Файл: 3. Исследование формы сигналов.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 08.11.2023

Просмотров: 189

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Содержание1.Основные виды и методы измерений, их классификация. Измерение тока, напряжения, мощности.2.Приборы формирования стандартных измерительных сигналов.3.Исследование формы сигналов.4.Измерение параметров сигналов.5.Измерение характеристик электрорадиотехнических устройств.6.Измерение параметров компонентов электрорадиотех1.Основные виды и методы измерений, их классификация. Измерение тока, напряжения, мощности.Измерение – процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств (средств измерения).Существует два вида измерений:– прямые;– косвенные.При прямых измерениях искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию прибора. К ним относятся: измерение тока амперметром, электроэнергии счетчиком, напряжения вольтметром и др.При косвенных измерениях искомое значение физической величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Например, измерив ток и напряжение, можно найти величину электрического сопротивления.Различают два основных метода измерений:– метод непосредственной оценки: значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (например, значение тока – по амперметру). Этот метод прост, но имеет сравнительно невысокую точность;– метод сравнения, при котором измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод точнее, но процесс измерения более сложный.Метод сравнения имеет несколько разновидностей:– нулевой метод, при котором результирующий эффект взаимодействия сравниваемых величин на измерительный прибор доводят до нуля, например, измерения электрического сопротивления с помощью уравновешенного моста

;

– дифференциальный метод: на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, например, измерение электрического сопротивления с помощью неуравновешенного моста;

– метод замещения, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой и изменяя эту величину, добиваются такого же показания прибора, как и при действии измеряемой величины.

В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет, каждое средство измерения характеризуется погрешностью.

2.Приборы формирования стандартных измерительных сигналов.

Измерительные генераторы - источники сигналов разнообразных форм и частот, предназначенные для работы с радиотехническими схемами. Они имеют ряд принципиальных отличий от обычных генераторов: обладают возможностью точной установки и регулировки выходных параметров колебаний (частоты, формы и уровня напряжения или мощности) в широких диапазонах; имеют высокую стабильность параметров и встроенные измерительные приборы, позволяющие контролировать установки сигналов; могут работать совместно с другими средствами измерения и программного управления. В зависимости от формы выходных сигналов различают измерительные генераторы гармонических, релаксационных (импульсных) и шумовых колебаний. В спектре выходного сигнала генератора гармонических колебаний имеется одна или несколько гармоник. Выходные колебания релаксационного генератора содержат множество гармоник с соизмеримыми амплитудами. По частотному диапазонугенераторы делят на: инфранизкочастотные (0,01...20 Гц), низкочастотные, или генераторы звукового диапазона (20...300000 Гц), генераторы высоких частот (0,3...300МГц), сверхвысокочастотные (СВЧ, свыше 300 МГц). Особую группу представляют генераторы случайных колебаний (сигналов) - измерительные генераторы шумовых сигналов. Необходимо отметить также генераторы псевдослучайных и линейно-изменяющихся напряжений (ГЛИН), которые относят к релаксационным генераторам. Эти генераторы используют как измерительные, так и в качестве генераторов разверток.

По классификации генераторы попадают в группу [Г]. Которая делится на подгруппы:
Г2 — генераторы шумовых сигналов;
Г3 — генераторы сигналов;
Г4 — генераторы стандартных сигналов;
Г5 — генераторы импульсов;
Г6 — генераторы сигналов специальной формы;


Г7 — свипгенераторы (свип-генераторы).Г7 - синтезаторы частотГ8 - генераторы качающейся частотыГ9 – генераторы испытательных импульсовОГ — генераторы оптического диапазонаГенераторы отраслевого назначенияРисунок 1.Генератор высокочастотный Г4-18А3.Исследование формы сигналов.Наглядное, или визуальное воспроизведение формы колебаний является важной задачей радиотехнических измерений, поскольку форма позволяет сразу оценить многие параметры колебаний. Одним из основных приборов, служащих для визуаль­ного наблюдения и исследования формы электрических сигналов, является осцилло­граф (от лат «осциллум» — колебание и греч «графо» — пишу)Общие сведенияБольшинство современных осциллографов, находящихся в эксплуатации, оснащены электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и их называют электронно­лучевыми осциллографами. Вместе с тем, в последних разработках осцилло­графов в качестве отображающих устройств применяются матричные инди­каторные панели (газоразрядные, плазменные, жидкокристаллические, твер­дотельные и т. д.).Электронно-лучевой осциллограф — измерительный прибор для визуаль­ного наблюдения в прямоугольной системе координат электрических сигна­лов и измерения их параметров. Какие виды сигналов можно наблюдать с помощью осциллографа?- периодические непрерывные;- импульсные сигналы,- непериодические;- слу­чайные сигналы,- одиночные импульсы и оценивать их параметры.С помощью осциллографа наблюдают зависимость напряжения от време­ни. Осью времени является ось абсцисс,а по оси орди­нат откладывается уровень сигнала. Осциллографом измеряются:

  • амплитуда,

  • частота,

  • фазовый сдвиг,

  • параметры модулированных сигналов,
а так же исследуются пере­ходные, частотные и амплитудные характеристики различных радиотехниче­ских устройств.Типы элек­тронно-лучевых осциллографов:

  • универсальные,

  • скоростные,

  • стробоскопи­ческие,

  • запоминающие,

  • специальные.

