Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплинам «Метрология и радиоизмерения». Затонский В.И., Лепендина Р.Н

Проверить точность полученных результатов, используя в качестве эталонного прибора цифровой частотомер Ч3-33. Для этого напряжение с гнезда «0,1-1V» генератора подать на вход «А» частотомера, переключатель рода работы установить в положение «F_А», время измерения – в положение «100mS». Уровень выходного напряжения генератора выбрать таким, чтобы обеспечивалось устойчивое измерение частоты. По частотомеру установить частоту генератор fо=1,5МГц. Зафиксировать показания шкалы верньера. Повернуть ручку верньера на 50 делений его шкалы «вверх» по частоте и по

частотомеру зафиксировать новое значение частоты fв. Перестроить верньер от fо «вниз» на 50 делений и зафиксировать значение частоты fн. Полученное значение полосы перестройки (Δf = fв – fн) занести в таблицу 4. Для определения цены деления верньера ₤чм, полученной с помощью частотомера, поделить разность частот Δf =(fв – fн) на 100. Повторить указанные измерения для частоты fо=5МГц. Занести полученные результаты в таблицу 4 и рассчитать относительную погрешность определения цены деления верньерного устройства:

δ (%) =100* (₤шк -₤чм)/ ₤чм .

3. Проверка градуировки шкалы модулометра

На приборе Г4-42 установить режим внутренней модуляции сигнала частотой F=1000Гц и с выхода «0,1-1V» сигнал подать на вход осциллографа. Тумблер «Уровень К-М%» установить в положение «Уровень К». По индикатору генератора установить уровень «К». Переключить тумблер «Уровень К-М%» в положение «М%» и по индикатору генератора установить значение коэффициента модуляции «m%» из таблицы 5. Регулируя скорость развертки осциллографа и уровень сигнала в режиме внутренней синхронизации, получить на экране устойчивое изображение модулированного колебания.

По полученному на экране изображению модулированного колебания определить коэффициент модуляции «m%»:

m%_изм =100Uм/ Uн=100(А-В) / (А+В),

где: Uн – амплитуда несущего колебания,

Uм – амплитуда модулирующего колебания,

А- максимальный размах колебаний сигнала («пучность»),

В – минимальный размах колебаний («узел»).

Измерения m%_изм провести при двух уровнях несущей Uн: при выставленном ранее уровне «К» и при уровне, в 2 раза меньшем «К». Результаты измерений занести в таблицу 5.

Таблица 5

Сравнить значения m%_изм при разных Uн и объяснить полученные результаты.

Контрольные вопросы

1. Функциональная схема генератора Г4-42.

2. В чем основные отличия генераторов «ГСС» от «ГС»?

3. Правила отсчета (установки) напряжений на выходе

генератора Г4-42.

4. Что понимается под «коэффициентом амплитудной модуляции»?

5. Осциллографический метод измерения коэффициента амплитудной модуляции m%.

6. Как зависит m% от уровня несущей?

7.Как определить цену деления верньерного устройства?

8. Правила использования выносного делителя.

9. Как изменяется напряжение в разах и в децибелах на гнездах «0,1-1V» и «μV» при каждом шаге ступенчатого выходного делителя?

10. На каких гнездах и на сколько децибел ослаблено выходное напряжение относительно его опорного значения, если плавный делитель стоит в положениях, соответствующих К_п = 0,50; 0,316?

Лабораторная работа №5

(для студентов заочной формы обучения)

Исследование измерительного генератора низкой частоты осциллографическими методами

Цель работы: 1. Изучить назначение органов управления универсального осциллографа.

2.Приобрести практические навыки использования осциллографических методов для измерения параметров сигналов.

3. Проверить параметры выходного сигнала измерительного генератора.

Комплект оборудования рабочего места

1.Универсальный осциллограф С1-65 (С1-55)

2 Генераторы звуковой частоты Г3-102, Г3

3. Электронный вольтметр В7-16А (В3-13)

4. Частотомер Ч3-33

Порядок выполнения работы.

1. Изучение органов управления осциллографа.

