A. DENEYİN AMACI : AC devre laboratuarında kullanılacak olan sinyal üreteci ve osiloskop hakkında genel bilgi edinmek. B. KULLANILACAK ARAÇ VE MALZEMELER : 1. Sinyal üreteci (Fonksiyon Jeneratörü), 2. Osiloskop C. DENEY İLE İLGİLİ ÖN BİLGİ: Laboratuar ortamında çalışırken; Dc devrelerde kaynak olarak dc güç kaynağı ve ölçü aleti olarak multimetre kullanılırken, ac devrelerde ise kaynak olarak sinyal üreteci ve ölçü aleti olarak osiloskop kullanılır. Ac cihazlar ile çalışmak, dc cihazlara göre biraz daha karmaşıktır ve kullanımı dikkat ister. - Sinyal Üreteci (Fonksiyon Jeneratörü): Sinyal üreteci, üç temel ac işaret olan sinüs biçimli, kare dalga ve üçgen dalga şeklinde voltaj üreten ac güç kaynağıdır. Bir ac voltaj işaretini ifade etmek için iki temel nicelik vardır: genlik (E m ) ve peryot (T) ( veya frekans (f) ). e (V) Şekil 1a da görülen sinüs biçimli bir voltaj işareti E m e = E m sin wt = E m 2π sin t T T/4 T/2 3T/4 T t (s) olarak tanımlanırken, Şekil 1b de görülen kare dalga tipindeki bir voltaj işareti Em e = E m ; ; T 0 < t < T/2 / 2 < t < T olarak ve Şekil 1c de görülen üçgen dalga tipindeki bir voltaj işareti ise E m Şekil 1a. Ac sinüs işareti E m T t (s) T/2 e = 0.5X ( T 2t) X Xt ( t T ) şeklinde tanımlanır. ; 0 < t < T/4 ; T/4 < t < 3T/4 ; 3T/4 < t < T X E = 4 T m E m T/4 T/2 E m Şekil 1b. Ac kare dalga işareti 3T/4 T t (s) E m Şekil 1c. Ac üçgen dalga işareti 1
- Osiloskop: Dc işaretler zamanla değişmeyen ve sabit bir genliğe sahip olduklarından, bu işaretleri ölçerken işaretin zaman içindeki değişimini görmeye gerek duyulmaz ve bu nedenle dc elektrik devrelerinde ölçü aleti olarak yalnızca multimetre kullanımı yeterlidir. Bununla birlikte sinüs biçimli, kare dalga, üçgen dalga vb gibi değişik şekiller alabilen ac işaretlerin genliği zamanla değiştiğinden, çoğu zaman işaretin dalga şeklini görmeye ihtiyaç duyulur. İşte, ac elektrik sinyallerinin dalga şekillerini, yani genliklerini, frekanslarını ve faz ilişkilerini ekran üzerinde gösteren ölçü aletlerine Osiloskop denir. Şu an piyasada genel olarak iki tür osiloskop bulunmaktadır: 1. Katot ışın tüplü osiloskop (Cathode Ray Tube Oscilloscope-CRTO): Ac işareti göstermek için yapısında bulunan katot ışınlı tüp nedeniyle boyut olarak büyük yer kaplar ve ağırdır. Çalışma prensibi kısaca elektron demetinin saptırılarak ekran üzerine çarptırılması sonucu işareti göstermek şeklindedir. Bu klasik tip osiloskoplar yerlerini yavaş yavaş dijital osiloskoplara bırakmaktadır. 2. Dijital osiloskop: İşareti göstermek için dijital ekran kullandıklarından dolayı daha az yer kaplar ve hafiftir. Bazı şarjlı ve taşınabilir tipte olan dijital osiloskoplar özellikle sahada yapılan çalışmalar sırasında büyük avantaj sağlamaktadır. Ayrıca hafıza özelliği ve bir ara bağlantı kablosu ile işaret bilgilerini bilgisayara aktarma özellikleri gibi çok sayıda teknolojik avantajları vardır. Son zamanlarda, elde edilen işaret üzerinde çeşitli hesaplar yapılabilmesine olanak tanıyan yeni nesil osiloskoplar üretilmeye de başlanmıştır. 2
