По второму пункту задания выполнить следующие действия:
Для измерения периода сигнала необходимо выполнить синхронизацию, т.е сделать так, чтобы изображение было стабильным, т.е неподвижным. Это можно сделать двумя способами.
Во-первых, можно щелкнуть один раз по пиктограмме или по пиктограмме . Оба действия приводят к прекращению работы осциллографа и изображение останавливается. Повторное нажатие на эти пиктограммы возобновляет работу осциллографа, и изображение вновь становится подвижным. Выполните эти действия по нескольку раз и ответьте на вопрос: «В каких положениях останавливается изображение сигнала относительно координатной сетки?». Ответ запишите в конспект.
Во-вторых, можно щелкнуть мышкой по галочке на пиктограмме и в выпадающем меню выбрать режим Авто. В этом случае осциллограф осуществляет постоянную развертку сигнала по горизонтальной оси начиная с того момента, когда напряжение переходит через уровень, отраженный в окошечке . По умолчанию это уровень 0 Вольт.
В режиме Авто щелкните мышкой сначала по пиктограмме , а затем по пиктограмме и ответьте на вопрос «Как осуществляется развертка сигнала по горизонтали в первом и во втором случаях?» При этом обратите внимание на то, в каком случае сигнал возрастает при прохождении через уровень 0 Вольт, а в каком случае уменьшается. Ответ запишите в конспект.
Для того, чтобы измерить период сигнала наиболее точно необходимо развертку выполнять из крайней левой точки экрана. По умолчанию развертка сигнала начинается с середины экрана, поэтому в окошечке смещения установлено значение 50% - . Установите в окошке смещения значение 0% и ответьте на вопрос: « Куда смещается ромбик желтого цвета, определяющий начало развертки, при нулевом значении?». Ответ запишите в конспект.
Если окажется так, что на экране будет более двух периодов, то необходимо растянуть изображение, увеличив масштаб по горизонтали в два раза. Для этого необходимо щелкнуть мышкой по кнопке «+» на пиктограмме в верхней части экрана. После этого необходимо с помощью ползунка в нижней части экрана передвинуть изображение так, чтобы ромбик желтого цвета оказался в крайнем левом положении.
Попробуйте два варианта развертки, нажав сначала на пиктограмму , а затем по пиктограмму . Определите период сигнала в том случае, где он отражается более точно. Результат измерения запишите в конспект.
Определите частоту сигнала по формуле:
По третьему пункту задания выполнить следующие действия:
Для определения величины среднеквадратического значения сигнала необходимо добавить режим определения среднеквадратических значений. Для этого щелкнуть один раз по кнопке «+» на пиктограмме в нижней части экрана. В появившемся окне (рисунок 4) необходимо щелкнуть мышкой по галочке в окне Выберите тип измерения.
Рисунок 4
В появившемся окне типов измерения (рисунок 5) выбрать сначала тип измерения Перем. СКЗ, который расположен в самой верхней строчке списка, как показано на рисунке 5. Затем щелкнуть по кнопке ОК.
Рисунок 5
Затем повторно еще раз щелкнуть по кнопке «+» на пиктограмме . В появившемся окне (рисунок 4) необходимо еще раз щелкнуть мышкой по галочке в окне Выберите тип измерения. В появившемся окне типов измерения (рисунок 6) передвинуть мышкой движок в крайнее нижнее положение и выбрать тип изменения СКЗ, который расположен в самой нижней строчке списка, как показано на рисунке 6. Затем щелкнуть по кнопке ОК.
Рисунок 6
Результат представлен а рисунке 7
Рисунок 7
Измерения среднеквадратических значений сигнала производятся по 20 выборкам. Это отмечено в столбце Число захватов. Поскольку на сигнал от генератора накладываются шумы, то значение СКЗ в столбце Значение не постоянно и изменяется в младшем разряде. Для оценки среднеквадратического значения сигнала по 20 выборкам мы будем использовать те значения, которые представлены в столбце Среднее.
Перем. СКЗ рассчитывается по формуле
,
где - среднее значение сигнала, которое рассчитывается по формуле
.
К большому сожалению, разработчики прибора АКИП 4107 не используют общепринятую терминологию. Величину σ – необходимо называть среднеквадратическим значением сигнала. В зарубежной литературе используется термин True RMS, что переводится как истинное среднеквадратическое.
В приборах с аналоговой регистрацией сигнала подобные значения получаются при подаче сигнала на «ЗАКРЫТЫЙ ВХОД».
Поэтому величину Перем. СКЗ мы будем назвать истинным среднеквадратическим напряжением переменного сигнала.
Возможно пояснение: «как на ЗАКРЫТОМ ВХОДЕ».
СКЗ рассчитывается по формуле
В математике такую величину называют среднеквадратическим значением со смещением. В электротехнике такое значение напряжения называют действующим или эффективным значением переменного напряжения.
В приборах с аналоговой регистрацией сигнала подобные значения получаются при подаче сигнала на «ОТКРЫТЫЙ ВХОД».
Поэтому величину СКЗ мы будем назвать действующим напряжением. Возможно пояснение: «как на ОТККРЫТОМ ВХОДЕ».
Запишите результаты измерения в конспект по следующей форме:
Истинное среднеквадратическое напряжение σ = _____.
Действующее напряжение U = ______.
Сравните эти две величины и запишите в конспект вывод о том, как соотносятся эти два показателя для переменного напряжения без смещения, т.е. без постоянной составляющей.