Какие вы знаете виды развёртки применяемые в осциллографах? Приведите примеры.

Развёртка – линия на экране осциллографа, которую высвечивает луч в отсутствии сигнала.

1. Линейная развёртка – создаётся путём подачи пилообразного напряжения на Х пластины, напряжение формируется генератором развёртки. Напряжение должно иметь достаточную амплитуду для отклонения луча на всю ширину экрана, высокую степень линейности прямого ходу луча и малое время обратного ходу луча. Режимы развёртки генератора развёртки: ждущий, автоматический, задерживающий.

2. Синусоидальная развёртка – если на Х пластины подать синусоидальное напряжение, то на экране будет прочерчиваться прямая линия, отклонение луча вправо или влево зависит от амплитуды поданного напряжения.

3. Эллиптическая (круговая) развёртка – если на Х и У пластины подать синусоидальные напряжения одинаковые по амплитуде и частоте, то сдвинутые по фазе на 90о, то на экране получим окружность, если сдвиг фаз равен 45 то – эллипс.

4. Спиральная развёртка – применяется в специальных осциллографах для больших интервалов времени. Используется два синусоидальных напряжений одинаковой частоты сдвинутой по фазе на 90, амплитуда изменяется по линейному закону.

Как измеряют коэффициент нелинейных искажений сигналов?(+формула)

Нелинейные искажения характеризуют появление в пектре входного сигнала новых спектральных составляющих в спектре сигнала на входе в цепи. Для определения нелинейных искажений на вход цепи подают чистый синусоидальный сигнал. На выходе полезной является только его первая гормоника. Коэффициент нелинейных искажений определяется по формуле:

Kf=корень под корнем U2 в квадрате+U3в квадрате+Un в квадрате это всё делённое на U1 и умноженное на 100 процентов

Из выражения следует, что для для определения коэффициента нелинейных искажений необходимо измерить амплитуды всех гормоник, поэтому измеритель нелинейных искажений состоит из аттенюатора НЧ усилителя, электронного вольтметра.

Сделайте сравнительный анализ универсально, скоростного, стробоскопического и запоминающегося осциллографа.

1. Специальный С9

2. Скоростные осциллографы обеспечивают исследования формы колебаний СВЧ и кратковременных импульсных сигналов с помощью специальной ЭЛТ – труби бегущей волны (ТБВ) – она имеет отклоняющую систему в виде линии бегущей волны. Благодаря синхронизации фазовой скорости распространения электромагнитной волны создаваемой в этой линии измеряемым сигналом и скорости электронного луча исключается влияние времени пролётов и повышается чувствительность ТБВ. Особенность отсутствует У пластины. Амплитуду измеряют с помощью формирователя Растров, который вырабатывает ступенчатое напряжение.

3. Стробоскопический С7. Используют для получения изображения формы сигналов упорядоченный или случайный отбор мгновенных значений исследуемого сигнала и обозначающий его время.

4. Запоминающий осциллограф С8 . При помощи спец.устройства, например ЭЛТ с памятью сохранить на определённое время исследуемый сигнал и представить его для однократного или многократного наблюдения обработки. Запоминающие ЭЛТ бывают: бистабильные и полутоновые. Бистабильные преобразуют эл.сигнал в двух тоновые изображения, которые содержат две градации яркости белую и чёрную.

5. Универсальный С1

Приведите классификацию методов и приборов для измерения частоты

Классификация методов:

1. Резонансный. в основу резонансного метода измерения частоты положено явление резонанса.

2. Гетеродинный. Основа на измерение частоты биений в цепях нелинейного элемента.

3. Осциллографический

4. Электронно-счётный(самый распространённый)

Классификация приборов:

1. Резонансные измерители частоты

2. Гетеродинные измерители частоты

3. Электронно-счётные измерители частоты и интервалов времени

Изложите осциллографические методы измерения частоты(+ две схема)

1. По интерференционным фигурам Лиссажу:

СХЕМА УСТАНОВКИ(РИС.)

В схеме используются двухлучевой или двухканальной осциллограф и два НЧ-генератора. При выключённом напряжении развёртки на Х-пластины от НЧ –Г1 подаём напряжение с образцовой частотой f0, от НЧ-Г2 подаём напряжение с неизвестной частотой f(x). Получившееся изображения на экране носит название фигуры Лиссажу.

