Meranie osciloskopom, Lissajousove obrazce

Zadanie merania:
Pomocou osciloskopu pozorujte tvar a priebeh napätia striedavého, dvojcestne usmerneného a vyhladeného pomocou RC filtra. Zistite, či veľkosť frekvencie zodpovedá Lissajousovým obrazcom zobrazeným na obrazovke osciloskopu.

Teoretický rozbor:
Princípom usmernenia a stabilizovania napätia na požadovanú hodnotu je prvotné transformovanie napätia na približne požadovanú veľkosť. Ďalším krokom je usmernenie tohoto napätia pomocou dvojcestného mostíkového usmernovača, ktorý pozostáva zo 4 zapojených diód. Takto usmernené napätie môžeme pomocou RC vyhladzovacieho článku vyhladiť a stabilizovať pomocou zenerovej diódy na nami požadovanú hodnotu.

Princípom merania frekvencie osciloskopom je porovnávanie meracej frekvencie so známou frekvenciou. Harmonické napätie známej frekvencie sa privedie na vstup horizontálneho zosilňovača osciloskopu a harmonické napätie neznámej frekvencie sa privedie na vstup vertikálneho zosilňovača osciloskopu. Na obrazovke osciloskopu vznikajú Lissajousove obrazce, z ktorých možno určiť frekvenciu neznámeho signálu a fázový posun medzi neznámym a porovnávacím signálom. Táto metóda je jednoduchá, pokiaľ sú frekvencie vstupujúce do osciloskopu v celočíselnom pomere. Pri nesplnení tejto požiadavky sa zobrazenie na obrazovke osciloskopu pohybuje a nemožno ho vyhodnotiť. Osciloskop pracuje s vypnutou časovou základňou v súradnicovom režime X - Y. Zmenou normálovej frekvencie fN je možné nastaviť stojaci, do seba uzatvorený Lissajousov obrazec. Pri vyhodnocovaní pomeru frekvencií fx (neznáma) a fN (normálová) je najskôr potrebné zistiť počet dotykových bodov px na dotyčnici vedenej k Lissajousovmu obrazcu v smere vychyľovania napätím neznámej frekvencie fx a počet dotykových bodov py na dotyčnici k obrazcu v smere vychyľovania napätím známej frekvencie fN. Na vyhodnotenie sa použije vzťah: px .fx = py. fN Ak je pri odčítaní výhodnejšie, za py a px je možné dosadiť namiesto počtu dotykových bodov počet priesečníkov na sečniciach vedených obrazcom. Ak ide sečnica priesečníkom Lissajousovho obrazca, je potrebné počítať v tomto bode s dvoma prechodmi.