第2章 デジタル・オシロスコープによる 振幅と周期の測定 Measurement of Amplitude and Frequency by Oscilloscope 2.1 目的 オシロスコープにより電気信号の振幅と周期を測定し、機器の使用方法を習得する。 2.2 理論 オシロスコープは、時間とともに変化する電圧 V(t) の波形をモニター上に表示して観察 する装置である。オシロスコープでは、波形観測の他に振幅、位相、周波数などの測定が可 能である。 2.3 方法 各自のデジタル・オシロスコープの CH1にプローブを取り付け、低周波発振器の出力端 子にプローブをつなぐ。なお、発振器の出力にはデジタルマルチメータ(DMM)も接続し、両 方同時に測定できるようにする。 デジタル・オシロスコープ デジタルマルチメータ 低周波発振器 B 1.234 V CH1 + プローブ 図2.1: デジタル・オシロスコープによる振幅と周期の測定概要図 1 2.3.1 オシロスコープによる正弦波振幅の測定 オシロスコープによる正弦波振幅の測定手順は、以下の通りである。 1.図2.1のように結線する。 2.低周波発振器B のWAVE FORM スイッチを「正弦波」にする。 3.低周波発振器B の周波数 f をFREQ RANGE レンジと可変ダイアルで40~400(Hz) の範囲で指定された周波数に固定する。 4.低周波発振器B の減衰率(ATTENUATORまたはATTENUATION(2 重つまみの外側) つまみ)を0 (dB)にする。 5.低周波発振器B のAMPLITUDEまたはATTENUATION(2 重つまみの内側)つまみを 回転し、DMMを見ながら任意の出力電圧 V に設定する。 6.デジタル・オシロスコープで、カーソルを使って振幅(Y1, Y2, ΔY )を測定する。これ らの値から実効値 Veff を求める。 7. 出力電圧を変更して、5.と6.を3つの別条件で行う。 2.3.2 オシロスコープによる周期の測定 オシロスコープによる周期の測定手順は、以下の通りである。 1.図2.1のように結線する。 2.低周波発振器B のWAVE FORM スイッチを「正弦波」にする。 3.低周波発振器B の減衰率(ATTENUATORまたはATTENUATION(2 重つまみの外側) つまみ)を0 (dB) にする。 4.低周波発振器B のAMPLITUDEまたはATTENUATION(2 重つまみの内側)つまみを 回転し、DMMを見ながら指定された出力電圧 V に固定する。 5.低周波発振器B の周波数 f をFREQ RANGE レンジと可変ダイアルで40~400(Hz) の範囲で任意の周波数に設定する。 6.デジタル・オシロスコープで、カーソルを使って周期(X1, X2, ΔX )を測定する。こ れらの値から周波数 f を求める。 7. 周波数を変更して、5.と6.を3つの別条件で行う。 2.3.3 オシロスコープによる方形波振幅の測定 オシロスコープによる方形波振幅の測定手順は、以下の通りである。 1.図2.1のように結線する。 2.低周波発振器B のWAVE FORM スイッチを「方形波」にする。 3.低周波発振器B の周波数 f をFREQ RANGE レンジと可変ダイアルで40~400(Hz) の範囲で指定された周波数に固定する。 2 4.低周波発振器B の減衰率(ATTENUATORまたはATTENUATION(2 重つまみの外側) つまみを0 (dB) にする。 5.低周波発振器B のAMPLITUDEまたはATTENUATION(2 重つまみの内側)つまみを 回転し、DMMを見ながら任意の出力電圧 V に設定する。 6.デジタル・オシロスコープで、カーソルを使って振幅(Y1, Y2, ΔY )を測定する。これ らの値から実効値 Veff を求める。 7. 出力電圧を変更して、5.と6.を3つの別条件で行う。 2.4 結果 2.4.1 オシロスコープによる正弦波振幅の測定結果 設定周波数 f(Hz) 減衰率 (dB) DMM電圧 電圧レンジ 電圧(正) 電圧(負) 電圧(幅) 実効値 V(V) (V/div) Y1(V) Y2(V) ΔY(V) Veff(V) 2.4.2 オシロスコープによる周期の測定結果 設定周波数 f(Hz) 減衰率 (dB) DMM電圧 V(V) 時間レンジ (sec/div) 時間 時間(幅) 周波数 時間 X1(sec) X2(sec) ΔX(sec) fosc(Hz) 2.4.3 オシロスコープによる方形波振幅の測定結果 設定周波数 f(Hz) 減衰率 (dB) DMM電圧 V(V) 電圧レンジ 電圧(正) 電圧(負) 電圧(幅) 実効値 Y2(V) ΔY(V) Veff(V) (V/div) Y1(V) ここで得られたデータは、2.6 問題の実測例として利用する。 2.5 注意 オシロスコープで使用するプローブは壊れやすい。扱いには十分注意すること。 2.6 問題 交流電圧測定に設定したデジタルマルチメータに直流または正弦波以外の波形を入力した場 合、どのような電圧値を示すか。また、デジタル・オシロスコープではどのような電圧値になる かを調べよ。 3
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