70752

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

Лабораторная работа

Физика

Физический эксперимент, проводимый с целью получения информации о количественной характеристике интересующего нас объекта или процесса; полученная информация содержит результат сравнения полученной величины с однородной величиной, принятой за единицу меры...

Русский

2014-10-26

790 KB

1 чел.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ

Лабораторная работа № 1

ИЗМЕРЕНИЕ — это Физический эксперимент, проводимый с целью получения информации о количественной характеристике интересующего нас объекта или процесса; полученная информация содержит результат сравнения полученной величины с однородной величиной, принятой за единицу меры, и выражается числом (совокупностью чисел, графиком).Измерения делят на прямые и косвенные.

Прямым называют измерение, которое непосредственно дает определяемую величину. Например, измерения напряжения вольтметром, сдвига фаз фазометром и т.п.

КОСВЕННЫМ называют измерение, при котором интересующая нас величина определяется расчетным (косвенным) путем, т.е. вычисляется по данным, полученным в результате прямых измерений других величин. Так, например, коэффициент усиления усилителя вычисляется обычно по измеренным величинам входного и выходного напряжений.

МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИИ — детальна намеченный распорядок процесса измерений при выбранных схеме и комплексе приборов, включающий правила, последовательность операций, количество измерений и т.д. Применительно к одной и той же схеме измерений и данному комплексу аппаратуры возможны различные методики, и наоборот.

В процессе измерений или установки параметров источников сигналов оператор снимает отсчеты или показания.

ОТСЧЕТ — это число, указываемое индикатором прибора в стрелочных приборах отсчет - число, написанное у деления шкалы,на котором остановилась стрелка; в цифровых приборах - число,наблюдаемое на передней панели. Иногда отсчетом является число,написанное у деления лимба, находящегося против визирной линии.

ПОКАЗАНИЯ - физическая величина, соответствующая отсчету. Получается а результате умножения отсчета на переводной множитель .

Пример: отсчет по лимбу генератора звуковой частоты — 112Гц; переключатель "Множитель" установлен против отметки 1ОО -показания 112ООГц.

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Основные радиоэлектронные измерительные приборы можно условно разделить на четыре группы.

ПЕРВАЯ ГРУППА - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ. Это широко распространенные и весьма многочисленные ( по количеству выпускаемых типов) радиоэлектронные приборы.

Подобные приборы служат источниками сигналов, используемых для калиброванного воздействия на исследуемую или настраиваемую аппаратуру. Отклики аппаратуры на эти воздействия есть ее экспериментальные характеристики. Кроме того, измерительные генераторы позволяют измерять ряд параметров сигналов методами сравнения, градуировать приборы, питать измерительные схемы.

ВТОРАЯ ГРУППА - ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛОВ. Она объединяет большое количество приборов различных типов. Действие этих приборов связано с подачей измеряемых сигналов на их вход. Примерами могут служить электронный вольтметр, частотомер, электронный осциллограф, анализатор спектра.

ТРЕТЬЯ ГРУППА - ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, ДВУХПОЛЮСНИКОВ И РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ. Характерная особенность приборов этой группы состоит в том, что в их состав входят как источники сигналов, так и индикаторы. Примерами могут служить измеритель частотных характеристик (ИЧХ), измеритель переходных характеристик (ИПХ), измерители добротности контуров и резонаторов.

ЧЕТВЕРТАЯ  ГРУППА - элементы измерительных схем: аттенюаторы, фазоврацатели и т.п..

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Измерительные генераторы характеризуются следующими обоими для всех приборов этой группы величинами.

ПАРАМЕТРЫ ВЫХОДНЫХ СИГНАЛОВ определяются крайними, т.е. минимальным и максимальным, значениями, которые могут быть установлены. Например, пределы частот гармонических колебаний, длительности и частот следования импульсов, амплитуды напряжения и т.д.

ВЫХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - сопротивление прибора со стороны выходных зажимов. Эта величина служит важной характеристикой источников сигналов - измерительных генераторов , которую необходимо знать для согласования генератора с нагрузкой.

ПОГРЕШНОСТЬ УСТАНОВКИ И СТЕПЕНЬ НЕСТАБИЛЬНОСТИ выходного параметра.

Приборы второй группы характеризуются следующими основными величинами.

