1.2. Комбінований цифровий прилад щ4300

1.2.1. Комбінований цифровий прилад Щ4300 (далі прилад) призначений для вимірювання постійного струму і напруги, змінного струму і напруги, опору постійному струму в лабораторних та виробничих умовах. При вимірах змінної напруги і струму прилад реагує на середньовипрямлене, значення, а градація проведена в середньоквадратичних значеннях.

УВАГА! Прилад в даних лабораторних роботах використовується в якості вольтметра і підключається до гнізда “U” на боковій панелі, еке у свою чергу зєднане з гніздом “U” на передній панелі.

1.2.2. Прилад виконано в пластмасовому корпусі. На передній панелі прилада розташовані:

- кнопка "Сеть", для включення приладу;

- кнопки "U", "І", "R" і " " перемикачів роду вимірювальної величини;

- кнопки перемикача діапазонів вимірів;

- цифровий індикатор;

- вхідні гнізда "U", "I", "R" і "*"(земля приладу).

1.2.3. Вхід приладу ізольований від затискача заземлення, що дозволяє

проводити виміри в схемах які знаходяться під напругою відносно елементів

захисного заземлення.

В приладі здійснюється перетворення величин що вимірюються у пропорційні їм напруги постійного струму. Ці напруги вимірюються по методу двотактового інтегрування.

При вимірюванні змінного струму чи напруги вимірювальний сигнал поступає на АЦП через перетворювач змінної напруги в постійну U~/U-.

При вимірюванні сили струму на вході приладу використовується перетворювач струму в напругу I/U, при вимірюванні опору - перетворювач опору в постійну напругу R/U-.

При вимірюванні напруг в діапазонах 20В і більше використовується вхідний подільник.

1.3 Використання осцилографа для вимірювання параметрів електричних сигналів

1.3.1 Сигнали

Оцилограф призначений для вимірювання параметрів електричних сигналів. Розглянемо найбільш розповсюджені види сигналів і їх основні параметри. Під сигналом (носієм інформації) будемо розуміти напругу (струм), яка пев­ним чином змінюється в часі. Величина інформації, яку можна передати за допомогою деякого сигналу залежить від основних його параметрів: тривалості, частоти, потужності і деяких інших характеристик.

Розрізняють детерміновані і випадкові сигнали.

Детермінований сигнал - це сигнал, параметри і миттєві значення якого в будь-який момент часу можуть бути передба­чені.

До випадкових сигналів відносяться сигнали, значення яких наперед невідомі.

Детерміновані сигнали діляться на періодичні і не­періодичні.

Періодичним називається сигнал, для якого виконується умова:

,

де - період сигналу;

- будь-яке ціле число.

Неперіодичним називається сигнал, для якого не виконується вище приведена умова.

1.3.1.1 Синусоїдні сигнали

Найбільш широко розповсюджені синусоїдні сигнали. Ма­тематичний вираз, який описує синусоїдну напругу, має виг­ляд:

де - амплітуда сигналу;

- частота в циклах за секунду або в герцах (циклічна частота обернена періоду коливання ).

Синусоїдний сигнал приведений на рис. 2.

Коли синусоїда починається не з нуля, тоді математичний вираз для неї матиме вигляд :

,

де – називають початковою фазою сигналу

Скористаємось означенням кутова частота і напишемо вираз для синусоїдального сигналу в іншому вигляді:

де – кутова частота в радіанах за 1с (згадайте з елект­ротехніки, що )

А мплітудою синусоїдного синалу називають його найбільше (максимальне) значення. Це справедливо і для інших видів сигналів.

Д еколи використовують означення подвійна амплітуда, яка рівна подвоєній амплітуді. Ще одним параметром, який вико­ристовується для характеристики синусоїдального сигналу є йо­го ефективне діюче значення :

Це співвідношення справедливе тільки для синусоїдального сигналу. Через визначають потужність сигналу. Порівняння амплітуд синусоїдних сигналів (співвідношення між якими деколи досягають мільйонів), а також вимірювання амплітуди сигналу при проходженні його через електронний пристрій про­водять в логарифмічних одиницях - децибелах (дБ):

д е відповідно амплітуди двох сигналів.

Наприклад: якщо один сигнал вдвоє більший за інший, то відношення першого до другого складає +6дБ, так як lg2=0.3010. Якшо один сигнал в 10 рааів більший другого, тоді відношення першого до другого складає +20дБ, а якщо перший сигнал в 10 разів менший за другий, то тоді – 20дБ.

Для порівняння сигналів різної форми використовують по­тужність:

де і - відповідно потужності другого і першого сигналів.

Хоча децибел служить для визначення співвідношення між сигналами, інколи цю одиницю використовують для вимірювання абсолютного, а не відносного значення амплітуди. Можна взяти деяку еталонну амплітуду і визначати іншу амплітуду в децибе­лах по відношенню до еталонної.

Основною перевагою синусоїдної функції (а також при­чиною широкого розповсюдження синусоїдних сигналів) є те, що ця функція є розв'язком цілого ряду лінійних диференціаль­них рівнянь, які описувть як фізичні явища, так і властивості лінійних кіл.

Будь-який складний періодичний сигнал може бути розкла­дений в ряд Фур'є, тобто представлений у вигляді суми си­нусоїдних сигналів. На практиці, щоб оцінити роботу елект­ронного і мікроелектронного пристрою, користуються також амплітудно-частотними характеристиками (АЧХ), які показують як змінюється амплітуда сигналу в залежності від частоти.