На основе совершенствования первоначальной схемы универсального ос­циллографа (его обозначение С1 —...) создан целый ряд отечественных спе­циализированных приборов:С7 —... скоростные, стробоскопические;С8 —... запоминающие;С9 —... специальные, в том числе цифровые. Универсальные осциллографы, позволяют исследовать разнообразные электрические сигналы с длитель­ностью от единиц наносекунд до нескольких секунд в диапазоне амплитуд от долей милливольт до сотен вольт, а также измерять параметры таких сигна­лов с приемлемой для практики погрешностью (5...7 %). Полоса пропуска­ния лучших универсальных осциллографов составляет 300...500 МГц и бо­лее.Повторяющиеся кратковременные процессы исследуют с помощью стро­боскопических осциллографов. По принципу действия стробоскопические осциллографы относятся к приборам с преобразованием временного мас­штаба и отличаются высокой чувствительностью и широкой (до 10 ГГц) ра­бочей полосой.Для исследования быстро протекающих процессов (нано- и пикосекундной длительности) применяют скоростные осциллографы, которые снабжены специ­альной электронно-лучевой трубкой бегущей волны. Предварительного усиления входного сигнала в скоростных осциллографах обычно не производят, поэтому чувствительность их невелика. Эти приборы являются осциллографами реально­го времени, имеют широкую рабочую полосу частот (до 5 ГГц), и позволяют на­блюдать и фотографировать одиночные и периодические сигналы.Запоминающие осциллографы, имеющие специальные электронно-лучевые трубки, обладают способностью сохранять и воспроизводить изображение сигнала в течение длительного времени после исчезновения его на входе. Основное назначение запоминающих осциллографов — исследование одно­кратных и редко повторяющихся процессов. Запоминающие осциллографы имеют почти те же характеристики, что и универсальные, однако отличаются расширенными функциональными возможностями.Специальные осциллографы оснащены дополнительными блоками целевого назначения. К ним относятся и телевизионные осциллографы, позволяющие на­блюдать видеосигнал заданной строки изображения, и цифровые, дающие воз­можность не только наблюдать сигнал, но и передать его в цифровом виде на компьютер для дальнейшей обработки. Специальные осциллографы снабжаются мультиметрами, позволяющими измерять напряжения, силу токов и сопротивле­ния, а также устройствами для исследования вольтамперных характеристик по­лупроводниковых приборов.
По числу одновременно наблюдаемых на экране электронно-лучевой труб­ки сигналов различают одноканальные и многоканальные осциллографы. Со­вмещение на экране изображений нескольких входных сигналов реализуют или использованием специальной многолучевой трубки, или путем периоди­ческого переключения осциллографа на разные входы с помощью электрон­ного коммутатора.Упрощенная структурная схема универсального осциллографа.Измерение параметров сигнала относится к процессу количественного определения характеристик сигнала. Эти измерения могут включать в себя различные параметры, такие как амплитуда, частота, фаза и форма сигнала.Измерение амплитуды включает определение силы или величины сигнала, обычно выражаемой в таких единицах, как вольты или децибелы (дБ). Измерение частоты включает определение количества циклов в секунду периодического сигнала, обычно выражаемого в герцах (Гц). Измерение фазы включает определение относительной синхронизации между двумя сигналами или между разными частями одного и того же сигнала, обычно выражаемой в градусах или радианах. Измерение формы сигнала включает определение характеристик формы сигнала, таких как время нарастания, время спада и ширина импульса.Параметры сигнала можно измерять с помощью различных приборов и методов, таких как осциллографы, анализаторы спектра, генераторы сигналов и алгоритмы цифровой обработки сигналов. Точное измерение параметров сигнала важно во многих приложениях, таких как телекоммуникации, аудиотехника и разработка электронных схем.4.Измерение параметров сигналов.Различные по форме (следовательно, и по назначению) сигналы характеризуются разнообразными параметрами. К числу наиболее известных и подлежащих измерению параметров относятся рассмотренные ранее напряжение, сила тока и мощность. Параметры сигнала могут быть измерены различными способами в зависимости от типа сигнала и конкретного измеряемого параметра. Вот некоторые общие параметры сигнала и методы их измерения:1. Амплитуда. Амплитуда сигнала может быть измерена с помощью осциллографа путем измерения высоты сигнала от базовой линии.