
- •Часть 1
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений и обозначений
- •Правила выполнения работ Домашняя подготовка
- •Работа в лаборатории
- •Рекомендации при построении графиков
- •Техника безопасности. Правила поведения в лаборатории
- •Зачет по лабораторным работам
- •1. Транзисторные усилители мощности
- •1.1. Теоретическая подготовка к работе
- •Электронный режим транзистора
- •Предельная температура транзистора
- •Основные параметры генераторов с внешним возбуждением:
- •Нагрузочные характеристики генераторов с внешним возбуждением
- •Настроечные характеристики генераторов с внешним возбуждением
- •Влияние угла отсечки на параметры генератора с внешним возбуждением
- •Рабочие характеристики усилителя мощности
- •Двухконтурные усилители мощности
- •Примеры расчета транзисторных усилителей мощности
- •1.2. Описание лабораторного стенда рпу–1
- •Индивидуальное задание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1.3. Описание лабораторного стенда ру-1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •2. Амплитудная модуляция
- •2.1. Теоретическая подготовка к работе
- •Базовая модуляция
- •Коллекторная модуляция
- •Комбинированная модуляция
- •2.2. Описание лабораторного стенда рпу-1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Описание лабораторного стендаУфс-07
- •Индивидуальное задание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальное задание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3. Автогенераторы
- •3.1. Теоретическая подготовка к работе
- •Условия работы автогенератора
- •Диаграммы срыва
- •Управление частотой автогенератора
- •Кварцевые автогенераторы
- •Нестабильность частоты автогенераторов
- •3.2. Описание лабораторного стенда уфс–03
- •Индивидуальное задание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1. Включить для прогрева лабораторный стенд и осциллограф.
- •Свойства автогенератора с кр между базой и эмиттером транзистора
- •Свойство автогенератора с кр в цепи обратной связи (переключатель тип схемы в положении 3)
- •7. Исследовать зависимость частоты генерации и режима работы автогенератора от резонансной частоты колебательной системы.
- •Индивидуальное задание
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •1. Включить для прогрева лабораторный стенд и осциллограф.
- •7. Исследовать зависимость частоты генерации от температуры кр.
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •4. Частотная модуляция
- •4.1. Теоретическая подготовка к работе
- •Параметры варикапов
- •Модуляторы на варикапах
- •4.2. Описание лабораторного стенда рпу-1
- •Лабораторное задание
- •Содержание отчета по работе
- •Контрольные вопросы
- •5. Математическая обработка экспериментальных данных
- •5.1. Необходимая точность измерений и расчетов
- •5.2. Классификация погрешностей измерений
- •5.3. Правила приближенных вычислений и оценка ошибок округления при вычислениях
- •5.4. Оценка погрешностей результатов измерений
- •5.5. Программа оценки истинного значения измеряемой величины
- •5.6. Оценка стабильности частоты автогенераторов
- •5.7. Программа вычисления относительной нестабильности частоты колебаний
- •5.8. Вычисление нестабильности частоты и построение графиков с использованием программы Mathcad
- •Приложения
- •1. Таблица коэффициентов разложения для косинусоидального импульса
- •2. Графики коэффициентов разложения для косинусоидального импульса
- •3. Параметры биполярных транзисторов
- •4. Параметры варикапов и варикапных сборок
- •Аннотированный указатель литературы по математической обработке данных Основная
- •Дополнительная
- •Библиографический список Основной
- •Дополнительный
5.6. Оценка стабильности частоты автогенераторов
Измерение
частоты всегда связано с усреднением
за определенный интервал времени
,
поэтому все частотомеры регистрируют
не мгновенную частоту, а усредненную.
При экспериментальной оценке стабильности
частоты автогенератора проводят
несколько серий измерений частоты при
заданных интервалах усреднения
.
Количество отсчетов частоты в каждой
серии выбирают из компромиссных
соображений. Как известно, при увеличении
числа измерений и в отсутствие
систематических погрешностей среднее
арифметическое стремится к истинному
значению измеряемой величины. Однако
проведение большого числа испытаний
отнимает много времени и требует высокой
стабильности условий эксперимента для
исключения систематических погрешностей.
Из этих соображений обычно в каждой
серии ограничиваются небольшим числом
измерений (N=5…10).
При обработке результатов измерений определяют:
среднее значение частоты
;
дисперсию
;
относительную нестабильность частоты
,
где N – число измерений усредненной частоты;
ti – момент начала i-го измерения;
– интервал усреднения;
- отклонение частоты
от среднего значения частоты fср
при i-м
измерении для данной серии измерений
и времени усреднения
.
Время усреднения и время начала измерения являются параметрами, влияющими на полученные точечные оценки частоты. При вычислениях среднее значение, дисперсия и относительная нестабильность частоты зависят только от количества измерений. Поэтому для вычислений запишем следующие выражения:
;
,
где
– результат i-го
измерения частоты.
5.7. Программа вычисления относительной нестабильности частоты колебаний
Вид окна программы показан на рис. 5.2. Данная программа аналогична программе, дающей интервальную оценку измеряемой величины, и предназначена для работы на ПК. Язык программирования Delphi. Имя исполняемого файла «Lab11.exe». Программа производит расчеты по формулам, приведенным в п. 5.6.
Рис. 5.2. Окно программы вычисления нестабильности частоты
В столбец «Частота» вводятся измеренные значения частоты при заданном времени усреднения. В графе «Количество измерений» указывают необходимое число измерений. Если в процессе расчетов требуется уменьшить или увеличить количество измерений следует нажать кнопку «+» (клавиша PageDown) или «–» (клавиша PageUp) соответственно. В окне программы приведены формулы, по которым производится расчет. При вводе данных необходимо учитывать, что разделителем дробной и целой частей является точка. При нажатии на кнопку «ВЫЧИСЛИТЬ» программа выведет на экран в соответствующих ячейках таблицы среднее значение частоты, дисперсию и относительную нестабильность частоты (в процентах). Программа не производит обнаружение и удаление промахов, поэтому результаты измерений, резко отличающиеся от результатов остальных измерений, нужно отбросить вручную.
Пример 1. Пусть было произведено 10 измерений одной и той же частоты (в герцах): 2500073; 2500115; 2500106; 2500122; 2500087; 2500016; 2500091; 2500125; 2500138; 2500054. Необходимо определить среднее значение частоты, ее дисперсию и относительную нестабильность (в процентах).
Решение.
После занесения данных в программу и
вычислений получим результаты: fср
= 2500093; D
= 1243;
=
0,00141%.
Пример
2.
Пусть
было произведено 10 измерений частоты
,
где
=1,8
ГГц,
=
100073 Гц; 100115 Гц; 100106 Гц; 100122 Гц; 100087 Гц;
100016 Гц; 100091 Гц;
100125 Гц; 100138 Гц; 100054 Гц. Определить среднее значение частоты, ее дисперсию и относительную нестабильность.
Решение. После занесения данных в программу и вычислений получим результаты: fср =1800000000+100092,7031 Гц; D = 1243,2100 Гц2; = 0,00000001958.
Пример 3. Пусть было произведено 6 измерений частоты , где =170 МГц, = 502 Гц; 515 Гц; 532 Гц;
495 Гц; 475 Гц; 498 Гц. Определить среднее значение частоты, ее дисперсию и относительную нестабильность.
Решение. После занесения данных в программу и вычислений получим результаты: fср =170000000+502,8333 Гц; D = =309,8056 Гц2; = 0,000001822.