Fachhochschule Kiel Fachbereich Informatik und Elektrotechnik Labor für Grundlagen der Elektrotechnik

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1 Fachhochschule Kiel Fachbereich Informatik und Elektrotechnik Labor für Grundlagen der Elektrotechnik Laborbericht zur Aufgabe Nr. 132 Messungen mit dem Oszilloskop Name: Name: Name: Bewertung: Bemerkungen / Korrekturen: Gruppe: Vortestat: Abgabe: Berichts- Testat: Geräteliste Nr. Geräteart Hersteller / Typ Inventar-Nr Plagiatsklausel: Die Studierenden erklären mit der Abgabe ihres Berichts, dass Sie alle verwendeten Quellen im Bericht korrekt erwähnt haben und dass dieser Bericht vollständig ihre eigene Arbeit ist. Nicht zulässig ist die Weitergabe eigener Berichte oder die Nutzung fremder Berichte.

2 EG-Labor Vorbereitung zu Nr. 132 (Messungen mit dem Oszilloskop) Die folgenden Aufgaben sind zur Vorbereitung des Laborversuchs zu bearbeiten und werden zum Beginn des Labortermins kontrolliert. Gruppe: (= GR) Einzelne Aufgabenwerte variieren nach der Einerstelle (GRE) der Gruppennummer (GR). Das Oszillogramm wurde mit folgenden Einstellungen des Oszilloskops aufgenommen: GRE c X in ms/div 0,1 0,2 0, c A in V/DIV c B in V/DIV 0,2 0, ,2 0, Eingangskopplung = DC (beide Kanäle) Triggerquelle = Kanal A Triggerposition = t GRE (t 0 t 9 siehe Bild) a) Geben Sie die Triggerflanke und den Triggerpegel an. Flanke: U Trig = b) Ermitteln Sie U SS -Werte, Periodendauer und Frequenz der Signale. Markieren Sie alle in a) und b) ermittelten Werte im Schirmbild. U SS,A = U SS,B = c) Dreieckssignal Auf dem Schirm ist ein symmetrisches Dreieckssignal angedeutet. Tragen Sie den Signalverlauf ein, wenn die Amplitude bei gleichem Triggerpegel (1 DIV) und gleicher Frequenz auf folgenden Wert eingestellt wird: Û = (1,5 + GRE) V = Legen Sie zuerst einen Ablenkfaktor zur optimalen Schirmausnutzung fest: 0 0 t 0 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8 t 9 A B T = f = 1/T = c Y = V/DIV Hinweis: Zeichnen Sie zunächst den Verlauf für U Trig = 0V.

3 EG-Labor Aufgabenblatt zu Nr. 132 (Messungen mit dem Oszilloskop) Mit (N) markierte Aufgaben sind in der Nachbearbeitung im Bericht zu erledigen. Mit (B) markierte Aufgabenteile lassen Sie bitte vom Aufsichtspersonal bestätigen. Verwenden Sie für alle Aufgaben die Frequenz f = (1 + GR/20) khz = khz 1. Triggerung 1.1 Stellen Sie unter dem Menü Trigger die angegebenen Parameter ein und geben Sie weiterhin zu jedem Menüpunkt die einstellbaren, aber nicht gewählten Parameter an. 1.2 Schließen Sie den Ausgang eines Funktionsgenerators an einen Y-Eingang an. Stellen Sie eine Dreieckwechselspannung der Frequenz f und Amplitude Û bei gegebenen Triggerdaten ein. (B) Dokumentieren Sie das Oszillogramm. Û = V U Trig = V Flanke = Position = 2. Spannungsmessung Erstellen Sie für die folgenden Aufgaben ein Schaltbild. Schließen Sie den Ausgang eines Funktionsgenerators an einen Y-Eingang und parallel dazu ein Multimeter an. 2.1 Stellen Sie mit selbst gewählten, für eine genaue Auswertung sinnvollen Daten eine Sinusspannung dar (Frequenz s.o., Amplitude in ganzen Divisions, 1-2 Perioden). a) Messen Sie U eff mit dem Multimeter und bestimmen Sie U SS direkt aus dem Schirmbild (Divisions Amplitudenmaßstab). b) Wählen Sie das Menü CURSOR und messen Sie U SS mit Hilfe von Cursor-Linien. c) Wählen Sie das Menü MEASURE und zeigen Sie die Werte für U SS und U eff an. (B) Dokumentieren Sie das Oszillogramm und die Messwerte. 2.2 (N) Nachbearbeitung s. Bericht. 3. Zeit- und Frequenzmessung 3.1 Stellen Sie am Generator ein Rechtecksignal ein. a) Messen Sie die Frequenz des Signals mit dem Multimeter. Wählen Sie eine geeignete Zeitablenkung und bestimmen Sie die Periodendauer des Signals direkt aus dem Schirmbild (Divisions Zeitmaßstab). b) Wählen Sie das Menü CURSOR, messen Sie T und f mit Hilfe von Cursor-Linien. c) Lesen Sie das Ergebnis der automatischen Frequenzmessung auf dem Schirm ab. B) Dokumentieren Sie das Oszillogramm und die Messwerte. 3.2 (N) Nachbearbeitung s. Bericht. 4. Zeitdehnung (Optionale Aufgabe) Verwenden Sie das Rechtecksignal der vorigen Aufgabe. Wählen Sie im Menü HORIZ MENU den Zoombereich und probieren Sie verschiedene Dehnungswerte aus ( ), um die ansteigende Flanke des Signals zu vergrößern. Bestimmen Sie mit Hilfe von Cursor-Linien die Anstiegszeit des Signals (Zeitdifferenz zwischen den Amplitudenwerten 10 % und 90 %) und dokumentieren Sie das Oszillogramm. Diskutieren sie das Ergebnis.

