2. Теория

2.1 Измерение частоты при помощи синусоидальной развертки

Синусоидальная развертка применяется для измерения частоты, фазового сдвига, параметров модулированных колебаний и других величин.

Измерение частоты по интерференционным фигурам (Лиссажу) возможен только для сигналов синусоидальной формы.

Измеряемый сигнал f_x подают на канал вертикального отклонения (КВО), а сигнал меры известной частоты f_o – на вход канала горизонтального отклонения (КГО) для образования из него развертки (рис.6.1).

Рисунок 6.1 – Схема измерения частоты по фигурам Лиссажу

Медленным изменением частоты меры (образцового генератора) получают на экране простейшую фигуру Лиссажу. При измерениях рекомендуется стремиться к получению простейшей интерференционной фигуры – эллипса, для которой f_x = f_o. Форма и наклон эллипса являются признаками фазового сдвига между отклоняющими напряжениями (табл.6.1).

При этом отношение частот сравниваемых сигналов определяют путем подсчета числа пересечений фигуры, мысленно проведенных горизонтальной и вертикальной линий, не проходящих через узлы фигуры.

Для неподвижного изображения фигуры справедливо соотношение

N_г ∙ f_o = N_в ∙ f_x,

где N_г и N_в - количество пересечений фигуры с горизонтальной и вертикальной линиями, соответственно.

Из проведенного равенства определяется частота измеряемого сигнала

(6.1)

Из (6.1) следует, что точность определения частоты сигнала зависит от погрешности образцового генератора.

Примеры фигур Лиссажу приведены в таблице 6.1.

Измерение частоты импульсных сигналов по числу изображений на линейной развертке производят при подаче измеряемого сигнала в КВО. Сигнал образцового генератора при этом подается на вход КГО для образования развертки. Медленным изменением частоты f_o добиваются получения на экране ЭО одного или n изображений импульсных сигналов. Тогда, частота импульсов будет равна

(6.2)

Таблица 6.1 – Фигуры Лиссажу

2.2 Измерение частоты при помощи круговой развертки

Для измерения частоты и фазового сдвига используется круговая (эллиптическая) развертка, полученная на основе синусоидальной. Для этого на входы осциллографа У и Х подаются гармонические сигналы от образцового генератора, но сдвинутые по фазе на 90^о с помощью RC цепочки. На экране появляется окружность или эллипс – линия круговой развертки (рис.6.2,а). В течение периода развертывающего напряжения светящееся пятно делает один оборот по окружности, т.е. число оборотов в секунду равно частоте развертывающего напряжения. Входной сигнал подается на модулятор яркости ЭО через канал Z.

Рисунок 6.2 – Схема получения круговой развертки (а) и изображение

на экране при n = 1 и n = 14 (б)

При положительной полуволне входного сигнала изображение круга становится ярким, при отрицательной исчезает. При совпадении частот f_x = f_o на экране появляется только половина круга (рис.6.2,б). Если частоты не совпадают, то количество штрихов в круге говорит о превышении исследуемой частоты над круговой (образцовой) в n раз.

3. Порядок выполнения работы

1) Осуществить запуск программы LabVIEW и открыть файл «Измерение частоты.vi» (рис.6.3).

Рисунок 6.3 – Лицевая панель лабораторного стенда в LabVIEW

2) В программе на входе У уже задана частота f_Х. Переключатель «Умножитель частоты» установить в положение 1. Плавно изменяя частоту на входе Х в сторону увеличения, добиться неподвижной фигуры. Нажать кнопку «STOP».

3) Снять копию экрана осциллографа и по формуле (6.1) рассчитать неизвестную частоту f_Х входного сигнала.

4) Переключатель «Умножитель частоты» установить в положение 2. Плавно изменяя частоту на входе Х в сторону увеличения, добиться неподвижной фигуры.

5) Снять копию экрана осциллографа и по формуле (6.1) рассчитать неизвестную частоту f_Х входного сигнала.

4. Задание

Определить частоты входного сигнала по методу синусоидальной развертки с помощью фигур Лиссажу.

5. Содержание отчета

- цель работы;

- схема;

- копии осциллограмм;

- расчет;

- выводы.

6. Контрольные вопросы

1) В чем заключается принцип действия ЭО?

2) Чем отличается непрерывная от ждущей развертки?

3) В каких случаях применяется синусоидальная развертка?

4) Как определяется частота импульсов?

5) Что такое круговая (эллиптическая) развертка?

6) Для каких сигналов применимы фигуры Лиссажу?

Алматы энергетика және байланыс университеті

“Радиотехника және байланыс” факультеті

“Электроника” кафедрасы

№7 Лабораториялық жұмыс

Такырыбы: Электр кедергісін екі вольтметр әдісімен өлшеу

Орындаған: ПСк-11-1 тобының

студенттері Айтжанова А.

Жумагул Ш. Нұрғизат Е.

Тексерген: Құттыбаева А. Е.

Алматы - 2013

Зертханалық жұмыс №7. Электр кедергісін екі вольтметр әдісімен өлшеу

Жұмыстың мақсаты: электр тізбегіндегі кедергіні және токты өлшеу үшін екі вольтметр әдісімен танысу. Қолданылған  құралдың дәлдік класына сәйкес кедергінің шынайы мәнін есептеу.