LABORATUVARIMIZDAKİ İLE TANIŞMA: Şekil 1 de Elektrik-Devre Laboratuvarında bulunan deney masalarından birinin genel görünümü verilmiştir. Bu masada bulunan cihazlardan ikisi olan sinyal üreteci ve osiloskop ile ilk defa bu dönem tanışacağız. DC Güç Kaynağı Masa Tipi Multimetre Osiloskop Sinyal Üreteci (Fonksiyon Jeneratörü) El Tipi Multimetreler Protoboard Şekil 1 Devre Analizi Laboratuvarındaki bir deney masası nın genel görünümü. Dc devreler -devrenin her tarafında dc işaret ve cihazların kullanıldığı devreler olarak tanımlandığı için-, Elektrik Devre Laboratuvarı I de, dc devrelerin bu özelliğinden dolayı yalnızca dc cihazları kullandık. Bununla birlikte ac devreler ise devrenin yalnızca bir kısmında ac işaret ve cihazların kullanımının yeterli olduğu devrelerdir. Yani, ac devreler tamamen ac işaret ve cihazlardan oluşabileceği gibi, hem ac hem de dc işaret ve cihazların beraberce kullanıldığı devreler de olabilir. Bu nedenle, Elektrik Devre Laboratuvarı II de ağırlıklı olarak ac cihazlar olan sinyal üreteci ve osiloskop kullanılacak, bununla birlikte bu cihazların yanında bazı deneylerde karma olarak dc cihazlarda kullanılacaktır. Aşağıda, ikinci dönem sıkça kullanılacak olan ac cihazların tanıtımı ve kullanım şekilleri verilmektedir. SİNYAL ÜRETECİNİN KULLANILMASI: Şekil 2 de Elektrik Devre Laboratuarında kullanılan ESCORT marka sinyal üreteci görülmektedir. Dikkat edilirse, sinyal üretecinin üzerinde çok sayıda tuş, düğme ve çıkış ucu bulunmaktadır. Bununla birlikte, bunlardan bir kısmı sürekli olarak kullanılmakta ve kalan kısmı ise yalnızca özel durumlarda kullanılmaktadır. Bu nedenle, yalnızca sürekli olarak 3
kullanılan ve bu dönem bize lazım olacak temel kısımlar tanıtılacaktır. Buna göre Şekil 2 üzerinde kare içine alınan bu kısımlar şu şekilde tanımlanır: 1 Sinyal üreteci açma-kapama tuşu, 4 Sinyal tipi seçim tuşları, 2 Frekans ayar düğmesi, 5 Genlik ayar düğmesi, 3 Frekans sahası seçim tuşları, 6 Voltaj çıkış ucu. Şekil 2 Elektrik Devre Laboratuvarında kullanılan sinyal üreteci. Sinyal üreteci, laboratuvar uygulamalarında AC güç kaynağı olarak kullanılmaktadır. Sinyal üreteci ile istenilen bir ac voltaj işaretini elde etmek için yapılması gereken üç temel işlem bulunmaktadır: 1. İşaret tipinin seçilmesi, 2. İşaretin frekansının ayarlanması, 3. İşaretin genliğinin ayarlanması. 1. İşaret tipinin seçilmesi: Sinyal üreteci sinüs, üçgen ve kare dalga tipinde ac voltaj işareti üretir. İşaret tipinin seçimi için 4 nolu tuş takımı kullanılır. 2. İşaretin frekansının ayarlanması: İşaret tipi seçildikten sonra -daha önce de anlatıldığı gibi- bir ac işaretin iki temel özelliği olan peryot/frekans ve genliğinin üreteç üzerinde ayarlanması gerekir. Sinyal üreteçleri daha çok frekans ayarı yapılacak şekilde üretilirler. 4
Çünkü piyasada kullanılan ac sistemlerde, daha çok frekans özelliği kullanılmaktadır. Zaten frekans ile peryot arasındaki ilişki de çok basittir (f=1/t). İşaretin frekansı ayarlanırken 3 nolu frekans sahası seçim (RANGE) tuşları ile 2 nolu frekans ayar (FREQUENCY) düğmesi kullanılır. Bu işlem sırasında önce range tuşları ile ayarlanmak istenen frekans değerine uygun frekans sahası seçilir. (Bir frekans sahası seçildiğinde, frekans ayar düğmesi en sola alındığında ekranda sahanın minimum frekans değeri, en sağa alındığında ise ekranda sahanın maksimum frekans