Характеристика вимірюваних величин. Принципи і методи вимірювання в різних частотних діапазонах.
Резонансний метод, особливості реалізації на високих частотах і в діапазоні НВЧ, аналіз похибок.
Метод порівняння і його використання на основі осцилографічного і гетеродинного принципів вимірювань. Похибки вимірювань.
Метод перезарядження конденсатора. Структурна схема конденсаторного частотоміра і джерела його похибок.
Вимірювання частоти за методом дискретної лічби. Основні співвідношення при вимірюванні частоти та інтервалів часу, структурні схеми цифрового частотоміра і вимірювача періоду. Гетеродинні засоби перенесення частоти. Вимірювання інтервалів часу. Аналіз похибок цифрового частотоміра і вимірювачів інтервалів часу.
Кварцові та квантові міри частоти.
Методичні вказівки
Частота є однією з основних характеристик коливального процесу і визначається кількістю періодів коливання за одиницю часу. Діапазон вимірюваних частот лежить від часток герца до десятків гігагерц. Необхідно відзначити, що з усіх величин частота вимірюється з найбільшою точністю.
При вивчені даної теми необхідно засвоїти принцип роботи резонансного, гетеродинного, конденсаторного і електронного частотомірів, знати область їх використання і джерела похибок.
Література: [1, С.129-144; 2, С.192-226; 3, С.178-202.
Контрольні запитання
1. Наведіть загальну характеристику методів вимірювання частоти.
2. На яких фізичних явищах базуються резонансний і гетеродинний методи вимірювання частоти?
3. Які основні джерела похибок резонансного і гетеродинного методів вимірювання частоти?
4. На якому фізичному явищі базується робота конденсаторного частотоміра?
5. Поясніть принцип роботи цифрового частотоміра і вкажіть джерела похибок.
Вимірювання фазового зсуву
Перетворення різниці фаз при множенні та гетеродинному перетворенні частоти. Принципи і методи вимірювання різниці фаз. Фазометри, які базуються на методах підсумовування і віднімання напруг та перетворенні фазового зсуву в часовий інтервал. Структурні схеми фазометрів, принцип роботи, розрахункові співвідношення, аналіз похибок. Мікропроцесорні фазометри. Особливості вимірювання фазового зсуву в діапазоні НВЧ. Стробоскопічний фазометр.
Вимірювання різниці фазових зсувів методом заміщення. Фазообертачі низькочастотного діапазону, високочастотного діапазону та діапазону НВЧ, принцип їх роботи і причини виникнення похибок. Метрологічне забезпечення фазометрів.
Методичні вказівки
Фазові параметри елементів і вузлів радіоелектронної апаратури та ліній зв’язку мають важливе значення, оскільки для точного відтворення сигналів необхідно забезпечити не тільки правильний вигляд амплітудно-частотних характеристик системи, але й рівний час поширення всіх частот, що передаються. Особливо це важливо при переданні дискретної інформації та телевізійних сигналів, а також для всіх без виключення видів передання сигналів на великі відстані.
Фаза характеризує стан гармонічного коливання у деякий момент часу. Математично фазу визначають як аргумент синусоїдальної або косинусоїдальної функції.
Необхідно звернути увагу на осцилографічні методи вимірювання фазового зсуву, розглянути схеми, принципи роботи, можливі похибки компенсаційного методу вимірювання різниці фаз на низьких і високих частотах, вимірювання різниці фаз аналоговими і цифровими фазометрами.
Література: [1, С.144-160; 2, С.176-192; 3, С.202-221].
Контрольні запитання
1. Поясніть методику вимірювання різниці фаз між двома синусоїдальними напругами за допомогою однопроменевого і двопроменевого осцилографів.
2. Поясніть принцип роботи фазометрів, які базуються на компенсаційному методі вимірювання різниці фаз на низьких і високих частотах.
3. Поясніть принцип роботи аналогових фазометрів та вкажіть джерела їх похибок.
4. Наведіть структурну схему цифрового фазометра і поясніть принцип її роботи. Назвіть джерела похибок.
