3. Выполнение лабораторной работы
Сперва мы соединили выход генератора с аналоговым входом первого канала цифрового осциллографа (CH1). Настроили генератор на выдачу прямоугольных импульсов с амплитудой равной 1,75 В и частотой в 20 кГц. Далее настроили изображение на экране катим образом, чтобы экране наблюдался полный, максимально возможный размах сигнала по оси Y (VOLTS/DIV). Выбрали режим синхронизации по положительному перепаду сигнала на 1-м канале и установили уровень запуска около середины полного размаха сигнала. Настроили масштаб по оси X таким образом, чтобы на экране помещалось изображение 3-5 периодов сигнала и отображение момента запуска находилось в середине экрана (рис. 5).
Рисунок 5 - Внешний вид цифрового осциллографа
Выбрали режим быстрых измерений. Настроили режим измерений по 1-му каналу и выбрали измерение:
• Амплитуды;
• Длительности импульса;
• Периода следования импульсов;
• Частоты.
Выбрали режим измерений с помощью графических курсоров и выполнили измерение амплитуды сигнала с помощью горизонтальных курсоров, длительности импульса, периода следования импульсов и частоты с помощью вертикальных курсоров.
3.1 Определение полосы пропускания апериодического звена с помощью осциллографа.
Собрали схему RC-цепи и произвели настройку осциллографа. На вход апериодического звена подали гармонический сигнал с генератора NI PXI-5402 и заполнили Таблицу 1.
Таблица 1. Начальные настройки NI PXI-5402
Параметр |
Значение |
Форма выходного сигнала |
Меандр |
Амплитуда, В |
1,75 |
Частота, кГц |
20 |
Смещение нуля, В |
0 |
Сопротивление нагрузки, кОм |
1 |
При неизменной амплитуде сигнала на входе, изменяя частоту, сняли логарифмическую амплитудно-частотную характеристику (ЛАЧХ). Верхний предел диапазона частот для ЛАЧХ определили частоту, на которой неравномерность АЧХ составляет -3дБ. Неравномерность АЧХ определили и рассчитали путем сравнения линейных размеров изображений амплитуд выходного и входного сигналов по оси Y по формуле:
Полоса пропускания находится в зоне АЧХ с неравномерностью меньше минус 3 дБ.
Нижний предел диапазона частот для ЛАЧХ определили как частоту, на которой неравномерность АЧХ – 0 дБ. Разбили диапазон измерений частот от нижнего до верхнего предела на 10 и записали измеренные значения в Таблицу 2.
Таблица 2. Результаты измерений
Номер отсчёта |
Частота в PXI-5402, кГц |
Амплитуда на выходе RC-цепи, В |
Неравномерность АЧХ, дБ |
1 |
20 |
3,52 |
0,05 |
2 |
30 |
3,20 |
- 0,78 |
3 |
40 |
3,04 |
- 1,22 |
4 |
50 |
2,80 |
-1,94 |
5 |
55 |
2,60 |
- 2,58 |
6 |
60 |
2,52 |
- 2,85 |
7 |
65 |
2,40 |
- 3,28 |
8 |
70 |
2,32 |
- 3,57 |
9 |
75 |
2,24 |
- 3,88 |
10 |
80 |
2,16 |
- 4,19 |
Неравномерность равная приблизительно -3 дБ возникает на частоте 60 кГц, следовательно это наша частота среза. Построим график и убедимся в этом.
Рисунок 6 – Первый способ определения частоты среза