- •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 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.
Все эти вольтметры имеют закрытый вход, т.е. не реагируют на постоянную составляющую входного напряжения (другими словами – они измеряют "отклонения", а не "значения").
Вольтметр В7-77 предназначен для измерения только гармонических напряжений. Имеет выпрямительный детектор, проградуирован в среднеквадратических отклонениях гармонического напряжения. Алгоритм его работы: измеряется средневыпрямленное отклонение входного напряжения и умножается на коэффициент 1,11; результат выводится на индикатор.
Вольтметр В7-40 имеет квадратичный детектор, проградуирован в среднеквадратических отклонениях гармонического напряжения. Алгоритм его работы: измеряется среднеквадратическое отклонение входного напряжения и выводится на индикатор. Поэтому он может измерять среднеквадратические отклонения напряжений произвольной формы.
Вольтметр В7-26 предназначен для измерения только гармонических напряжений. Имеет пиковый детектор, проградуирован в среднеквадратических отклонениях гармонического напряжения. Алгоритм его работы: измеряется пиковое отклонение "вверх" входного напряжения и умножается на коэффициент 0,707; результат выводится на индикатор.
Вольтметр В3-57 аналогичен вольтметру В7-40: имеет квадратичный детектор, проградуирован в среднеквадратических отклонениях гармонического напряжения. Алгоритм работы: измеряется среднеквадратическое отклонение входного напряжения и выводится на индикатор. Поэтому он может измерять среднеквадратические отклонения напряжений произвольной формы.
4.2. Экспериментально исследовать влияние формы периодических напряжений на показания вольтметров в7-77, в7-40, в7-26 и в3-57.
В эксперименте используется генератор SFG-2110, на выходе OUTPUT 50 Ω которого можно получить колебания гармонической, треугольной и прямоугольной формы. Все колебания будут иметь одну и ту же частоту, равную 2 кГц, и один и тот же размах напряжения, равный 10 В.
Целью эксперимента является исследование влияние формы периодических напряжений на показания вольтметров, имеющих разные типы детекторов.
Для проведения исследования:
4.2.1. Для каждой формы кривой напряжения записать в таблицу 4.1 расчётное значение среднеквадратического отклонения, полученное ранее в п.2.2.
4.2.2. Соединить выход генератора SFG-2110 с входами осциллографа GOS-620FG и вольтметра В7-77.
4.2.3. Задать на генераторе SFG-2110 гармоническую форму выходного напряжения (проконтролировать форму по осциллографу); установить у него нулевую постоянную составляющую (проверить, что ручка OFFSET не вытянута «на себя») и частоту 2 кГц.
Ручку AMPL генератора SFG-2110 поставить в положение, при котором выходное гармоническое напряжение будет иметь размах 10 В, т.е. среднеквадратическое отклонение будет равно (3,54 0,01) В (измерять вольтметром В7-77).
До окончания эксперимента по части 4.2 не изменять положение ручки AMPL на генераторе SFG-2110.
4.2.4. Записать показание вольтметра В7-77 в таблицу 4.1. Сравнить показание с расчётным значением и сделать вывод.
4.2.5. Установить треугольную форму выходного напряжения генератора SFG-2110 и записать показания вольтметра В7-77 в таблицу 4.1. Сравнить показание с расчётным значением и сделать вывод.
4.2.6. Установить прямоугольную форму выходного напряжения генератора SFG-2110 (проконтролировать по осциллографу, чтобы эти импульсы имели скважность, равную 2) и записать показания вольтметра В7-77 в таблицу 4.1. Сравнить показание с расчётным значением и сделать вывод.
Таблица 4.1 – Влияние формы измеряемого напряжения на показания разных вольтметров
Напряжение |
Расчётное значение |
GOS-620FG |
В7-77 |
В7-40 |
В7-26 |
В3-57 |
СКО, В |
Размах, В |
Показания вольтметров, В | ||||
гармоническое |
|
|
|
|
|
|
треугольное |
|
|
|
|
|
|
прямоугольное |
|
|
|
|
|
|
4.2.7. Подать измеряемое напряжение прямоугольной формы на вход вольтметра В7-40 (режим измерения переменного напряжения, автоматический выбор предела измерения), считать его показание и записать в таблицу 4.1.
4.2.8. Изменяя форму напряжения на две оставшиеся, записать для этих форм показания вольтметра В7-40 в таблицу 4.1.
Сравнить полученные значения с показаниями вольтметра В7-77 и с расчётными значениями и сделать вывод.
4.2.9. На вольтметре В7-26 установить режим измерения переменного напряжения и предел измерения 10 В.
4.2.10. Закоротить входные клеммы и проверить установку нуля вольтметра; при необходимости установить ноль электрическим корректором. Для установки нуля:
замкнуть накоротко клеммы «U» и «*»;
переключатель рода работ поставить в положение «– U» или «+U»;
переключатель пределов измерения поставить в положение «0,3 U»;
ручкой «UΩ» установки нуля ►0◄ установить стрелочный указатель показывающего прибора на нулевую отметку верхней шкалы «V».
После этого вольтметр готов к измерениям постоянного напряжения.
Перед измерением переменного напряжения необходимо:
установить нуль вольтметра в режиме измерения постоянного напряжения (см. выше);
убедиться, что высокочастотный пробник находится в гнезде Гн1;
переключатель рода работы поставить в положение «~U»;
переключатель пределов измерения поставить в положение «1V»;
замкнуть накоротко клеммы «U» и «*»;
ручкой «1V U~» установки нуля ►0◄ установить указатель прибора на нулевую отметку шкалы «~1V»;
разомкнуть клеммы «U» и «*».
После этого вольтметр готов к измерениям переменного напряжения.
4.2.11. Подать измеряемое напряжение на клеммы «U» и «*» вольтметра В7-26.
Нажать на высокочастотный пробник для установки надёжного контакта в гнезде, считать показание вольтметра и записать его в таблицу 4.1.
4.2.12. Изменяя форму напряжения на две оставшиеся, записать для этих форм показания вольтметра В7-26 в таблицу 4.1.
Сравнить полученные значения с показаниями вольтметра В7-77 и с расчётными значениями и сделать вывод.
4.2.13. На вольтметре В3-57 установить режим измерения переменного напряжения и предел измерения 10 В.
4.2.14. Закоротить входные клеммы и проверить установку нуля вольтметра; при необходимости ручкой УСТ. 0 электрического корректора на передней панели установить указатель прибора на зачерненный участок шкалы.
Замечание. Если ручкой УСТ. 0 на передней панели не удается произвести установку нуля, то ручку УСТ. 0 нужно установить в среднее положение, и ручкой УСТ. 0 ГРУБО (на задней панели) ввести указатель в заштрихованный участок шкалы. После этого ручкой УСТ. 0 установить указатель на зачерненный участок шкалы.
4.2.15. Подать измеряемое напряжение на вход вольтметра В3-57, считать его показание и записать в таблицу 4.1.
4.2.16. Изменяя форму напряжения на две оставшиеся, записать для этих форм показания вольтметра В3-57 в таблицу 4.1.
Сравнить полученные значения с показаниями вольтметра В7-77 и с расчётными значениями и сделать вывод.
4.2.17. Измерить размах напряжения осциллографом GOS-620FG и записать его в таблицу 4.1.
4.2.18. Изменяя форму напряжения на две оставшиеся, записать для этих форм показания осциллографа GOS-620FG в таблицу 4.1.
Сравнить полученные значения с показаниями вольтметра В7-77 и с расчётными значениями и сделать вывод.
4.2.19. Отключить приборы от генератора.