Заземлить приборы, подать силовое питание и прогреть их в течение 5-10 минут. На передней панели осциллографа определить зоны расположения его органов управления:

- электронно-лучевой трубкой («яркость», «фокус» и др.);

- скоростью развертки (переключатель «РАЗВЕРТКА» и др.);

- каналом синхронизации запуска развертки (переключатель «ВНУТР», «ВНЕШН», «вход Х» и др.);

-ручек горизонтального и вертикального смещения разверток «↔», «↨».

Вывести развертку в центр экрана и отрегулировать ее четкость (ручками регулировки яркости, фокуса и др.).

Переключатель «УСИЛЕНИЕ» установить в положение К=5 В/дел, переключатель «РАЗВЕРТКА» - в положение

L=0,5 мС/дел, а их центральные ручки плавной регулировки повернуть по часовой стрелке до упора.

2. Измерение величины напряжения синусоидального сигнала

На генераторе Г3-102 включить внутреннюю нагрузку и установить частоту fг=2,5кГц. Выходной сигнал генератора подать на электронный вольтметр и установить по нему напряжение Uэ=8В. Подать сигнал на вход осциллографа. Режим синхронизации осциллографа – «ВНУТР». Ручкой плавной регулировки канала синхронизации добиться устойчивого изображения сигнала на экране.

Меняя значение «К» (В/дел) ступенчатого переключателя «УСИЛЕНИЕ», добиться наибольшего вертикального размера

сигнала и определить его размер «М» в делениях шкалы экрана. Тогда амплитуда входного сигнала будет равна Uа = МК/2, а его действующее значение Uд=Uа/ √2.

Принимая показание электронного вольтметра Uэ=8В за эталонное, найти погрешность осциллографического метода измерения напряжения:

δ (%)= 100(Uд – Uэ) /Uэ.

Таблица 1

Полученные результаты занести в таблицу 1 и повторить измерения для напряжений сигнала 2В и 80мВ.

3 Измерение периода (частоты) синусоидального сигнала

Установить частоту генератора Г3-102 fх = 2,5 кГц, выходное напряжение U = 8В. Подать сигнал от генератора на вход осциллографа.

Изменяя значение «К» (мс/дел) ступенчатого переключателя «РАЗВЕРТКА», добиться, чтобы в пределах экрана укладывалось около 2-х периодов сигнала Тх. Определить длительность одного (n=1) периода Тх в делениях шкалы развертки экрана «L» и рассчитать значения Тх и fх по формулам:

Тх = LК/n , fх = 1/Тх = n/LК.

Подать сигнал генератора на вход «А» частотомера Ч3-33 и измерить его частоту. Принимая измеренное частотомером значение частоты fчм за эталонное, найти погрешность измерения частоты осциллографическим методом:

δ (%)= 100(fх – fчм) /fчм.

При прежнем значении «К» (мс/дел), изменением частоты генератора fх, добиться получения на экране осциллографа изображение 10 периодов Тх сигнала (т.е. n=10) в пределах 10 клеток масштабной сетки (т.е. L==10). Рассчитать по приведенным ранее формулам значения Тх и fх и результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

При прежнем значении «К» (мс/дел), изменением частоты генератора fх, добиться получения на экране осциллографа изображение 10 периодов Тх сигнала (т.е. n=10) в пределах 10 клеток масштабной сетки (т.е. L==10). Рассчитать по приведенным ранее формулам значения Тх и fх и результаты занести в таблицу 2.

4. Определение амплитудной погрешности генератора г3-102 в заданном диапазоне частот

На частоте f1=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 U_f на каждой из частот таблицы 3.

По результатам измерений определить и занести в таблицу 3 абсолютную ∆ и относительную δ погрешности поддержания постоянства амплитуды при перестройке генератора в заданном диапазоне частот:

∆(В) = U_f - U_1;

δ(%) = 100(U_f - U₁) / U_1,

Где: u1–напряжение на частоте 1кГц,

U_f –напряжение на других частотах.

Построить амплитудную характеристику вида U_f = Ф(f).

Таблица 3

5. Проверка коэффициента деления «к» выходного аттенюатора

Установить частоту генератора f₁=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 4.