullo schermo. Anche
lo spessore della traccia, da regolarsi per mezzo delle manopole di focalizzazione ed
intensità, ha un’importanza non trascurabile. Tipicamente δndiv ≅ 0.1 div. Si noti che
l’incertezza relativa di lettura diminuisce all’aumentare del numero di divisioni lette. Da ciò
deriva la necessità di espandere al massimo il segnale, in modo da occupare la maggior
parte dello schermo, e l’utilità di misurare l’ampiezza picco-picco rispetto a quella di picco.
A questo punto si misuri il periodo T del segnale e se ne calcoli la
frequenza f = 1/T. Si ricorda che, in questo caso, il periodo del segnale è dato
da:
T = KO • ndiv
dove KO è il valore della sensibilità impostato manualmente tramite la manopola
TIME/DIV. Inoltre ndiv è il numero di divisioni che individuano il periodo del
segnale sinusoidale. Per ridurre l’incertezza di misura potrebbe essere
preferibile visualizzare sullo schermo un certo numero np di periodi del segnale
(p. es. np = 7 ÷ 8) che occupano ndiv divisioni e valutare il periodo come:
T = KO • ndiv / np