ДИАПАЗОН ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН определяется минимальным Аmin и максимальным Аmax значениями величин, которые могут или должны быть измерены с заданной точностью. Например, у вольтметра В7-27 диапазон от 1мВ до 1ОООВ. Большой диапазон разбивают на несколько поддиапазонов. Часто  диапазон характеризуют отношением:

ДИАПАЗОН РАБОЧИХ ЧАСТОТ - полоса частот, в пределах которых возможна эксплуатация прибора или измерения производятся с погрешностью, не превышающей заданной величины.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ по измеряемому параметру - отношение при - ращения показания прибора к вызвавшему его приращению измеряемой величины.

ПРЕДЕЛЬНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ (энергетическая) - минимальная величина напряжения (тока или мощности) измеряемого сигнала, подаваемого на вход прибора, которая необходима для получения уверенного отсчета.

РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ (абсолютная) - минимальная разность двух значений измеряемых однородных величин, которая может быть различима прибором. Например, если частотомер хорошо различает чистоты 3О3 и 3О5 МГц, а меньшая разность определяется с недостаточной достоверностью, то его разрешающая способность 2МГц.

БЫСТРОДЕЙСТВИЕ — величина, обратная времени установления показаний прибора.

ВХОДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ - сопротивление прибора со стороны его входных зажимав. Для гармонического сигнала оно определяется отношением напряжения, подаваемого на вход прибора, к току, вызываемому этим напряжением во входной цепи:

От его величины зависит степень влияния прибора на работу схемы, к которой он подключается. Если измерительный прибор включается последовательно в цепь, то входное сопротивление должно быть малым.Чаще всего адиоэлектронные измерительные приборы подключают параллельно участку цепи, в котором производятся измерения.В таких случаях входное сопротивление прибора должно быть велико,иначе подключение прибора будет нарушать режим работы схемы.

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ПОГРЕШНОСТЯХ ИЗМЕРЕНИИ КЛАССИФИКАЦИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

При любой степени совершенства и точности измерительной аппаратуры, рационально спланированной методике намерений, тщательности выполнения измерительных операций померенная величина отличается от ее истинного значения. Иначе говоря при всяком измерении неизбежны обусловленные разнообразными причинами погрешности. Их можно классифицировать по различным признакам.

1. В зависимости от источника возникновения погрешности делят на:

МЕТОДИЧЕСКИЕ, которые обусловлены методом измерения, заложены а его сущности;

АППАРАТУРНЫЕ или ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, определяемые конструкцией, схемой, выполнением прибора и его состоянием в процессе эксплуатации;

ВНЕШНИЕ, обусловленные внешними по отношении к прибору влияниями, т.е. условиями, в которых проводятся измерения;

СУБЪЕКТИВНЫЕ (личные), возникающие вследствии несовершенства органов чувств оператора, а также его небрежности или недостаточного внимания в процессе измерений и фиксации их результатов.

2.Соответственно условиям проведения измерений различает:

ОСНОВНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ, которая имеет место при нормальным условиях (окружающая температура, относительная влажность, атмосферное давление, напряжение питания, нагрузка, входная и выходная мощность, частота и др.), оговоренных ГОСТ, а также частными стандартами и ТУ;

ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ ПОГРЕШНОСТЬ, появляющуюся при отклонении условий эксплуатации прибора от нормальных.

3.По закономерности проявления погрешностей разделяют:

ПРОМАХИ, т.е. грубые искажения результатов измерения, являющиеся следствием небрежности или низкой квалификации оператора, неожиданных внешних воздействий; промахи отбрасывают как не заслуживающие доверия;

СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ- постоянные по величине и знаку или проявляющиеся с определенной закономерностью ( погрешность градуировки шкалы; температурная погрешность и т.п.);

СЛУЧАЙНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ, величина и знак которых заранее не известны  и не могут быть точно предсказаны (дрейф нуля на выходе усилителя  постоянного  тока; погрешности,обусловленные действием флуктуационных помех и т.п.).

Так как случайные погрешности измерений - это случайные величины, то их характеризуют вероятностными числовыми характеристиками. Наиболее широко используется среднеквадратичная оценка погрешности. Это означает, что для определения погрешности нужно провести ряд равноточных измерений и вычислить среднеквадратичное значение σ из частных погрешностей, зафиксированных при всех измерениях (исключая промахи).

В разнообразных измерительных устройствах законы распределения вероятностей случайных погрешностей различны. Преимущественно встречаются нормальные и равномерные распределения, а также распределения по закону арксинуса. Возможны и композиции законов распределения.

