 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ОСЦИЛЛОГРАФ
ФАЗОВЫЕ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Цель работы. Изучить принципы фазовых и спектральных измерений. Научиться проводить измерения и оценивать погрешность. Определять причины возникновения погрешностей.
Домашняя подготовка
1. Изучите принцип действия измерителя разности фаз. Нарисуйте упрощенную структурную схему прибора, отражающую принцип действия и основные функции.
2. Изучите принцип действия цифрового и аналогового анализатора спектра. Нарисуйте упрощенные структурные схемы приборов, отражающую принцип действия и основные функции.
3. Определите основные погрешности при измерении цифровым осциллографом разности фаз двух сигналов. Выпишите их.
4. Изучите численные методы измерения разности фаз и быстрого преобразования Фурье. Разработайте алгоритм. Напишите программу в среде Mathcad, таким обрзом, чтобы загрузив данные из файла в Вашу программу, был получен реальный результат, проверяемый по приборам. Для тестирования вашей программы используйте гармонические сигналы отличные по частоте и фазе.
5. Изучите описание лабораторной работы, создайте таблицы для записи результатов измерения в лаборатории.
Задание в лаборатории
Подготовка к работе
Включите блок NI PXI-1033.Перезагрузите компьютер.
1. Запустите приложения:
2. MS Word
3. MathCAD
4. NI-FGEN (программу управления генератором) Программы \ National Instruments\NI-FGEN
5. NI-SCOPE ( программу управления осциллографом ) Программы \National Instruments\NI-SCOPE
6. Убедитесь, что прибор работает. Для этого подключите выход генератора (CH0) к входу (CH0) осциллографа. Запустите генератор, убедитесь, что на осциллографе появилось изображение сигнала.
| Таблица 4.1.Установочные значения. | |||||||
| бригада | |||||||
| U0, В | 0,1 | 0,15 | 0,5 | 0,1 | 0,15 | 0,5 | 0,2 |
| U, В | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |||
| f, кГц | 1,5 | 1,5 |
| Таблица 4.2.Установочные значения. | |||||||
| Фильтр | ФНЧ | ФВЧ | ФНЧ | ФВЧ | ФНЧ | ФВЧ | ФНЧ |
| R, кОм | 0,1 | 0,1 | |||||
| fср, кГц | 4.823 | 4.823 | 3.386 | 3.386 | 3.386 | 3.386 | 1.592 |
Уровень удовлетворительно
7. Установите на генераторе форму сигнала - «Гармонический», частоту и амплитуду по таблице 4.1. Преподаватель выдает карточку с заданием индивидуально.
8. Используя ручки настойки, добейтесь наиболее четкого изображения в первом (опорном) канале.
9. Засинхронизируйте осциллограф и генератор по первому каналу.
10. Соберите фильтр согласно таблице 4.2.
11. Проведите измерение АЧХ и ФЧХ заданного фильтра (последовательная RC-цепочка) 25 точек: для этого изменяя частоту генератора, снимите амплитуду сигнала на выходе и входе, рассчитайте коэффициент передачи.
12. Заполните таблицу, содержащую следующие поля: частота, напряжение на входе и выходе фильтра, коэффициент передачи, t1 и t2 – значения моментов времени соответствующие нулевому уровню сигналов, их разность и фазу.
13. Заполните таблицу соответствующих погрешностей с полями аналогичными в пункте 9. Погрешности прямых измерений (напряжений и времени) и косвенных измерений (коэффициента передачи и фазы).
Уровень хорошо
14. Включите осциллограф в режим измерения спектра сигнала.
15. Измерьте значения спектральной составляющей сигнала на входе и выходе, по полученным значениям рассчитайте АЧХ в тех же точках, что и в п.8.
16. Установите форму сигнала «МЕАНДР» и частоту согласно таблице 4.1.
17. Проведите измерения спектра сигнала, зарисуйте (добавьте) график в отчет.
Уровень отлично
18. Разработайте программу для автоматического измерения АЧХ. Для этого изменяйте в цикле с некоторым шагом значение частоты, и фиксируйте значения амплитуды (можно средневыпрямленного значения) сигнала на входе и выходе RC-цепи, далее проведите вычисления и постройте график АЧХ.
Контрольные вопросы
1. Как рассчитать коэффициент передачи фильтра низких (высоких) частот?
2. Как оценить погрешность измерения амплитуды напряжения на осциллографе?
3. Как оценить погрешность измерения периода на осциллографе?
4. Как осуществляется измерение разности фаз входного и выходного сигнала?
5. Как оценить погрешность измерения АЧХ?
6. Как оценить погрешность измерения ФЧХ?
7. Какие внешние помехи влияют на результат измерения?
8. Что влияет на точность измерения цифровым осциллографом?
9. Поясните принцип действия аналогового осциллографа.
Поиск по сайту: