Задание 1.

Вопрос 1.1

Нарисовать структурную схему осциллографа и пояснить назначение блоков.

Вопрос 1.2

Нарисовать траекторию движения луча по экрану ЭЛТ осциллографа, т.е. осциллограмму исследуемого сигнала, если исследуемый синусоидальный сигнал Sy(t) подается на вертикально отклоняющие пластины, а пилообразный сигнал развертки - Sx(t) - на горизонтально отклоняющие пластины.

По полученным осциллограммам сделать выводы.

Частоты f_x и f_y указаны в таблице №1.1

Таблица №1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
fy(кГц)	10	15	4	12	16	11	14	18	20	24
fx1(кГц)	5	5	1	4	4	5.5	7	6	5	6
fx2(кГц)	2.5	7.5	2	3	8	11	14	9	10	8
fx3(кГц)	3	10	1.5	5	5	5	5	5	7	5

Теоретический материал для Задания 2 Цифровые частотомеры

В цифровых частотомерах измеряемый синусоидальный сигнал преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования равной измеряемой частоте. Затем подсчитывается число полученных импульсов за известный промежуток времени и определяется число импульсов в единицу времени, что соответствует числу полных колебаний измеряемого сигнала в единицу времени, т.е. измеряемой частоте.

Схема цифрового частотомера имеет вид:

1 блок – входное устройство для согласования частотомера с измеряемым объектом. Частотомер может иметь две схемы подключения:

а) параллельно измеряемому объекту;

б) "в разрез" или в качестве нагрузки.

Соответственно подключению входное устройство должно обеспечивать высокоомный или низкоомный согласованный вход.

Вход частотомера несимметричен относительно земли, поэтому при подключении необходимо соблюдать полярность.

Вход, как правило, закрыт по постоянной составляющей.

Делитель напряжения во входном устройстве служит для ограничения величины входного сигнала, чтобы не перегружать схему.

2 блок – широкополосный усилитель с постоянным коэффициентом усиления в рабочем диапазоне частот частотомера. Устанавливается для увеличения чувствительности частотомера по величине измеряемого сигнала.

3 блок – преобразователь формы сигнала. Преобразует синусоидальный сигнал частоту которого измеряем в последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования равной измеряемой частоте.

4 блок – задающий образцовый генератор вырабатывает высокостабильный синусоидальный сигнал образцовой частоты. Используется кварцевая стабилизация частоты.

5 блок – преобразователь формы сигнала, преобразует образцовый синусоидальный сигнал в последовательность прямоугольных импульсов с частотой следования равной образцовой.

6 блок – умножитель частоты увеличивает число образцовых импульсов в единицу времени. От коэффициента умножения, который может изменять пользователь, зависит точность измерения.

7 блок – делитель частоты уменьшает число импульсов в единицу времени. От коэффициента деления, который может изменять пользователь, зависит точность измерения.

8 блок – управляющее устройство формирует импульсы управления передними фронтами импульсов, поданных на его вход.

9 блок – электронный ключ или временной селектор. Он открывается на время существования управляющего импульса и пропускает через себя импульсы, поданные на его второй вход.

10 блок – электронный счётчик, считает число импульсов (N) прошедших через электронный ключ за время равное длительности управляющего импульса.

11 блок – дешифратор

а) при изменении частоты знает:

число импульсов – N

частоту образцового генератора -

коэффициент деления - К_д

и рассчитывает измеряемую частоту:

б) при измерении периода знает:

число импульсов – N

частоту образцового генератора -

коэффициент умножения К_ум

и рассчитывает измеряемый период:

Так как частота и период сигнала связаны по формуле

,

то пользуясь одним и тем же частотомером рекомендуют частоту измерять для высокочастотных сигналов, а период - для низкочастотных. Это обеспечивает большую точность измерений.

Точность измерений частотомера зависит от:

а) от измеряемой величины;

б) от коэффициента умножения или деления; в) от точности работы образцового генератора.

12 блок – цифровой индикатор высвечивает измеренную величину.

При измерении частоты переключатели устанавливаются в следующее положения:

К₁ – в положение "а"

К₂ – в положение "б"

К₃ – в положение "б"

При измерении периода переключатели устанавливаются в положения:

К₁ – в положение "б"

К₂ – в положение "а"

К₃ – в положение "а"

Рис. 2а Структурная схема цифрового частотомера при измерении частоты

Рис. 2б Структурная схема цифрового частотомера при измерении периода