При теоретических исследованиях закон распределения наиболее часто считают нормальным и максимальную погрешность М измерения обычно полагают равной . Если записать соотношение между максимальной и среднеквадратичной погрешностями в виде М=σβ то несложно установить, что коэффициент β характеризует вероятность появления ошибки, выходящей за поле допуска, т.е. превышения погрешности, принятой за максимальную.

В случае нормального распределения случайных погрешностей интервал представляет собой интервал достоверно различи мого результата М=2σ измерения. С целью обоснованного получения эффективного интервала достоверно различимого результата измеренияпри любом законе распределения вероятностей погрешностей в работе принят информационный подход и на его основе введено понятие энтропийного значения погрешности.

Сущность такого подхода заключается в определении эффективного интервала неопределенности, обусловленного погрешности с данным распределением вероятностей , который был, бы эквивалентен по количеству вносимой им дезинформации интервалу неопределенности, вызываемому погрешностями с равномерным распределением. В соответствии с этим под энтропийным значением погрешности , определяемым как половина интервала неопределенности , понимается значение, которое вносит такое же дезинформационное действие , что и погрешность с данным законом распределения вероятностей.

В общем случае энтропийная погрешность Δэ=±½exp H(x/A)

где условная энтропия :

x— текущее значение измеряемой величины; А — показания прибора.

При равномерном и нормальном законах распределения энергии соответственно равны :

H(x/A)=ln2 Δэ;

 Таким образом , в случае, когда погрешности распределены по нормальному закону, энтропийная погрешность Δэ =σ√(πl/2) ≈2,07 σ .

в общем случае энтропийное и среднеквадратичное значение погрешности связаны формулой Δэ =kσ;

где k- коэффициент , зависящий от характера распределения вероятностей и называемый энтропийным коэффициентом данного закона распределения вероятностей.

4. По способу выражения различают следующие разновидности погрешности :

АБСОЛЮТНУЮ, представляющую собой разность между показанием A прибора ( измеренным значением ) и истинным значением измеряемой величины ( за истинное принимают значение , измеренное образцовым A0 прибором или найденное теоретическим путем ):

 ΔA = A- A0

ОТНОСИТЕЛЬНУЮ,определяемую отношением ( при A0≠0 ) :

которое часто выражают в процентах. Поскольку измеренное значение A обычно мало отличается от истинного A0 , то на практике относительную погрешность характеризуют отношением (при A0≠0)

ПРИВЕДЕННУЮ, даваемую отношением абсолютной погрешности к числу L единиц намерения, охватываемых рабочей частью шкалы прибора, т.е. к длинна шкалы:

Длина шкалы L определяется: конечным значением рабочей части шкалы- для приборов с односторонней шкалой; суммой конечных значений рабочей части шкалы для приборов с двусторонней шкалой; разностью начального и конечного значений рабочей части шкалы - для приборов с безнулевой шкалой.

Максимально допустимая приведенная погрешность, выраженная в процентах, определяет класс точности прибора. Так, если в справочнике указан класс точности 1,5 , то возможная приведенная погрешность ≤1,5 % .

При указании основной погрешности в процентах, относительных величинах или в абсолютных значениях измеряемой величины числовые значения берутся из ряда B10n где B-одно из чисел 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5, 6, n – одно из чисел 1, 0, -1, -2, -3, и т.д.

В паспортах к приборам и справочниках дается наибольшая приведенная погрешность, если нет оговорок. Напомним, что при определенной величине приведенной погрешности относительная погрешность зависит от участка шкалы, на котором ведется измерение. Так как δA= ΔA/A и δLA= ΔA/L (L-длина шкалы), то при ΔA=const по  всей шкале

относительная погрешность во столько раз больше приведенной, во сколько раз длина шкалы больше показания прибора A. При работе в начале шкалы величина δA может получиться большой. Поэтому следует выбирать измерительный прибор (предел шкалы ) так, что бы измерения проводились в последней части шкалы.

В тех случаях, когда абсолютная погрешность стрелочного прибора непостоянна по всей шкале, ее можно выразить в  виде алгебраической суммы двух членов, один из которых пропорционален; значению A измеряемой величины (его называют абсолютной погрешностью чувствительности), а второй имеет постоянное значение C (его называют погрешностью нуля ): 

ΔA=± [(δA) A+C].

