Лекции.Орг


Поиск:




Измерение амплитуды и временных параметров сигнала




В универсальных осциллографах используется метод измерения амплитуд сигналов с помощью масштабной сетки, помещенной на экране осциллогра­фа. Цена деления сетки устанавливается с помощью калибратора амплитуды.


 

 

Параметры импульсов определяются следую­щим образом:

 

Up = Су l y; Up — размах (амплитуда импульса);

Сy — цена деления сетки по вертикали, В/дел;

Т = CXLX — период следования им­пульсов;

τп = СX l Х — длительность импульса;

СХ — цена деления сет­ки по горизонтали, с/дел; l y, Lx, l x — выражены в делениях сетки.

Погрешность измерения ампли­туды сигнала при этом методе изме­рения составляет 3...5 %. Сущест­вует ряд способов повысить точ­ность измерения амплитуды иссле­дуемого сигнала, например компен­сационные методы. Эти методы чаще всего применяют только в цифровых осциллографах, что позволяет получить численные значения параметров с погрешностью 1...2 %.

С по­мощью осциллографов можно измерять параметры сигналов сложной вре­менной структуры, например ступенчатых сигналов или сигналов кодовых последовательностей. Можно измерять параметры случайных и переходных процессов. Наиболее простым методом исследования является метод калиб­рованной развертки (калиброванных меток). Реальная погреш­ность этого метода составляет порядка 10 % и зависит от количества меток.

Калибровочные метки из­вестной частоты наносятся на изображение сигнала длитель­ностью ти путем модуляции яркости луча, т. е. подачей на сетку ЭЛТ напряжения извест­ной частоты f0 = 1/T0. При этом длительность сигнала и = п Т0, где п — количество калибро­вочных меток.

Способ измерения по интерференци­онным фигурам, называемым фигурами Лиссажу.

Измере­ние основано на сравнении неизвестной частоты fx с из­вестной частотой f0, воспроизводимой мерой.

С этой целью колебания из­вестной (образцовой) частоты f0 подаются на один вход осциллографа (на­пример, Y). На вход X (при этом собственная развертка осциллографа отклю­чается) поступают колебания измеряемой частоты. Частоту f0 образцового генератора подстраивают так, чтобы на экране осциллографа наблюдалась простейшая устойчивая фигура, примерные виды которой при разных фазовых сдвигах показаны в таблице. Форма фигур Лиссажу зависит от отношения частот m/n и начальных фаз сравниваемых колебаний.


С оотношение частот двух гармонических колебаний может быть определено как от­ношение числа точек пересечения фигуры Лиссажу т по вертикали к числу точек пе­ресечения п по горизонтали. Например, как показано на риcунке справа, это отношение со­ставляет:


Отсюда измеряемая частота определяет­ся как: fx=f0/2.

Точность этого метода определения частоты колебания оказывается высо­кой и определяется стабильностью образцового генератора, однако получе­ние и наблюдение таких фигур — достаточно сложная измерительная задача.


Осциллографирование импульсных сигналов


При измерении импульсных сигналов особое значение имеет правильное определение вида и параметров фронтов импульса. Основными влияющими факторами на правильное воспроизведение импульсного сигнала являются:

• частотный диапазон канала вертикального отклонения ;

• переходная характеристика канала ос­циллографа.

Частотные свойства осциллографа отра­жаются параметрами его амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) — зависи­мости размера изображения гармонического сигнала от его частоты. АЧХ характеризуют полосой пропускания, определяемой верх­ней граничной частоты f в, отсчитываемой по уровню 0,707 от значения АЧХ на низких частотах. Среди других параметров отметим рабочий диапазон АЧХ, в пределах которого ее неравномерность не превышает погреш­ности измерения напряжения для данного осциллографа. Этот параметр определяет частотные границы измерения ам­плитуд гармонических сигналов с заданной точностью.

К параметрам переходной характеристики, относят время нарастания τно — интервал, в течение которого луч проходит от 0,1 до 0,9 от установившегося значения (уровня Um) переходной характеристики. Плоская часть переходной ха­рактеристики может быть с выбросом или с осцилляциями; в этих случаях используют дополнительные парамет­ры: время установления τуo, отсчиты­ваемое от уровня 0,1 до момента уменьшения осцилляции до заданного уровня; выброс определяется парамет­ром δ. Время нарастания — основной параметр канала вертикального откло­нения Y осциллографа.

Для исследования кратковременных сигналов необходим осциллограф, имеющий время нарастания не более 0,3 от длительности сигнала.

Учитывая изложенное, можно рекомендовать верхнюю границу частотно­го диапазона определять по формуле:


При этом длительность фронта импульса следует уточнять со­гласно выражению:

где τизм — измеренное значение длительности фронта; τно — время нараста­ния фронта, определяемое по переходной характеристике осциллографа, должно быть не более 0,1... 0,3 от длительности сигнала.

От нижней граничной частоты Fн зависит величина скоса ∆Um вершины им­пульса. Эта граничная частота может быть определена из формулы:

где δи — допустимая относительная величина спада вершины импульса:

 

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-04-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2193 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Победа - это еще не все, все - это постоянное желание побеждать. © Винс Ломбарди
==> читать все изречения...

787 - | 763 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.