Для определения fx получившуюся фигуру мысленно пересекаем двумя взаимно-перпендикулярными прямыми, но так чтобы вошло максимальное число точек пересечения (Nx,Ny)

2. Метод модуляции яркости изображения с использованием круговой развёртки

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ (РИС)

Напряжение образцового генератора с частотой f0 через фазосдвигающую RC-цепь, сдвиг фаз на 90 подаётся на х и у пластины ЭЛТ. На экране получаем окружность. Время за которое электронный луч описывает окружность равно периоду напряжения с частотой f0. Подав от Г2 напряжение с неизвестной частотой fx на вход z внутри окружности получается ряд дуг.

f(x)=n*f0

Для чего предназначен цифровой частотомер. Зарисуйте структурную схему (+схема)

Приборы для измерения частоты, использ.метод дискретного счёта называются электронносчтётными частотомерами. Они работают по принципу подсчёта однополярных импульсов за определённые промежутки времени.

Структурная схема (РИС)

Привидите классификацию методов и приборов для измерения фазового сдвига.

Фаза характерная характеристика состояния гармонического сигнала в данный момент времени. Под сдвигом фаз понимают отстование во времени фазы одного колебания от фазы другого.

Классивикация приборов:

1. Стрелочные

2. Цифровые

3. Фазометры

Классификация методов

1. Осциллографический

2. Компенсационный

3. Метод преобр. фазового сдвига во временной интервал

Изложите осциллографические методы измерения фазового сдвига(+схема установки+к каждому методу осциллограмма)

Фаза характерная характеристика состояния гармонического сигнала в данный момент времени. Под сдвигом фаз понимают отстование во времени фазы одного колебания от фазы другого.

1. Метод линейной развёртки: в схеме используется двухкан. или двухлуч. осциллограф. На у1 и у2 входы подаём напряжение u1 и u2 фаз. сдвиг между которыми можно измерить. На экране получаем 1,5 – 2 периода исследуемого сигнала.

φx=(ab/ac)*360

2. Метод элипса

Т.к. элипс является частным случаем фиг. Лиссажу схема установки такая же как в случае фиг. Лиссажу

ОСЦИЛЛОГРАММА(РИС)

φx=arcsin h/H

3. Метод круговой развёртки

Обеспечивает измер. фазового сдвига от 0-360 между U1 и U2. Генерато развёртки отключает, на входы х и у подают сигналы u1 и u3 причём сдвинут на 90 относительно u1 с помощью дополн. фазового вращения на экране получаем окружность.

СХЕМА УСТАНОВКИ(РИС)

Сигналы U1 и U2 поступают на входы формирователей ф1 и ф2 где они преобразуются в последовательность однопол. прямоуг. Импульсов u4 и u5, которые подаются на схему «или», её вых.сигнал u6 ввиде двухимпульсной последовательности пост.на вход z и управляет яркостью луча. В результате внутри окружности два ярких пятна. Угол фаз.сдвига измеряем с помощью прозрачного транспартира.

ОСЦИЛЛОГРАММА (РИС)

Объясните компенсационный метод измрения фазового сдвига(+схема измерения)

Фаза характерная характеристика состояния гармонического сигнала в данный момент времени. Под сдвигом фаз понимают отстование во времени фазы одного колебания от фазы другого.

{Схема измрения (РИС)}

Метод основан на сравнении измеряемого фаз.сдига с известной величиной, который создаёт фазовращатель. Фазовый сдвиг между u1 и u2 определяют путём изменения фазы дополн.сигнала u3 с помощью фазовращателей, т.е. до появления на экране осциллографа наклонной линии. Т.е. до равенства фаз сигналов u1 и u3. При этом искомый сдвиг фаз определяется по искаж.фазовращателя.

Объясните измерение фазового сдивига методом преобразования фаз.сдвига во временной интервал.(+структурная схема +диаграмма работы+формулы)

Синусоидальные сигналы U1 и U2 фаз.сдвиг между которыми нужно измерить подаётся на формирователи Ф1 и Ф2, где преобразуются в прямоугольные импульсы напряжения u3 и u4. Импульсы u3 запускают тригер (ячейка памяти), а U4 сбрасывает его исх.состояние. в результате на выходе тригера формируется последовательность импульсов напряжения, которые пройдя через резистор преобразуются в импульсы тока и измеряются милиамперметром, т.к. ФОРМУЛЫ(РИС)

Стрелка прибора показывает, где Si, Im – шкала прибора проградуирована в градусах.

