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連関資料 :: オシロスコープ

資料:12件

  • オシロスコープ
  • 1. 目的 　オシロスコープを用いて振動波形やリサジュー(Lissajous)の図形を観測し、正弦波などの振幅、周波数、位相差の測定を通じて、オシロスコープの基本動作および同期機能について学ぶ。 2. 理論 (1) ブラウン管オシロスコープ 　交流電圧などのように時間的に速く変動する信号を観測する装置を、一般にオシロスコープというが、今日では単にオシロスコープといえばブラウン管オシロスコープを指すのが普通である。ブラウン管(Braun tube)は1897年にドイツの物理学者K.F.Braunにより発明されたもので、電子線(陰極線)を用いるため、陰極線管(cathode-ray tube、略してCRT)とも呼ばれ、テレビやコンピュータの表示装置として馴染み深いものである。 　電子ビームは電子銃によって作られる。カソード(陰極)がヒータで暖められると熱電子が飛び出す。この熱電子の流れはグリッド(格子)で制御されて、陽極の高電圧で加速され、さらに集束されて細いビームとなる。途中の偏向板(偏向電極)に電圧がかけられていないと、電子ビームは真空中を真直ぐに進んで蛍光面の中央に当たり、輝点を生じる。垂直偏向板の下側を接地し、上側に正の電圧Vをかけると、偏向電極間に下向きの電場が生じ、電子ビームは上向きの力を受けて、輝点は上向きに距離dだけ移動する。偏向距離dは印加電圧Vに比例するので、蛍光面上に適当な目盛りを設けておけば、dを読み取って、Vの値を知ることができる。したがって、オシロスコープのブラウン管は、基本的に輝点の偏位から印加電圧の大きさを知る装置であるといえる。 (2) 波形の測定方法 垂直偏向板に印加する電圧を 　のように変化させると、輝点は周波数 [Hz]（周期 [s]）で上下方向に振動する。この状態で水平偏向板に時間 に比例して変化する電圧を与えると、蛍光面上の輝点は上下、左右方向に動くことになる。このように、水平方向に輝点を動かすことを掃引(sweep)という。
  • レポート 理工学 実験 波形 スコープ
  • 550 販売中 2006/01/19
  • 閲覧(3,856)
  • オシロスコープの原理について
  • オシロスコープの基本的な原理を理解し、実験を通して電圧測定の基礎を身につける インターナルトリガとは表示したい入力信号を利用して強制的に同期を取る方法である。周波数をかえても同期をとりつづける。他に別の信号を使い同期をとるエクスターナルトリガ、電源から同期を取るライントリガなどがある。トリガとは時間的に変化する信号が周期的に加わったときに、その信号の波形を継続的に表示するために加わる時間掃引の周期を信号の周期に合わせ、同期をとるための掃引開始点のことである。時間掃引の周期が信号の周期の整数倍になると波形が静止する。この状態にすることが同期を取るということである。同期を取るためには、トリガを1周期上の同じ点に合わせればよい。トリガを設定した場合、トリガのレベルと波形が2点以上で交点を持つ場合がある。この場合はスロープをつかい、波形の傾きの符号を異符号にかえたりして、一方の点を選ぶ。トリガーの場所を調整するのがトリガーレベルである。y軸方向に+方向、-方向に動く。この時注意しなければならないのはトリガレベルが振幅よりも大きくなってしまうと、交点が取れず、よって同期できないので波形が表示できない。
  • レポート 理工学 電子記号 ブラウン管 時間掃引 X-Y動作 位相差
  • 550 販売中 2005/07/31
  • 閲覧(10,423)
  • オシロスコープの原理
