3. Режимы работы и параметры.

Режим однократного измерения используется в тех случаях, когда значение параметра неизменно. Сиг­нал на проведение измерения подается оператором. Результат изме­рения хранится в ЗУ и воспроизводится на ЦИ. ЦИП обеспечивает квантование и кодирование измерительного сигнала.

Режим периодического измерения используется в тех случаях, когда процесс измерения повторяется через интервал времени дл за­даваемый оператором. При этом ЦИП выполняет операции дискрети­зации, квантования и кодирования. На экране ЦП результат обновля­ется после каждого цикла измерения.

Следящий режим измерения реализуется в тех случаях, когда цикл измерения повторяется после того, как изменение измеряемой величины превысит ступень квантования.

К числу важных параметров ЦИП относятся быстродействие, вре­мя измерения, помехоустойчивость и погрешность.

Быстродействие — это максимальное количество измерений с до­пустимой погрешностью, выполняемое ЦИП в единицу времени.

У ЦИП очень высокое быстродействие — до 10⁷ преобразований в секунду.

Время измерения - это интервал от начала цикла преобразования "•'• меряемого параметра до получения результата.

Помехоустойчивость это способность ЦИП производить изме­рения с допустимой погрешностью при наличии помех.

Тема 2.2. Измерительные генераторы

План:

1. Общие сведения.

2. Низкочастотные генераторы.

3. Высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы.

4. Импульсные генераторы.

1 Общие сведения.

В электронике нашли широкое применение источники сигналов разной формы, частоты и мощности. Эти источники называются измерительными генераторами (ИГ).

Они классифицируют­ся по:

I) По форме выходного сигнала:

1) генераторы гармонических сигналов;

2) генераторы импульс­ных (различной формы) сигналов.

II) По частотному диапазону:

1) низкочастотные генераторы;

2) высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы.

III) По мощности:

1) малой мощности;

2) средней мощности;

3) большой мощности.

К основным метрологическим характеристикам генераторов, которые необходимо знать при выборе прибора, относятся следующие:

1) форма сигнала;

2) диапазон регулирования параметров;

3) допустимая погрешность установки каждого параметра;

4) максимальная допустимая временная нестабильность параметров;

5) допустимые искажения формы сигнала.

2 Низкочастотные генераторы.

Низкочастотные генераторы, или генераторы низких частот (ГНЧ), являются источниками синусои­дального сигнала в разных диапазонах частот: F< 20 Гц (инфразвуковые), 20 Гц... 20 кГц (звуковые), 20...200 кГц (ультразвуковые). Диапа­зон частот может быть расширен до F> 200 кГц.

ГНЧ применяются для всестороннего исследования трактов радио­приемных устройств, для питания мостов переменного тока и пр.

Рис. Структурная схема аналогового ГНЧ.

Задающий генератор определяет форму и все частотные параметры сигнала: диапазон частот, погрешность установки частоты, нестабиль­ность частоты, коэффициент нелинейных искажений.

Если на лицевой панели прибора форма сигнала не указана, то она всегда синусоидальная. В качестве задающего используются генерато­ры типа RC.

Усилитель ослабляет влияние последующих блоков на задающий генератор, делая его частотные параметры более качественными, обеспечивает усиление сигнала по напряжению (мощности) и позволяет плавно изменять напряжение на выходе.

Согласующий трансформатор предназначен для ступенчатого со­гласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением подключаемой нагрузки. Согласующий трансформатор используется в генерато­рах с повышенным уровнем выходной мощности. У большинства низ­кочастотных генераторов этот трансформатор отсутствует.

Переключатель нагрузки обеспечивает согласование выходного со­противления генератора с сопротивлением нагрузки . Если не выполняется согласование, то напряжение на выходе не соответству­ет установленному по индикатору генератора, генератор даже может выйти из строя. Наиболее распространенными значениями явля­ются 5,50,600 и 6 000 Ом.

Аттенюатор обеспечивает получение на выходе разных по значе­нию напряжений, изменяющихся дискретно. При этом входное и вы­ходное сопротивления аттенюатора не меняются и согласование не на­рушается. Иногда ослабление указывается не в вольтах, а в децибелах.

Цифровые ГНЧ по сравнению с аналоговыми имеют более каче­ственные метрологические характеристики: меньшую погрешность установки и нестабильности частоты, меньший коэффициент нели­нейных искажений, стабильность уровня выходного сигнала,

Они имеют более высокое быстродействие, упроще­ние установки частоты, исключение субъективной ошибки в задании параметров выходного сигнала.

Рис. Структурная схема цифрового ГНЧ.

Задающий генератор импульсов с кварцевой стабилизацией часто­ты вырабатывает короткие импульсы в периодической последовательности, которые поступают на делитель частоты. На выходе делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления образуется последовательность импульсов с заданным периодом следования, определяющим шаг дискретизации.

Счетчик подсчитывает поступающие на него импульсы, кодовая комбинация накопленных в счетчике импульсов подается в цифро-аналоговый преобразователь, который вырабатывает соответствующее напряжение. После переполнения счетчик обнуляется и готов к началу формирования следующего периода.