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Edgardo Smerieri PLS - AIF Scuola Estiva di Fisica Genova 2009
Misure conloscilloscopio in XY
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Funzionamento standard e in XY
tempo
V(t)tktx x =)(
)()( tVkty y =
Basta un solo segnale esterno
Vb(t)
Va(t))()( tVktx bx =
)()( tVkty ay =
Ci vogliono sempre due segnaliesterni uno al CH1 e laltro al CH2
Funzionamento standard
Funzionamento in XY
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Alcune misure con loscilloscopio in XY
Caratteristica Ingresso-Uscita di un amplificatore, di un comparatore, di un amplificatore logaritmico, etc.
Caratteristica volt-amperometrica di un diodo, di un LED, etc.
Curve di Lissajous per la misura della frequenza di un segnale sinusoidale
Angolo di sfasamento tra due segnali con la stessa frequenza
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Caratteristica statica Ingresso-Uscita
DispositivoSegnale dingresso
Segnale duscita
al canale Ydelloscilloscopio
al canale Xdelloscilloscopio
Nelle visualizzazioni XY la frequenza del segnale dingresso applicato devesempre essere molto piccola (poche decine di Hz)
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Caratteristica voltamperometicadi un diodo
Per collegare la massa delloscilloscopio al nodo tra diodo e resistenzaoccorre un trasformatore e NON un generatore di segnali.Nelle visualizzazioni XY la frequenza del segnale dingresso applicatodeve sempre essere molto piccola (poche decine di Hz)
Al secondario del trasformatore
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Circuito per le figure di Lissajous
Le frequenze f1 ed f2 stanno tra loro come numeri interiLe ampiezze A e B sono uguali
I generatori devono avere una relazione di fase rigorosamente costante altrimenti la figura sullo schermo delloscilloscopio non appare ferma.Usando lo strumento visto per lesperienza con il teorema di Fourier sirealizzano facilmente le precedenti condizioni
( )111 2sin)( += tfAtV( )222 2sin)( += tfBtV
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Apparecchiatura per lo studio e la generazione delle figure di Lissajous
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Confronto di frequenze
Come si determina il rapportotra le due frequenze ? verticaliniintersezio N
iorizzontal niintersezio N
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=ff
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Se cambia la fase e non la frequenza ?
02 =01 =
Hz200 e Hz100 21 == ff
10
Se cambia la fase e non la frequenza ?
Hz200 e Hz100 21 == ff
42
=01 =
6
11
Se cambia la fase e non la frequenza ?
Hz200 e Hz100 21 == ff
22
=01 =
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Se cambia il rapporto delle frequenze ?
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Se cambia il rapporto delle frequenze ?
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Se cambia il rapporto delle frequenze ?
8
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Angolo di sfasamento
DispositivoSegnale dingresso
Segnale duscita
al canale ydelloscilloscopio
al canale xdelloscilloscopio
( )tfVtV inin = 2sin)( max( )+= tfVtV outout 2sin)( max
Il segnale dingresso di tipo sinusoidale
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Misura dellangolo di sfasamento
( )ttVin 1002sin10)( =
( )+= tVtV CC 1002sin)( max
( )tAtx 1002sin)( =( )+= tBty 1002sin)(
By =max= sin
origineall'intercetta By max
origineall'intercetta
siny
y=
RC=tan = 14.32 cui da
Equazioni parametriche
Segnale duscita
Segnale dingresso
VR IR
VC Vin
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Misura dellangolo di sfasamento
max
origineall'intercetta
siny
y=
505.4origineall'
intercetta =y
467.8max =y
5321.0467.8505.4sin
max
origineall'intercetta
===y
y= 15.32 cui da
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Casi particolari - Uguale frequenza
Segnali in fase : sulloscilloscopio si vede una retta nel primo e terzo quadrante
Segnali in opposizione fase : sulloscilloscopio si vede una retta nel secondo e quarto quadrante
Segnali in fase e con la stessa ampiezza : sulloscilloscopio si vede una retta inclinata di 45
Segnali in opposizione di fase e con la stessa ampiezza: sulloscilloscopio si vede una retta inclinata di 135
Segnali in quadratura in questo caso sulloscilloscopio si vede unellisse; a seconda dei valori relativi delle ampiezze lellisse schiacciata verso lasse x o verso lasse y
Segnali in quadratura e con la stessa ampiezza in questo caso sulloscilloscopio si vede un cerchio
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Casi particolari
Segnali in fase
Segnali inquadratura
Segnali sfasati di 45
Ampiezza dei due segnali 1 V
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Buon lavoro
