AMASYA ÜNİVERSİTESİ

AMASYA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ
BÖLÜMÜ
EEM 108 Elektrik Devreleri I Laboratuarı
Deneyin Adı: Osiloskop Kullanımı
Deneyin No: 2
Raporu Hazırlayan Öğrencinin:
Adı ve Soyadı
:
Okul No
:
Deney Grubu
:
Deneyi Yaptıran Araştırma Görevlisi:
DENEYİ YAPTIRAN
(İMZA)
DENEY TARİHİ
RAPOR TESLİM TARİHİ
VERİLEN NOT
2
Deneyin Amacı:
Bu deneyde amaç, osiloskobu tanımak ve osiloskop kullanarak bir elektriksel işaretin genlik,
sıklık(frekans) ve dönem(periyot) gibi büyüklüklerinin ölçülmesidir.
Genel Bilgiler:
1.Osiloskop’un Yapısı;
Osiloskop, televizyon tüplerinin benzeri olan katot ışınlı tüpten oluşur. Katot ışınlı tüp, havası
boşaltılmış cam bir tüptür.
Katot ışınlı tüp, temel olarak 3 kısımdan oluşur.
a.Elektron Tabancası
b.Düşey (Y) ve Yatay (X) saptırma levhaları
c.Ekran
Şekil-1: Osiloskobun İlkesel Yapısı
a.Elektron Tabancası
Elektron tabancası elektronların meydana gelmesini ve kontrolünü sağlamaktadır. Elektron
tabancasının katodu, bir flaman yardımıyla ısıtılır. Isının etkisiyle katotun yapısında yer alan
serbest elektronlar koparak anota uygulanan yüksek potansiyelli gerilim yardımıyla anota doğru
hızla hareket ederler. Katottan, anota doğru hareket eden elektronlar, hızlandırma ve odaklama
ızgaralarından geçerler. Bahsi geçen ızgaralar, katottan koparak ilerleyen elektronların ekranın
tam ortasına ilerlemesini sağlar. Ancak, ızgaralara, 20-50 V arası gerilimler uygulanırsa
elektronlar, ekranın tam orta noktasından saparak istenilen bir noktaya getirilebilir.
Ekranın iç yüzeyindeki fluoresan madde nedeniyle, iç yüzeye çarpan elekron demeti ekranın
dışında yeşil bir ışık noktası (spot) olarak görünür.
b.Düşey (Y) ve Yatay (X) saptırma levhaları
Osiloskopta incelenen işaret çok küçükse, işaretin genlik, sıklık, periyot gibi büyüklüklerinin daha
rahat gözlenmesi için işaret yatay ve düşey yönde büyütülebilir. Bunun için işaret önce
kuvvetlendirilir; daha sonra levhalara uygulanır. Osiloskoptaki görüntünün düşey yönde büyütülmesi
VOLTS/DIV düğmesiyle ve yatay yönde büyütülmesi TIME/DIV düğmesiyle gerçeklenir.
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
3
c.Yatay Süpürme (Tarama) Devresi
Bu kısım zamanla testere dişi bir işaret (gerilim) üreten bir osilatör olup, bu gerilim osiloskobun
yatay saptırma levhalarına uygulandığında, düşey levhalarda bir gerilim yokken ışıklı nokta
ekranda orta kısımda düz bir yatay çizgi (zaman ekseni) olarak görülür. Düşey levhalarda zamanla
değişen bir işaret olup yatay levhalara işaret uygulanmamışken ekranda düşey bir çizgi
görülmektedir. Yatay levhalara testere dişi gerilim, düşey levhalara da zamanla periyodik olarak
değişen bir gerilim: sinüsoidal, üçgen, kare dalga, vb uygulandığında ekranda düşey levhalara
uygulanan gerilim görülmektedir. Düşeye ve yataya uygulanan işaretler birlikte senkron olurlarsa,
ekrandaki işaret duruyormuş gibi görünür. Aksi halde ekrandaki işaret sürekli olarak sağa ya da
sola doğru kayar.
2. Osiloskop’un İşlev Tuşları
Şekil-2: Osiloskop’un İşlev Tuşları
1. POWER: Osiloskobu açar ve kapar. Tuş’un yanında yer alan LED’ in ışık vermesi osiloskobun
çalıştığı anlamına gelir.
