Проверка плавного делителя напряжения.
Диск плавного делителя напряжения установить в
положение «100» (т.е. его коэффициент передачи Кп=1,0), ручку ступенчатого делителя – по часовой стрелке до упора (т.е.его коэффициент передачи Кс=1). Электронным вольтметром измерить выходные напряжения Uвых на гнезде «0,1-1V» (Uвых ≈0,7–1,5В) и после выносного делителя, подключенного к гнезду «µV» (Uвых ≈ 70-150 мВ при Кв =1,0). Значения Uвых при положении плавного делителя «100» занести в таблицу 1 (столбец «1,0») и считать в ходе дальнейшей работы их опорными напряжениями Uоп.
Таблица 1
| Гнездо | Кп плавного делителя | 1,0 опорное | 0,8 | 0,6 | 0,4 | 0,2 | 0,1 |
| 0,1 –1V | Uвых, В | ||||||
| Uзад, (В) | |||||||
| δ, (%) | |||||||
| δ, (дБ) | |||||||
| μV | Uвых, (mВ) | ||||||
| Uзад, (mВ) | |||||||
| δ, (%) | |||||||
| δ, (дБ) |
Диск плавного делителя напряжения указывает на уровень выходных напряжений на гнездах «0,1-1V» и «µV» в процентах от их опорного значения Uоп. Электронным вольтметром замерить выходные напряжения Uвых на гнезде «0,1-1V» и после выносного делителя согласно таблицы 1
(Кв =1,0) при других значениях Кп плавного делителя .Рассчитать значения напряжений, задаваемые диском плавного делителя Uзад, как процент от замеренных опорных значений Uоп.
Определить относительную δ погрешность плавного делителя на гнездах «0,1-1V» и «µV»:
δ (%) = 100(Uзад - Uвых) / Uвых,
где: Uвых- напряжение на гнездах, замеренное электронным вольтметром.
Значение погрешности, выраженное в процентах, перевести в децибелы, принимая, что 1дБ соответствует изменению напряжения на 12,2%. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу1.
2. Проверка ступенчатого делителя напряжения
Напряжение на гнезде “µV” наряду с делителем плавным может дополнительно уменьшаться делителем ступенчатым
(4 ступени с шагом по 20дБ при его переключении против часовой стрелки). При этом ступенчатый делитель не влияет на значение выходного напряжения на гнезде «0,1-1V».
Установить диск плавного делителя в положение «100» (Кп =1,0). Замерить выходное напряжение Uвых на выносном делителе (Кв=1) после гнезда «µV» при разных значениях ослабления ступенчатого делителя Кс.
Принимая в качестве опорного значение напряжение при Кс=0дБ, определить относительную δ погрешность ступенчатого делителя. В данном случае в формулах для
Таблица 2
| Гнездо | Кс ступенч. делит.., (дБ) | 0 | -20 | -40 | -60 | -80 |
| μV | Uвых, (mВ) | |||||
| Uзад, (mВ) | ||||||
| δ, (%)) | ||||||
| δ, (дБ) |
расчета ошибок символ «Uзад» обозначает расчетное значение напряжения, задаваемое ступенчатым делителем относительно опорного значения. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2.
Получить у преподавателя задание на установку 3-5ти значений напряжений. Занести их в таблицу 3. Принимая, что выходное напряжение равно опорному значению Uоп, умноженному на произведение коэффициентов передачи делителей плавного Кп, ступенчатого Кс и выносного Кв, рассчитать их значения для получения заданного преподавателем напряжения. Для контроля проведенных расчетов установить эти значения, замерить выходное напряжение электронным вольтметром и сравнить с заданным. Заполнить таблицу.3.
Таблица 3
| Задаваемое напряжение. | Испол. гнездо | Отсчет с плавного атт. | Отсчет со ступенч. атт. | Отсчет с выносн. делителя | Показания электр. вольтм. |
2. Определение цены деления шкалы верньерного устройства
Для осуществления малых расстроек по частоте в генераторе есть верньерное устройство, осуществляющее замедленное вращение ротора конденсатора контура генератора. Цена деления верньера на всех поддиапазонах разная. Принцип определения цены деления: ручкой верньераперемещают визир основной шкалы на несколько делений. Разность частот, отсчитанных по основной шкале, делят на число делений верньера. Полученный результат и есть цена деления верньера ₤шк, полученная с использованием основной шкалы генератора.
Установить частоту генератора 1,5МГц. Ручкой верньера переместить визир основной шкалы на 0,5 МГц «вверх» по частоте. Зафиксировать введенное для этого количество делений верньера Nв. Повторить измерения при частоте генератора 5МГц. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 4.
Таблица 4
| Частота | Полоса перестр., МГц | Кол-во дел. верньера, Nв | Цена дел. ₤шк Гц/дел | Цена дел. ₤чм, Гц/дел | δ, % |
| 1,5 МГц | 0,5МГц | ххххххх | |||
| (fв – fн)= | ± 50 | ххххххх | |||
| 5 МГц | 0,5Мгц | ххххххх | |||
| (fв – fн)= | ± 50 | ххххххх |
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 «FА», 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. Для определения цены деления верньера по частотомеру ₤чм, 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
| М(%) модулометра | ||||||
| А/В | m%изм | А/В | m%изм | А/В | m%из | |
| Uн = «К» | ||||||
| Uн = «К»/2 |
Сравнить значения m%изм для разных Uн и объяснить полученные результаты.
Контрольные вопросы
1. Функциональная схема генератора Г4-42.
2. В чем основные отличия «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 опорного, если плавный делитель стоит в положениях, соответствующих Кп = 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 и 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 напряжение 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 U=Uа/ √2.
Принимая показание электронного вольтметра Uэ=8В за эталонное, найти погрешность осциллографического метода измерения напряжения: δ (%)= 100(Uд – Uэ) /Uэ.
Таблица 1
| Задаваемое эталонное напряжение Uэ, В | В | В | мВ |
| Положение переключателя «УСИЛЕНИЕ» К | |||
| Размеры изображения на экране М | |||
| Измеренное значение напряжения Uд, В | |||
| Погрешность измерения δ , % |
Полученные результаты занести в таблицу1 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
| Часто та fх, кГц | Кол-во периодов (n) | Цена делен. разв. «К» | Кол-во делен. развер «L» | Измер. значен. «Тх» | Рассчит. значен. fх | Показ. Ч3-33 fчм | Погрешн. «δ» |
| 2,5 | |||||||
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.