- •1. Классификация методов измерений.
- •2. Измерение осциллографом среднего значения коэффициента амплитудной модуляции.
- •3. Неинтегрирующий цифровой вольтметр постоянного тока, реализующий время-импульсный метод преобразования.
- •4. Классификация средств измерений.
- •5. Нулевой метод измерения фазового сдвига.
- •6. Интегрирующий цифровой вольтметр постоянного тока с усреднением результатов измерений.
- •7. Классификация измерительных приборов.
- •8. Общий принцип работы электромеханических приборов прямого преобразования.
- •9. Измерение мощности методом с использованием направленных ответвителей.
- •10. Технические характеристики измерительных приборов.
- •11. Измерители уровня.
- •1 2. Структурная схема цифрового частотомера и ее работа в режиме измерения периода, временных интервалов и отношений частот.
- •13. Погрешности средств измерений: определения и формы представления погрешностей средств измерений.
- •14. Аналоговые вольтметры сравнения.
- •15. Широкодиапазонный гетеродинный анализатор спектра.
- •16. Нормирование погрешностей средств измерений.
- •17. Селективные вольтметры.
- •18. Измерение группового времени запаздывания.
- •19. Общие требования к средствам измерений электрических величин.
- •20. Работа осциллографа в режиме автоколебательной и ждущей разверток.
- •21. Интегрирующие цифровые фазометры.
- •22. Типовая структурная схема электрорадиоизмерительного прибора прямого преобразования.
- •23. Цифровые вольтметры переменного тока и мультиметры
- •24.Девиация частоты и ее измерение методом частотного детектирования.
- •Измерение методом частотного детектирования
- •25. Обобщенная структурная схема электронного аналогового вольтметра прямого преобразования.
- •26. Резонансные частотомеры
- •27. Девиация частоты и ее измерение по «нулям» функции Бесселя.
- •Измерение f по «нулям» функции Бесселя
- •28. Типовая структурная схема радиоизмерительного прибора сравнения.
- •29. Цифровые частотомеры низких и инфранизких частот.
- •30. Коэффициент амплитудной модуляции и измерение его пиковых значений.
- •31. Зависимость показаний вольтметров от формы измеряемого напряжения.
- •32. Измерение мощности методом с использованием эффекта «горячих» носителей тока.
- •33. Многоканальный осциллограф.
- •34. Основные параметры осциллографа.
- •35. Измерение мощности методом вольтметра.
- •36. Метод преобразования фазового сдвига во временной интервал. Неинтегр-ий цифровой фазометр.
- •37. Особенности измерений в радиоэлектронике и связи.
- •38. Цифровые вольтметры постоянного тока, реализующие кодоимпульсный метод преобразования
- •39. Термоэлектрический метод измерения мощности.
- •40. Общие сведения и классификация методов и приборов для измерения мощности
- •41. Цифровые осциллографы
- •42. Интегрирующий цифровой вольтметр (ицв) постоянного тока с аналоговым интегрированием
- •43. Общие сведения и классификация приборов для измерения частоты и интервалов времени
- •44. Измерение мощности методом с использованием эффекта Холла
- •45. Компенсатор постоянного тока
43. Общие сведения и классификация приборов для измерения частоты и интервалов времени
Аппаратура для частотно-временных измерений представляет собой единый комплекс приборов, который обеспечивает проведение измерений с привязкой к Государственному эталону времени и частоты.
Основой для частотно-временных измерений служат стандарты частоты – высокоточные меры частоты и времени. Для привязки к ним практических измерений служат приемники сигналов эталонных частот, передаваемых радиостанциями Государственной службы времени и частоты, а также компараторы и преобразователи частоты сигнала. Основным параметром любого периодического сигнала является его период , равный наименьшему интервалу времени, через который регулярно и последовательно повторяется мгновенное значение этого сигнала . Отсюда следует, что , где
Для гармонического сигнала и период колебаний можно также определить, как интервал времени, в течение которого фаза сигнала , выраженная в радианах, изменяется на .
Таким образом, понятие имеет физический смысл для детерминированных сигналов, т.е. сигналов, мгновенные значения которых известны в любой момент времени. В общем случае интервал времени – это время, прошедшее между моментами двух последовательных событий. При измерениях начало и конец интервала обычно фиксировано с помощью импульсов, называемых соответственно опорным (начало) и интервальным (конец) .
Величина называется частотой периодического сигнала. Она характеризует в общем случае число идентичных событий, происходящих в единицу времени. Единица частоты 1Гц – 1 колебание в секунду, что в общем случае соответствует одному событию за 1с.
Если сигнал является гармоническим, то его характеризуют дополнительным понятием угловой частоты , которая определяется изменением фазы гармонического сигнала в единицу времени, равна и выражается в .
Кроме того, для гармонических сигналов, в том числе и искаженных, частота определяется числом переходов сигнала через ось времени (т.е. через нуль) за единицу времени.
Время и частота неразрывно таким образом связаны между собой и измерение одной величины может быть заменено измерением другой. Однако наиболее распространенным является измерение частоты. В диапазоне СВЧ измеряют в ряде случаев длину волны и по результатам этих измерений определяют значение , где – скорость света или распространения электромагнитных колебаний в свободном пространстве.
Частотно-временные измерения могут быть не только абсолютными, но и относительными. Задачей относительных измерений является оценка изменения частоты во времени, называемого нестабильностью частоты. Различают долговременную нестабильность, связанную с систематическим смещением частоты за длительное время, и кратковременную нестабильность, определяемую флюктуационными изменениями частоты. Граница между долговременной и кратковременной нестабильностями частоты условна и определяется задачами конкретных измерений. Поэтому эти термины должны употребляться только с указанием интервалов времени измерения.
Количественно нестабильность частоты оценивают среднеквадратической относительной случайной вариацией частоты (нестабильность– ) и среднеквадратическим относительным отклонением частоты (нестабильность – ).
Под нестабильностью понимают величину
, (4.1)
где - относительная вариация частоты; - средняя относительная вариация частоты; – число вариаций; и – значения частоты, соседние в ряду наблюдений; – номинальное значение частоты
Нестабильность – определяется по формуле
, (4.2)
где - относительное отклонение частоты;
- среднее арифметическое значение ряда наблюдений.
В соответствии с ГОСТ 15094-86 приборы для измерения частоты и интервалов времени образуют подгруппу «Ч» и подразделяются в зависимости от назначения на следующие основные виды:
Ч1 – стандарты частоты и времени;
Ч2 – частотомеры резонансные;
Ч3 – частотомеры электронно-счетные;
Ч4 – частотомеры гетеродинные, мостовые, емкостные;
Ч5 – синхронизаторы и преобразователи частоты;
Ч6 – синтезаторы частоты, делители и умножители частоты;
Ч7 – приемники сигналов эталонных частот, компараторы и синхрометры;
Ч9 - преобразователи частоты в другую электрическую величину.
Кроме того, измерители интервалов времени образуют вид И2 в подгруппе И (приборы для импульсных измерений).
При измерении частоты могут быть реализованы: метод прямого преобразования и методы сравнения.
Конкретная реализация этих методов может существенно различаться в соответствии с физическими свойствами сигналов различных частот, а также способами их получения и передачи на расстояние. Более того по мере развития радиоизмерительной техники одни методы и приборы сменяли другие, расширялись функциональные возможности частотомеров, унифицировалась их номенклатура.