
- •Лабораторная работа № 4 «Измерение уровня напряжений радиотехнических сигналов»
- •I. Цели работы
- •II. Объекты измерений, средства измерений и требуемая точность измерений
- •III. Программа работы
- •IV. Домашнее задание
- •V. Лабораторное задание
- •Часть 1. Ознакомление с вольтметрами и подготовка их к работе
- •Часть 2. Ознакомление с параметрами уровня периодических напряжений
- •Часть 3. Исследование подавления гармонической помехи в интегрирующих вольтметрах постоянного тока
- •3.3. Экспериментально исследовать подавление гармонической помехи в вольтметре в7-77 при различных частотах помехи.
- •Часть 4. Исследование влияния формы периодических напряжений на показания вольтметров в7-77, в7-40, в7-26 и в3-57
- •4.1. Рассмотреть алгоритмы формирования показаний вольтметров в7-77, в7-40, в7-26 и в3-57 при измерении переменных напряжений.
- •4.2. Экспериментально исследовать влияние формы периодических напряжений на показания вольтметров в7-77, в7-40, в7-26 и в3-57.
- •Часть 5. Ознакомление с погрешностью взаимовлияния при измерении напряжений
- •5.1. Ознакомиться с замыслом эксперимента.
- •5.2.Экспериментально исследовать погрешности взаимовлияния при измерении напряжений.
- •VI. Указания по обработке и анализу результатов выполнения лабораторного задания
- •VII. Контрольные вопросы
- •Краткие технические характеристики вольтметров Вольтметр в7-77 в режиме измерения постоянного напряжения
- •Вольтметр в7-77 в режиме измерения напряжения переменного тока синусоидальной формы
- •Вольтметры в7-38, в7-40 в режимах измерения постоянного напряжения
- •Вольтметр в3‑57
- •30; 100; 300 МкВ; 1; 3; 10; 30; 100; 300 мВ; 1; 3; 10; 30; 100; 300 в.
- •5 Гц – 5 мГц.
- •Краткие технические характеристики осциллографа универсального gos-620fg
- •Краткие технические характеристики генератора сигналов специальной формы sfg-2110
- •Замечания по выбору вольтметров и особенностям измерения амплитудных параметров напряжения
- •1. Необходимая априорная информация
- •2. Рекомендации по выбору вольтметра в зависимости от используемого в нем типа детектора
- •3. Рекомендации по подключению к объекту исследования.
Часть 2. Ознакомление с параметрами уровня периодических напряжений
2.1.
Под руководством преподавателя уяснить
сущность и определение различных
параметров уровня периодических
напряжений
.(Наименования,
обозначения и выражения для этих
параметров даны в таблице 2.1, где символом
обозначен период переменных напряжений.)
Таблица 2.1 – Параметры уровня периодических напряжений
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2. Для трех форм периодических напряжений, представленных в таблице 2.2, рассчитать указанные в этой таблице параметры уровня и записать вычисленные значения в таблицу 2.2. Сделать вывод о значениях отношений одноименных параметров уровня для разных форм напряжений.
Таблица 2.2 – Расчётные значения параметров уровня периодических напряжений
Напряжение |
Параметр | ||||||
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Часть 3. Исследование подавления гармонической помехи в интегрирующих вольтметрах постоянного тока
Рассмотреть принцип и основные соотношения двухтактного интегрирования.
Принцип
двухтактного интегрирования заключается
в подаче на интегратор поочередно двух
напряжений. В первом такте, имеющем
всегда одну и ту же длительность
(обычно – 100 мс), на интегратор подаётся
измеряемое постоянное напряжение
(вместе с помехой); во втором - образцовое
постоянное напряжение, имеющее знак,
противоположный измеряемому.
Чем
больше измеряемое напряжение,
тем круче наклон прямой напряжения
на выходе интегратора, и тем большее
значение напряжения
будет
достигнуто на момент окончания первого
такта. Во втором такте происходит
линейное уменьшение (всегда – с одной
и той же крутизной) напряжения
до нулевого значения. Чем большее
значение было достигнуто на момент
окончания первого такта, тем дольше
будет длиться второй такт.
Из
временных диаграмм и формул, приведенных
ниже, видно, что длительность второго
такта
и число импульсовN
пропорциональны измеряемому напряжению
;
при этом коэффициент пропорциональности
не зависит от постоянной времени
интегратораτи,
а зависит только от значений
и
(числа импульсовМ
и периода
),
которые могут поддерживаться постоянными
с высокой точностью.
Примечание.
Если временной интервал
измеряется путем заполнения его теми
же импульсами с периодом
,
что использовались при формировании
интервала времени
,
то высокая кратковременная стабильность
периода
также не требуется (
должно быть одним и тем же только в
пределах интервала времениt1
… t3).
Вольтметры
с двухтактным интегрированием имеют
очень
важное положительное свойство
– "подавление" периодических
помех, период которых в целое число раз
меньше времени интегрирования
измеряемого напряжения
.
|
|
Ознакомиться с работой модели АЦП двухтактного интегрирования.
Для этого:
3.2.1. Запустить и включить программу «АЦП двойного интегрирования_7-1.vi».
3.2.2. Изменяя постоянное (измеряемое) напряжение в диапазоне от –10 В до +10 В (при амплитуде гармонической помехи 0 В) понаблюдать за временными диаграммами и изменением результата преобразования.
3.2.3. Установить постоянное напряжение равным +5 В, амплитуду гармонической помехи 5 В и включить режим автоматического изменения начальной фазы.
3.2.4. Устанавливая последовательно частоту помехи равной 49,5 Гц, 50 Гц (в этом случае помеху можно считать наводкой от сети питания «220 В 50 Гц») и 50,5 Гц, понаблюдать за временными диаграммами и результатом преобразования.
3.2.5. Дать ответ на вопрос: Почему при частоте помехи 50 Гц помеха не сказывается на результате аналого-цифрового преобразования?
3.2.6. Для более полного уяснения сути эффекта «подавления помехи» выполнить эти же наблюдения при частотах помехи 60; 45; 40; 35; 30; 25; 20; 15; 10 и 5 Гц.
3.2.7. Ответить на вопрос: На каких частотах помехи влияние помехи на показание вольтметра минимально, а на каких – максимально и почему?
3.2.8. Выключить и выгрузить из памяти компьютера программу «АЦП двойного интегрирования_7-1.vi».