Задачи для контроля самостоятельной работы
Федеральное агентство связи РФ
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики»
Кафедра ПДС и М
Лабораторная работа № 3.5
АНАЛИЗ ФОРМЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫМ ОСЦИЛЛОГРАФОМ
Вариант 20
Выполнил:
Студент группы ММ-91
Алексеев Н.Г.
Проверил:
Сметанин В.И.
Новосибирск 2021
Цель работы
1.1 Изучить принцип работы и структурную схему универсального электронно-лучевого осциллографа.
1.2 Получить практические навыки работы с электронно-лучевым осциллографом и измерительными генераторами.
1.3 Приобрести навыки измерения временных интервалов, напряжения, периода и частоты различных электрических сигналов с помощью электронного осциллографа.
1.4 Освоить методику оценки погрешности измерений, выполняемых с помощью осциллографа и получить навыки оформления результатов измерения в соответствии с нормативными документами.
Программа лабораторной работы
2.1 Ознакомление с органами управления и режимами работы электронного осциллографа.
2.2 Наблюдение формы периодических сигналов в режиме внутренней синхронизации при различных значениях коэффициента развёртки.
2.3 Измерение напряжения гармонического сигнала.
2.4 Измерение периода и частоты гармонического сигнала.
2.5 Исследование формы и фазового сдвига сигналов в двухканальном режиме.
|
|
|
Состав лабораторной установки
3.1 Модель электронного осциллографа используется для наблюдения формы и измерения параметров гармонических сигналов.
3.2 Модель калибратора фазовых сдвигов используется в качестве источника гармонических сигналов.
Основные метрологические характеристики
1. Электронный осциллограф:
Модель электронного осциллографа служит для измерения параметров и наблюдения электрических сигналов различной формы. Ниже приведены некоторые характеристики модели:
· диапазон частот измеряемого сигнала от 0 до 1 МГц;
· значения коэффициента развертки можно устанавливать ступенями в пределах от 0.1 мкс/дел до 20 мс/дел;
· диапазон амплитуд измеряемого сигнала от 0,05 до 2 В;
· значения коэффициента отклонения можно устанавливать ступенями в пределах от 0.1 В/дел до 0.5 В/дел;
· неравномерность переходной характеристики 
=2%;
· основные пределы допускаемых погрешностей соответствуют нормам для осциллографа II класса: 
2. Калибратор фазовых сдвигов:
Модель калибратора фазовых сдвигов используют для формирования двух гармонических сигналов, фазовый сдвиг между которыми можно регулировать. Ниже приведены некоторые характеристики модели:
|
|
|
· диапазон воспроизводимых углов фазового сдвига от 0° до ±360° с дискретностью 10°;
· предел допускаемой основной абсолютной погрешности воспроизведения углов фазового сдвига не превышает значений, указанных в табл. 7.2;
· диапазон рабочих частот выходных напряжений от 5 Гц до 5 МГц с шагом 1-2-5 на декаду;
· предел допускаемой относительной погрешность установки номинальных значении частоты не более 5 х 10-2;
· среднеквадратическое значение выходных напряжений на нагрузке не менее 500 Ом составляет 1±0,1В;
· ослабление выходных напряжений устанавливается раздельно по каждому каналу в пределах от 0 дБ до 60 дБ с дискретностью 10 дБ.
Задачи для контроля самостоятельной работы
Задача 1. На экране осциллографа наблюдают осциллограмму сигнала (рис. 4.1). Определить: 1) пиковое значение напряжения сигнала; 2) период сигнала; 3) частоту сигнала; 4) оценить погрешности измерения этих параметров; 5) записать результаты измерений параметров в соответствии с МИ1317-2004
Таблица 2. Данные для расчета пикового значения сигнала
| Вид параметра | Последняя цифра номера зачетной книжки |
| 0 | |
| kО, В/дел | 10 |
 , %
| 6 |
| № осциллограммы | а) |
В таблице: kО – коэффициент отклонения; – предел допускаемой относительной погрешности коэффициента отклонения.
|
|
|
Таблица 3. Данные для расчетов периода и частоты следования сигнала
| Вид параметра | Предпоследняя цифра номера зачетной книжки |
| 2 | |
| kР, мс/дел | 5 |
 , %
| 2,5 |
| b, дел | 0,15 |
В таблице: kР – коэффициент развертки; 
– предел допускаемой относительной погрешности коэффициента развертки; b – толщина линии осциллограммы.
Решение:
1) Найдем пиковое значение напряжения
где 
- коэффициент отклонения
Um – напряжение, поданное на вход канала вертикального отклонения
h – вертикальный размер изображения
Нулевая отметка соответствует центральной линии масштабной сетки
Um= 
= 
* 
= 
В
2) Найдем предел допускаемой относительной и абсолютной погрешностей измерения напряжения
Предел допускаемой относительной погрешности измерения напряжения
где 
- относительная погрешность коэффициента отклонения
- относительная погрешность коэффициента неравномерности переходной характеристики (в данном случае можно пренебречь)
– визуальная погрешность, определяемая точностью совмещения линии осциллограммы с делениями шкалы, а также погрешностью отсчета линейного размера в делениях масштабной сетки
|
|
|
Где b – ширина линии осциллограммы
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения
3) Найдем период сигнала
T= 
Где 
– коэффициент развертки
n - количество периодов
l – горизонтальный размер изображения периодов на экране
T= 
= 
c
4) Найдем предел допускаемой относительной и абсолютной погрешностей измерения периода
Предел допускаемой относительной погрешности измерения периода:
где 
– относительная погрешность коэффициента развертки
– относительная погрешность, вызванная неточностью определения уровня 0,5 пикового значения сигнала. Эту погрешность не учитывают при измерении периода сигнала
– визуальная погрешность определения временного интервала
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения периода
5) Найдем частоту сигнала
6) Найдем предел допускаемой относительной и абсолютной погрешностей косвенного измерения
Предел допускаемой абсолютной погрешности косвенного измерения:
7) Запишем результаты измерений параметров в соответствии с МИ1317-2004
Условия измерения нормальные
P=0,997
Задача 2.
Изобразить временные диаграммы сигналов на пластинах Y (UY(t)) и X (UX(t)) ЭЛТ в одинаковом временном масштабе, если осциллограф работает в режиме внутренней периодической развёртки. Найти время прямого хода луча Tпр, период развёртки Тр и время обратного хода луча Тобр. Условия заданы в таблице 4.
Таблица 4 Исходные данные к задаче №2
| Варианты | Последняя цифра номера зачетной книжки |
| 0 | |
| № осциллограммы (рис. 4.1) | е) |
| kР, мс/дел | 10 |
Найдем значение периода сигнала
Горизонтальный размер изображения 
Найдем значение времени прямого хода
Найдем период развертки
Найдем время обратного хода
Задача 3. Сигнал на пластинах Y (Uy) и сигнал на пластинах X (Ux) ЭЛТ имеют форму, показанную на рис. 4.1 (масштаб времени графиков одинаков).
Построить по точкам осциллограмму, которая получится на экране ЭЛТ при условиях, заданных в таблице 5. Обратите внимание, для полного построения осциллограммы необходимо использовать столько периодов сигналов, чтобы фигура «замкнулась» (начался процесс повторения фигуры).
Таблица 5 Исходные данные для построения к задаче №3
| Вид осциллограмм для напряжений: | Последняя цифра номера зачетной книжки |
| 0 | |
 (рис.1)
| и) |
 (рис.1)
| г) |
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 68; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!