değeri görülür.) Daha sonra frekans ayar düğmesi sağa sola çevrilerek istenen frekans değeri hassas bir şekilde ayarlanır. Sinyal üreteci bize sekiz farklı frekans sahasında çalışmamıza olanak sağlar. Bu sahalar şunlardır: Saha no Sahanın Sahanın minimum değeri maximum değeri 1. Saha 7 mhz 1 Hz 2. Saha 70 mhz 10 Hz 3. Saha 700 mhz 100 Hz 4. Saha 6 Hz 1.12 khz 5. Saha 55 Hz 11.7 khz 6. Saha 550 Hz 117 khz 7. Saha 6 khz 1.17 MHz 8. Saha 64 khz 11 MHz Bu şekilde farklı saha kullanımının en önemli sebebi, arzu edilen frekans değerinin hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlamaktır. Eğer tek bir sahada çalışılsaydı arzu edilen hassaslığın elde edilmesi mümkün olmayacaktı. Örneğin 50 Hz ayarlamak istediğimizde, önce 50 Hz in hangi sahalar içinde bulunduğuna bakarız. Yukarıdaki tablodan yalnızca üçüncü ve dördüncü sahalardan 50Hz in seçilebileceği görülmektedir. Her zaman bu sahalardan en küçüğünü seçmek en hassas ayarı bize sağlayacaktır. O halde 50 Hz için, önce üç nolu saha seçilir. Bu sahayı seçmek için alt alta bulunan iki tane saha tuşundan faydalanılır. Yukarıdaki tuşa her basıldığında sahanın numarası küçülür Aşağıdaki saha tuşuna her basıldığında ise sahanın numarası sürekli olarak büyür. Frekans ayar düğmesi en sola çevrilerek ekranda görülen minimum frekans değerine bakılarak hangi sahada bulunduğumuzu kolayca anlayabiliriz. Son olarak, üçüncü saha seçildikten sonra, frekans ayar düğmesi -ekrana bakılarak- istenen frekans değerine ayarlanır. 3. İşaretin genliğinin ayarlanması: İşaret tipi ve işaretin frekansı seçildikten sonra ayarlanması gereken son nicelik işaretin genliğidir. Bunun için 5 nolu genlik (AMPLITUDE) ayar düğmesi nden faydalanılır. Genlik düğmesi sola çevrildiğinde minimum voltaj değeri (yaklaşık 0V), sağa çevrildiğinde ise maksimum voltaj değeri (yaklaşık 18V) elde edilir. 5
Sinyal üretecinin üzerindeki ekranda yalnızca frekans değeri görülmektedir. Bu nedenle genlik ayarı için bu ekrandan yararlanmamız mümkün değildir. Genlik bilgisini ayarlamak için sinyal üreteci osiloskoba bağlanır. Bunun için sinyal üreteç kablosunun bir ucu (yuvarlak olanı) üzerinde OUTPUT yazan 6 nolu çıkışa diğer ucu (kırmızı ve siyah uçları olan) ise osiloskoba bağlanır. Voltaj işareti osiloskop ekranında görüldükten sonra 5 nolu genlik ayar düğmesi sağa sola doğru çevrilerek genlik ayarlaması yapılır. ÖZET: Sinyal üretecinden istenilen ac voltajın üretilmesi için şu üç adımı uygularız: 1. Ac işaret tipinin seçilmesi: 4 nolu tuş takımı kullanılır. 2. İşaretin frekansının ayarlanması: Frekans ayarı 3 nolu frekans sahası seçim tuşları ve 2 nolu frekans ayar düğmesi ile gerçekleştirilir. Önce en uygun saha seçimi yapılır, daha sonra frekans ayar düğmesi ile istenilen frekans değeri hassas bir şekilde ayarlanır. 