2. Поверка временных интервалов ni elvis

Выставленные значения:

NI ELVIS: 2.56 ms

PXI: 2.48 ms

Рассчитаем относительную погрешность для временных интервалов:

3. Определение полосы пропускания апериодического звена с помощью осциллографа в режиме развертки.

Соберем схему RC-цепи по варианту и произведем настройку

осциллографа. На вход апериодического звена подадим гармонический сигнал с генератора NI ELVIS.

При неизменной амплитуде сигнала на входе, изменяя частоту, снимем логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ) в диапазоне от 100 Гц до 100 кГц, используя не менее 4-х отсчётов на декаду, определим частоту среза.

Таблица 1. Результаты измерения.

Номер отсчета	Частота в PXI-5402, кГц	Амплитуда на выходе RC-цепи, В	Неравномерность АЧХ, дБ
1	0.8	0.9965	-0.022
2	0.9	0.9945	-0.039
3	1	0.993	-0.052
4	10	0.625	-4.074
5	20	0.3725	-8.569
6	30	0.251	-11.998
7	40	0.1825	-14.766
8	50	0.13	-17.712

Рис.1. Зависимость амплитуды выходного сигнала от частоты источника Неравномерность АЧХ определим путем сравнения линейных размеров изображения амплитуды сигнала по оси Y для каждой частоты с размером изображения амплитуды сигнала на опорной частоте.

Неравномерность АЧХ вычисляется по формуле:

,

где h1 - размер изображения амплитуды сигнала на опорной (средней) частоте; hi - размер изображения амплитуды сигнала на одной из частот, отличающихся от опорной (средней) частоты.

Рис.2. Зависимость неравномерности АЧХ от частоты источника.

Полоса пропускания определяется как диапазон частот, при которых АЧХ имеет неравномерность, не более 3 дБ. Таким образом, приблизительный диапазон пропускания для заданной схемы составляет от 0 до 7.6 кГц. При -3 дБ частота среза равна ~7.6 кГц.

4. Определение частоты среза методом фигур Лиссажу

Произведем настройку осциллографа и генератора NI ELVIS. Соединим вход апериодического звена с выходом источника гармонического сигнала и с входом CH1 цифрового осциллографа, а выход звена с входом CH2 осциллографа.

Настроим на экране осциллографа изображение фигуры Лиссажу и произведем несколько измерений, записав их в Таблицу.

Таблица 2. Результаты измерения

Частота в PXI-5402, кГц	Проекция на ось X, делений	Проекция на ось Y, делений	Отношение проекций на оси
0.4	20	6	3.33
0.8	20	4	5
0.15	20	14	1.4286
1.2	20	3	6.67
1.6	20	2	10
2	20	1	20

Проекция на ось X примерно равна 20. Найдем примерное количество делений проекции на ось Y по формуле:

При анализе полученных результатов можно прийти к выводу, что частота среза составляет 0.15 кГц.

Определим разности фаз методом фигур Лиссажу по формуле:

,

где b – количество делений внутри фигуры на проекции оси Y.

Определим погрешность определения частоты среза апериодического

звена. Оценку погрешности проведем косвенно по погрешности определения

разности фаз на частоте среза, взяв за опорное значение идеальное значение

разности фаз .

Рассчитаем значение емкости конденсатора по формуле:

где R = 1кОм

На практике С = 1 мкФ.

5. Вывод

Провели поверку характеристик генератора, рассчитав относительную погрешность для амплитудных сигналов и временных интервалов %.

С помощью графиков определили полосу пропускания и частоту среза. В первом эксперименте частота среза равна 7.6 кГц, а во втором – 0.15 кГц. Разница обусловлена тем, что в первом случае использовали осциллограф через ELVIS, а во втором – электронный осциллограф с большими шумами.

Определили значение погрешности определения частоты среза, она равна 11%. Такое значение обусловлено внешними помехами при работе генератора.

Также через известные значения рассчитали ёмкость конденсатора ( ).