Измерение глубины амплитудной модуляции сигнала

Составить схему в соответствии с рисунком 4.1. К осциллографу ко входу канала А(или В) подключить источник АМ сигнала. На управляемой панели источника установить значение Modulation index (M) в соответствии с табл. 4.1.

Подобрать значения масштабных коэффициентов: отклонения К_О (Вольт/деление – V/Div) и развертки К_Р (Время/деление – s(ms)/div), чтобы изображение синусоидального сигнала по вертикали занимало большую часть экрана, а по горизонтали – 3 периода. По изображению амплитудно-модулированного колебания измерить максимальный вертикальный размах (параметр А) и минимальный размер (параметр Б). Произвести расчет глубины амплитудной модуляции, используя выражение: .

Для результата измерения параметра АМ осциллографическим методом рассчитать погрешность , где - значение Modulation index.

Таблица 4.1

Modulation index (M)		0,8	0,5	0,3	0,1
Параметр А, дел
Параметр Б, дел
Глубина АМ Мрасч (расчет)
d - погрешность

Рисунок 4.1

Измерение индекса частотной модуляции осциллографическим методом

Собрать схему в соответствии с рисунком 4.2. К осциллографу ко входу канала А(или В) подключить источник FМ сигнала. На управляемой панели источника установить значение Modulation index (M) в соответствии с табл. 4.2.

Подобрать значения масштабных коэффициентов: отклонения К_О (Вольт/деление – V/Div) и развертки К_Р (Время/деление – s(ms)/div), чтобы изображение синусоидального сигнала по вертикали занимало большую часть экрана, а по горизонтали – 2-3 периода с изменяющейся частотой. По изображению частотно-модулированного колебания измерить максимальное (Т_max) и минимальное (Т_min) значения периодов (в делениях). Произвести расчет средней частоты сигнала и девиации частоты . При известном значении частоты модулирующего сигнала (в данном случае, F=100 Гц) рассчитывает индекс ЧМ: .

Для результата измерения параметра ЧМ осциллографическим методом сравнения рассчитать погрешность , где - значение Modulation index.

Рисунок 4.2

Таблица 4.2

Modulation index (M)
Максимальный период Тmax, дел
Минимальный период Тmin, дел
Девиация частоты fд=mf·F
Индекс ЧМ mf (расчет)
d - погрешность

Содержание отчета: Отчеты о лабораторных работах выполняются в тетради. По каждому пункту задания: указать название пункта работы; нарисовать схему измерения; подготовить таблицы по каждому пункту, а при необходимости – графики; привести расчеты по результатам измерений и исходным данным; сделать выводы по каждому пункту задания.

Контрольные вопросы:

1. Практическое применение амплитудной и частотной модуляций?

2. Сравнить амплитудную и частотную модуляции по ширине необходимого спектра частот.

3. Диапазоны изменений коэффициентов модуляций (Modulation index) для амплитудной и частотной модуляций.

4. Физическая сущность модуляционных характеристик.

Лабораторная работа № 5

Тема: «Статистическая обработка результатов измерений»

Цель занятия: приобрести навыки в получении точечных и интервальных оценок результатов измерений на основе их статистической обработки.

Содержание занятия:

1. Закрепление знаний теоретических положений и методики статистической обработки результатов измерений.

2. Экспериментальное получение результатов измерений физических величин.

3. Статистическая обработка результатов прямых измерений величин (напряжения, силы тока и сопротивления).

Аппаратура и материалы: персональные компьютеры и программа «Electronics Workbench». При выполнении работы выполнять требования по технике безопасности эксплуатации аппаратуры, подключенной к сети 220 В.

Закрепление знаний теоретических положений и методики

статистической обработки результатов измерений

По способу числового выражения различают погрешности:

абсолютную погрешность ΔА=А-А_д, где А –показание средства измерения (СИ); А_д - истинное (действительное) значение измеряемой величины;

относительную погрешность δ= (ΔА /А_д)100%;

приведенную погрешность δ_пр= (ΔА /А_N)100%, где А_N – некоторое нормирующее значение измеряемой величины.

Предельно допустимые погрешности, характеризующие класс точности приборов, указываются либо на шкалах приборов (рис. 5.1 и 5.2), либо в техническом описании СИ. Условное обозначение классов точности соответствует погрешности в процентах:

- относительно измеренного значения;

2,5 - нормированной к предельному значению шкалы (в единицах

измеряемой величины);

1,5

- нормированной к длине шкалы (в единицах длины, в т. ч. и отсчет положения стрелки прибора).

Шкала и предел измерения выбираются из условия нахождения стрелки прибора как можно ближе к предельному значению.

Методика статистической обработки результатов измерений с многократными наблюдениями, подчиняющимися нормальному закону распределения:

1) вычисление среднего арифметического а^* результатов наблюдений {a_i};

2) вычисление оценки среднеквадратического отклонения величины а^*, т.е

; (5.1)

3) вычисление доверительной границы случайной погрешности результата измерения

, (5.2)

где t_α,n – коэффициент Стьюдента;

4) определение границ Θ неисключенной систематической погрешности;

5) вычисление суммарной погрешности измерения: Δ_Σ = Θ +Δ_сп ;

6) оформление результата измерения:

а=а^*± Δ_Σ , при α= , n= . (5.3)

Правила оформления результата измерения:

а) погрешность Δ_Σ не должна содержать более двух значащих цифр;

б) оценка результата измерения a^* и погрешность Δ_Σ должны заканчиваться цифрами одинаковых разрядов.

Методика выполнения работы