  • ◦個別課題、実験目的 　オシロスコープの外見のスケッチ、Y軸又はX軸へのみ信号入力し、それらの波形の記録などをした。そのような実験を通して、オシロスコープの原理、構造、回路の理解を深めた。 ◦実験方法 （１）電源スイッチをONにした。入力をY-軸、CH1のみの使用にした。　　CH1の入力をGNDにした。 （２）Y軸への信号入力：入力端子CH1のINPTにテスト用ケーブルをつ　　ないだ。入力をGNDからACにした。テスト用ケーブルのもう一端を　　CAL OUT端子につなぎ、各種つまみを操作してみた。この場合X軸　　は一定時間ごとに繰り返し掃引している。出力波形が画面に適切に表　　示できるように調節した。 （３）TIME/DIVを３種類変えて波形を記録した。X軸の長さから方形波　　の電圧を測定し、１波長の長さから１周期の時間を求め、振動数を計　　算した。それぞれ時間軸で計算した振動数の誤差も評価した。 　　（※確度はフルスケールの垂直軸で±4％、時間軸で±5%とする） （４）X軸へのみ信号入力：テスト用ケーブルをCH1から外してHORIZ 　　INに接続した。TIME/DIVをXYに、X MODEをEXTにした。結果　　をそれぞれ記録た。 （５）オシロスコープの全面パネルをノートの左のページにスケッチし、　　各種つまみの名前を記入した。また、右のぺージにつまみの名前を記　　述した。 ◦実験結果 （３）CH1のINPTにテスト用ケーブルをつなぎ、入力はAC、ケーブルのもう一端がCAL OUT端子につないだときの波形である。このとき、VOLTS/DIVは0.1V、TIME/DIVは0.2mSECであった。波形の記録は次のページの図-1である。 ・図-1の時の電圧を求める 　今、VOLTS/DIVが0.1Vなので、１cmが0.1Vである。また、図-1より振幅は3.00cmであった。よって、この方形波の電圧は3.00cm×0.1V＝0.30Vということになる。 　この測定値は垂直軸なので、誤差はフルスケールで±4%。垂直軸は８目盛ぶんあるので、誤差は、8×（4/100）＝±0.32V 　よって、電圧の結論は、（0.30±0.32）V ・図-1の時の一周期の時間を求める 　図-1より、下の輝線は2.00cmであった。今、TIME/DIVが0.2mSECなので、1cmが0.2mSECである。よって、2.00cm×0.2mSEC＝0.400mSECである。また、上の輝線は2.30cmなので、2.30cm×0.2mSEC＝0.460mSECである。よって、一周期の時間は、0.400mSEC＋0.460mSEC＝0.860mSECであった。 　この測定値は時間軸なので、誤差はフルスケールで±5%。時間軸は10目盛分あるので、誤差は、10×（5/100）＝±0.50mSECである。 　よって、一周期の時間の結論は、（0.860±0.50）mSEC ・図-1の時の振動数を求める 　振動数の結論は下の式によって求められる。 　（1/0.860±0.50）×1000＝（1163±786）㎐となる。 　図-1によって求めた結果と結論をまとめたものが、下の表-1である。 ・図-1の結果と結論 電圧/V 一周期の時間/mSEC 振動数/㎐ 結果 0.30V 0.860mSEC 1163㎐ 結論 (0.30±0.32)V (0.860±0.50)mSEC (1163±786)㎐ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表-1 　次に、TIME/DIVを0.5mSECにし
  • レポート 理工学 測定 オシロスコープ 物理 実験
  • 550 販売中 2006/12/28
  • 閲覧(6,067)
  • オシロスコープ１
