Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А




Скачать 318.7 Kb.
НазваниеПрактикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А
страница7/8
Дата публикации05.03.2013
Размер318.7 Kb.
ТипУчебное пособие
litcey.ru > Физика > Учебное пособие
1   2   3   4   5   6   7   8
^

4. АНАЛИЗ СИГНАЛОВ


При измерении переменного напряжения различными приборами необходимо знать, какой вид имеет это напряжение и какое именно значение напряжения измеряется – амплитудное, эффективное и т.д. и как они между собой связаны для конкретного сигнала. В общем случае – для произвольного периодического сигнала U(t) – эффективное значение напряжения определяется как среднее значение квадрата напряжения за период в степени 1/2:

^ Uэфф= .

Для синусоидального сигнала U(t) = Usint Uэфф = U0 /. Для сигналов другой формы это соотношение будет другим. Поэтому амплитуду несинусоидальный сигналов U0 обычно определяют как полный перепад напряжения от минимального до максимального (рис. 17).




Рис. 17. Измеряемые характеристики сигналов

а) Синусоидальный сигнал:

Ua – амплитуда; Т – период,  – начальная фаза.

б) Несинусоидальный (импульсный) сигнал

U0 – амплитуда; Т – период.

Длительность:  – импульса; 1 – переднего фронта; 3 – заднего фронта (спада); 2 – плато; 4 – паузы;
 = T/ – скважность

^

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ


Ознакомьтесь с выдержками из технического описания осциллографа, входящего в комплект задачи. Сопоставьте ручки регулировки, расположенные на лицевой панели прибора с функциональной схемой (блок-схемой).

Приведите ручки в исходное положение:

– ручки, регулирующие усиление сигнала – на максимальное ослабление сигнала (это соответствует "грубому" диапазону измерений – максимальные значения "В/дел"),

– ручки управления яркостью, фокусировкой, смещением луча по вертикали и горизонтали, уровень синхронизации – в среднее положение, переключатель рода работы – в автоколебательный режим (непрерывной развертки), переключатель рода синхронизации – в положение внутренней синхронизации (вход Х – отключен).

После включения осциллографа (сигнал на вход Y еще не подан), на экране должна появиться линия развертки. Если линии нет, проверьте регулировку яркости луча, положения луча на экране по вертикали и горизонтали и род работы генератора пилообразного напряжения – он должен быть в автоколебательном режиме. Подберите оптимальную яркость, фокусировку, установите луч посередине экрана.

Для подключения осциллографа к исследуемой цепи обычно используют коаксиальный кабель для устранения электромагнитных наводок, дающих из-за помех "размытое" изображение (особенно на высоких частотах). Провод для подключения к "земле" делают более длинным и более темным.

После подачи сигнала на вход Y подберите вертикальный размер изображения. После этого приступайте к синхронизации. Для начала используйте режим внутренней синхронизации. Обратите внимание, как зависит картина от уровня синхронизации (на экране должно быть видно начало осциллограммы). Получите неподвижную картину для разных режимов работы генератора пилообразного напряжения, автоколебательного и ждущего. При работе со ждущим режимом обратите внимание на полярности сигнала запуска (""или "+" и "" или "–"). Убедитесь, что развертка действительно "ждет": временно отсое­дините сигнал от входа Y – линия развертки должна исчезнуть. Освойтесь с режимом внешней синхронизации. В качестве сигнала синхронизации можно использовать тот же сигнал, который подан на вход Y, подведя его отдельными проводами к входной клемме внешней синхронизации X.

Если необходима максимальная точность измерений, то после прогрева осциллографа целесообразно проверить калибровку и балансировку (согласно техническому описанию прибора). Суть их состоит в том, что усилители каналов Х и Y в процессе эксплуатации могут слегка "расстроиться", так что их надо периодически проверять и, если необходимо, подстраивать с помощью генератора калиброванных сигналов, имеющегося внутри осциллографа, или дополнительных приборов. Если они не нарушены, не стоит их расстраивать: настройка прибора требует довольно много времени и терпения.

После того, как Вы познакомились с различными режимами работы осциллографа, научились получать неподвижную картину на экране, можно приступать к работе.

При работе с приборами и оценке их точности пользуйтесь выдержками из их заводских описаний, входящих в комплект документации задачи.

Оценки погрешностей измерения обязательны для всех
результатов!

^

Упражнение 1. Контроль правильности измерений


– Установите на заводском генераторе низкочастотных синусоидальных сигналов (Г3-102, Г3-120 или другой) любое произвольное значение частоты f и напряжения Uэфф и запишите в таблицу.

– Подайте данный синусоидальный сигнал на вход ^ Y осциллографа и получите на экране неподвижное изображение сигнала в режиме Непрерывная развертка/Внутренняя синхронизация.

– Измерьте амплитуду A и период T сигнала по масштабной сетке экрана. (используйте ручки управления: "^ В/дел" и "время/дел", где деление – это большая клетка на шкале экрана трубки). Рассчитайте Uэфф и f. При расхождениях свыше 10% с установленными на генераторе значениями не переходите к следующим упражнениям до выяснения причины (обычно это неправильное положение ручек плавной регулировки масштабов шкал осциллографа).