Так, например, для стрелочного милливольтметра

ΔU =± [0,01U+2 мВ].

где ΔU - измеряемое значение напряжения, в мВ.

Абсолютную погрешность прибора с дискретным цифровым отсчетом допускается записывать в виде

ΔA=± [(δA) A+mед.отсчёта ],

Где m - погрешность дискретности, не зависящая от намеряемой величины. Значения m единиц дискретности ( младшего разряда счета ) должны выбираться из ряда: 0,5 , 1,2.

Для некоторых приборов оказывается целесообразным выражать абсолютную погрешность трехчленной формулой:

ΔA=± [C+(δA) A+A2/L],

Весьма перспективной обобщенной оценкой точности прибора представляется средняя информационная погрешность γ, которая является функцией количества получаемой от прибора измерительной информации и описывается формулами(при отсутствии погрешности нуля) :

γA ,

т.е. средняя информационная погрешность равна относительной погрешности чувствительности прибора;

при небольшой погрешности нуля, такой, что DδA<δLA  

где-рабочий диапазон прибора ),

при значительной погрешности нуля, когда δA<<δLA

СУММИРОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ

При суммировании погрешностей руководствуются следующими правилами:

1) систематические погрешности Si суммируют алгебраически ( с учетом собственных знаков). Возможен случай, когда S1=S , а S2=-S и тогда :

2) случайные погрешности ( среднеквадратичные оценки):

а) некоррелированные ( вызванные взаимна независимыми истониками или причинами ) суммируются по закону

где σi- среднеквадратичная оценка погрешности обусловленной i -тым источником;

б) случайные  погрешности  сильно или жестко коррелированные (коэффициент  корреляции ρ ≈±1) , суммируются с учетом следующих предпосылок. Если данная причина вызывает в различных узлах прибора изменения погрешностей в одном и том же направлении, то погрешности складывают, т.е.

Когда же изменения получаются противоположными, погрешности вычитают, т.е.

Поясним сказанное примерами. Пусть прибор состоит из двух каскадов и известно, что при повышении питающего напряжения погрешность, вносимая каждым каскадом, увеличивается. Тогда при случайных колебаниях напряжения ρ=+1 и общая погрешность

Теперь предположим, что в другом приборе повышение напряжения непосредственно вызывает увеличение погрешности, но так влияет на работу показывающего устройства, что погрешность уменьшается. Следовательно, при случайных колебаниях напряжения две составляющие общей погрешности изменяются в противоположные стороны,.т.e  ρ=-1, и поэтому

в) суммирование систематической погрешности со случайной осуществляют с учетом корреляционных связей по тому же принципу, что и суммирование случайных погрешностей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНОЙ ПОГРЕШНОСТИ РЯДА ИЗМЕРЕНИЯ

При равноточных измерениях методика определения среднеквадратичного значения погрешности сводится к следующему.

Проводят n -измерений, в результате которых получают n показаний прибора: A1 A2 ,…,An . По ним находят среднее значение 

Далее вычисляют значение от среднего  Δ1=A! Aср  ; Δ2=A2 Aср; Δn=An Aср и находят среднеквадратичное значение абсолютной погрешности по формуле Бесселя

Относительную погрешность полагают равной σ/Aср.

Подробным способом определяют случайную погрешность рабочего прибора, когда отсутствует образцовый прибор.

При неравнотомных измерениях (различные операторы, равные приборы ) необходимо учитывать веса измерений.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При испытаниях, исследованиях, измерениях различных радиоэлектронных схем необходимы источники испытательных сигналов. С помочью этих источников, которые вырабатывают сигналы самых разнообразных частот и форм, снимают характеристики различных устройств, например амплитудно-частотные и переходные характеристики, коэффициент шума и др.; намеряют ряд параметров сигналов методом сравнения (частоту колебаний, частоту следования импульсов); градуируют измерительные приборы, в частности вольтметры: имитируют сигналы, поступающие в исследуемую аппаратуру при реальных условиях ее работы; питают измерительные схемы при определении коэффициента стоячей волны, полных сопротивлений нагрузки и т.п.

Подобные источники сигналов получили название измерительных генераторов. Они отличаются от обычных генераторов возможностью точной установки и регулировки выходных параметров (частоты, формы и величины напряжения, мощности) в широких пределах, хорошей стабильностью и наличием измерительных приборов, контролирующих определенные параметры сигналов.

Различают генераторы сигналов (ГС) и генераторы стандартных сигналов (ГСС). Последние имеют более высокие стабильность частоты и точность калибровки выходного напряжения или мощности, чем первые. Уровни выходных сигналов ГСС, как правило, невелики (во всяком случав меньше, чем у ГС) и регулируются в весьма широких пределах; по напряжению - от вольта до десятой доли микровольта; по  мощности - от  единиц или долей ватта до величин порядка 10-14 Вт .

Генераторы стандартных сигналов тщательно экранируют, так как иначе на схему, исследуемую с помощью ГСС, при малых уровнях сигналов могли бы попадать колебания соизмеримой амплитуды не через выходное устройство ГСС, а вследствие индукции или излучения электромагнитного поля.

Как правило, в ГСС и некоторых ГС внутри имеются модуляторы. Предусматривается возможность модуляции от внешних источников.

ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.

Генераторами звуковых частот принято называть низкочастотные измерительные генераторы, охватывающие либо диапазон звуковых частот (2О Гц - 2О кГц), либо диапазоны звуковых и ультразвуковых частот (2О Гц - 2ОО кГц).

В измерительной технике с помощью таких генераторов осущес твляют испытание и настройку усилителей и других низкочастотных узлов радиоэлектронной аппаратуры, модуляцию колебаний высокочастотных измерительных генераторов и передатчиков, градуировку электронных вольтметров, измерение частоты методом сравнения, питание различных схем переменным напряжением и т.д.

Генераторы звуковых частот должны генерировать во всем диапазоне звуковых (иногда и ультразвуковых) частот сигналы чисто синусоидальной формы, стабильной частоты, постоянного уровня. Они должны иметь небольшое выходное сопротивление, величину которого можно регулировать для согласования с сопротивлением нагрузки. В этих приборах предусматривается регулировка в широких пределах напряжения (мощности) выходного сигнала - плавная и ступенчатая.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Этот универсальный радиоэлектронный прибор предназначен для наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров. С помощью осциллографа доступны изучению электрические процессы в различных точках цепей и устройств в большом диапазоне изменения напряжений, токов и в широком диапазоне частот. Существенно также, что информация электронного осциллографа об электрических процессах поступает через органы зрения человека - самые широкие "окна" для нее в мозг.

Возможности современного электронного осциллографа весьма велики и в связи с этим в радиопрактикуме он используется как главное средства извлечения измерительной информации о параметрах и характеристиках радиоэлектронных сигналов, цепей, устройств.

Основой любого электронного осциллографа (рис.1.1) является электроннолучевая трубка. Она состоит из подогревателя катода 1, катода 2, модулятора 3, фокусирующего электрода 4, первого анода 5, второго анода 11, двух пар отклоняющих пластин 6 и 7, покрытого люминофором экрана 3, стеклянной вакуумной колбы 10.

Блок питания осциллографа обеспечивает необходимые напряжения на электродах трубки и тем самым формирует достаточно тонкий электронный луч 9. Управление положением электронного луча осуществляется каналами вертикального (У) и горизонтального (X) отклонения, выходы которых подключены к соответствующим парам отклоняющих пластин. На вход канала У поступает исследуемый сигнал, который пройдя входной аттенюатор (ослабитель) и усилитель У вызывает отклонение луча в вертикальном направлении. Если в этот момент усилитель X подключен (через переключатель ПЗ) к генератору развертки, создающего пилообразный сигнал, то движение электронного луча в горизонтальном направлении (слева направо) равномерно и на люминесцентном экране остается светящийся след, представляющий собой временную зависимость исследуемого сигнала - осциллограмму. Движение луча справа налево происходит с большой скоростью и поэтому практически не вызывает свечения экрана.

Изменяя положение органов управления входным аттенюатором канала вертикального отклонения и скоростью изменения напряжения генератора развертки можно расположить изображение сигнала на экране так, чтобы он занимал практически всю его рабочую поверхность, и тем самым обеспечить максимальную точность измерения параметров сигнала.

Рис1.1 Структурная схема электронного осцилографа.

Для обеспечения  неподвижности осциллограммы предназначены органы  управления синхронизацией: переключатель вида синхронизации ПЭ, ручки "уровень" и "стабильность". Манипулируя положением этих органов в определенном порядке добиваются того, чтобы начало каждого цикла развертки совпадало с одним и тем же разовым положением исследуемого сигнала, что приводит к пробеганию светящегося пятна по одним и тем же точкам экрана и изображение становится зрительно устойчивым.

Для синхронизации осциллограмм на осциллографа необходимо:

1. Ручку "стабильность" повернуть по часовой стрелке до упора.

2. Появившееся на экране неустойчивое, как правило, изображение расположите симметрично относительно горизонтальной линии симметрии экрана с помощью ручек   и "баланс".

3. Очень медленно вращать ручку ↕ "стабильность" против часовой стрелки до момента пропадания изображения (или его устойчивости) .

4. вращая ручку "уровень" по или против часовой стрелки найдите положение наибольшей устойчивости изображения на экране.

Подключения усилителя X канала горизонтального отклонения с помощью переключателя ПЭ к клемме "вход" позволяет получить произвольную траекторию движения электронного луча, что используется в радиопрактикуме для построения на экране различных характеристик цепей и устройств.

С помощью переключателя ГЧ можно передавать исследуемый  сигнал либо с постоянной составляющей напряжения (открытый вход: П1-замкнут), либо без нее (закрытый вход: П1 - разомкнут).

Яркостью электронного луча осциллографа можно управлять, подавая сигнал на катод электронно - лучевой трубки (вход Z ) . Этот вход расположен на задней панели осциллографа.

ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ НИЗКОЧАСТОТНЫЙ

Пpибор генерирует измерительный сигнал синусоидальной (гармонической формы в частотном диапазоне 2О Гц-2ОО кГц , который условно называют диапазоном низких частот (НЧ).

Типовая структурная схема генератора НЧ представлена на ри сунке 1.2. блок задающего генератора с органами управления частотой либо периодом  ?????  грубо - "множитель Х1 ,  X10, Х100 , Х1ООО", плавно - "частота . ???? ' обеспечивает стабильное по частоте синусоидальное напряжение, усиливаемое затем усилителем напряжения * ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10 В на сопротивлении нагрузки 6ОООм. Регулировку выходного напряжения осуществляют плавно а усилителе напряжения, а грубо-фиксированными ступенями с помощью выходного аттенюатора, имеющего постоянное выходное сопротивление.

Вольтметр, входящий в состав генератора НЧ указывает действующее напряжение на входе аттенюатора.

Рис.1.2 Структурная схема генератора НЧ

Рис1.3 Структурная схема ГСС.

ГЕНЕРАТОР СИГНАЛОВ ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ

Этот радиоизмерительный прибор создает гармонический сигнал с контролируемыми параметрами: напряжением (от единицы мкВ до одного В), частотой (от сотен кГц до десятков МГц) и глубиной амплитудной модуляции (от О до 1ОО%). Выходной сигнал генератора высокой частоты (ВЧ) используется прежде всего для проведения испытаний радиоэлектронной аппаратуры и поэтому подобные приборы называют генераторами стандартных сигналов (ГСС).

Состоит ГСС из следующих основных узлов (рис.1.3): задающего генератора с грубой - "диапазон" и плавной - "частота" установкой частоты сигнала, усилителя- модулятора ВЧ с плавной регулировкой амплитуды выходного напряжения, грубая регулировка которого осуществляется в выходном аттенюаторе.

Усилитель - модулятор предназначен для получения ВЧ сигнала с изменяющейся амплитудой по гармоническому закону НЧ (4ОО или 1000Гц от внутреннего НЧ генератора) либо по закону источника внешнего низкочастотного сигнала, подключаемого ко входу "внешняя модуляция".

Электронный вольтметр и измеритель глубины модуляции позволяют оценивать выходной уровень и глубину модуляции выходного сигнала ГСС.

КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИБОР (МУЛЬТИМЕТР)

Этот прибор предназначен для измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного тока, а также сопротивления цепей постоянному току. Как правило, пределы измеряемых величин указаны а таких приборах на передней панели вокруг единственного (например для В7-27; органа управления - переключателя режимами работы и диапазонов.

ЗАДАНИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1. Изучить назначение, характеристики и органы управления радиоэлектронных приборов рабочего места студента.

2. Измерить напряжение источников питания на гнездовом поле лабораторного стенда с помощью осциллографа (открытый вход) и мультиметра. Сделать выводы о погрешностях измерения постоянных напряжений этими приборами. Научитесь определять потенциальный и нулевой (земляной) провод входа осциллографа, мультиметра и выхода генератора НЧ.

