Ақпаратты бейнелеуге арналған осциллограф

Дәрістің тақырыбы:Ақпартты бейнелеуге арналған осциллограф

Дәрістің түрі: Аралас сабақ

Дәрісті оқыту әдісі: баяндау, түсіндіру, пәнге қызығушылығын ояту, сұрақ-жауап

Дәрістің мақсаттары:

Білімділік: Ақпаратты бейнелеуге арналған осциллограф туралы алған білімдерін шыңдау. Өз мамандықтары бойынша пәннің маңыздылығын түсіндіру.

Дамытушылық: Оқушылардың ойлау логикасын, білім қабілетін ,өріс тарапын дамыту.Өзіндік ізденуге шығармашылыққа үйрету.

Тәрбиелік: Тақырып арқылы оқушы бойына біліктілік, тәрбиелікті және пәнге деген қызығушылығын ояту, ұқыптылыққа тәрбиелеу

Пәнаралық байланыстар:Физика, электртехника, микрорадиоэлектроника

Көрнекі құралдар:интерактивті тақта, кітаптар, зертханалық-тәжірибелік стенд.

Дәріс барысы

І. Ұйымдастыру кезеңі:

Амандасу, студенттерді түгендеу, аудиторияның тазалығын тексеру, жаңа сабаққа

зейінін аудару (5 мин)

ІІ. Оқушыларды мына тақырып бойынша тексеру:

Дискретті электронды аспаптар, электро-вакуумдық аспаптар, иондық аспаптар,

газразрядты аспаптар

Студенттерден үй тапсырмасын сұрау.

1. Сұрақтар қоржыны ойыны. Студенттерге 1- сұрақтан тұратын кесте тапсырмаларын беру.

Сұрақтар: (25 мин)

1. Вакуум дегеніміз не?

2. Электронды вакуумдық аспаптардың қызметі қандай?

3. Термоэлектрондық эмиссия дегенді қалай түсінісіз?

4. Электронды-сәулелiк түтікшенің қолданылуы?

5. Вакуумдық аспаптар деген не?

6. Вакуумдық аспаптардың түрлері?

7. Вакуумдық аспаптардың қолданылуы және жұмыс істеу принципі?

8. Вакуумдық аспаптардың жіктелуі, қолданылу аймағы?

9. Катод дегеніміз не?

10. Анод дегеніміз не?

11. Газдағы электр разрядтарының негізгі түрлері?

12. Газотронның қызыметі?

13. Диод дегеніміз не?

14. Триод дегеніміз не?

15. Газды жарықтандырғыш сигналды шамдардың түрлері?

16. Иондық аспаптардың физикалық негіздері?

17. Ионды құралдардың жұмыс істеу принципі?

18. Электронды шамдар туралы жалпы мағлұмат?

19. Электронды эмиссия дегенді қалай түсінесіз?

20. Электр және магнитті өрістердегі электрондардың қозғалысы?

2. Тесттер шешу (10 сұрақтан 4-вариант) (5мин)

ІІІ. Жаңа материалды түсіндіру жоспары: (20 мин)

1. Электронды – сәулелі түтікше

2. Осциллограф

3. Осциллографтық түтік

Ақпаратты бейнелейтін аспаптардыңдегеніміз зерттеліп отырған электрлік сигналдардың формасын сырттай бақылауға арналған өлшеу аспабы. Олардың көмегімен электрлік сигналдардың жиілігін, периодын, амплитудасын және фазалық ығысу бұрышын өлшеуге болады.

1-Сурет-Электронды-сәулелі түтікше құрылысы

Түтікше экранының ішкі беті электрондар соққан кезде жарық бөліп шығаратын зат – люминоформмен қапталған. Электрондар ағыны неғұрлым көп және екпінді болса, олардың соққан бөліктері де соғұрлым көп жарықталынады. Электрондар ағыны экранға қарама-қарсы түтікшенің екінші бөлігінде орналасқан электронды зеңбіректен  электронная пушка шығады. Ол қыздырғыш элементтен 1 және катодтан 2 құралады. Электронды зеңбірек пен экран арасында экранға қарай ұшып келе жатқан электрондар ағынын реттеуге арналған модулятор 3, электрондарды жинақтап электрондар шоғына айналдыратын және оларға қажетті үдеу беретін фокустағыш 4 және үдеткіш 5 анодтар, сонымен қатар электрондар шоғы ағынының горизонталь Y және вертикаль X осьтер бойындағы координаталарын өзгертуге арналған 6 көлденең және 7 тік ауытқыту пластиналарының жұбы орналасқан.