3. İşaretin genliğinin ayarlanması: Genlik ayarı, 5 nolu genlik ayar düğmesi ile gerçekleştirilir. Bunun için, -sinyal üreteci kablosu kullanılarak- üretecin 6 nolu çıkışı ile osiloskop birbirine bağlanmalıdır. Not: Sinyal üreteci üzerinde bulunan diğer düğmeler her zaman en solda bulunmalıdır. Böyle olmadığı taktirde arzu edilenden farklı işaretler elde edilebilir. Aynı şekilde diğer tuşlarında basılı şekilde olmamasına dikkat edilmelidir. Not: İşaret genliğinin, sinyal üreteci ile osiloskobun birbirine bağlanması sonucu ayarlandığını yukarıda- öğrendik. Ancak bazı durumlarda, ayarlanan genliğin üreteç devreye bağlandıktan sonra düştüğü görülmektedir. Örneğin sinyal üreteci-osiloskop ikilisi kullanılarak 2V ayarladığımızı düşünelim. Ayar işleminden sonra üretecin uçlarını devreye bağladığımızda, üreteç uçlarındaki voltajın 2V un altına düştüğü görülebilmektedir. Ac devrelerde sıkça karşılaşılan bu durumu önlemek için seçilecek yol, sinyal üreteci devreye bağlandıktan sonra işaret genliğini ayarlamaktır. OSİLOSKOBUN KULLANILMASI: Laboratuvar da ac voltaj ölçmek için kullanılan ve Şekil 3 te görülen GW-Instek marka osiloskop temel olarak altı kısımdan oluşmaktadır: 1. Ekran Bölümü, 2. Kanal seçim (Mode) anahtarı, 3. I nolu kanal (CH1), 4. II nolu kanal (CH2), 5. Yatay eksen bölgesi, 6. Tetikleyici ayar kısmı. Demek ki, cihazımız aslında CH1 ve CH2 olarak adlandırılan iki ayrı kanal üzerinden iki farklı işareti aynı anda ölçme özelliğine sahiptir. Bu tür osiloskoplara iki kanallı osiloskop denir. Osiloskopların tek kanallı ve dört kanallı çeşitleri de vardır. Şekil 4 te Osiloskop üzerinde bulunan ve bu dönem boyunca kullanılacak düğmeler numaralandırılmıştır. 6
5 6 1 2 3 4 Şekil 3 Elektrik Devre Laboratuvarında kullanılan osiloskop. Şekil 4 1 Kalibrasyon sinyali (2V p-p, 1kHz kare dalga) 12 CH1 için Y ekseni ölçeklendirme 2 Ekran parlaklık ayarı 13 - CH1 için dikey kalibrasyon düğmesi 7
3 Ekran netlik ayarı 14 CH1 için dikey pozisyon ayar düğmesi 4 Yatay eksen düzeltme ayarı 15 CH2 için dikey pozisyon ayar düğmesi 5 Açma/kapama düğmesi 16 CH2 için Y ekseni ölçeklendirme 6 CH1 için giriş ucu 17 CH2 için dikey kalibrasyon düğmesi 7 CH1 için ölçüm modu seçim anahtarı 18 Yatay pozisyon ayar düğmesi 8 Kanal seçim (Mode) anahtarı 19 Yatay kalibrasyon düğmesi 9 CH2 sinyal tersleyicisi 20 X ekseni ölçeklendirme düğmesi 10 CH2 için ölçüm modu seçim anahtarı 21 Tetikleme modu seçim anahtarı 11 CH2 için giriş ucu 22 Tetikleme kaynak seçim anahtarı Yukarıda belirtilen altı kısma ait açıklamaları dikkatle öğreniniz: 1. Ekran Bölümü: Laboratuvarımızdaki osiloskoplar CRT(Cathod Ray Tube Katod Işınlı Tüp) tip ekrana sahiptirler. Tüpün iç yüzeyi fosfor tabakası ile kaplanmıştır. Bu tabaka, üzerine elektron ışın demeti düştüğünde ışık verir. Tüpün dış yüzeyi (ekran), kolay değerlendirme yapabilmeye imkan verecek şekilde ölçeklendirilmiştir. Kanallarına herhangi bir bağlantı yapılmamış boşta bir osiloskop açıldığında ekranında düz bir çizgi görünür. Ekran bölümünde bulunan üç kontrol düğmesi ile -bu düz çizgi göz önüne alınarak- görüntü kalitesi üzerine ayarlamalar yapılabilir. Bunlar: - Parlaklık (Intensity) kontrolü (2): Saat ibresi yönünde çevrildiğinde ekrandaki çizgi daha parlak bir şekilde görünür. En uygun çizgi görünümü için orta parlaklıkta bir seçim yapılması tavsiye edilir. - Netlik (Focus) kontrolü (3): Ekrandaki çizginin netliği bu düğme ile sağlanır. Eğer ayar doğru değilse çizgi daha kalın bir şekilde görünür. En net çizgi görünümü için çizgi kalınlığının en ince olacak şekilde ayarlanması tavsiye edilir. - Yatay eksen düzeltme (Trace Rotation) ayarı (4): Ekranda görünen düz çizginin ekran üzerindeki yatay çizgilere paralel olması istenir. Eğer paralellikte bir kayma varsa kullanılır. Ayar için probun uç kısmından faydalanılabilir. 