Измрения Мощности в цепях постоянного тока. Схемы включения. (+схемы)СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ВАТТМЕТРА В ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА(РИС)В качестве ваттметра используются электродинамические или ферродинамические электромеханизмыГенератовый зажим токовой обмотки всегда подключают к источниу питания.Rg – выбирают таким, чтобы сопротивление цепи Rц>>Rнагрузки Rц – на циферблате прибора Схема а) используется для измерения мощности в цепях с большим R нагрузки, схема б) – с малым

Изложите сущность измреня активной мощности методом одного прибора(+схемы включния+формула)

СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ВАТТМЕТРА В ЦЕПЬТРЁХФАЗНОГО ТОКА(РИС)

Показания ваттметра мощности соответствует мощности одной фазы. Фазовое напряжение на которое включена обмотка напряжения ваттметра: Ua=U_AB/корень из 3Линейный ток равен: I_A=I_A*корень из 3

Тогда мощность ваттметра покажет: (ФОРМУЛА РИС)

Полная мощность цепи: P=3PW

Объясните принцип измерения активной мощности методом двух приборов(+схема включения+формулы вывод)

Метод используется для измерения активной мощности в трёхфазных цепях, с помощью двух ваттметров. Токовая обмотка включается в фазу А, а второго в С. При симметричной нагрузке характер соединения не важен

СХЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ(РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Укажите классификацию и назначение приборов для измерения параметров элементов электрических цепей с сосредоточенными постоянными.

К цепям с сосредоточенными постоянными относятся электрические епи содержащие сопротивление, конденсаторы, и катушки индуктивности, поэтому параметрами цепей являются: сопротивление резисторов, ёмкость, тангенс угла диэлектрических потерь конденсаторов, индуктивность, взаимоиндукция и добротность катушек.

Классификация приборов:

1. Приборы непосредственной оценки – омметры

2. Приборы сравнения: компенсаторы, измерительные мосты

3. Резонансные измерители

4. Измеритеи амплитудно-частотных характеристик

5. Измерители коэффициента шума

Для чего предназначены электронные омметры? Объясните принцип дествия электронных омметров с прямой и обратной шкалой.(+схемы+формулы)

Электронные омметры – предназначены для измерения активных сопротивлений при измерении сопротивления рзистров, контактов, проводов.

1. Омметры с нулём в начале шкалы:

СХЕМА(РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Т.к. напряжение на входе усилителя прямопропорционально измеряемому сопротилению, то шкала прибора равномерная, проградуирована в Омах с учётом класса точности, «0» в начале шкалы. Прибор предназначен для измерения малых сопротивлений до 1000 Ом

2) омметры с обратной шкалой:

СХЕМА(РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Т.к. зависимость между напряжениями на входе усилителя и Rx обратно пропорциональая, то шкала прибора обратная «0» в конце шкалы прибора, предназначен для измерения больших сопротивлений R>1000 Ом

51)Объясните принцип действия электронных омметров на основе операционного усилителя(+схема+формула) Электронные омметры – предназначены для измерения активных сопротивлений при измерении сопротивления рзистров, контактов, проводов.СХЕМА(РИС)Uвых=(Roc/Ro)*EА) вместо Roc=Rx, тогда Uвых= (Rx*E)/RO= Rx*k Шкала начинается с нуля в начале, т.к. предназначен для измерения малых сопротивлений Б) Вместо RO=Rx, тогда Uвых= (RO*E)/ Rx=k/ RxШкала начинается с нуля в конце, для больших измерений сопротивления R>1 кОм

Для чего предназначены измерительные мосты? Укажите классификацию.

Предназначены для измерения параметров элементов электрической цепи.

