Лекция № 11.

Погрешности, возникающие при измерении электронным осциллографом.

1. Погрешности определения линейных размеров на экране ЭЛТ.

Здесь мы имеем погрешности совмещения и отсчета. Погрешность совмещения лежит в диапазоне 0,15÷0,2 мм. Погрешность отсчета равна 0,3 мм. Указанные погрешности соответствуют беспараллаксной шкале. Для шкал, удаленных от иллюминесцентного слоя, имеем дополнительную погрешность из-за параллакса, величина ее равна 1% от шкалы.

2. Погрешности из-за нелинейности амплитудных характеристик каналов Y и Х..

Влияние нелинейности канала Y:

Калибруем в точке А, а измерение производим в точке В. Нелинейность амплитудной характеристики приводит к тому, что мы видим импульс В, а считаем, что видим В^/. От сюда погрешность его измерения. При нелинейности канала Y равный 5%, относительная погрешность измерения составляет 3%.

Аналогично имеем такое же влияние по каналу Х.

Вопросы для самостоятельного изучения:

1. Многолучевые и многоканальные осциллографы. Где применяются и в чем отличия.

2. Запоминающие и скоростные осциллографы. Где применяются и в чем отличия. Особенности элт.

3. Стробоскопические осциллографы. Принцип преобразования. Применение. Отличие.

28. Генераторы измерительных сигналов.

Классификация генераторов:

1. Г1 – приборы для поверки генераторов;

2. Г2 – генераторы шумовых сигналов;

3. Г3 – низкочастотные синусоидальные генераторы;

4. Г4 – высокочастотные синусоидальные генераторы;

5. Г5 – генераторы импульсов;

6. Г6 – генераторы сигналов специальной формы;

7. Г7 – генераторы качающейся частоты (свип-генераторы).

Основные нормируемые параметры:

1. форма сигнала (синусоидальная, импульсная и т.п.);

2. параметры сигнала данной формы (частота повторения, амплитуда, длительность, скважность, для прямоугольного импульса, длительность фронта и среза, коэффициент гармоник и т.п.);

3. пределы регулировки параметров сигнала (диапазон частот, пределы регулировки ослабления, пределы установки длительности и т.п.);

4. пределы допускаемых погрешностей установки параметров сигнала (установки частоты, амплитуды, длительности импульсов и т.п.);

5. нестабильность параметров сигнала за некоторый интервал времени (указывается при определенных изменениях внешних условий и напряжения питания).

29. Низкочастотные синусоидальные генераторы.

Классы точности для этих приборов задаются по двум параметрам: по частоте и уровню выходного напряжения.

По частоте установлено шесть классов точности, а по напряжению – пять классов точности:

F_0,1; F_0,5; F_1,0; F_1,5; F_2,0; F_3,0.

U_1,0; U _2,0; U _3,0; U _4,0; U _6,0.

Пример обозначение - F_1,0 U _2,0

F_1,0 означает, основная погрешность установки частоты не превышает 1%.

U _2,0 означает, основная погрешность установки уровня выходного напряжения не превышает 2%.

Для каждого класса точности генератора установлены нормы, за которые не должны выходить другие параметры генератора: нестабильность частоты, коэффициент гармоник, дополнительные погрешности установки частоты и уровня выходного напряжения.

Структурная схема:

Работа схемы.

Задающий генератор (ЗГ) вырабатывает напряжение синусоидальной формы требуемой частоты. Это напряжение усиливается усилителем и подается на аттенюатор (Ат). Система автоматической регулировки уровня (АРУ) стабилизирует данный уровень выходного сигнала при изменении частоты. По вольтметру мы отслеживаем его значения. Это напряжение аттенюатором ослабляется и через согласующий трансформатор (СТ) подается потребителю.

Основным узлом генератора, определяющий его тип, является задающий генератор. В зависимости от схемы задающего генератора различают три типа низкочастотных измерительных генераторов:

1. RC – генераторы;

2. генераторы на биениях;

3. генераторы с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты.

RC – генераторы.

Данный генератор используется в самых простых и дешевых приборах. Коэффициент гармоник достигает 2%. Данный генератор представляет собой резистивный усилитель, охваченный частотно-зависящими обратными связями. Переход от одного поддиапазона к другому осуществляется переключением конденсаторов, а плавное изменение в приделах одного поддиапазона – изменением сопротивления резистора.

Схема работы:

Генераторы на биениях.

Работа схемы.

Задающий генератор содержит два LC генератора высокой частоты. Один из них вырабатывает напряжение фиксированной частоты, а второй напряжение, частоту которого можно плавно перестраивать. Сигналы с этих генераторов поступают на смеситель (См), где они смешиваются, образуя набор комбинационных частот, в том числе и напряжение разностной частоты. Эта смесь частот поступает на фильтр нижних частот (ФНЧ), который выделяет из этой смеси часто только напряжение разностной частоты, которое далее передаются на усилитель низкой частоты (УНЧ).

Частота генераторов фиксированной и перестраиваемой частот определяется по соотношению:

Идея данного метода преобразования: имея высокостабильные генераторы высокой частоты, после преобразования получают низкие частоты с хорошей стабильностью.

Генераторы с диапазонно-кварцевой стабилизацией частоты (синтезаторы).

Данные генераторы имеют наиболее высокую точность установки частоты выходного сигнала. Формирование частот происходит следующим образом: кварцевым резонатором стабилизируют основную частоту (одну). Эту частоту многократно делят и умножают. Полученное разбиение частот потом смешивают в соответствующих смесителях, в результате чего образуется сетка частот с заданным шагом. Стабильность данных частот близка к стабильности частоты опорного генератора. Для получения промежуточных частот внутри шага сетки частот используют интерполяционный генератор плавно изменяющейся частоты. Частота с данного генератора совместно с дискретными частотами подается на смесители, образуя промежуточные значения частот.