2. Kanal Seçim (Mode) Anahtarı: Şekil 3 te görülen Osiloskobun I ve II nolu olarak numaralandırılan iki kanalı vardır. Bu kanallar kısaca CH1 ve CH2 olarak adlandırılırlar. Bu kanallardan her birine farklı işaretler verilerek, bu işaretlerin dalga şekillerinin ekranda gösterilmesi mümkündür. Bununla birlikte, ekranda hangi kanaldaki işaretin görüneceğini belirlemek amacıyla 8 nolu kaynak seçim anahtarı kullanılır. Bu anahtarın dört farklı mod kademesi vardır: 1. CH1 modu: Anahtar bu modda iken ekranda yalnızca CH1 kanalına bağlı olan işaretin dalga şekli görülür. 8
2. CH2 modu: Anahtar bu modda iken ekranda yalnızca CH2 kanalına bağlı olan işaretin dalga şekli görülür. 3. DUAL modu: Anahtar bu modda iken ekranda hem CH1 kanalına bağlı olan işaret ve hem de CH2 kanalına bağlı olan işaret aynı anda görünür. Bu, iki kanallı osiloskop kullanmanın verdiği en önemli avantajdır. 4. ADD modu: Anahtar bu modda iken ekranda CH1 kanalındaki işaret ile CH2 kanalındaki işaretin grafiksel olarak toplamı gösterilir. Fazla kullanılmayan bir moddur. 3. I Nolu Kanal (CH1): Osiloskobun CH1 kanalını kullanarak bir işaretin dalga şeklini görebilmek için izlenmesi gereken adımlar şunlardır: 1. Öncelikle kanal seçim anahtarı CH1 moduna getirilir. 2. İlk anda ekranda yalnızca düz beyaz bir çizgi vardır. Normalde bu çizgi ortada yatay eksen üzerinde bulunmalıdır. Bazen bu çizgi ilk anda yatay eksen üzerinde bulunmayabilir. Bu durumda 7 nolu ölçüm modu seçim anahtarı kullanılarak anahtar önce ortadaki GND konumuna alınır, daha sonra 14 nolu dikey pozisyon ayar düğmesi ( POSITION) kullanılarak bu çizgi yatay eksen üzerine getirilir. Bu işleme kanalın sıfır ayarı adı verilir. Sıfır ayarı bittikten sonra ölçüm modu seçim anahtarı ac konumuna getirilmelidir (Söz konusu anahtar dc konumuna getirildiğinde, girişe uygulanan işaretin hem ac ve hem de varsa- dc bileşenleri ekranda görüntülenir. Eğer anahtar ac konuma alınmış ise o zaman işaretin dc bileşeni bloke edilir ve sadece ac kısmı görüntülenir.). 3. Bir ac devrede, her hangi bir eleman üzerindeki voltaj değeri ölçülmek istendiği zaman prob olarak adlandırılan osiloskop kabloları kullanılır. Yan tarafta bir çift osiloskop probu görülmektedir. Dikkat edilirse probun bir tarafında yuvarlak bir uç, diğer tarafında ise biri sivri ve diğeri timsah başlı iki uç bulunmaktadır. Probun yuvarlak ucu osiloskobun 6 nolu CH1 giriş ucuna, sivri ucu ile yanındaki timsah başlı uç ise ölçülmesi istenen elemanın uçlarına bağlanır. Bu durumda elemanın üzerindeki ac voltajın dalga şekli ekranda görünür. 9