  • ＜オシロスコープの取扱法Ⅰ＞ １、　目的 　　　　オシロスコープの基本的な原理、機能を理解し、簡単な波形観測を行って、取り 　　　扱い法の基礎を習得する。 　　　２、　実験方法 　　　（ⅰ）測定準備 　　　　１．　電源をＯＮし、SWEEP MODEのREDかファンの回転音で確認。SWEEP MODEのAUTO、HORIZ DISPLAYのA、CH1のGNDの各ボタンを押す。 　　　　２．　輝線を輝度調整(INTEN)で見やすくし、焦点調整つまみ(FOCUS)で輝線を一番細くする。また、目盛り照明調整(SCALE)でスケールを適当な明るさにする。輝線が傾いているときは、輝線水平度調整(TRACE ROTATIOM)のポテンショメータをドライバーで回し水平にする。 　　　（ⅱ）プローブの調整 　　　　１．　入力端子(INPUT)にプローブ（アッテネータは10:1）、校正用出力端子(CAL OUT)にプローブチップをつける。 　　　　２．　垂直位置調整(POSITION)で輝線を目盛り中央の横線に重ねる。 　　　　３．　入力結合切り替え(AC,DC,GND)をGNDからACまたはDCの状態に
  • オシロスコープ 測定 計器 実験 電気
  • 550 販売中 2008/05/20
  • 閲覧(2,416)
  • オシロスコープ２
  • １．　目的 　　　　リサジュ図形、位相差の測定、整流回路の特性に関連したオシロスコープの利用法を学ぶ。デジタルストレージオシロスコープの取り扱いについても簡単に触れる。 　　　２．　実験方法 　　２．１　　　リサジュ図形 ２．１．１　発振器を「周波数＝30Hz、減衰器＝0dB、出力調整＝小」にセットする。 ２．１．２ オシロスコープを次のようにセットする。両CHとも入力結合はAC、感度切り替えは100mV/DIVとする。垂直軸CHはCH2、同期信号源はCH1を選択する。掃引速度切り替えはX-Yボタンを押し、入力端子にプローブ(10:1)を接続する。 ２．１．３　二人一組になり発振器二台を共用する。それぞれの発振器にプローブを接続する（指導書p20:図21）。 ２．１．４　オシロスコープと発振器の電源スイッチをONにする。輝度と焦点を調整して楕円を表示、発振器の出力を調整しパターンの大きさを加減する。 ２．１．５　一方の発振器の周波数を30Hzに固定し、他方の発振器の周波数を30Hz前後に緩やかに変化させ、パターンを一時的に殆んど静止させる。この状態を一枚スケッチする。 ２．１．６　発振器の周波数比を１：２と２：３にした場合も同様に実験する。 ２．１．７　楕円のパターンが静止している状態では、二つの発振器の周波数は完全に一致している。その状態から一方の発振器の周波数を1Hz変化させると、位相は360度変化し、楕円が毎秒1回転するようにみえる。これを実際に実験してみる。また周波数が1mHzずれているときのことを考える。 　２．２　　　　位相差の測定 ２．２．１　周波数レンジをKHz台に変え、オシロスコープの輝度を下げておく。ＣとＲを組み合わせハンダ付けしたもののリード線を発振器の出力端子に直接接続する（指導書p23:図26）。 ２．２．２　オシロスコープのプローブのCH1を発振器の出力端子の両端に、またCH2をＲの両端に接続する。接続後、輝度を増せば楕円が見えてくる。 ２．２．３　発振器の周波数が1KHz、3KHz、10KHzの三点で実験を行う。画面になるべく大きい楕円が出るよう、また楕円の中心が目盛りの中央に来るように調整する。このとき指導書p21:図24のＡ，Ｂに相当する寸法を読み取る。 ２．２．４　垂直軸CH選択をCH1,CH2 ONに、掃引動作を時間軸に変え、通常の二現象波形観測を行う。目盛り中央横線をゼロレベルにする。２．２．３と同じく三点の周波数で、指導書p23:図25のa、bに相当する長さを読み取る。 ２．２．５　ＣとＲの値から位相差を、２．２．３の測定結果からも位相差を式（７）（８） １ （指導書p21）を用いて計算する。同様に２．２．４の結果と式（９）（指導書p23）から位相差を算出する。部品の確度、読み取り誤差などを考えこれらを比較する。 ２．３　　　整流回路の波形観測 　２．３．１　発振器を周波数100Hz、減衰器0dB,出力0に設定する。抵抗やダイオードを回路に組み立てたものを図30（指導書p24）を参考にし、発振器に接続する。 　２．３．２　オシロスコープを、二現象観測で両CH共に入力結合はDC、感度50mV/DIV、掃引速度は2ms/DIV、同期信号源CH1にセットする。CH1のプローブ620Ωの抵抗の両端に、CH2のプローブを負荷抵抗10KΩの両端に接続する。プローブ減衰比は10:1である。 　２．３．３　オシロスコープの輝線を目盛り中央横線に合わせる。発振器の出力をあげてCH1の波形のピークを３目盛り（プローブ先
