Осциллографические методы измерения параметров сигнала

11 12 13 14 15 16 17

Измерение временных интервалов сигнала

Метод дискретного счета:

∆t→N

Ф – формирователь

N=f₀*∆t_x

Измерение частоты сигнала

Метод сравнения:

А)Калиброванная развертка:

f_x=1/T_x=1/(l_x*K_р*M_р)

погрешность 5…10%

Б) Метод интегральных фигур(Фигур Лиссажу)

f_x X n_г/n_в = f_в /f_гпогрешность 0.001%

f₀Y

n_г, n_в - max число пересечений с ОХ или ОУ

В) Круговая развертка

z→ f_x

Измерение фазы сигнала

А) Линейная развертка

ϕ=∆T*360/T

Б) Метод эллипса

ϕ=arcsin(A/B)= arcsin(C/D)

25.Цифровые осциллографы(ЦО).

В ЦО аналоговый исследуемый сигнал сразу преобразуется в цифровую форму и запоминается в дискретной памяти, затем выводятся на экран(возможны различные формы отображения). Наряду с повешением точности, ЦО позволяют полностью автоматизировать процесс измерения, осуществлять дистанционное управление режимом работы, производить математическую и логическую обработку информации, а использование матричных экранов снижают габариты и энергопотребление устройства.

Рассмотрим работу ЦО по структурной схеме:

Входной исследуемый сигнал X(t) усиливается до необходимого значения Xн(t) и поступает на АЦП. Мгновенные значения нормированного сигнала Xн(t) в момент времени tк задаваемые генератором Г, преобразуются в цифровые эквиваленты N(tк) и запоминаются в регистре памяти Рг. Синхронно с моментом взятия цифровых отсчётов N(tк) импульсы tк поступают на счётчик СчМ, где появляется код, равномерно нарастающий во времени. Коды N(tк) в отображающем устройстве ОУ преобразуются в управляющие сигналы М, вызывающие горизонтальное перемещение светящей точки экрана ОУ. При переполнении счётчика СчМ, последний занимает исходное положение, при котором светящая точка также возвращается в исходное положение на экране, подготавливая новый цикл получения изображения осциллограммы

26.Время-импульсный измеритель временных интервалов. Принцип действия, структура, погрешности.

Этот прибор, предназначенный для измерения времени запаздывания импульса в исследуемом устройстве, должен обеспечивать формирование запускающего импульса, создание регулируемой задержки и измерения с помощью осц-ого индикатора.

Рассмотрим работу по структурной схеме:

Счётные импульсы Uг с выхода генератора G1 поступают на делитель частоты. Выходные импульсы делителя, синхронизованные с одним из счётных импульсов, поступают на вход устройства регулируемой задержки и формируют запускающий импульс Uн, подводимый к исследуемому устройству. На выходе устройства формируются импульсы Uк, задержанные на на время Tз относительно запускающих импульсов. Задержанные импульсы также синхронизируют с одним из счётных импульсов. Регулируемую задержку как правило создают на основе последовательности счётных импульсов. Задержанные импульсы запускают генератор развертки G2. длительность развёртки выбирают несколько большей шага дискретизации регулируемой задержки.

При этом на экране ЭЛТ появляется осциллограмма вых.иммпульса исследуемого устройства. Временной интервал Тзр между моментом запуска развёртки и приходом исследуемого импульса определяют по пересечению изображения импульса и горизонтальной линии, устанавливаемой оператором на определённом уровне hур и формируемой специальным устройством. Измеренное значение временного интервала Тх=Тз+Тзр.

Погрешность зависит от непостоянства регулируемой задержки, неточности измерений интервала Тзр по осциллограмме и от неконтролируемых задержек в элементах структурной схемы. Осциллографические измерители временных интервалов позволяют производить измерения с абсолютной погрешностью до 1 нс.

28.Электронные и аналоговые частотомеры (в этом числе резонансные).

Существует два основных аналоговых метода: резонансный и сравнения. При резонансном методе колебательный контур слабо связанный с источником колебаний, настраивают в резонанс на их частоту. О резонансе судят по максимуму напряжения на реактивном элементе контура, частоту определяют по шкале элемента настройки, например, конденсатора переменной ёмкости.

Метод сравнения: измеряемую частоту сравнивают с образцовой fo, воспроизводимой генератором. Его перестройкой добиваются выполнение равенства fx=fo-Δср, где Δср – погрешность сравнения частот. Переходя к погрешностям и учитывая, что Δср много меньше fo, получаем δfx=δfo-Δср/fo. Здесь первое слагаемое определяется погрешностью воспроизведения частоты fo с помощью генератора образцовых частот. Погрешность сравнения Δср зависит от способа индикации равенства частот (в простейшем случае для индикации используют смеситель и головные телефоны).