7. Исследование методов измерения фазового сдвига Цель работы

Изучить основные методы измерения фазового сдвига:

• осциллографический,

• времяимпульсный.

Разобраться в принципах работы цифрового фазометра времяимпульсного типа путем моделирования его работы с использованием электронно-счетного частотомера.

Ознакомиться с простым методом оценки характеристики группового времени прохождения четырехполюсника с использованием фазометра и электронно-счетного частотомера.

Получить практические навыки выполнения фазовых измерений.

Используемые приборы и оборудование

1. Цифровой фазометр Ф2-34.

2. Универсальный электронно-лучевой осциллограф С1-67.

2. Электронно-счетный (цифровой) частотомер Ч3-33.

3. Генератор измерительных сигналов низкочастотный Г3-109.

4. Исследуемый четырехполюсник.

Лабораторное задание

1. Определить фазочастотную характеристику четырехполюсника осциллографическим методом и с использованием фазометра.

2. Промоделировать работу цифрового фазометра времяимпульсного типа с помощью цифрового частотомера.

3. Снять характеристику группового времени прохождения четырехполюсника с использованием фазометра и электронно-счетного частотомера.

Подготовка к работе (домашнее задание)

1. Изучить теоретический материал по литературе [1,2] и конспект лекций.

2. Проработать краткое техническое описание фазометра Ф2-34 [4] и заполнить табл.7.1.

Таблица 7.1

Основные метрологические характеристики фазометра Ф2-34

Диапазон рабочих частот, МГц
Диапазон измерения углов фазового сдвига сигналов в рабочем диапазоне частот, град
Разрешающая способность индикатора, град
Основная абсолютная погрешность измерения фазового сдвига в диапазоне 5 Гц - 5 МГц, град
Диапазон входных напряжений на частотах 5 Гц - 5 МГц (без выносных делителей), В
Входное сопротивление, МОм
Входная емкость, пФ

3. Изучить описание данной работы и заготовить в рабочей тетради формы таблиц в соответствии с указаниями к отчету.

Сформулировать ответы на следующие вопросы, которые могут быть заданы при допуске к работе и при ее защите:

1. Нарисуйте схему измерения фазочастотной характеристики четырехполюсника с использованием осциллографа. Какой режим работы канала Xследует при этом установить? Какая формула лежит в основе осциллографического метода фазовых измерений?

2. Назовите источники систематической и случайной составляющих погрешности осциллографического метода измерения фазового сдвига. Каким образом их можно уменьшить?

3. Выведите формулу для оценки погрешности косвенных измерений фазового сдвига осциллографическим методом.

4. Какое уравнение положено в основу измерения фазового сдвига времяимпульсным методом. Назовите источники случайных и систематических составляющих погрешности. Каким образом можно уменьшить погрешность времяимпульсных фазометров?

5. Нарисуйте структурную схему цифрового фазометра времяимпульсного типа с измерением за один период. Каким фактором ограничен частотный диапазон таких фазометров?

6. Надо ли использовать в фазометрах времяимпульсного типа высокостабильные опорные генераторы?

7. Каким образом можно получить характеристику группового времени прохождения четырехполюсника? В чем ее преимущество перед фазочастотной характеристикой?

Включить приборы для прогрева. Проработать краткое техническое описание фазометра Ф2-34 [4] и ознакомиться с его органами управления. Провести операцию калибровки фазометра.