четырехполюсника ф(f) на тех же частотах, что и в п.1.3. Результаты записать в табл. 7.2.

1.6. Рассчитать основную абсолютную погрешность измерения фазового сдвига с использованием фазометра ф по его метрологическим характеристикам,

приведенным в табл. 7.1.

1.7.Оценить погрешность косвенного измерения фазового сдвига осциллографическим методом 0, обусловленную погрешностью измерения отрезков 2Y и 2Б по шкале экрана осциллографа ( 0,1 деления). Записать результаты расчета в табл. 7.2.

1.8.Оценить для каждой частоты (табл. 7.2) абсолютную погрешность

измерения фазового сдвига осциллографическим методом, приняв показания фазометра за действительные значения фазового сдвига: = 0 – ф.

1.9.Сопоставить три полученные оценки погрешностей ф , 0 и . Какая из этих оценок должна быть больше?

1.10.Построить графики фазочастотной характеристики четырехполюсника по результатам ее измерения двумя способами.

2. Моделирование цифрового фазометра времяимпульсного типа с использованием электронно-счетного частотомера

2.1.Собрать схему измерения рис.6.2.

Указание. Работа цифрового фазометра времяимпульсного типа основана на методе дискретного счета. В основу положено уравнение (рис.7.3):

где t - интервал времени, соответствующий измеряемому фазовому сдвигу; Т - период исследуемого синусоидального сигнала; К - градуировочный коэффициент, задающий размерность результата измерения (если К = 360, то размерность - градусы, если К = 2π, то -

радианы).

В соответствии с (7.1) в цифровом фазометре величины t и Т преобразуются в цифровой код, с помощью процессора определяется их отношение, результат умножается на К и выводится на отсчетное устройство. Работа такого цифрового фазометра может быть промоделирована с помощью электронно-счетного частотомера (ЭСЧ), так как этот прибор измеряет как временной интервал t , так и период сигнала Т. На основе этих измерений разность фаз двух синусоидальных сигналов можно рассчитать по (7.1).

При измерении временной задержки t может возникнуть систематическая погрешность

с , связанная с неодинаковой установкой уровней запуска (порогов срабатывания)

формирующих устройств каналов А и Б частотомера (уровни 1 и 2 на рис.7.3). Для обнаружения,

уменьшения и исключения этой погрешности целесообразно перед началом измерения фазового сдвига подать на входы А и Б частотомера один и тот же синусоидальный сигнал (например,

79

подключить вход Б частотомера к выходу четырехполюсника) и с помощью регуляторов уровня запуска формирователей каналов А и Б добиться минимального значения с по показаниям частотомера. В дальнейшем эту систематическую погрешность нужно исключить из результата измерения.

2.2. Установить частотомер в режим измерения периода. Для уменьшения погрешности квантования (дискретности) выбрать период меток времени Т0

минимально возможным.

Установить частоту сигнала генератора 0,5 кГц, измерить период Т и

записать полученное значение во второй столбец табл. 7.3.

Указание. Для устойчивой работы частотомера уровень сигнала на его входе должен быть

не ниже 1 В.

2.3. Переключить частотомер в режим измерения интервалов времени

Б). Установить тумблеры запуска каналов А и Б в одинаковые положения запуска

(положительными или отрицательными фронтами входных сигналов), а

регуляторы уровня запуска - в среднее положение.

Подключить вход Б частотомера к выходу четырехполюсника, т.е. подать на оба входа частотомера один и тот же сигнал. Регулировкой уровней запуска каналов А и Б установить минимальное значение с по показаниям частотомера.

Значение с записать в табл. 7.3.

Указание. Следует иметь в виду, что если в процессе уменьшения с уровень запуска канала Б станет ниже уровня запуска канала А, то показания частотомера изменятся скачком от величины с до (Т – с ). Поэтому не следует добиваться очень малого значения с . Кроме того,

при измерении величины с может возникнуть случайная погрешность, обусловленная нестабильностью уровней запуска. В этом случае за оценку с следует принять среднее арифметическое значение из ряда нескольких (3 - 5) измерений.

2.4. Подключить вход Б частотомера ко входу четырехполюсника. Показания частотомера при этом будут соответствовать временной задержке синусоидального сигнала в четырехполюснике на данной частоте. Эти показания могут иметь разброс, связанный с наличием случайной погрешности уровня запуска, поэтому в

80

Результаты измерения фазочастотной характеристики четырехполюсника,

полученные с использованием частотомера, нанести на график, построенный при

выполнении п.1.10.

Сделать вывод об изменении вклада погрешности уровня запуска и погрешности квантования (дискретности) в суммарную абсолютную погрешность измерения фазового сдвига времяимпульсным методом с увеличением частоты сигнала. Каким образом можно уменьшить погрешность измерения фазового сдвига времяимпульсным методом и в результате расширить частотный диапазон таких фазометров? Какой диапазон частот имеет цифровой фазометр Ф2-34,

использованный при выполнении п.1 данной работы?

82