  • 実験 指導 発振 回路 周波数 測定 オシロスコープ 位相 波形 変化
  • 550 販売中 2008/05/20
  • 閲覧(3,543)
  • オシロスコープによる直流、交流の測定
  • ◦個別課題、実験目的 　オシロスコープによる直流、交流電圧を測定し、それらの特徴について理解する。 ◦実験方法 （１）直流電圧の測定 １-１）垂直軸感度を低くした。垂直入力方式をACにした。輝線が0Vの位置にくるように調節した。その後、電池を接続し、垂直入力方式をDCにした。垂直軸感度を適切にした。変化を図に記録し、記録図形から長さを読みとり、電圧に変換した。電池の極性を反転して最初と同様に測定した。 １-２）電池を接続したまま垂直入力をACにしてどう変化したかを確かめた。 １-３）TIME/DIVを電池を接続したままX-Yの位置にした。入力をDCからGNDにすると入力電圧はゼロになるので、斜めの輝線は点になる。その輝点を画面中心に合わせた後に記録した。 （２）交流電圧の測定 　入力端子に低周波発信器からの各種正弦波の振動波形を入力して、入力方式をAC、DCに切り替えて観察した。 ２-１）振動数の桁の異なる3種類以上の正弦波を選んで観測、記録した。また、１つの振動数で掃引時間を変えてどうなるかを観察した。 ２-２）記録した図から一周期分を図中に示し、その時間を記録図形から読みとり振動数を計算した。 ２-３）入力をGNDにして輝点を中心に合わせた後、入力をACに戻した後TIME/DIVをX-Yの位置にしてその変化を観察した。 ２-４）トリガー信号原をSOURCEをEXTにし、その変化を観察した。 （３）方形波の観察 　入力端子に低周波発信器を方形波に切り替えた。 ３-１）方形波を50㎐以下に切り替えて垂直入力をACとDCに切り替えてその波形の変化を観察した。 （４）音叉の振動数を測定 ４-１）マイクの代りにスピーカーを用いて、音叉の振動音をスピーカーから入力し、波形を記録し、振動数を測定した。 ４-２）自分の音声で音階の下のドと上のドの音の振動数を同様に求めた。 ◦実験結果 　１-１，２）の実験結果は、次のページの図-1の通りである。水力入力方式がACで、輝線を0Vにしたときの輝線は黒ペン（a）で、垂直入力方式をDCにして電圧の極性が＋のときの輝線は鉛筆（b）、−のときの輝線は赤ペン（c）で示している。極性が＋のときも−のときも、0Vから動いた距離はほぼ等しい。また、極性が＋のときは0Vの位置よりも上に、−のときは下に移動するようだ。 　また、（b）と（c）の時の電圧もそれぞれ調べた。今、TIME/DIVは1mSECで、（b）は＋1.65cmの位置にあるので、電圧は下の式より求められる。 　　1V×1.65cm＝1.65V 　誤差は垂直軸なので、フルスケールの±4％より、下の式より求められる。 　　8目盛分×（4/100）＝0.32V 　よって、（b）の電圧は、（1.65±0.32）Vである。 　同様にして、（c）の電圧は、1V×（−1.62）cm＝（−1.62）V、誤差は0.32Vよって、（−1.62±0.32）Vである。 　図-1の（b）と（c）の電圧の結果と結論をまとめたものが、下の表-1である。 ・（b）と（c）の電圧の結果と結論 （b）/V （c）/V 結果 1.65V −1.62V 結論 (1.65±0.32)V (−1.62±0.32)V 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表-1 　１-３）の実験結果は前のページの図-2の通りである。中央の輝点は垂直入力方式をGNDにしたときで、その右斜め上の輝点がDCにしたときである。 　２-１、２）の実験結果は次のページの図-3のとおりである。垂直入力方式をACにしてもDCにしても変