2. CAL.: Probları kalibre etmek için kare dalga sinyal çıkışı üretir.
3. FOCUS: Ekrandaki izin net olarak elde edilmesi için odaklama yapar.
4. INTEN: Ekrandaki izin parlaklığını ayarlar.
5. GND:Osiloskop’ta kaçak akımlara karşın toprak bağlantısını sağlar.
6-7.INPUT: Osiloskop’ta incelenmek istenilen işaretin osiloskoba bağlantısını sağlar.
8. EXT. TRIG: Tetikleme yapılacaksa, tetikleme devresi ile osiloskop arasında bağlantı kurar.
9. MOD SEÇME ANAHTARI :Tetiklemeli modlarının seçiminde kullanılır. Aşağıda belirtilen
konumlara sahiptir.
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
4
AUTO:
Tarama bir tetikleme sinyali ile yapılır. Bu tetikleme sinyali yoksa bile ekranda görüntü olur.
NORM:
Tarama bir tetikleme sinyali ile yapılır. Uygun tetikleme sinyali yoksa ekranda görüntü olmaz.
X-Y :
Düşey Mod ayarları ihmal edilir. X ekseni olarak KANAL-1, Y-Ekseni olarak da KANAL-2
kullanılır.
10.Coupling :Tetikleme kuplajı seçimi için kullanılır. Aşağıda belirtilen konumlara sahiptir.
AC: Tetikleme sinyali, tetikleme devresine kapasitif olarak kuple edilir. DC akım bileşenleri atılır.
Normal sinyal ölçümleri için AC kuplaj kullanılır.
TV-F: Birleşik video sinyalinin düşey senkronizasyon palsleri seçilir ve tetikleme devresine
kuplajlanır.
TV-L: Birleşik video sinyali yatay senkronizasyon palsleri seçilir ve tetikleme devresine kuplajlanır.
11. Source:Tetikleme sinyal kaynağının seçimi için kullanılır. Aşağıda belirtilen konumlara sahiptir.
VERT: Tetikleme sinyal kaynağı düşey mod için seçilir. Düşey (vertical) mod seçme anahtarı;
KANAL-1, ALT, CHOP veya ADD konumunda olduğunda
KANAL-1 giriş sinyali, tetikleme sinyal kaynağı olarak kullanılır.
CH1: KANAL-1 giriş sinyali, tetikleme sinyal kaynağı olarak kullanılır.
CH2: KANAL-2 giriş sinyali, tetikleme sinyal kaynağı olarak kullanılır.
LINE: Ticari olarak kullanılan güç kaynaklarından alınan dalga formu, tetikleme sinyal kaynağı
olarak kullanılır.
12. VERT MODE: Dikey eksen çalışma modunun seçimi için kullanılır. Aşağıda belirtilen konumlara
sahiptir.
CH1: Ekranda sadece KANAL-1 (CH1)’ e uygulanan sinyalin görünmesini sağlar.
CH2: Ekranda sadece KANAL-2 (CH2)’ e uygulanan sinyalin görünmesini sağlar.
ALT:
KANAL-1 ve KANAL-2 giriş sinyalleri arasında taramaya uygun olarak anahtarlama yapar ve bunları
ekranda gösterir.
CHOP: Taramaya bağlı kalmaksızın yaklaşık 250 KHz'lik bir frekansta KANAL-1 ve KANAL-2 giriş
sinyallerinin ekranda görünmesini sağlar.
ADD: KANAL-1 ve KANAL-2 giriş sinyallerinin toplamını gösterir.
13.INV:Bu anahtara basıldığında KANAL-1 giriş sinyalinin polaritesi terslenir.
14.SLOP ANAHTARI :Tetikleyici tarama sinyalinin SLOP polaritesinin seçiminde kullanılır. Bu
anahtara basılmadığında, Sinyal kaynağının yükselen kenarında tetikleme işlemi yapılır. Basılı ise,
tetikleme işlemi sinyalin düşme anında yapılır.
15.TETİKLEME SEVİYE KONTROLÜ (TRİGGER LEVEL CONTROL) :
KANAL-2 dikey eksen giriş jakıdır. X-Y modunda, X ekseni giriş jakı olarak kullanılır.
16-17-18.POZİSYON KONTROL:Her giriş kanalı için (CH1 ve CH2) osiloskoba beslenen gerilim
aşağı ve yukarı kaydırılmasını sağlar.
19. DEĞİŞEBİLEN CONTROL: Bu bir ince ayar kontrolüdür. Konrol işlemi, sürekli tarama zaman
ayarı SWEEP TIME/DIV sahası içerisinde yapılabilir. Tarama zamanı CAL pozisyonuna alınarak
kompanze edilir (düzeltilir).