Электорнды сәулелі түтікше келесі ретпен жұмыс жасайды

Қыздырғыш элемент ұштарына айнымалы кернеу, модуляторға тұрақты кернеу ал анодтарға катодқа қарағанда қарағанда кері бағытпен оң кернеу береміз, сондай-ақ бірінші анодқа фокустаушы берілген кернеу екінші анодтағыға үдетуші қарағанда айтарлықтай жоғары. Ауытқытушы пластиналарға электрондар шоғын экранның ортасына қарағанда кез-келген бағытта жылжытуға мүмкіндік беретін тұрақты кернеу мен қатар зерттеліп отырған сигалдардың формасын белгілі бір ұзындыққа жазбалайтын айнымалы кернеуде беріледі.

Зерттеліп отырған сигналдың экранда қалай кескінделетінін түсіну үшін экранды шеңбер тәрізді 2 - сурет деп алып оның ішіне ауытқытушы пластиналарды орналастырамыз. Егер гаризонталь Пх ауытқытушы пластиналарға ара тісі тәрізді U_x кернеу беретін болсақ, онда экран бетінде жазбалаушы сызық немесе жазбалаушы деп аталатын – жарық горизонталь сызық пайда болады. Бұл сызықтың ұзындығы ара тісі кернеудің амплитудасына байланысты.

Егер Пх- пластиналарына ара тісі тәрізді кернеу берген кезде вертикаль Пу) ауытқытушы пластиналарға формасы синусоидалы айнымалы U_y кернеу беретін болсақ, онда жазбалаушы сызық осы тербеліс формасына сәйкес қисық түрге ие болады

2-сурет. Ақпаратты бейнелейтін аспаптардың экранында сигнал кескінінің пайда болуы

Осциллограф

• Осциллограф (лат. oсcillo — тербелетін және гр.grapho — жазамын)

• Электронды осциллограф дегеніміз зерттеліп отырған электрлік сигналдардың пішінін сырттай бақылауға арналған өлшеу аспабы. Осциллограф төменде келтірілген электрлік сигналдардың қасиеттерін сипаттай алады:

• 1. Қандайда бір мерзімдік процестерді;

• 2. Екі электрлік шаманың арасындағы тәуелділікті білдіретін қисықты бақылап жазады;

• 3. Электрлік немесе жарықтық сигналға айналған, уақыт сайын өзгермелі күштік және кинематикалық айқындауыштарын (шамаларын) бақылауға және жазуға арналған электр өлшеуіш құрал.

• 4. Уақытқа байланысты электртогының немесе кернеуінің өзгерісін көзбен бақылауға немесе жазуға мүмкіндік береді.

• Сонымен қатар, әртүрлі электрлік шамаларды: кернеуді, ток күшін, ток жиілігін, фазалар ығысу бұрышын, импульстардың ұзақтылығын, қайталау жиіліктерін және т.б. өлшеуге арналған аспаптар арқылы өлшей алады. Электрлік емес шамаларды электрлік шамаларға түрлендіре отырып, тез өзгеріп отыратын физикалық үдерістерді: қысымды, температураны, үдеуді, жылдамдықты, айналу жиілігін және т.б. осциллограф көмегімен тіркеуге және бақылауға болады. Жұмыс істеу принципі бойынша осциллограф жарық сәулелі және электронды сәулелі болып бөлінеді.

• Осциллографтық түтік

• Электронды осциллографтың негізгі элементі – электронды сәулелі түтікше. Осциллографтық түтік− көрінбейтін электрлік сигналдарды графиктік көріністерге түрлендіретін электрон сәулелі түтік. Қабылдайтын сигналдардың сипатына, оларды экранда көрсету ерекшеліктеріне қарай осциллографты түтіктер төменгі жиілікті, кең жолақты (жоғары және аса жоғары жиілікті) жоғары вольтті, жадқа сақтаушы, көп сәулелі, сәулесі радиалды ауытқитын аспап болып бөлінеді. Осциллограф экранда электр сигналдарды график түрінде бейнелейді. Көбінесе, график электр сигналдарының уақытқа байланысты өзгерісін көрсетеді. Графиктен келесі деректерді алуға болады:

• Сигналдың түскен уақыты мен кернеу мәнін;

• Тербелмелі сигналдың жиілігін есептеу;

• Берілген тізбектің жылжымалы бөліктерін, сигнал арқылы көру;

• Нағыз компоненттердің жоғында сигналдар түрінің бұзылуын;

• Сигналдың тұрақты немесе айнымалы ток үшін бе қандай жағдайда артық болатынын көрсете алу;

• Шу шығаратын сигналдар қандай, шу уақытқа тәуелді ме деген сұрақтарға жауап алу.