Классификация:

1. Мосты цепи постоянного тока:*одинарные*двойные*четырёхплечевые

2. Мосты цепи переменного тока:*четырёхплечевые*шестиплечевые*трансформаторные

3. Автоматические и полуавтоматические мосты

Изложите принцип действия измерительного моста постоянного тока. Выведите условия равновесия.(+схема+формулы)

- предназначен для измерения сопротивлений

СХЕМА(РИС)

Rx/R3=R2/R4

условие равновесия – Rx=(R2*R3)/R4

Для чего предназначены измрительные мосты переменного тока? Привидите примеры(+формулы+схемы)

- предназначены для измерений на переменном токе сопротивлений резисторов, ёмкостей, тангенса угла диэлектрических потерь конденсаторов, индуктивности и добротности катушки.

Измерение индуктивности и добротности:

СХЕМА (РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Добротность катушки – это отношение индуктивного сопротивления к активному.

Измерение ёмкостей и тангенса потерь диэлектрических потерь конденсатора.

СХЕМА(РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Как измеряют сопротивления методом ампермера и вольтметра? Укажите погрешности измерения.(+схемы+формулы)

1. Амперметр перед вольтметром

СХЕМА(РИС)

Aмперметр затем rx последовательно, а вольтметр параллельно

ФОРМУЛА(РИС)

2. Вольтметр перед амперметром

СХЕМА (РИС)

ФОРМУЛЫ(РИС)

Укажите классификацию и назаначение приборов для измерения параметров элементов электрических цепей с распределёнными постоянными.

К цепям с распределёнными постоянными относятся цепи, геометрические размеры которых соизмеримы с длиной волны совершаемых вдоль них колебаний, также цепи называются длинными линиями или трактами, к ним относятся линии передач.

Классификация приборов:

1. Измерительные мосты

2. Измерители полных сопротивлений

3. Измерители параметров четырёхполюсника

4. Измерители неоднородности в линиях передач

5. Импульсные рефлектометры

Т.к. линии передач являются длиннымилиниями, то параметры этих линий не остаются постоянными, а изм. От точки к точке, поэтому они хар-ся своими погонными значениями C0R0L0

Для чего предназначены коаксиальные и волноводные линии? Зарисуйте структуру.(+структура рисунок)

Измерительные линии предназначены для измерения параметров цепей с распределёнными постоянными бывают:

Коаксиальные (структура рис)

Волноводные (стуктура рис)

Принцип работы измер.линий: основан на исследовании картины поля стоячей волны с помощью зонад пропущенного через щель во внутреннюю полость коаксиалы или волновода. Зонд связан с настраиваемой измерительной головкой, которая укреплена на кореке перемещаемой вдоль волновода или коаксиала.

Какие параметры полупроводниковых приборов измеряют? Зарисуйте схемы измерения(+схемы измерения+формулы)

1. Измерение параметров п/п диодов:

СХЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛЯ ПРЯМОЙ И ОБРАТНОЙ ВЕТВИ(РИС)

Для оценки пааметров прямой ветви задаётся определённаявеличина тока, падаение напряжения на испутуемом диоде контролируется вольтметром.

При оценки параметров обратной ветви от стабилизированного источника напряжения задаётся заданное значение обратного напряжения, которое контролируют. Значение обр.тока определяют по мАмперметру.

Для оценки частотных cd-d диода снимают частотные хар-ки.

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ(РИС)

2. Измерение параметров транзисторов

В зависимости от области использования, условий эксплуатацияй транзисторы хар-ся большим числом параметров, которые указаны в справочниках на транзисторах

А) параметры постоянного тока к ним относятся:

*обратный ток колектора – это ток ц цепи колектора при отключённом эмиторе(СХЕМА РИС

*обратный ток эмитера – это ток через переход эмитер базы при отключенном колекторе и заземлённом напряжении на эмитере(СХЕМА РИС

*обратный ток колектор эмитер – это то в цепи колектора при которко замкнутых выводах эмитера и базы(СХЕМА РИС)

Б)Параметры малого сигнала - они характеризуют работу транзистора в усилительных схемах. h21э=ΔIk/ΔIб

В) Параметры большого сигнала – характеризуют работы транзистора нелинейных режимах при которых токи и напряжения между его выводами изменяются в широких пределах.

Г) Параметры предельных режимов - характеризуют максимальное и минимальное допустимое ток напряжения мощности

Тепловые параметры – характеризуют возможность работы транзистора в различном диапазоне температур

Параметры диодов измеряют Л2-54