Лабы / 0207_Malikov_Schubret_Otchet_Metra_Laboratornaya_rabota_7

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра информационно-измерительных систем и технологий

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №7

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМАХ

Выполнили: Маликов Б.И.

Щубрет С.Л.

Группа № 0207

Преподаватель: Пыко С.М.

Санкт-Петербург

2021

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение способов и средств измерения амплитудных и временных параметров сигналов в электронных цепях.

ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с имеющейся на рабочем месте аппаратурой и получить у преподавателя конкретные пункты задания для выполнения.

2. Измерить режим работы усилителя на постоянном токе; оценить погрешности измерений.

3. Измерить коэффициент усиления усилителя.

4. Измерить коэффициенты формы и амплитуды сигналов специальной формы на двух (трех) частотах; оценить погрешности результатов.

5. Измерить постоянную времени интегратора. Оценить погрешность результата.

СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИМЕНЯЕМЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Режим прибора	Пределы измерения, ХК	Класс точности, c/d	Относительная погрешность,  (%)
Вольтметр	0.2 В, 2 В	0.5/0.2	(0.05ХК  Х  ХК)
	20 В, 200 В	1.5/0.2
Амперметр	0.2 мА, 2 мА, 20 мА 200 мА, 2 А	1.0/0.2

Наименование средства измерений	Диапазоны измерений, постоянные СИ	Характеристики точности СИ, классы точности	Рабочий диапазон частот	Параметры входа (выхода)
Осциллограф универсальный GOS-620	Коэф. откл. 5 мВ/дел... 5 В/дел, всего 10 значений, Коэф. разв. 0,2 мкс/дел... 0,5 с/дел, всего 20 значений	3% 3%	0...20 МГц	Rвх = 10 МОм Свх = 25 пФ

СХЕМА УСТАНОВКИ

Измерение режимов работы усилителя на постоянном токе. Объектом исследования является усилитель переменного тока, схема которого представлена на рис.. Перед исследованием необходимо подать на усилитель питание напряжением U_п = 9... 10 В с источника постоянного напряжения стенда, обязательно соблюдая полярности, указанные на схеме.

Режим усилителя по постоянному току определяется в контрольных точках КТ2...КТ4 относительно отрицательного потенциала питания; для удобства изложения все точки, имеющие в данном случае одинаковый с минусом питания потенциал, часто именуются шиной (или общей шиной).

Измерения напряжений проводят вольтметром постоянного тока, находящимся на стенде, или электроннолучевым осциллографом, работающим в режиме с открытым входом.

Для измерения коэффициентов формы и амплитуды собрать схему, представленную на рис. 7.2, где ГС — генератор сигналов; ПАЗ, ПСЗ, ПДЗ — преобразователи амплитудного, средневыпрямленного и действующего значений; П — переключатель преобразователей; В1, В2 — вольтметры постоянного тока; ВАЗ, ВСЗ, ВДЗ — вольтметры амплитудного, средневыпрямленного и действующего значений.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Измерим режим работы усилителя на постоянном токе, оценим погрешности измерений:

1.1 Погрешности измерений вольтметра:

Вычислим значение относительной погрешности по формуле:

, где =>

1.1.1 Для U_п:

δU_п = 1,5+0,2( ) = 1,701%

1.1.2 Для контрольных точек:

δU_КТ2 = [0,5+0,2( )] = 0,57%

δU_КТ3 = [1,5+0,2( )] =1,93 %

δU_КТ4 = [1,5+0,2( )] =1,99 %

1.1.3 Для U_R1 и U_R2:

δU_R1 = 1,5+0,2( ) =1,76 %

δU_R2 = 0,5+0,2( ) =0,57 %

1.2 Абсолютная погрешность:

△U_п = ± 0,01701·9,98 = ± 0,170 [В]

△U_КТ2 = ± 0,0057·1,46 = ± 0,008 [В]

△U_КТ3 = ± 0,0193·6,38 = ± 0,123 [В]

△U_КТ4 = ± 0,0199·5,82 = ± 0,116 [В]

△U_R1 = ± 0,0176·8,64 = ± 0,152 [В]

△U_R2 = ± 0,0057·1,48 = ± 0,008 [В]

1.3 Таким образом, результаты вычислений:

U_п = 9,98 ± 0,17 [В]

U_КТ2 = 1,46 ± 0,01 [В]

U_КТ3 = 6,38 ± 0,12 [В]

U_КТ4 = 5,82 ± 0,12 [В]

U_R1 = 8,64 ± 0,15 [В]

U_R2 = 1,48 ± 0,01 [В]

2 Косвенные расчеты для U_КТ2:

2.1 Напряжение в КТ2:

U_КТ2 = U_{пит =} 9,98 = 1,442 [В]

2.2 Относительная погрешность измерения U_КТ2:

δU_КТ2 = δU_п + δU_R1+ δU_R2 = 1,701 + 1,76 + 0,57 = 4,031%

2.3 Абсолютная погрешность U_КТ2:

△U_КТ2 = ±0,04031·1,442 = ± 0,058

2.4 Результат расчетов:

U_КТ2 = 1,44 ± 0,06 [В]

Таким образом, сравнивая значения прямых и косвенных измерений, а именно:

Прямые: U_КТ2 = 1,46 ± 0,01 [В],

Косвенные: U_КТ2 = 1,44 ± 0,06 [В]),

делаем вывод, что значения приблизительно равны.

3. Рассчитаем коэффициент усиления:

3.1 По формуле: K = = 1,69

3.2 Относительные погрешности измерений напряжений осциллографом:

δ_Uвых = δ_к + δ_н + δ_в.вх = 3 + 5 + 3,077 = 11,077% , где δ_в.вых = ∙ 100 = 3,077%

δ_Uвх = δ_к + δ_н + δ_вх = 3 + 5 + 5,263 = 13,263%, где δ_в.вх = ∙ 100 = 5,263%

3.3 Относительная погрешность коэффициента усиления:

δ_к = δ_Uвых + δ_Uвх = 11,077 + 13,263 = 24,34%

3.4 Абсолютная погрешность коэффициента усиления:

△K = K∙ δ_к = ± 0,2434·1,69 = ±0,411

3.5 Таким образом, значение коэффициента усиления с учетом погрешности:

K = 1,69 ± 0,41

ВЫВОД

В ходе данной лабораторной работы были получены данные, на основании которых были исследованы параметры усилителя. Сравнивая значения прямых и косвенных вычислений для U_КТ2, было определено, что значения приблизительно равны: прямые измерения – U_КТ2 = 1,44 [В], косвенные – 1,46 [В]. При этом, также было получено значение коэффициента усиления: K = 1,69 ± 0,41.

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Uп, В	Uвх, В	Uвых, В
9,98	4,82	8,15

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМАХ

Табл. 1

UR1пр, В	UR1косв, В	UR2, В
7,48	8,64	1,48

Табл. 2

UКТ2, В	UКТ3, В	UКТ4, В
1,46	6,38	5,82

Табл. 3

K = = = 1,69

Выполнили: Маликов Б.И.

Щубрет С.Л.

Группа: №0207

Проверил: Пыко С.М.