• 

• 1- сынама, 2- іскеқосу жүйесі, 3- вертикаль жүйе, 4- әлсіреткіш, 5-вертикаль күшейткіш, 6-дисплей жүйесі, 7-ЭСТ, 8- горизонталь жүйе, 9-генератор сигналдары,

• 10- горизонталь күшейткіштер, 11- уақытбазасы

• Осциллографты теледидар техниктерінен бастап физиктерге дейін бәрі қолданаалады. Электр жабдықтау құралдарын жобалау мен жөндеу барысында осциллографтан артық аспапты табу қиын. Осциллографтың пайдалылығы электроника мен ғана шектелмейді. Егер түрлендіргіш дұрыс пайдаланылса (физикалық стимулға, яғни шуға, механикалық күшке, қысымға, жарыққа немесе жылуға электр сигналы түрінде жауап беретін жабдық) осциллограф кезкелген құбылысты өлшей алады. Автокөлік инженері осциллографты қозғалтқыштың дірілін зерттеу үшін, ал медицина маманы осциллографты ми толқындарын өлшеу үшін қолданаалады, тура сол сияқты мысалдарды көп келтіруге болады. Аналогты және цифрлы болып бөлінетін осциллографтардың екі түрі де пайдалы.

• Аналогты жәнец ифрлы осциллографтар көптеген мақсаттар үшін қолданылаалынады. Алайда, осциллографтың әрбір түрі өзінің жеке өте тиімді қасиеттері мен сипатталып, белгілі бір мақсаттар үшін ғана жарамды бола алады.

• Аналогты осциллографтарды «нақты уақыт» аралығында шапшаң құбылмалы сигналдардың бейнесi  үшiн маңызды болғандықтан оларды (олар қалай пайда болады) артығырақ жиi пайдаланады.

• Цифрлы осциллографтар  бiр–ақ  рет болатын оқиғаларды қарап шығуға мүмкiндiк бередi. Олар өлшенетін сигналдарды компьютерге бере отырып, сигналдың сандық мәлiметтерін өңдей алады.

• Сонымен, осциллографтар цифрлы сигналдар мәліметтерін сақтай отырып, соңынанкезкелгенуақыттасолсигналдыңбейнесінқарапшығып, сигналдан сандық мәлiметті басып шығару үшін оны есте сақтай алады.

ІҮ. Жаңа материалды бекіту: (15 мин)

Диод пен стабилитронның вольт-амперлік сипаттамасын зерттеу

Тәжірибе 1. Осциллограф экранында ВАС-ны алу.

1-суретке сәйкес сұлбаны салыңыз және оны іске қосыңыз. Осциллограф экранында ВАС-да көлбеу ось бойынша диодтағы милливольт кернеу (А канал), ал тігінен – миллиампер тоқ (В канал, 1мВ 1мА-ға сәйкес келеді) есептеледі. ВАС-дағы иілуге көңіл аударыңыз. Иілу кернеуінің мәнін  өлшеңіз және   "Тәжірибелер  нәтижелері"   бөліміне   жазыңыз.

1-сурет – ВАС-ны осциллограф экранында бақылау

Тәжірибе 2. Осциллограф экранындағы стабилитронның ВАС-ын  алу. 

2-суреттегі сәйкес сұлбаны салыңыз және іске қосыңыз. Осциллограф экранындағы графиктен  алынған тұрақтандыру  кернеуінің тәжірибелік  мәндерін  алыңыз.

2-сурет – Стабилитронның ВАС-ын алу

Тәжірибе 3 . Осциллограф  экранында  ВАС-ны  алу.

Осциллограф  көмегімен алынған ВАС  бойынша  анықталған  тұрақтандыру  

кернеуі U_CT өлшеу