4. I nolu kanal bölgesinin en önemli elemanı 12 nolu VOLTS/DIV düğmesidir. Bu düğme, işaretin ekran üzerinde hassas bir şekilde görüntülenmesini sağlar. Düğme sağa doğru çevrildiğinde ekrandaki işaret küçülür, sola doğru çevrildiğinde ise işaret büyür. Bu büyüme ve küçülmeler yalnızca düşey eksene göredir, yatay eksene göre herhangi bir değişim meydana gelmez. Burada dikkat edilmesi gereken en önemli husus şudur ki: elemanın üzerindeki voltaj işaretinin genliğinde aslında bir değişim olmamakta, sadece ekran üzerinde daha hassas bir görünüm elde etmek için ekran çözünürlüğü değiştirilmektedir. Ölçüm işlemi için en uygun çözünürlük, dalga şeklinin -üst ve alttan kırpılma meydana gelmeden- ekranı tam olarak doldurduğu çözünürlüktür. VOLTS/DIV düğmesi uygun değere alındıktan sonra işaretin genliği şu şekilde ölçülür: Ekrandaki her bir kare 1 birim olarak alınır. Dikkat edilirse ortadaki yatay ve düşey eksen üzerinde küçük çizgiler bulunur. Bu çizgiler kareleri 5 e bölerler. Buna göre işaretin genliğinin kaç kare olduğu hassas bir şekilde tespit edilir. Daha sonra VOLTS/DIV anahtarı ile ayarlanan düşey çözünürlük değeri okunur. Genlik=(kare sayısı)x(düşey çözünürlük değeri) formülünden voltajın genliği hesaplanır. (Not: Bu adımın başında düşey eksen kalibrasyonunun kontrol edilmesi önemlidir. Bunun için 13 nolu dikey kalibrasyon düğmesi kullanılır. Normalde bu düğme genellikle en sağda olur. Ancak kalibrasyonun bozulduğu durumlarda bu düğmeyi sola doğru alarak kalibrasyonun yapılması gerekir. Bunun için CH1 e bağlı probun sivri ucu osiloskobun sol alt kısmında bulunan 1 nolu test ucuna değdirilir. Bu durumda ekranda 2V p-p luk bir kare dalga görülmelidir. Eğer tam 2V p-p görülemiyorsa 13 nolu düğme ile tam 2V p-p elde edecek şekilde kalibrasyon yapılır ve düğme artık bu konumda bırakılır. Eğer düğmenin konumu değiştirilirse kalibrasyon bozulur ve yanlış genlik ölçümü yapılmasına neden olur. Bu nedenle kalibrasyon bozulduğunda yukarıda anlatılan şekilde kalibrasyonun yapılması gerekir. Bu işlemin, osiloskop ilk defa açıldığında bir defa yapılması yeterlidir.) 4. II Nolu Kanal (CH2): Osiloskop ile devredeki bir elemanın voltajı ölçülürken, kullanıcı CH1 ve CH2 den istediğini kullanabilir. Bu durumda CH2 nin kullanımı da CH1 inki ile tamamen aynıdır. Ancak burada dikkat edilmesi gereken husus, kanal seçim anahtarının uygun moda getirilmesidir. 5. Yatay Eksen Bölgesi: Ölçülecek ac voltaj işaretinin peryodunu (veya frekansını) ölçmek için gerekli olan düğmelerin bulunduğu kısımdır. Bölgesinin en önemli elemanı 20 nolu TIME/DIV düğmesidir. Bu düğme, işaretin ekran üzerinde yatay eksene göre hassas bir şekilde görüntülenmesini sağlar. Düğme sağa doğru çevrildiğinde ekrandaki işaret küçülür, sola doğru çevrildiğinde ise işaret büyür. Bu büyüme ve küçülmeler sırasında düşey eksene göre herhangi bir değişim meydana gelmez. Burada yine dikkat edilmesi gereken en önemli husus şudur ki: elemanın üzerindeki voltaj işaretinin peryodunda aslında bir değişim olmamakta, sadece ekran üzerinde daha hassas bir görünüm elde etmek için ekranın yatay çözünürlüğü değiştirilmektedir. Ölçüm işlemi için en uygun çözünürlük, dalga şeklinin yaklaşık bir tam peryodunun sağdan ve soldan kırpılmadan- ekranı tam olarak doldurduğu çözünürlüktür. TIME/DIV düğmesi uygun değere alındıktan sonra işaretin peryodu şu şekilde ölçülür: Ekrandaki her bir kare yine 1 birim ve aradaki küçük çizgiler 0.2 birim olarak 10