20-21.VOLT/KARE KONTROL (VOLT/DIV CONTROL) : KANAL-2’ ye bağlanan dc veya ac tipi
gerilim sinyalinin hassasiyetini ayarlayan, yani osiloskobun dikey eksen skalasını değiştiren
anahtardır.
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
5
22.SWEEP TIME/DIV KONTROL:(H27) (GW18)
Yatay eksende her karenin zaman hassasiyetini ayarlamak için kullanılır. Bu ayar 0.5μs/DIV ile
0.05s/DIV arasında 19 adımda yapılabilir. VARIABLE CONTROL düğmesi, CAL konumuna
ayarlandığın da tarama değerleri kalibre edilmiş olur.
23.“AC-GND-DC” ANAHTARI (AC-GND-DC SWITCH): KANAL-2 (CH2) girişine uygulanan
sinyalin seçimi için kullanılır.
Üç adet ayrı konuma sahiptir.
AC:
Bu konumda; Giriş sinyali kapasitif kuplajlı olacağından DC bileşenler atılacaktır. 1/1 prob ya da
koaksiyel kablo kullanıldığın da, -3dB zayıflatma noktası 10Hz veya daha aşağısı olacaktır. 10/1 prob
kullanıldığında bu nokta 1Hz veya daha aşağısı olacaktır. Giriş kanalına uygulanan ac tipi gerilim
sinyalinin şeklinin osiloskop ekranında görülmesini sağlar
GND:
Bu konumda; ac veya dc tipi giriş sinyali topraklanır. Ekranda sinyal görülmez. Girişe verilen 0 V
seviyesini belirler. Ekran ortasında düz çizgi oluşur.
DC:
Bu konumda; girişe uygulanan dc gerilimin seviyesini yada ac sinyalinin dc seviyesini belirler.
Anahtar bu(DC) konuma getirilmeden önce “GND” toprak konumuna getirilerek 0V gerilim seviyesi
ekranın merkezinde yatay düz çizgi olarak ayarlanmalıdır.
DENEYİN YAPILIŞI
1.Zamanla Değişmeyen DC Gerilimlerde Genlik Ölçümü
1.1. Multimetre yardımıyla DC kaynağın çıkışını 1V olarak ayarlayınız.
1.2. Osiloskobun 1. Kanalını GND konumuna getirerek ekrandaki yatay düz çizgiyi ekranın en
altındaki ölçü çizgisi ile çakıştırınız.
1.3. Kanal-1 girişini DC konuma alınız.
1.4. Osiloskobun 1. Kanalının girişine DC güç kaynağının çıkışını bağlayınız.
1.5. 1. Kanalın Volt/Div ayarının uygun konuma getiriniz.
1.6. Ekranda görüntülenen görüntünün düşey yönde sapma miktarını (Div) bulunuz.
1.7. Volt/Div kademesi ile düşey yönde sapma miktarını çarparak DC kaynağın gösterdiği değeri
hesaplayınız.
1.8. 1.7’deki adımda yapılan işlemlerin aynısını DC kaynağın çıkışını Vdc=2V, Vdc=2.5, Vdc=3V,
Vdc=3,5V değerleri için tekrarlayınız. Ve Tablo-1’e kaydediniz.
Tablo-1: Osiloskopla Ölçülen DC Gerilim Değerleri
Multimetre İle
Ölçülen Genlik
Değeri
Volt/Div
kademesi
Düşey yönde
sapması (Div)
Osiloskop ile
ölçülen genlik
değeri
1
2
2.5
3
3.5
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
MultimetreOsiloskop
Ölçüm Farkı
(%)
6
2.Zamanla Değişen AC Gerilimlerde Genlik ve Akım Ölçümü
2.1. İşaret üretecinin dalga şeklini sinüs ve multimetre yardımıyla AC kaynağın çıkışını 1V olarak
ayarlayınız.
2.2. Osiloskobun 1. Kanalını GND konumuna getirerek ekrandaki yatay düz çizgiyi ekranın en
altındaki ölçü çizgisi ile çakıştırınız.
2.3. Kanal-1 girişini AC konuma alınız.
2.4. Osiloskobun 1. Kanalının girişine AC güç kaynağının çıkışını bağlayınız.
2.5. 1. Kanal Volt/Div ayarının uygun konuma getiriniz.
