Оглавление
1. Теоретические сведения 3
1.1 Общие сведения 3
1.2 Фигуры Лиссажу 4
1.3 Анализ RC-цепи 5
2. Практическая часть 7
2.1 Поверка амплитуды генератора NI ELVIS. 7
2.2 Поверка временных интервалов NI ELVIS 7
3. Определение полосы пропускания апериодического звена с помощью осциллографа в режиме развертки. 7
4. Определение частоты среза методом фигур Лиссажу 9
5. Вывод 11
Теоретические сведения
Общие сведения
Электронный цифровой осциллограф - измерительный прибор, предназначенный для наблюдения, измерения и сохранения информации о наблюдаемых электрических сигналах.
Современные осциллографы могут выполнять измерения следующих параметров: входных сигналов, комбинации входных сигналов и результата вычисления одной из математических функций от значений одного или нескольких входных сигналов.
Цифровой осциллограф имеет функцию измерения амплитудных и временных параметров с помощью графических курсоров. Эта функция позволяет получить информацию о положении курсоров на экране, измерять разность положения курсоров на временной оси X и амплитудной оси Y, вычислять обратную величину разности положения курсоров по оси X (вычисление частоты повторения сигнала).
Сигнал, который поступает по одному из аналоговых входов или по входу синхронизации, подвергается преобразованию в цифровую форму представления информации. Преобразование входного аналогового сигнала осуществляется с высокой частотой дискретизации (до 200 МГц). Преобразованный, дискретизированный по амплитуде и времени сигнал, помещается в цифровую память канала и одновременно поступает на высокопроизводительный цифровой микропроцессор, который осуществляет цифровую обработку множества значений аналогового сигнала, полученных в фиксированные моменты времени, вычисляет параметры сигналов и отображает информацию на экран. Также микропроцессор выполняет все виды измерений заданных параметров, различные вычисления и синхронизацию изображения на экране с заданным событием. Благодаря такому построению и принципу работы цифровой осциллографа способен выполнять отображение на экране предыстории сигнала, значение сигнала до момента синхронизации.
Калибратор амплитуды и длительности конструктивно для компенсации щупов входит в состав осциллографа и является функционально самостоятельным средством измерений. В классификации видов средств измерений калибратор относится к группе «Меры».
Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
Номинальное значение меры - значение величины, указанное на мере или приписанное ей.
Калибраторы осциллографа имеют два назначения:
проверка и установка номинальных значений емкостей осциллографа;
выполнение измерения амплитуды и временных параметров электрических сигналов по методу замещения.
Метод замещения - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой.
Полоса пропускания - диапазон частот, в пределах которого амплитудно-частотная характеристика имеет неравномерность не более чем 3дБ относительно ее значения на некоторой средней (опорной) частоте. Для низкочастотных осциллографов полоса пропускания находится в диапазоне от 0 до 1 - 5 МГц; для универсальных осциллографов верхняя частота достигает десятков мегагерц, для высокочастотных - сотен мегагерц.
Полоса пропускания - максимальная частота пропускания прибора и равна частоте, на которой амплитуда сигнала уменьшается до 70,7% значения или на 3дБ (логарифмическая зависимость). Но для цифровых осциллографов следует различать понятия полосы пропускания для повторяющихся сигналов и полосы пропускания для однократных сигналов. Первая из них не зависит от такой характеристики как частота дискретизации, и имеет достаточно высокое значение по той причине, что осциллограф воспроизводит повторяющийся сигнал за несколько запусков. Что касается работы с однократными или с непериодическими сигналами, то в этом случае полоса пропускания зависит от частоты дискретизации, так как осциллографу необходимо захватить и оцифровать полученный сигнал за один такт. При выборе цифрового осциллографа существует правило, что полоса пропускания должна минимум в три раза превышать значения основных частот исследуемых сигналов и чем больше соотношение (может достигать 10:1), тем точнее результат выдает осциллограф.