  • レポート 理工学 オシロスコープ 物理 実験 測定
  • 550 販売中 2006/12/28
  • 閲覧(10,836)
  • オシロスコープを使った基本的な実験
  • (Ⅰ－１) オシロスコープを使った基本的な実験 実験報告書（3班） 再提出版 実験日　10月30日　11月6日　11月8日 １．実験の目的 　　プローブの内部構造・動作原理をしり、プローブの正しい使い方を検討した。また、オシロスコープのX-Yモードを用いて、リサージュ図形から入力波と出力波の電圧比、位相差の求め方を検討した。微分回路・積分回路の周波数特性を検討し、トロイダルコアのB-Hカーブの測定を行った。 　　 ２．実験回路解析と実験方法 ２．１　プローブの動作原理（実験1） ａ．実験回路の理論解析 (1.1)伝達関数を求める C1、R1、C2、R2、C３に流れる電流をそれぞれi1、i2、i3、i4、i5とする また、C1、R1にかかる電圧をV1とする これらの式をラプラス変換すると、 　　　・・・① これらを①式に代入すると よって、伝達関数 は (1.2)　周波数伝達関数 は 周波数応答 は 位相差は より、 C2の調整が正しく行われたときのボード線図は次項に示す (1.3)　ステップ電圧印加の の波形を示せ 次にステップ電圧印加 とおき、逆ラプラス変換して ここで はステップ関数なので voの波形は次のようになる KTのとき 　　　　　　　　 特にK=Tのとき 　 (1.4)　 に波形歪みが生じないためには 　より 　　となればいいから 　を満たす必要がある。 ｂ．実験回路の詳細と実験方法 使用器具 オシロスコープ（KENWOOD 40MHz CS-4035） 発振機（KENWOOD AG-203D） 10：1プローブ（KENWOOD 960BNC 10:1） 実験方法 まず、オシロスコープ内蔵の校正電源で発生させた方形波をプローブに加えて表示させ、方形波の頭部が平坦になるようにC2を調節する。このことによって、入力と出力の位相差をなくし、以降の測定を正確に行える。 次に、プローブの先端に方形波を入力し、ステップ電圧のかわりとする。オシロスコープの波形表示モードをALTにし、波形を観測する。 ｃ．実験結果 写真はCH2の波形、1V/div　0.5ms/div ｄ．理論と結果の比較 実験結果のグラフをみると、ステップ電圧の頭部が平坦に表れている。 これは、voの理論式でK=Tとなった場合と同じである。 つまり、C2の調節が正しく行われたことを示している。 ２．２　リサージュ波形（実験2） 　ａ．実験回路の理論解析 　 ｘ軸方向に （入力）、ｙ軸方向に （出力）を印加する 　　・・・① 加法定理より 　　・・・② ①を②に代入すると 　　　・・・③ 　に①と③を代入すると 両辺sin2φをかけて 　　　・・・④ ④の式がリサージュ図形の式にあたる は図形から最大振幅値を読み取ることで求まる 　より 振幅比は ④式から　 のとき より 図形をみると　X=0のとき　Y=B　 よって より 位相差は 今回のオシロスコープの場合、入力と出力の方向が逆なので 振幅比は 位相差は ｂ．実験回路の詳細と実験方法 　 使用器具 オシロスコープ（KENWOOD 40MHz CS-4035） 発振機（KENWOOD AG-203D） 10：1プローブ（KENWOOD 960BNC 10:1）　2本 コンデンサ　1μF 抵抗　2ｋΩ 実験方法 交流電源Viの周波数を100Hzにする。 CH1を水平方向、CH2を垂直方向に入力し、X-Yモードにてリサージュ波形を観測する。 ｃ．実験結果 X軸：１mV/div　
  • レポート 理工学 オシロスコープ 微分回路 積分回路 トロイダルコア リサージュ
  • 550 販売中 2007/04/22
  • 閲覧(17,606)
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