Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт Инженерной Физики и Радиоэлектроники
Кафедра «Радиотехника»
Лабораторная работа №2
«Исследование цифрового метода измерения частоты и характеристик измерительных генераторов»
Выполнила: Котюргина О.С.
Проверил: Костырев К. Ю.
Красноярск 2011
Цель работы
Практическое изучение цифрового метода измерения частоты, исследование погрешностей цифрового частотомера и исследование основных характеристик измерительных генераторов.
Выполнение работы
Рис. 1 – Структурная схема универсального цифрового частотомера
Режим самоконтроля
Рис. 2 – Структурная схема цифрового частотомера в режиме самоконтроля
Измерение частоты высокочастотного генератора
Рис. 3 – Структурная схема универсального цифрового частотомера в режиме измерения частоты
Произведем измерение частоты высокочастотного генератора типа Г4-18, выбирая на каждом поддиапазоне 3 точки при времени измерения 1 с. Определим погрешность градуировки генератора. Результаты измерений представлены в Таблице 1:
F, Гц |
F*, Гц |
dF |
deltaF |
100 |
100,317 |
-0,317 |
-0,00317 |
120 |
120,227 |
-0,227 |
-0,00189 |
140 |
140,071 |
-0,071 |
-0,00051 |
220 |
219,843 |
0,157 |
0,000714 |
240 |
239,085 |
0,915 |
0,003812 |
280 |
278,282 |
1,718 |
0,006136 |
440 |
441,831 |
-1,831 |
-0,00416 |
480 |
481,555 |
-1,555 |
-0,00324 |
560 |
557,809 |
2,191 |
0,003913 |
800 |
799,938 |
0,062 |
7,75E-05 |
1000 |
995,468 |
4,532 |
0,004532 |
1300 |
1284,127 |
15,873 |
0,01221 |
2000 |
2004,808 |
-4,808 |
-0,0024 |
2400 |
2405,499 |
-5,499 |
-0,00229 |
3600 |
3583,587 |
16,413 |
0,004559 |
16000 |
16032,52 |
-32,521 |
-0,00203 |
18000 |
18046,88 |
-46,88 |
-0,0026 |
21000 |
21001,38 |
-1,381 |
-6,6E-05 |
28000 |
28079,3 |
-79,302 |
-0,00283 |
34000 |
33918,31 |
81,689 |
0,002403 |
42000 |
41787,41 |
212,594 |
0,005062 |
(1)
(2)
Измерение частоты низкочастотного генератора
Рис. 4 –Структурная схема универсального цифрового частотомера в режиме измерения периода
Произведем измерение частоты низкочастотного генератора типа Г3-33 при частоте квантующих импульсов 10 МГц, выбирая на каждом поддиапазоне 3 точки. При измерении используем режим «Измерение периода». Определим погрешность градуировки генератора. Результаты измерений представлены в Таблице 2:
F, Гц |
T*мс |
F*, Гц |
dF |
deltaF |
25 |
39,9479 |
25,0326 |
-0,032605 |
-0,001304 |
50 |
20,0266 |
49,93359 |
0,0664117 |
0,0013282 |
100 |
10,0175 |
99,82531 |
0,1746943 |
0,0017469 |
250 |
3,9974 |
250,1626 |
-0,162606 |
-0,00065 |
500 |
1,9981 |
500,4755 |
-0,475452 |
-0,000951 |
1000 |
0,9968 |
1003,21 |
-3,210273 |
-0,00321 |
2500 |
0,4006 |
2496,256 |
3,7443834 |
0,0014978 |
5000 |
0,2005 |
4987,531 |
12,468828 |
0,0024938 |
10000 |
0,1 |
10000 |
0 |
0 |
25000 |
0,0395 |
25316,46 |
-316,4557 |
-0,012658 |
50000 |
0,0195 |
51282,05 |
-1282,051 |
-0,025641 |
100000 |
0,0099 |
101010,1 |
-1010,101 |
-0,010101 |
(3)
Исследование кратковременной нестабильности частоты высокочастотного генератора
Исследуем кратковременную нестабильность частоты высокочастотного генератора на частоте 2МГц за время наблюдения 20 с (время усреднения 1 с). Определим кратковременную нестабильность частоты. Результаты измерений приведены в Таблице 3:
F(ti,T0), Гц |
F(ti+Tн,T0), Гц |
dFi(Tн,T0) |
deltaFi(T,T0) |
2000,451 |
2000,445 |
0,006 |
2,99932E-06 |
2000,448 |
2000,445 |
0,003 |
1,49966E-06 |
2000,445 |
2000,44 |
0,005 |
2,49944E-06 |
2000,444 |
2000,439 |
0,005 |
2,49945E-06 |
2000,438 |
2000,435 |
0,003 |
1,49967E-06 |
2000,435 |
2000,432 |
0,003 |
1,49967E-06 |
2000,43 |
2000,427 |
0,003 |
1,49968E-06 |
2000,427 |
2000,423 |
0,004 |
1,99957E-06 |
2000,421 |
2000,417 |
0,004 |
1,99958E-06 |
2000,418 |
2000,416 |
0,002 |
9,99791E-07 |
20004,32 |
2000,4319 |
0,038 |
|
Вычислим среднеквадратическое значение кратковременной нестабильности частоты:
=
(4)