На частоте fо=1кГц выставить по электронному вольтметру В7-16А (В3-13) выходное напряжение генератора U1 = 8В. Перестраивая частоту генератора f и не изменяя положение ручки «РЕГ. ВЫХ», отсчитать и записать показания электронного вольтметра Uf на каждой из частот таблицы 1.
Таблица 1
| F. Гц | 103 | 2х103 | 5х103 | 104 | 2х104 | 5х104 | 105 | ||
| Uf, В | |||||||||
| ∆, В | |||||||||
| δ,. % | |||||||||
| Δ, дБ |
По результатам измерений определить абсолютную «∆» и относительную «δ» погрешности поддержания постоянства амплитуды при перестройке генератора в заданном диапазоне частот:
∆ (В) = Uf - U1,
δ (%) = 100(Uf - U1) / U1.
где: U1–напряжение на частоте 1кГц,
Uf –напряжение на других частотах.
Значение погрешности, выраженное в процентах, перевести в децибелы, принимая, что 1дБ соответствует изменению напряжения на 12,2%. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 1.
Построить амплитудную характеристику вида Uf = Ф(f).
3. Проверка коэффициента деления «К» выходного аттенюатора генератора
Установить частоту генератора fо=1кГц, переключатель «Пределы шкалы» в положение «10». Выставить по электронному вольтметру В7-16А (В3-13) напряжение генератора Uэ=8В. Устанавливая переключатель аттенюатора генератора в положения «3», «1», «0,3», «0,1», «0,03», «0,01», измерить электронным вольтметром выходные напряжения Uвых и результаты измерений занести в таблицу 2. Рассчитать действительные значения коэффициентов деления Кд по формуле: Кд (дБ) = 20 log (U вых / Uэ)
Учитывая, что номинальные (т.е. задаваемые по паспорту на прибор) значения коэффициентов деления Кн между соседними положениями переключателя должны отличаться на 10дБ (см. таблицу.2), найти и занести в таблицу.2 погрешности δ(дБ) выходного аттенюатора:δ(дБ) = Кн – Кд
Таблица 2
| Пределы шкалы, В | 0,3 | 0,1 | 0,03 | 0,01 | |||
| Кн, дБ | 0,0 | -10 | -20 | -30 | -40 | -50 | -60 |
| U вых, В | 8,0 | ||||||
| Кд, дБ | |||||||
| δ, дБ |
4. Проверка градуировки шкалы частот генератора
Г3-102 методом фигур Лиссажу
На измерительном генераторе Г3-33, играющего роль образцового прибора, установить частоту fо ≈ 2000 Гц и его выходное напряжение подать на вход «Y» осциллографа. Установить размер изображения по вертикали удобным для наблюдения.
Переключатель разверток осциллографа С1-55 поставить в положение «вход Х» (на осциллографе С1-65 - синхронизация «ВНЕШ»). На вход «Х» в качестве развертывающего напряжения подать сигнал частоты fх с выхода проверяемого генератора Г3-102. Уровень сигнала и масштаб горизонтальной развертки выбрать такими, чтобы начало и конец развертки не выходили за пределы экрана.
Установить по шкале проверяемого генератора Г3-102 номинальное значение частоты fх =2кГц. Плавно подстраивая частоту fо измерительного генератора Г3-33, добиться почти неподвижности наблюдаемой на экране фигуры Лиссажу (в данном случае это должен быть эллипс), что говорит о равенстве частот fх и fо, подаваемых на каналы «Х» и «Y».По шкале частот генератора Г3-33 отсчитать истинное значение частоты f0.Вычислить величины абсолютной (∆) и относительной (δ) погрешностей для данного номинального значения шкалы проверяемого генератора fх =2000Гц:
∆(Гц) = fх –fо =2000 – fо, δ(%) = (∆ / fо)100%
При кратном соотношении частот fо и fх фигуры Лиссажу будут иметь вид замкнутой кривой, близкой к горизонтальной (вертикальной) цепочке эллипсов. Повторить измерения в номинальных точках шкалы генератора Г3-102:
fх = «1,0», «3», «4,0» кГц, каждый раз подстраивая частоту fо измерительного генератора Г3-33 около 2 кГц и добиваясь неподвижности фигуры Лиссажу.
Для определения частоты проверяемого генератора fх необходимо мысленно провести на экране две касательные прямые к фигуре Лиссажу, параллельные осям координат. Для наибольшего количества точек касания фигуры Лиссажу к проведенным прямым справедливо соотношение
fоNo = fх Nх,
где: No – количество касаний фигуры Лиссажу с прямой, вдоль которой действует напряжение частоты fо,
Nх -с прямой, вдоль которой действует напряжение частоты fх.
Откуда получаем: fх = fо Nо / Nх.
Результаты измерений и вычисленные значений fх и погрешностей (∆,,δ) занести в таблицу 3.
Таблица 3
| Частота по шкале Г3-102 Fх, кГц. | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 |
| Отсчитанное значение fо по шкале Г3-33, кГц. | ||||
| Соотношение Nо / Nх | 1/1 | |||
| Расчетное значение fх, кГц. | ||||
| ∆, кГц | ||||
| δ, % |
Контрольные вопросы
1. Назначение измерительных генераторов.
2. Основные формы выходных сигналов измерительных генераторов?
3. В чем основные отличия измерительных генераторов от обычных генераторов?.
4. Структурный состав генератора любой формы сигнала.
5. Принципиальная особенность структуры генератора гармонических колебаний.
6. Каковы условия самовозбуждения генератора гармонических колебаний.
7. Какими методами реализуется выполнение условий самовозбуждения генератора гармонических колебаний?
8. Как провести измерение частоты сигнала методом фигур Лиссажу?
Лабораторная работа №4
Изучение генератора стандартных сигналов
Цель работы: 1. Изучить назначение органов управления генератора и научиться устанавливать заданное напряжение на его выходах.
2. Научиться пользоваться верньером для получения малых расстроек по частоте.
3. Проверить градуировку шкалы модулометра.
Комплект оборудования рабочего места
1. Генератор стандартных сигналов Г4-42
2. Электронный вольтметр В3-13 (В7-16А)
3. Электронный осциллограф С1-65
4. Частотомер Ч3-33
Порядок выполнения работы
1. Проверка делителей напряжения генератора.
Заземлить приборы, подать силовое питание и прогреть их в течение 5-10 минут. Перед измерениями откалибровать генератор Г4-42, для чего:
- тумблер «ВКЛ - ГВЧ» установить в положение «ВКЛ»;
- тумблер «Уровень К-М%» - в положение «Уровень К»;
- ручки «Установка М%» и «Уровень К» повернуть против
часовой стрелки до упора;
- регулятором «0» установить стрелку индикатора на «0»;
- к гнезду «µV» подсоединить выносной делитель (он предназначен для снятия напряжения только с этого гнезда и имеет коэффициенты передачи по напряжению Кв =1,0 и 0,1);
- регулятором «Установка уровня» установить стрелку индикатора на отметку «К».
