
- •4. Измерения электрических величин
- •4.1. Стрелочные электроизмерительные приборы
- •Приборы магнитоэлектрического типа.
- •Магнитоэлектрический механизм логометрического типа.
- •Приборы сравнения.
- •Мосты постоянного тока. Одинарный мост.
- •Двойные мосты постоянного тока.
- •Мосты переменного тока.
- •Автоматические мосты.
- •Компенсаторы.
- •4.2. Цифровые измерительные приборы Импульсный способ представления информации.
- •Общие характеристики цифровых измерительных приборов
- •Цифровые вольтметры
- •Кодоимпульсные вольтметры.
- •Вольтметры с времяимпульсным преобразованием.
- •Цифровые ваттметры
- •4.3. Исследование формы и параметров сигналов Методика работы универсального осциллографа
- •Двухканальные и двухлучевые осциллографы
- •Осциллографирование непрерывных и импульсных сигналов
- •Измерение амплитуды и временных параметров сигнала
- •Цифровые осциллографы
- •4.4. Анализ спектра сигналов.
Двухканальные и двухлучевые осциллографы
Двухканальные осциллографы имеют два идентичных канала вертикального отклонения (вход первого — Y1, второго — Y2) и электронный переключатель, который может поочередно подавать выходные сигналы каналов на одни и те же пластины Y. В зависимости от управления работой электронного переключателя можно реализовать следующие основные режимы работы осциллографа: одноканальный (на экране виден один сигнал, подаваемый на YI или Y2); поочередный (на экране видны оба сигнала за счет переключения электронного переключателя во время каждого обратного хода развертки).
Двухлучевые осциллографы имеют два канала Y и специальную двухлучевую ЭЛТ, в которой есть две независимые электронные пушки и пара систем отклоняющих пластин. Горизонтальная развертка лучей общая и она запускается от генератора развертки, а вертикальная — каждая от «своего» канала Y, что позволяет наблюдать на экране осциллограммы двух сигналов (без их периодического прерывания, как в двухканальных). Такие осциллографы намного сложнее схемотехнически и дороже двухканальных.
Осциллографирование непрерывных и импульсных сигналов
Поскольку основным требованием, предъявляемым к каждому измерительному прибору, является минимальная погрешность измерения, то при выборе осциллографа следует в первую очередь обратить внимание на его такие технические характеристики, как частотный диапазон, чувствительность, размер экрана. При этом изображение должно занимать центральную часть экрана и составлять 70...80 % его площади. Ширина луча должна быть минимальной при достаточной яркости. Надо иметь в виду и входные параметры осциллографа. Так, у некоторых осциллографов входное сопротивление порядка 1 МОм, что может оказывать шунтирующее действие на высокоомную исследуемую схему. То же неблагоприятное действие оказывает и входная емкость, которая вместе с емкостью соединительных кабелей может составить несколько десятков пикофарад. При измерении импульсов и напряжений высоких частот для соединений источников сигналов и внешних генераторов с осциллографом используют специальные высокочастотные кабели.
Измерение амплитуды и временных параметров сигнала
В универсальных осциллографах используют метод измерения амплитуд сигналов с помощью масштабной сетки, помещенной на экране ЭЛТ Цену деления сетки устанавливают с помощью калибратора амплитуды.
Погрешность измерения амплитуды сигнала не ниже 3...5 % Существуют методы повышения точности измерения амплитуды исследуемого сигнала, например компенсационные. Эти методы чаще всего применяют только в цифровых осциллографах, чтс позволяет получить численные значения параметров с погрешностью 1... 2%.
В отличие от частотомеров и измерителей временных интервалов, с помощью осциллографов можно измерять параметры сигналов сложной временной структуры, например ступенчатых сигналов или сигналов кодовых последовательностей. Можно измерять параметры случайных и переходных процессов. Наиболее простым методом исследования является метод калиброванной развертки (калиброванных меток). Реальная погрешность метода составляет порядка 10 % и зависит от количества меток. Калибровочные метки известной частоты наносятся на изображение сигнала длительностью ги путем модуляции яркости луча, т.е. подачей на сетку ЭЛТ напряжения известной частоты f0 = 1/Т0. При этом длительность сигнала τи = пТ0, где п — количество калибровочных меток.