Экспериментальная часть. 3.1. Экспериментальная установка
3.1. Экспериментальная установка
В установку входят следующие радиоизмерительные приборы.
1. Звуковой генератор.
2. Генератор стандартных сигналов.
3. Генератор импульсов.
4. Вольтметр переменного тока.
5. Импульсный вольтметр.
6. Низкочастотный и высокочастотный частотомеры.
7. Осциллограф.
3.2. Порядок выполнения работы
До выполнения работы необходимо по данному методическому пособию изучить устройство и принцип действия радиоизмерительных приборов. При выполнении работы перед включением каждого прибора изучить техническое описание прибора и правила его эксплуатации.
3.3. Методические указания
1. Приступать к измерениям можно лишь после подготовки приборов к работе, т. е. прогрева, балансировки, установки нуля и калибровки согласно техническим описаниям к приборам, так как в противном случае результаты измерений будут неверными.
2. Подключение приборов производится коаксиальными экранированными кабелями, у которых экран (внешняя оболочка) заземляется, а центральный проводник используется как «потенциальный». «Земляной» конец при разделке кабеля обычно делают более длинным, окрашивают в темный цвет или помечают значком ‘┴’ или 3. При подключении приборов друг к другу следует «земляную» клемму одного прибора соединять с такой же другого, а «потенциальную» — с «потенциальной», ибо в противном случая произойдет короткое замыкание сигнала через общий провод заземления.
3. При подключении к генератору необходимо учитывать соответствие сопротивления нагрузки выходному сопротивлению генератора (5 Ом, 50 Ом, 600 Ом). При сопротивлении нагрузки, существенно большем выходного сопротивления генератора (например, при подключении осциллографа, вольтметра, частотомера), необходимо включить внутреннюю нагрузку генератора.
4. Обратить внимание, в каких величинах показывает измеритель выходного напряжения (амплитудное, действующее, среднее) и в каких значениях его измеряют осциллограф и вольтметр. Для сопоставления результатов лучше все измерения перевести в одно значение (например, для синусоиды действующее Ug=Um /1.41).
5. При измерениях обратить внимание на возможные значения параметров сигнала для каждого измерительного прибора. При этом необходимо учитывать не только измеряемый параметр (напряжение для вольтметра и частоту для частотомера, напряжение и частоту для осциллографа), но и сопутствующий параметр (диапазон возможных частот сигналов при измерении напряжения вольтметром и минимальное напряжение сигнала при измерении частоты частотомером). В случае, если у какого-либо прибора не хватает чувствительности или частотного диапазона, необходимо в таблице сделать соответствующую запись.
6. Для получения устойчивой осциллограммы синусоидальных сигналов необходимо развертку осциллографа переключить в режим «ждущей» от внутреннего источника самого сигнала. Частота сигнала определяется по измеренному периоду f=1/T. При измерении частоты и амплитуды несущей во втором задании можно выключить модуляцию (М=0). Для определения глубины амплитудной модуляции (M≠0) по осциллограмме можно пользоваться формулой М =(A-a)/(A+a), где А — наибольший размах осциллограммы на оси «Y», a — наименьший. Частота модуляции также определяется по периоду модуляции, при этом развертку осциллографа нужно установить такую, чтобы на экране полностью помещался один или несколько периодов модуляции (несущая при этом размывается на осциллограмме в сплошной светлый фон).
7. При выполнении третьего задания осциллограф должен быть включен в режиме ждущей развертки с внешней синхронизацией. На вход внешней синхронизации осциллографа подается сигнал с выхода импульсов синхронизации генератора импульсов, а на вход «Y» осциллографа — сигнал с основного выхода генератора.
Лабораторные задания
4.1. Задать на выходе звукового генератора по заданию преподавателя сигнал, получить на осциллографе его осциллограмму, измерить по ней амплитуду и частоту. С помощью электронного вольтметра измерить напряжение сигнала, а частотомером — частоту.
По техническим описаниям приборов определить в каждом конкретном измерении максимальную величину абсолютной погрешности каждого измеренного и выставленного на генераторе значения. Сделать вывод, какой прибор измеряет или выдает сигнал по данному параметру более точно.
4.2. Получить на генераторе стандартных сигналов сигнал с заданными преподавателем амплитудой, частотой и глубиной модуляции. Получить на осциллографе осциллограммы сигнала на разных развертках, чтобы были видны несущая и модулирующая частоты. Измерить амплитуду и частоту несущей, глубину модуляции и ее частоту. С помощью электронного вольтметра измерить напряжение сигнала, а высокочастотным частотомером — частоту несущей.
4.3. Получить на генераторе импульсов заданный преподавателем сигнал. Получить на осциллографе осциллограмму сигнала, измерить по ней амплитуду и длительность импульса, частоту повторения, а также задержку основного импульса относительно импульса синхронизации. Электронным вольтметром измерить пиковое значение (амплитуду) импульсов. Электронным частотомером измерить частоту сигнала.
Содержание отчёта
Отчёт должен содержать зарисованные осциллограммы и измеренные параметры сигналов по трём заданиям.
6. Контрольные вопросы
1. Для чего служит звуковой генератор, и что он вырабатывает?
2. Что такое аттенюатор, и каково его устройство и назначение?
3. Для чего в звуковом генераторе ставится внутренняя нагрузка? В каких случаях она включается, а в каких нет?
4. Приведите блок-схему звукового генератора и объясните назначение каждого блока.
5. Для чего применяется ГСС? Примерные диапазоны частоты и напряжения у широко распространенных ГСС. Блок-схема ГСС.
6. Для каких целей применяется генератор импульсов? Какой формы и сколько сигналов он вырабатывает? Блок-схема генератора импульсов.
7. Блок-схема осциллографа.
8. Что такое и как работает развертка осциллографов? Как осуществляется синхронизация развертки?
9. Как осциллографом измеряется амплитуда сигнала?
10. Как осциллографом измеряются интервалы времени?
11. B каких случаях применяют электронные вольтметры? Чем они отличаются от обычных вольтметров?
12. Блок-схема вольтметров постоянного и переменного тока.
13. Блок-схема цифрового вольтметра.
14. Какие существуют методы измерения частоты периодических сигналов?
15. Как работает гетеродинный частотомер?
16. Блок-схема цифрового частотомера.
17. Как работает частотомер с перезарядом конденсатора?
Литература
1. Комлик В. В. Радиотехника и радиоизмерения. Киев:, Выща: шк., 1978.
2. Мирский Г. Я. Радиоэлектронные измерения. М.: Энергия, 1975.
3. Кушнир Ф. В., Савенко В. Г. Электрорадиоизмерения. Л.: Энергия, 1975.
4. Дворяшин В. В., Кузнецов Л. И. Радиотехнические измерения. М.: Советское радио, 1978.