Основні положення. при цьому способі на одну з пар відхиляючих пластин осцилографу подають синусоїдальну напругу відомої частоти
ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ СИГНАЛУ ЗА ДОПОМОГОЮ ФІГУР ЛІССАЖУ
При цьому способі на одну з пар відхиляючих пластин осцилографу подають синусоїдальну напругу відомої частоти, на іншу – напругу, що досліджується. Змінюючи частоту, домагаються отримання на екрані нерухомого (або що повільно переміщається) зображення, так званої фігури Ліссажу. Вимірювання виконують при виключеному генераторі розгортки.
Кратність частот при будь-якій формі нерухомого зображення фігури визначається по числу NX та NУ перетинів зображення фігури горизонтальною і вертикальною лініями відповідно.
Якщо напруга невідомої частоти fх подана на горизонтально відхиляючі пластини, а напруга відомої зразкової частоти fо – на вертикально відхиляючі пластини, то невідома частота визначається за формулою
.
Похибки вимірювання частоти за допомогою фігур Ліссажу взагалі визначаються похибкою установки зразкової частоти f0, а також правильністю підрахунку числа точок перетину NX і NУ. На похибку вимірювання впливає нестабільність джерел зразкової частоти та частоти, що вимірюється. При ньому неможливо досягти нерухомого зображення інтерференційної фігури: чим нестабільність більше, тим швидше рахується по екрану зображення. У випадку, коли , різницеву частоту можна визначити за допомогою секундоміра. Для цього, підрахувавши число циклів n зміни фігури на екрані ЕПО за певний проміжок часу Δt, різницеву частоту обчислюють за формулою
Δf = n / Δt .
Відносна нестабільність частоти визначається як
Δf = Δf / fX ∙ 100% .
ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ СИГНАЛУ В РЕЖИМІ КРУГОВОЇ
РОЗГОРТКИ 3 МОДУЛЯЦІЄЮ ЯСКРАВОСТІ ЗОБРАЖЕННЯ
Кругова розгортка виходить при подачі на обидві пари відхиляючих пластин ЕПТ синусоїдальних напруг, однакових по значенню, але зсунутих по фазі на кут Δφ = π/2. В цьому випадку промінь описує на екрані ЕПТ коло за час, рівний періоду Т0 розгортаючої напруги, а кількість обертів за секунду чисельно дорівнює частоті такої напруги.
Якщо напругу зразкової частоти fо використати для отримання кругової розгортки, а напругу невідомої частоти fZ подати через "Вход Z" на модулятор ЕПТ, то в додатний півперіод цієї напруги яскравість збільшиться, а в від'ємний – зменшиться. У результаті коло вийде переривистим, у якому число темних або світлих частин цього кола буде таке, що дорівнює відношенню частот, тобто fZ/f0 = NZ .
Шукане значення невідомої частоти знаходиться як
fZ = f0NZ .
Похибка вимірювання частоти fZ, таким способом визначається похибкою установки зразкової частоти f0 і нестабільністю обох частот. Для отримання кругової розгортки можна використати зсув по фазі Δφ = π/2 між напругами на елементах R-С кола.
ВИМІРЮВАННЯ ФАЗОВОГО ЗСУВУ МІЖ ДВОМА СИГНАЛАМИ
Вимірювання фазових зсувів може здійснюватися в режимах лінійної або синусоїдальної розгортки.
Виміряти фазовий зсув при лінійній розгортці можливо використовуючи двоканальний режим роботи осцилографа. При цьому тумблери « , ~» встановлюються в однакові положення в залежності від типу сигналу, що подається. Опорний сигнал подається на вхід каналу І, а сигнал, що порівнюється - на вхід каналу ІІ. У цьому випадку на екрані отримують одночасно в одному часовому масштабі зображення обох сигналів. Фазовий зсув визначають як часову затримку між сигналами, виражену в частках періоду і що відлічується в кутових градусах.
Δφ = (ΔL/L) ∙ 360°,
де ΔL – відстань на екрані, відповідна тимчасовому зсуву між сигналами;
L – розмір періоду сигналу на екрані.
У роботі передбачене вимірювання кута зсуву фази між двома напругами за допомогою фігур Ліссажу. В цьому випадку одна напруга подається на вхід вертикального, а інша на вхід горизонтального каналів. При цьому на екрані спостерігається найпростіша фігура Ліссажу у вигляді еліпса (генератор розгортки при цьому виключений). Якщо на отриманій осцилограмі побудувати осі, як це показано на рис. 5.2, б, то шуканий зсув
,
де А, В – довжини відрізків між відповідними точками осцилограми.
Спосіб вимірювання є непрямим, вимагає лінійних вимірювань і обчислень, що приводить до значних похибок.
Наприклад. Зображення на екрані ЕПО отримані
а) в режимі лінійої розгортки двоканального осцилографа
Передбачимо, що ΔL = 1,1 поділок, а період опорного сигналу L=4 поділки (рис. 5.1). Фазовий зсув
б) вимірювання здійснені методом фігур Лі сажу
Фазовий зсув в цьому експерименті визначається так
.
Рисунок 5.1 - Вимірювання фазового зсуву
а) в режимі лінійної розгортки; б) методом еліпса