3. С помощью осциллографа измерить:

а) частоту и амплитуду заданного преподавателем сигнала, генератора НЧ;

б) частоту и амплитуду выходного сигнала калибратора осциллографа;

в) частоту несущей и огибающей амплитудно-модулированного сигнала ГСС; Определить глубину модуляции.

4. Определить цену деления (В/см) канала горизонтального отклонения осциллографа, пользуясь калибратором осциллографа и генератором НЧ.

5. С помощью мультиметра измерить величины резисторов,находящихся в модуле 1.

ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

По этой лабораторной работе отчет не оформляется.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.На выходах вашей схемы имеются колебания с частотой f ;1,75f ;2f ;0.5f. Исследуйте взаимное расположение этих сигналов во времени. Какой  из них используется  для  внешней  cинхронизации осциллографа и почему?

2. Что делает ручка"УРОВЕНЬ"

3. Почему генераторы НЧ и ГСС создают гармонические сигналы, а не сигналы другой формы?

4. Почему в измерительных генераторах вольтметр подключают ко входу аттенюатора, а не на его выходе?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74055. Фазовые равновесия и учение о растворах. 181.37 KB
  Растворы бывают газовыми жидкими твердыми. Такие растворы называются иначе истинными. Газообразные растворы называются иначе газовыми смесями. Образуются твердые растворы при кристаллизации расплавов.
74057. Классификация коллоидных систем. Устойчивость коллоидных систем 15.3 KB
  Коллоидные системы дисперсные системы промежуточные между истинными растворами и грубодисперсными системами взвесями в которых дискретные частицы капли или пузырьки дисперсной фазы имеющие размер хотя бы в одном из измерений от 1 до 100 нм распределены в дисперсионной среде обычно непрерывной отличающейся от первой по составу или агрегатному состоянию. В свободнодисперсных коллоидных системах дымы золи частицы не выпадают в осадок. Основные виды : дым взвесь твёрдых частиц в газе. туман взвесь жидких частиц в газе.
74058. Классификация дисперсных систем. Понятие о дисперсной фазе и дисперсной среде 37.77 KB
  Дисперсная система это образования из двух или более числа фаз тел которые совершенно или практически не смешиваются и не реагируют друг с другом химически. Первое из веществ дисперсная фаза мелко распределено во втором дисперсионная среда. К дисперсным системам относят также случай твёрдой дисперсной среды в которой находится дисперсная фаза. Дисперсная фаза далее Д совокупность мелких однородных твердых частиц капелек жидкости или пузырьков газа равномерно распределенных в окружающей дисперсионной среде.
74059. Виды выражений концентраций растворов 14.71 KB
  Наиболее часто используют массовую долю растворённого вещества молярную и нормальную концентрацию. Массовая доля растворённого вещества wB это безразмерная величина равная отношению массы растворённого вещества к общей массе раствора...
74060. Изохорная и изобарная теплота процесса. Закон Гесса 14.22 KB
  При изохорном процессе V=const изменение объема dV=0 поэтому работа газа = 0. При изобарном процессе p=const изменяется температура газа и изменяется объем газа поэтому изменение внутренней энергии газа и работы не равно нулю. Q = dU Подведенное количество теплоты при изобарном процессе расходуется на изменение внутренней энергии и совершение работы над внешними телами. Иными словами количество теплоты выделяющееся или поглощающееся при какомлибо процессе всегда одно и то же независимо от того протекает ли данное химическое...
74061. Основы химической кинетики. Кинетика гомогенных процессов, закон действия масс 23.06 KB
  Скорость химической реакции – изменение концентрации одного из участвующих в реакции веществ. При увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость реакции увеличивается в 24 раза закон ВантГоффа. Также скорость реакции увеличивается с повышением концентрации вещества. Кинетика гомогенных процессов: В гомогенном химическом процессе все реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одной фазе где протекает реакция.
74063. Основные положения качественного и количественного анализа 15.48 KB
  Цель аналитической химии установление качественного и количественного состава вещества или смеси веществ. Задачей качественного анализа является выяснение качественного состава вещества т е. В зависимости от задания аналитическая химия подразделяется на качественный анализ нацеленный на определение того что или какие вещества в какой форме находится в образце и количественный анализ нацеленный на определение того сколько данного вещества находится в образце. Для определения качественного состава какоголибо вещества необходимо...