4 EG-Labor Bericht zur Aufgabe 132 (Messungen mit dem Oszilloskop) Triggerung Menü Trigger Menüpunkt Typ Quelle Flanke Modus Kopplung Gewählt Optionale Parameter Flanke CH1 Positiv Auto DC Schirmbild in Ordnung: Optionale Aufgabe: 4. Zeitdehnung Original-Ablenkfaktor c X = Ablenkfaktor mit Zoom c Z = Zoomfaktor c X / c Z = Anstiegszeit t rise = Diskussion:

5 EG-Labor Bericht zur Aufgabe 132 (Messungen mit dem Oszilloskop) Spannungsmessung Schaltung zu den Messungen 2 und 3: 2.1 Messwerte a) Schirmbild / Multimeter b) Menü CURSOR c) Menü MEASURE U SS = c Y s Y = U SS = U SS = U eff,mm = U eff = Zu a) Y-Auslenkung und Ablenkfaktor: s Y = DIV c Y = V/DIV Messung in Ordnung: 2.2 Auswertung Geben Sie den Scheitelfaktor k S eines Sinussignals an. Berechnen Sie aus beiden Messungen zu Punkt a) jeweils die Amplitude Û. Ermitteln Sie daraus den absoluten und relativen Fehler von Û Osz mit Û MM als Referenz. Vergleichen Sie weiterhin die Ergebnisse für U SS und U eff aus Punkt a) mit den Ergebnissen aus b) und c). Theoretischer Wert für den Scheitelfakor: k S = Û/U eff = Oszilloskop Û Osz = Multimeter Û MM = Formeln bitte jeweils angeben Abs. Fehler F U = Rel. Fehler F rel,u = Vergleich der Messergebnisse:

6 EG-Labor Bericht zur Aufgabe 132 (Messungen mit dem Oszilloskop) Zeit- und Frequenzmessung Ein Rechtecksignal mit der Frequenz f = khz ist am Generator eingestellt. 3.1 Messwerte a) Multimeter / Schirmbild b) Menü CURSOR c) Automatische Messung f MM = f = f = T = c X s X = T = Zu a) X-Auslenkung und Ablenkfaktor: s X = DIV c X = s/div Messung in Ordnung: 3.2 Auswertung Berechnen Sie aus der unter a) gemessenen Periodendauer die Frequenz. Nehmen Sie das Ergebnis des Multimeters als Referenz und berechnen Sie den absoluten und relativen Fehler der Frequenzmessung. Vergleichen Sie weiterhin die Ergebnisse für T und f aus Punkt a) mit den Ergebnissen aus b) und c). Periodendauer T = Frequenz f = Formeln bitte jeweils angeben Abs. Fehler F f = Rel. Fehler F rel,f = Vergleich der Messergebnisse:

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