alınır. Buna göre işaretin peryodunun kaç kare olduğu hassas bir şekilde tespit edilir. Daha sonra TIME/DIV düğmesi ile ayarlanan yatay çözünürlük değeri okunur. Peryot=(kare sayısı)x(yatay çözünürlük değeri) formülünden voltaj işaretinin peryodu hesaplanır. Peryodun belirlenmesi için işaretin başlangıç noktası 18 nolu yatay pozisyon ayar düğmesi ( POSITION) kullanılarak sağa veya sola belli bir noktaya kaydırılabilir. (Not: Doğru peryot ölçümü için osiloskop ilk defa açıldığında yatay eksen kalibrasyonunun kontrol edilmesi önemlidir. Bunun için 19 nolu yatay kalibrasyon düğmesi kullanılır. Normalde bu düğme genellikle en sağda olur. Ancak kalibrasyonun bozulduğu durumlarda bu düğmeyi sola doğru alarak kalibrasyonun yapılması gerekir. Bunun için CH1 e bağlı probun sivri ucu osiloskobun sol alt kısmında bulunan 1 nolu test ucuna değdirilir. Bu durumda ekranda 1kHz lik (yani peryodu 1 ms lik) bir kare dalga görülmelidir. Eğer tam 1 ms görülemiyorsa 19 nolu düğme ile tam 1ms elde edecek şekilde kalibrasyon yapılır ve düğme artık bu konumda bırakılır. Eğer düğmenin konumu değiştirilirse kalibrasyon bozulur ve yanlış peryot ölçümü yapılmasına neden olur. Bu nedenle kalibrasyon bozulduğunda yukarıda anlatılan şekilde kalibrasyonun yapılması gerekir.) 6. Tetikleyici Ayar Kısmı: Bazı durumlarda osiloskop ekranındaki görüntü sabit durmaz, sürekli olarak sağa/sola kayabilir. Bu durumda tetikleyici ayar kısmında bulunan 21 nolu tetikleme modu seçim anahtarı nın TV-H kısmında bulunduğundan emin olunuz. Ayrıca 22 nolu tetikleme kaynak seçim anahtarı ise hangi kanaldaki işareti ekranda görüntülüyorsak o kanal ile uyumlu olarak seçilmelidir. Yani CH1 görüntüsü ekranda ise 22 nolu anahtar CH1 konumunda, CH2 görüntüsü ekranda ise 22 nolu anahtar CH2 konumunda ve DUAL görüntü ekranda ise 22 nolu anahtar da LINE konumunda olmalıdır. ÖZET: Osiloskop ile ölçüm yaparken şu adımlar takip edilmelidir: 1. Osiloskop açılır, -gerekiyorsa- parlaklık ve netlik ayarları yapılır. 2. Osiloskobun dikey ve yatay kalibrasyonu kontrol edilir. Bunun için problar 1 nolu test ucuna bağlanır. Eğer ekranda tam olarak 2V p-p ve 1kHz lik işaret varsa kalibrasyona ihtiyaç yoktur. Eğer bu iki nicelikten birinde veya ikisinde yanlışlık varsa yatay ve dikey kalibrasyon düğmeleri kullanılarak kalibrasyon yapılır ve kalibrasyon deneyin sonuna kadar değiştirilmez. (Kalibrasyon, ölçümlerin doğruluğu için kritik bir öneme sahiptir. Eğer kalibrasyon doğru yapılmamışsa tüm ölçümlerimiz yanlış olacaktır. O yüzden kalibrasyon işlemi osiloskopla ölçüm yapılmadan önce yüksek hassasiyetle yapılmalıdır.) 3. Problar devrede ölçülmesi gereken yerlere bağlanır. 4. Eğer tek kanal çalışılacaksa kanal seçim anahtarı ilgili moda alınmalıdır (örneğin 1.kanal kullanılacaksa kanal seçim anahtarı CH1 moduna alınır). Eğer çift kanal çalışılacaksa kanal seçim anahtarı DUAL konumuna getirilir. 11
5. Kanalın ölçüm modu seçim anahtarı GND konumuna alınarak kanalın sıfır ayarı kontrol edilir. Eğer düz çizgi tam yatay eksen üzerinde ise sıfır ayarı yapmaya gerek yoktur. Eğer düz çizgi yatay eksen üzerinde değilse dikey pozisyon ayar düğmesi kullanılarak düz çizgi yatay eksen üzerine kaydırılır. İşlem sonunda ölçüm modu seçim anahtarını AC konumuna almayı unutmayınız. 6. Eğer işaret sürekli olarak ekranda sağa veya sola kayıyorsa tetikleme ayar tuşlarını kontrol ederek kaymayı engelleyiniz. 7. Yukarıda verilen Genlik ve Peryot formüllerini kullanarak işareti ölçünüz. Örnek: Genlik ve frekans ölçümü: Ekrandaki görüntü CH1 e ait probun test ucuna bağlanması ile elde edilmiştir (Düşey çözünürlük: Volts/Div = 0.5 Yatay çözünürlük: Time/Div = 0.2 ms) - Ekrana dikkat edilirse işaretin genliği tepeden tepeye dört birim yüksekliğinde olduğu görülüyor. O halde işaretin tepeden tepeye genliği: Genlik=(kare sayısı)x(düşey çözünürlük değeri)=4x0.5=2v p-p - Aynı şekilde işaretin peryodunun toplam 5 birim olduğu görülüyor. O halde işaretin peryodu: Peryot=(kare sayısı)x(yatay çözünürlük değeri)=5x0.2ms=1ms Frekans=1/1ms=1kHz D. DENEY BASAMAKLARI: 1. Sinyal üretecinden 1V-2kHz lik sinüs biçimli bir ac voltajın üretilmesi: a) Sinyal üretecini açınız. Tuşlar ve düğmeler için hızlıca genel bir kontrol yapınız. b) Frekans ayarı: Öncelikle 2kHz için uygun frekans sahasını belirleyerek range tuşlarıyla saha seçimini yapınız. Daha sonra frekans ayar düğmesi ile 2kHz i hassas olarak ayarlayınız. c) Genlik ayarı: Osiloskobu açarak, netlik, parlaklık ve kalibrasyon ayarlarını kontrol ediniz. Sinyal üretecini osiloskobun CH1 kanalına bağlayınız. Kanal seçim anahtarının CH1 de 12
bulunduğundan emin olunuz. CH1 in sıfır ayarını kontrol ediniz. 1V ayarlamak için yukarıda verilen Genlik=(kare sayısı)x(düşey çözünürlük değeri) formülünü göz önüne alınız. Bu formüle göre hangi düşey çözünürlük değerlerini kullanabileceğinizi düşününüz. Örneğin (1 kare)x(volts/div=1)=1v verir. Ancak daha hassas olarak (2 kare)x(volts/div=0.5)=1v durumunun daha uygun olacağının farkına varınız. O halde volt/div değerini 0.5 e ayarlayınız. Sinyal üretecindeki genlik (AMPLITUDE) ayar düğmesini kullanarak ekrandaki işaretin genliğinin tam 2 kare olmasını sağlayınız. d) Kontrol işlemi: Uygun volt/div ve time/div çözünürlükleri sağlayarak işaretin genliği ve frekansını ölçünüz. Sonuç başlangıçta istenen 1V-2kHz i sağlamalıdır. 2. Aşağıda verilen ac voltaj işaretlerini deneysel olarak üretiniz. Altlarına ürettiğiniz işareti çiziniz. a) 0.5V-12kHz üçgen dalga: Volts/div=.. Time/div=... b) 0.65V-1.4kHz kare dalga: Volts/div=.. Time/div=... 13
c) 1.1V-500Hz sinüs dalgası: Volts/div=.. Time/div=... d) Bir kanalda 1V-1kHz sinüs dalgası ve diğer kanalda 1V-1kHz kare dalgayı üretiniz. Bu iki işareti osiloskopta toplatınız. (Bunun için her iki kanalın volt/div değerleri aynı olmalıdır): Volts/div=.. Time/div=... e) Bir kanalda 1V-5kHz üçgen dalga ve diğer kanalda 1V-1kHz kare dalgayı üretiniz. Bu iki işareti osiloskopta toplatınız (Bunun için her iki kanalın volt/div değerleri aynı olmalıdır): Volts/div=.. Time/div=... 14
f) 2.kanalda 1.5V-1.5kHz sinüs işaretini üretiniz. CH2 nin 9 nolu sinyal tersleyici tuşunu kullanarak, işarette nasıl bir değişim olduğunu gözleyiniz. Bu tuş CH2 deki işaret için nasıl bir matematiksel işlem sağlamaktadır? Volts/div=.. Time/div=... Tersi: Volts/div=.. Time/div=... E. DENEY SONRASI ÖDEV: 1. Katot tüplü ve dijital osiloskoplarda ekran üzerinde görüntü nasıl oluşur? Araştırınız. 2. İnternet üzerinde araştırma yapınız. Şekil 1 de görülen bir deney masasını yaklaşık ne kadar TL ye kurabileceğinizi araştırınız. 15