Методика осциллографических измерений и технические характеристики осциллографов

Методика измерений — это подробно намеченный план, содержащий следующие операции:

составление схемы или алгоритма измерения;

предварительная оценка допустимой погрешности;

выбор необходимой измерительной аппаратуры и ознакомление с её технической документацией:

процесс измерения и анализ полученных результатов.

При исследовании сигнала в различных электротехнических и электронных устройствах необходимо, чтобы сам осциллограф не вносил искажений, что, в свою очередь, зависит от правильного выбора типа прибора.

Наиболее важными с точки зрения применения осциллографа являются следующие его технические характеристики:

1. Величины размеров рабочей части экрана осциллографа, определяющие размеры осциллограммы.

2.Чувствительность каналавертикального отклонения, выражаемая в миллиметрах или делениях на вольт, которая характеризует усиление в канале и дает представление о том. какая амплитуда сигнала получится на экране осциллографа. если на вход подать определенное напряжение. Чувствительность осциллографа должна быть такой, чтобы размер изображения на экране был удобен для наблюдения.

3.Полоса пропускания канала вертикального отклонения, характеризующая диапазон частот с определенным значением коэффициента усиления, т.е. амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Значение полосы особенно важно при исследовании несинусоидальных и импульсных сигналов, так как при неправильно выбранной АЧХ они будут искажены. Известно, что спектр несинусоидального периодического сигнала состоит из основной и ряда высших гармонических составляющих. Если полоса пропускания канала недостаточна широка, что прежде всего зависит от АЧХ усилителя, то различные составляющие спектра усиливаются неодинаково, что и вызывает отклонение формы осциллограммы от формы входного сигнала.

Ширина полосы пропускания Δf определяемая как разность между верхней граничной f_в и нижней граничной частотой f_н для прямоугольного импульса длительностью τ выбирается из соотношения:

Δf = f_в – f_н = (2–1)/ τ.

При этом верхняя граничная частота f_в должна удовлетворять условию: f_в = 0,35/τ_фа, иначе фронт импульса будет искажен (здесь τ_фа – активная длительность фронта между уровнями 0.1 и 0.9 от амплитуды).

5.Диапазон частот непрерывной развертки и диапазон длительностей ждущей развертки. Эти диапазоны определяют периоды и продолжительность процессов, которые можно исследовать с помощью осциллографа.

6.Пределы измерения амплитуды и длительности импульсного сигнала, а также величины их погрешностей. Погрешность измерения амплитуды напряжения и длительности временных интервалов у осциллографов составляет не более ±(3-10)%.

Выбор того или иного осциллографа при исследовании процессов производится в зависимости от спектра сигнала, его амплитуды, мощности источника сигнала, требуемой точности измерения, т.е. с учетом, по меньшей мере, тех технических характеристик, которые перечислены выше.