2.6. Ekranda görüntülenen görüntünün düşey yönde sapma miktarını (Div) bulunuz.
2.7. Volt/Div kademesi ile düşey yönde sapma miktarını çarparak AC kaynağın gösterdiği değeri
hesaplayınız.
2.8. 2.7’deki adımda yapılan işlemlerin aynısını AC kaynağın çıkışını Vac=2V, Vac=2.5, Vac=3V,
Vac=3,5V değerleri için tekrarlayınız. Ve Tablo-2’e kaydediniz.
2.9. Ohm Yasasını kullanarak 2.8’de verilen her bir gerilim değeri için dirençler üzerinden akan
akım değerlerini bulunuz ve bulduğunuz akım değerlerini Tablo-3’e kaydediniz.
Şekil-1:AC Gerilimle Beslenen Paralel Direnç Devresi
Tablo-2: Osiloskopla Ölçülen AC Gerilim Değerleri
Multimetre
İle Ölçülen
Genlik
Değeri
1
2
2.5
3
3.5
Volt/Div
kademesi
Düşey
yönde
sapması
(Div)
Osiloskop
ile ölçülen
genlik
değeri
MultimetreOsiloskop
Ölçüm Farkı
(%)
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
7
Tablo-3: Osiloskopla Ölçülen AC Akım Değerleri
Multimetre Multimetre R1(Ω) R2(Ω) Osiloskop
İle Ölçülen İle Ölçülen
ile
I1 Akımı
I2 Akımı
ölçülen
Değeri
Değeri
Gerilim
değeri
I1
(A)
I2
(A)
Multimetre- MultimetreOsiloskop
Osiloskop
Ölçüm Farkı Ölçüm Farkı
(I1 için)
(I2 için)
(%)
(%)
3.Zamanla Değişen AC Gerilimlerde Dönem (Periyot) ve Sıklık (Frekans)
Ölçülmesi
3.1. İşaret üretecinin dalga şeklini sinüs ve AC kaynağın çıkışını 2V olarak ayarlayınız.
3.2. Multimetrenin frekans ölçme özelliğini kullanarak çıkış frekansını 100 Hz olarak ayarlayınız.
3.3. Time/Div kademesini uygun konuma getirerek ekranda bir periyodu tam olarak görmeye
çalışınız.
3.4. Bir periyodun ekranda kaç kare olduğunu (Div) belirleyiniz.
3.5. 3.3. ve 3.4.’de belirlenen değerleri kullanarak işaretin periyodunu bulunuz.
3.6. frekans ile periyot arasındaki oransal ilişkiden faydalanılarak işaretin frekansını hesaplayınız.
3.7. Farklı frekans değerleri için, (f=1000 Hz, f=1500 Hz, f=3000 Hz,f=4500 Hz) osiloskop
kullanarak periyot değerini bularak, periyottan yola çıkılarak frekans değerini hesapalyınız.
3.8. Multimetre ile ölçülen frekans değerleri ile osiloskopta bulunan periyot değerleri kullanılarak
hesaplanan frekans değerlerini karşılaştırınız.
Tablo-4: Osiloskopla Ölçülen AC Gerilime Ait Periyot ve Frekans Değerleri
Multimetre ile
ölçülen frekans
değerleri
Time/Div
Kademesi
Yatay Yönde
Sapması (Div)
Periyot
(sn)
Frekans
(Hz)
100
1000
1500
3000
4500
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü
MultimetreOsiloskop
Ölçüm
Farkı
(%)
8
Deneyden Sonra Yapılacaklar
1. Tablo-1, Tablo-2, Tablo-3 ve Tablo-4’de hesaplanan Multimetre-Osiloskop ölçüm
sonuçlarından elde edilen hata yüzdesini yorumlayınız. Hata yüzdesi büyükse neden
kaynaklanabileceğini belirtiniz.
2. Tablo-1, Tablo-2, Tablo-3 ve Tablo-4’de elde edilen ölçüm sonuçlarını milimetrik kağıda
çiziniz.
3. 100 Hz frekanslı bir sinüs dalgasının periyodunun osiloskop ekranında 10 kare (Div)
uzunluğunda yer alması için Time/Div kademesi ne olmalıdır?
4. Time/Div ayarı 20s/Div olan bir osiloskobun ekranında, periyodu 6.3 birim(Div) uzunluğunda
olan bir kare dalga yer almaktadır. Bu kare dalganın periyodu ve frekansını bulunuz.
Amasya Üniversitesi Teknoloji Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü