- •Измерение параметров сигналов и цепей методические указания
- •5.1.2. Задание второе
- •Методические указания ко второму заданию
- •5.1.3. Задание третье
- •5.2.2. Задание второе
- •5.2.3. Задание третье
- •5.2.4. Задание четвертое
- •5.2.5. Задание пятое
- •Методические указания к первому заданию
- •6.1.2. Задание второе
- •Методические указания ко второму заданию
- •6.1.3. Задание третье
- •Методические указания к третьему заданию
- •6.1.4. Задание четвертое
- •Методические указания к четвертому заданию
- •6.2.4. Задание четвертое
- •Методические указания к четвертому заданию
- •6.2.5. Задание пятое
- •Библиографический список
- •Методические указания
ФБГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»
Кафедра конструирования и производства радиоаппаратуры
Измерение параметров сигналов и цепей методические указания
к лабораторным работам № 5-6 по дисциплине «Метрология, стандартизация и технические измерения» и «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») и 200100.62 «Приборостроение» (профиль «Приборостроение») очной и заочной форм обучения
Воронеж 2015
Составитель канд. техн. наук А.С. Самодуров
УДК 621.317.08
Измерение параметров сигналов и цепей: методические указания к лабораторным работам № 5-6 по дисциплине «Метрология, стандартизация и технические измерения» и «Метрология, стандартизация и сертификация» для студентов направления 211000.62 «Конструирование и технология электронных средств» (профиль «Проектирование и технология радиоэлектронных средств») и 200100.62 «Приборостроение» (профиль «Приборостроение») очной и заочной форм обучения / ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. А.С. Самодуров, 2015. 37 с.
Методические указания предназначены для самостоятельной работы студентов при подготовке к лабораторным занятиям по дисциплине.
Методические указания подготовлены в электронном виде в текстовом редакторе MS Word 2003 и содержатся в файле ЛР5-6_М.doc
Табл. 6. Ил. 24. Библиогр.: 9 назв.
Рецензент д-р. техн. наук, проф. О.Ю. Макаров
Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А.В. Муратов
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
© ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2015
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГАРМОНИЧЕСКИХ И ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ
Целями настоящей работы являются:
- приобретение навыков измерения параметров сигналов сложной формы как гармонических (модулированных) так и импульсных;
- углубление опыта измерения погрешностей (нестабильностей) различных параметров гармонических сигналов.
При измерениях используются стандартные приборы, входящие в состав лабораторного измерительного стенда.
5.1. Домашние задания и методические указания по их выполнению
5.1.1. Задание первое
Изучить методы измерения параметров импульсных сигналов.
Методические указания к первому заданию
Данный вопрос следует изучить по учебному пособию [1, с. 89-95] либо [2, с. 191-194], при этом можно ограничиться следующим материалом.
В процессе прохождения импульсов через различные радиотехнические цепи и устройства форма импульсов изменяется (искажается).
Для определения качества импульсных устройств и параметров импульсно-модулированных сигналов нужно измерять амплитуду и длительность импульса, длительность фронтов, неравномерность вершины, значение выброса на вершине и в паузе, а в особо ответственных случаях еще ряд параметров. В периодической последовательности импульсов определяется их частота или период следования, а так же скважность или коэффициент заполнения.
Импульсные напряжения меньше 100В преимущественно измеряют при помощи осциллографов, которые позволяют определить не только высоту импульса, но и форму на всем его протяжении. При измерении импульсов тока их сначала превращают в импульсы напряжения. Для этого в цепь, по которой передаются импульсы тока, включают вспомогательный резистор с небольшим известным сопротивлением, на котором измеряется падение напряжения.
Длительность импульсов, используемых в радиотехнике, различны, поэтому нужно измерять интервалы времени от единиц секунд до единиц наносекунд. Измерения выполняют в основном осциллографическим методом и методом дискретного счета. Осциллографический метод осуществляется при помощи калиброванных разверток (меток) или сравнением с периодом развертки Тр, который известен. Способ калиброванных разверток (меток) пригоден для импульсов любой формы при любой скважности.
Способ сравнения с известным периодом Тр применяют, если форма импульсов близка к прямоугольной, а скважность невелика: тогда на осциллограмме хорошо видны два соседних импульса (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Осциллограмма двух соседних импульов
В этом случае по масштабной сетке измеряют расстояние 11 и l2=Тp полученные данные позволяют вычислить длительность импульса по формуле
Измерение длительности импульсов методом дискретного счета рассматривалось в лабораторной работе № 4. Для более детального ознакомления рекомендуется материал учебного пособия [1, с. 117-118] либо [2, с. 209-212].
Частота повторения импульсов обычно колеблется от нескольких десятков герц до десятков и сотен мегагерц. Наиболее простым и удобным методом ее измерения является метод сравнения, который осуществляется при помощи осциллографа. На вход канала вертикального отклонения подается напряжение последовательности импульсов, частоту повторения которых следует измерить, а на вход канала горизонтального отклонения - напряжение от измерительного генератора соответствующей частоты. Генератор развертки осциллографа при этом выключен.
Частота генератора плавно повышается со стороны самой низкой частоты до тех пор пока на экране йе возникнет устойчивое изображение одного импульса. Частота при этом равно частоте повторения импульсов. Точность измерения определяется точностью градуировки частотной шкалы генератора. Частоту повторения импульсов можно измерять прямопоказывающими приборами: для грубых измерений конденсаторным частотомером, для точных - электронно-счетным частотомером.
Длительность интервала времени между двумя импульсами измеряется в основном осциллографическим методом или методом дискретного счета.
Погрешность измерения осциллографическим методом (калиброванных меток) тем меньше, чем больше расстояние между импульсами на экране осциллографа, чем точнее метки и чем точнее их калибровка. В специализированных приборах для измерения интервалов времени способом калиброванных меток относительная погрешность составляет 3*10-4 .
Сравнительно большие интервалы времени измеряют при помощи спиральной развертки.
Измерения интервалов времени методом дискретного счета принципиально не отличаегея от измерения периода. В течение измеряемою интервала селектор пропускает на электронно-счетное устройство импульсы от стабилизированного кварцем генератора. По числу прошедших импульсов и их длительности определяется искомый интервал. Точно также измеряется длительность импульсов. В современных измерителях больших интервалов времени погрешность составляет ±0,01%.