^ Пример оформления:

Табл. 1. Измерение частоты и амплитуды известного сигнала.



f, kHz

T, S

A, V

Uэфф, V

Установлено

…±…





…±…

Измерено



…±…

…±…



Рассчитано по
эксперим. значениям


…±…








…±…

Последующие упражнения 2–4 проводятся с использованием специального цифрового синтезатора сигналов, показанного на рис. 18 ("неизвестный генератор"). Запишите номер выполняемого варианта, который задается преподавателем: Номер варианта устанавливается верхним рядом из четырех тумблеров в двоичном коде: 0 – вниз, 1 – вверх. Например, на рис. 18 показано положение 0011.


Рис. 18 Цифровой синтезатор сигналов разной формы

Упражнение 2. Измерение частоты неизвестного синусоидального сигнала


Включите питание синтезатора тумблером Вкл. Должна загореться красная лампочка. Напряжение с выхода 1 подайте на вход осциллографа, тумблерами на синтезаторе включите синусоидальный сигнал (тумблеры “выбор формы сигнала” – в положении 00).

– Измерьте амплитудное значение напряжения ^ А.

– Измерьте период T и частоту fx, используя:

а) масштабную сетку экрана, как в упражнении 1;

б) фигуры Лиссажу (не менее трех).

Тип фигур Лиссажу n:m можно выбирать произвольно в разумных пределах (n, m ≤ 4). Все полученные фигуры нужно зарисовать.

^ Пример оформления:

Табл. 2. Измерение частоты синусоидального сигнала.




T, мс

Тип фигур

f эт, Гц

fx, Гц
(расчет)

По масштабной сетке

…±…





… ± …

По фигурам

Лиссажу




1:1

2:1

1:3
и т.д.

…±…

…±…

…±…

… ± …

… ±…

… ± …
^

Упражнение 3. Измерение параметров импульсного сигнала


Тумблерами на синтезаторе включите импульсный сигнал – "трапецию" (или "треугольник", по указанию преподавателя).

– Получите на экране осциллографа неподвижную картину сигнала в режиме ^ Непрерывная развертка/Внутренняя синхронизация и зарисуйте ее.

– Измерьте период T, длительность переднего фронта t1, плато t2, заднего фронта t3 (спада), паузы t4 и амплитуду A импульса. При отсутствии четких границ между участками сигнала протяженностью фронта (спада) считается интервал, на котором напряжение меняется в пределах от 0.1 до 0.9 от амплитудного значения А.

Каждый из временных интервалов, в том числе и малые интервалы времени фронтов t1,3, при измерениях нужно растянуть примерно на 2/3 размера экрана для получения максимальной точности измерений.

^ Пример оформления:

Табл. 3. Измерение параметров импульсного сигнала "трапеция".

A, В

Т, мс

t1, мкс

t2, мс

t3, мс

t4, мс

… ± . …

… ± …

… ± …

… ± …

… ± …

… ± …
^

Упражнение 4. Измерение фазового сдвига синусоидальных сигналов


Включите на синтезаторе синусоидальный сигнал.

– Измерьте сдвиг фаз  между сигналами на выходах 1 и 2.

^ Описать суть методов, схемы соединения приборов, зарисовать картины с экрана осциллографа.

Пример оформления таблицы результатов:

Табл. 4. Измерение сдвига фаз j.

Метод эллипса

Метод Dt

l, делений

2.0±0.1

Dt, мс

1.0±0.1

L, делений

4.0±0.1

T, мс

12±1

j, °

30±2

j, °

30±1


1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 1
Задача посвящена знакомству с распространенными приборами измерения активного сопротивления: аналоговыми – стрелочным омметром и...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактикум введение в технику эксперимента лабораторная работа 2
Задача посвящена знакомству с техникой измерений си­лы тока и напряжения в цепи постоянного тока с помощью широко рас­пространенных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Урок-2020»
Киров, ул. Павла Корчагина, д. 215 оф. 24. почтовый адрес: 610030 а/я 833 г. Киров-30
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Информация и ее свойства»
Охватывают всю вычислительную технику и технику связи и, отчасти, — бытовую электронику, телевидение и радиовещание
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconОтчёт по лабораторной работе №3: “Получение математических моделей...
Цель работы: Научиться применять математическую теорию планирования эксперимента для получения математических моделей радиоэлектронных...
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А icon«Введение в магнитные измерения»
Задачи и методы научного познания. Человек как основной инструмент познания окружающего мира. Роль теории и эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПрактическая работа №15. Психология следственного эксперимента, обыска и опознания
Сформировать представление о месте происшествия и стадиях проведения следственного эксперимента
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconПродолжение эксперимента с мг-1 Канарёв Ф. М. Анонс
Анонс. Начало этого эксперимента продолжительностью 25 часов опубликовано в статье «Начало импульсной энергетики» [1]
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconНоминанты Премии «Герои Санкт-Петербурга 2012» Лучший боец среди мужчин
Приз «За лучшую технику» на Кубке Санкт-Петербурга. Приз «За лучшую технику» на Чемпионате Великого Новгорода
Практикум введение в технику эксперимента ананьева Н. Г., Самойлов В. Н., Киров С. А iconСеминар-практикум «постановка звуков у детей с дизартрией при помощи...
Автор: Томилина Светлана Михайловна, логопед с сорокалетним стажем, преподаватель по сценической речи, руководитель речевого центра...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница