Оборудование и принадлежности

Д

Рис. 3.3. Измерительный комплекс ИКП-1

ля проведения лабораторной работы используются:

• измерительный комплекс ИКП-1;

• портативный осциллограф Fluke 199C с комплектом принадлежностей.

Внешний вид измерительного комплекса ИКП-1 (генератор высокочастотных импульсов и импульсный вольтметр) представлен на рис. 3.3.

Комплекс ИКП-1 предназначен для измерения параметров импульсных электромагнитных помех с целью определения качества выполнения ЗУ. Входящий в состав комплекса ГВЧИ предназначен для работы в качестве переносного источника импульсов напряжения с заданными амплитудно-временными параметрами, а импульсный вольтметр – для измерения максимальной величины напряжения в цепях заземления при воздействии ВЧ импульсов.

Прибор в режиме холостого хода генерирует импульсы напряжения в форме затухающих колебаний с частотами 0,5±0,05; 1±0,1; 2±0,2 МГц. Частота следования генерируемого импульса напряжения в режиме холостого хода составляет 10±2 Гц.

Максимальная амплитуда генерируемого импульса напряжения в режиме холостого хода при питании прибора от сети составляет 900 ± 100 В (0,5 МГц), 900 ± 100 В (1 МГц) и 800 ± 100 В (2 МГц), а при питании от батареи – 900 ± 200 В (0,5 МГц), 900 ± 200 В (1 МГц) и 800 ± 200 В (2 МГц),

Краткое описание портативного осциллографа Fluke 199C приведено в предыдущей лабораторной работе.

Методика и техника эксперимента

В

Рис. 3.4. Схема подключения осциллографа к генератору ВЧ ипмульсов

ходе работы выполняется измерение напряжения на выходе генератора высокочастотных импульсов измерительного комплекса ИКП-1 при помощи осциллографа Fluke 199C. Схема подключения осциллографа к генератору приведена на рис. 3.4.

Измерения проводятся для импульсов напряжения с частотами 0,5, 1 и 2 МГц. Полученные осциллограммы сохраняются в памяти осциллографа, после чего считываются при помощи программного обеспечения FlukeView ScopeMeter, установленного на ноутбуке или стационарном ПК

Требования техники безопасности

Запрещается самостоятельно включать приборы до проверки схемы преподавателем. После окончания лабораторной работы необходимо отключить приборы, разобрать схему и привести рабочее место в порядок.

Порядок выполнения работы

17. Открыть кейс с генератором высокочастотных импульсов ИКП-1. Открыть кейс с осциллографом Fluke 199C. Извлечь осциллограф, подключить пробник для измерения напряжения к каналу A на верхнем торце осциллографа (красный разъём). Подключить наконечник типа «крючок» пробника к выходу х0,25 генератора, а наконечник типа «крокодил» – к общему выходу генератора, отмеченному *.

18. Установить переключатель генератора ЧАСТОТА, МГц в положение 0,5.

19. Включить осциллограф Fluke 199C нажатием на соответствующую кнопку на его передней панели. Перейти в режим осциллографа, для чего нажать жёлтую кнопку SCOPE на передней панели осциллографа. После этого нажимать кнопку Auto/Manual, пока в верхнем правом углу экрана не появится надпись «Manual». Осциллограф переведён в режим ручной настройки параметров работы.

20. При необходимости перевести осциллограф в режим непрерывной развёртки (в отличие от генератора апериодических импульсов, частота следования импульсов ГВЧИ постоянна и достаточна для их фиксации осциллографом в режиме непрерывной развёртки). Для этого следует нажать кнопку Trigger на передней панели осциллографа. После этого внизу экрана появится меню из 4 позиций (рис. 3.5)

К

Рис. 3.5. Экран осциллографа после нажатия на кнопку Trigger

аждый пункт меню соответствует одной из кнопок F1-F4, расположенных прямо под экраном осциллографа. Кнопка Clear Menu скрывает активное в данный момент меню, а повторное её нажатие вызывает на экран последнее скрытое меню.

Далее необходимо зайти в меню Trigger Options (кнопка F4), затем с помощью кнопок со стрелками на передней панели осциллографа выбрать пункт «Automatic» и нажать клавишу, соответствующую подписи «Enter».

21. Необходимо установить масштабы по оси напряжения канала A и по общей для обоих каналовоси времени. Для установки масштаба по оси напряжений следует воспользоваться двухпозиционной кнопкой Range mV/V в нижнем левом углу передней панели осциллографа. Нажатие на верхнюю часть кнопки приводит к увеличению масштаба по вертикальной оси, а нажатие на нижнюю часть – к его уменьшению. Величина напряжения, соответствующая одному делению по вертикальной оси для канала A, указана в нижнем левом углу экрана осциллографа (на рис. 3.5 цена деления для канала A – 1 В). Выставить цену деления из расчёта, что амплитуда напряжения будет составлять около 200-250 В. При необходимости ноль напряжения по каналу A можно сместить вверх или вниз с помощью клавиши Move со стрелками (↑) и (↓) в нижнем левом углу передней панели осциллографа.

Аналогично с помощью двухпозиционной кнопки Time ns/s в центральной части передней панели осциллографа меняется масштаб по оси времени, общей для обоих каналов. Интервал времени, соответствующий одному делению по горизонтальной оси, указан по центру в нижней части экрана осциллографа (на рис. 3.5 цена деления – 10 мс). Выставить цену деления из расчёта, что период затухающего импульса частотой 0,5 МГц будет составлять 2 мкс.

22. Включить генератор высокочастотных импульсов поворотом переключателя из положения БАТ. ВЫКЛ. в положение БАТ ВКЛ. Должен загореться светодиод «Норм.». Если горит светодиод «Сниж.», необходимо подключить генератор в сеть переменного напряжения 220 В и поставить переключатель в положение СЕТЬ ВКЛ.

23. Нажать на кнопку Hold/Run на передней панели осциллографа и выполнить фиксацию импульса генератора. Результат нажатия кнопки отображается в правом верхнем углу экрана осциллографа: режим «Hold» – осциллограф остановлен, режим «Manual» или «1/2 Auto» – осциллограф запущен. При необходимости повторить изменение масштаба по горизонтальной и вертикальной оси для канала A.

24. После фиксации импульса сохранить его в память осциллографа. Для этого нажать кнопку Save/Print в нижнем правом углу передней панели осциллографа, выбрать в появившемся меню пункт «Save», далее с помощью стрелок выбрать пункт «Screen + Setup», после подтверждения выбора изменить (при необходимости) имя файла и нажать кнопку, соответствующую подписи «Save».

25. Отключить генератор высокочастотных импульсов. С помощью тумблера ЧАСТОТА, МГц изменить частоту генератора на 1 МГц. Повторить п. 5-8 для нового импульса, сохранить его в память осциллографа. То же самое выполнить для импульса частотой 2 МГц.

26. С помощью кабеля из комплекта осциллографа подключить прибор Fluke 199C к разъёму USB стационарного компьютера или ноутбука. На компьютере запустить программу FlukeView ScopeMeter (рис. 3.6, а).

а)	в)
б)	Рис. 3.6. Программа FlukeView ScopeMeter (а) с окном выбора порта подключения к осциллографу (б) и Диспетчер устройств Windows (в)

27. В

    Рис. 3.7. Выбор активной осциллограммы для передачи в программу FlukeView ScopeMeter

    Диспетчере устройств Windows (рис. 3.6, в) уточнить номер COM-порта, к которому подключен осциллограф. В диалоговом окне программы FlukeView ScopeMeter, появившемся при запуске (рис. 3.6, б), выбрать необходимый порт и нажать кнопку «Connect».

28. После установки соединения отобразить на экране осциллографа сохранённую осциллограмму импульса 0,5 МГц. Для этого необходимо нажать на кнопку Save/Print в нижнем правом углу передней панели осциллографа, выбрать в появившемся меню пункт «Recall», затем в появившемся списке выбрать соответствующий сохранённый файл при помощи кнопок со стрелками и нажать кнопку с подписью Enter. После того, как осциллограмма импульса частотой 0,5 МГц будет выведена на экран, зайти в программе FlukeView ScopeMeter в меню «Instrument – Display Waveform» и в появившемся окне (рис. 3.7) отметить галочкой канал A и нажать «Start» либо нажать на кнопку на панели инструментов.

29. Сохранить осциллограмму импульса 0,5 МГц (меню «File – Save As» или кнопка на панели инструментов ) и сделать его скриншот (рис. 3.8). Операции п. 12 и 13 выполнить для сохранённых импульсов частотой 1 и 2 МГц.

Рис. 3.8. Скриншот осциллограммы импульса частотой 0,5 МГц в программе FlukeView ScopeMeter

30. По снятым осциллограммам определить графически параметры импульсов и заполнить табл. 3.2.

Табл. 3.2

Результаты графического определения параметров импульсов напряжения

Импульс	Измеренные и расчётные значения								Паспортные данные
	Umax, В	Tи, мкс	Tи ср, мкс	fи, МГц	δ	δср	τ, мкс	τср, мкс	Umax, В	fи, МГц
0,5 МГц									225±25; (от сети) 225±50 (от батареи)	0,5±0,05
1 МГц									225±25; (от сети) 225±50 (от батареи)	1±0,1
2 МГц									200±25; (от сети) 200±50 (от батареи)	2±0,2

В табл. 3.2 – наибольшая амплитуда напряжения генератора; – период импульса, определяемый как интервал времени между двумя соседними максимумами (минимумами) ВЧ импульса. Период импульса определяется графически три раза для трёх пар различных соседних максимумов или минимумов сигнала, после чего находится его среднее значение ( ). По среднему значению определяется частота импульса , которая сравнивается с паспортными данными генератора.

Также необходимо определить декремент затухания и постоянную времени затухания колебательного импульса. Декремент затухания находится по выражению , где и – мгновенные значения следующих друг за другом максимумов (минимумов) напряжения, В ( – большее по модулю значение, – меньшее по модулю значение). Постоянная времени затухания определяется по формуле . Расчёты декремента и постоянной времени затухания выполняются для тех же трёх пар соседних импульсов, по которым определялась частота импульса. В результате находятся средние значения декремента затухания и постоянной времени , которые заносятся в табл. 3.2.

31. Сделать вывод о соответствии параметров импульсов, определённых графически, паспортным данным генератора высокочастотных импульсов комплекса ИКП-1.