- •2. Измерение напряжения и временных параметров импульсного сигнала.
- •3. Измерение частоты сигналов методом калиброванной (линейной) развертки.
- •4. Измерение частоты методом интерференционных фигур (фигур Лиссажу).
- •5. Измерение фазового сдвига сигналов методом линейной развертки.
- •6. Измерение фазового сдвига сигналов методом эллипса.
- •7. Измерение коэффициента амплитудной модуляции сигнала методом линейной развертки.
- •Анализ результатов работы.
Министерство образования РФ
Томский университет систем управления и радиоэлектроники
Лабораторная работа № 2
по дисциплине
«Измерительная техника и датчики»
Измерение напряжения и временных параметров синусоидального сигнала.
А) Из библиотеки вызвать файл WIENSCL. Схема эксперимента представлена на рисунке 1.
Рисунок 1.
Изображение на экране осциллографа:
-
отключить от осциллографа сигнал Вых. 2;
-
установить следующие значения элементов схемы , ;
-
активизировать работу схемы;
-
подбором величин коэффициента отклонения и коэффициента развертки установить изображение синусоидального сигнала практически во весь экран осциллографа;
-
измерить амплитуду и период синусоидального сигнала с помощью измерительных линий осциллографа, либо в соответствии с выражениями: , , где и - соответственно величины линейных размеров периода и амплитуды в делениях шкалы осциллографа, и - значения коэффициентов отклонения и развертки;
-
оценить величину относительной визуальной погрешности измерения амплитуды и периода синусоидального сигнала в соответствии с выражением , где – ширина луча осциллографа, l – линейный размер измеряемой величины.
.
.
- для периода
- для амплитуды
Б) В схеме 1 установить , . Повторить измерения.
.
.
- для периода
- для амплитуды
2. Измерение напряжения и временных параметров импульсного сигнала.
А) Из библиотеки вызвать файл 555-2.СА4. Схема эксперимента представлена на рисунке 2.
Рисунок 2.
Изображение на экране осциллографа:
-
установить , , , ;
-
инициализировать схему;
-
измерить амплитуду , длительность импульса и длительность фронта импульсного сигнала, изображенного на экране осциллографа;
-
оценить величину относительной визуальной погрешности измерения амплитуды и периода импульсов;
-
оценить величину относительной систематической погрешности измерения длительности фронта импульса за счет влияния времени нарастания осциллографа , , где - верхняя частота полосы пропускания канала вертикального отклонения осциллографа.
.
.
.
- для периода
- для амплитуды
.
.
Б) В схеме рисунка 2 установить , , , . Повторить измерения.
.
.
.
- для периода
- для амплитуды
.
3. Измерение частоты сигналов методом калиброванной (линейной) развертки.
А) В схеме рис. 2 установить значения , .
-
Измерить период импульсного сигнала рассчитать частоту сигнала и оценить точность измерения, пользуясь законами накопления погрешностей при косвенных измерениях.
Измерение периода импульсного сигнала произведем при помощи измерительных линий осциллографа пакета Electronics Workbench.
Рассчитаем в MathCAD:
с – период импульсного сигнала
Гц – частота импульсного сигнала
с
Гц
Б) В схеме рис. 2 установить значения , .
-
Измерить период импульсного сигнала рассчитать частоту сигнала и оценить точность измерения, пользуясь законами накопления погрешностей при косвенных измерениях.
Измерение периода импульсного сигнала произведем при помощи измерительных линий осциллографа пакета Electronics Workbench.
Рассчитаем в MathCAD:
с – период импульсного сигнала
Гц – частота импульсного сигнала
с
Гц
4. Измерение частоты методом интерференционных фигур (фигур Лиссажу).
А) Из библиотеки вызвать файл LISSAJOU. На экране возникнет схема, представленная на рисунке 3.
Рисунок 3.
-
Установить частоту генератора .
-
Установить частоту генератора образцового сигнала .
-
Инициировать схему.
-
Зарисовать полученную фигуру Лиссажу. Проверить выполнение соотношения , где и - частоты сигналов, поданных на горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ соответственно, и - максимально возможные числа пересечений фигуры Лиссажу горизонтальной и вертикальной линиями.
.
Полученная фигура Лиссажу представлена на рисунке 4.
Рисунок 4.
Б) Измерение частоты импульсного сигнала. На экране монитора собрать схему эксперимента, представленную на рисунке 5.
Рисунок 5.
-
Установить в схеме , .
-
Инициировать схему.
-
Установить режим работы осциллографа В/А.
-
Оценить погрешность измерения , сравнить с результатом в п. 3.
Гц (частота образцового генератора).
Погрешность данного измерения определяется погрешностью задания образцовой частоты . В данном случае она равна единице, отсюда:
5. Измерение фазового сдвига сигналов методом линейной развертки.
-
Установить частоту синусоидального сигнала на выходе генератора .
-
Собрать в качестве RC-цепи интегрирующую цепь с параметрами , .
-
Инициировать схему.
-
Измерить временные отрезки и , рассчитать фазовый сдвиг, вносимый RC-цепью
-
Измерить линейные размеры и отрезков и соответственно. Рассчитать абсолютную случайную визуальную погрешность измерения фазового сдвига сигналов по формуле , где q – ширина луча осциллографа в мм.
, .
.
, , .
.
Б) Установить в схеме частоту синусоидального сигнала . Повторить измерения.
, .
.
, , .
.
В) В качестве RC-цепи собрать дифференцирующую цепочку. Установить , . Для частот синусоидального сигнала генератора и произвести измерения фазового сдвига, вносимого дифференцирующей цепью в соответствии с методикой п. 5.а.
При частоте :
, .
.
, , .
.
При частоте :
, .
.
, , .
.