Практика, лабараторные работы. Преподователь Варшавский Ильяс Евгеньевич / Лабараторная работа №4, вторая / Лабораторная работа №4, вторая. Электронно-лучевой осциллограф
.docxФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий (ИИСТ)
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 4
«Электронно-лучевой осциллограф»
Выполнил : Попов Алексей Павлович
Группа № 9802
Преподаватель: Варшавский Ильяс Евгеньевич
Санкт-Петербург, 2021
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
Электронно-лучевой осциллограф.
Работа № 4. Электронно-лучевой осциллограф
Цель работы: исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов различной формы.
Схема установки.
Рис. 1. Схема испытания осциллографа
Основные расчетные формулы
Формула для расчета действительного коэффициента отклонений:
= U2A/L2A, где U2A – показания вольтметра при наблюдении двойной амплитуды сигнала L2A.
Формула для расчета действительного коэффициента отклонений:
= , где n – число целых периодов сигнала, f -частота, – размер изображения n целых периодов.
Формула для расчета нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения:
δна= , где , , - размеры изображений амплитуды сигнала в соответствующих участках осциллограммы.
Формула для расчета нелинейности развёртки:
δнр= , где , , - размеры изображений полупериодов сигнала
Формула для расчета амплитудно-частотной характеристики верхних частот:
K(f) = L2A(f)-L2A(f0), где
L2A(f) – размер изображения двойной амплитуды при частоте измерения, L2A(f0) - размер изображения двойной амплитуды при начальной частоте (1 кГц).
ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
Лабораторная работа №4
Основные погрешности коэффициентов отклонений и развёртки
Установленный коэффициент kо отклонений kо=1 В/дел; действительный коэффициент отклонений: =1 В/дел.
Установленный коэффициент kр развертки: kр = 1; действительный коэффициент развертки: = 0,9852 мс/дел.
Определение характеристик нелинейных искажений изображения
Нелинейность амплитудной характеристики канала вертикального отклонения: δна= 0%.
Нелинейность развертки: δнр= 0%..
Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.
Таблица 1. Рабочая полоса верхних частот
f, МГц |
0,001 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
17 |
17,1 |
|
L2A(f), дел. |
6 |
5,9 |
5,9 |
5,95 |
5,82 |
5,2 |
5 |
5,2 |
4,8 |
4,25 |
4,24 |
|
K(f) |
6 |
0,98 |
0,98 |
0,99 |
0,97 |
0,87 |
0,83 |
0,87 |
0,80 |
0,71 |
0,71 |
|
k0=0,2 мВ/дел |
fв=17,1 МГц |
Таблица 2. Рабочая полоса нижних частот
f, Гц |
1000 |
800 |
600 |
400 |
200 |
50 |
|
|
L2A (f), закр. вх., дел. |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
|
K(f), закр. Вх |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
k0= 1 В/дел; для закрытого входа fн= 4 Гц |
|
|||||||
L2A (f), откр. вх., дел. |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
|
K(f), откр. Вх |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
k0= 1 В/дел; для открытого входа fн= 1 Гц |
|
|||||||
f, Гц |
40 |
30 |
20 |
10 |
9 |
8 |
|
|
L2A (f), закр. вх., дел. |
5,98 |
5,9 |
5,9 |
5,6 |
5,5 |
5,4 |
|
|
K(f), закр. Вх |
0,9967 |
0,9833 |
0,9833 |
0,9333 |
0,9167 |
0,9000 |
|
|
L2A (f), откр. вх., дел. |
5,98 |
5,9 |
5,9 |
5,95 |
5,9 |
5,95 |
|
|
K(f), откр. Вх |
0,9967 |
0,9833 |
0,9833 |
0,9917 |
0,9833 |
0,9917 |
|
|
f, Гц |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
L2A (f), закр. вх., дел. |
5,4 |
5,3 |
5,1 |
4,8 |
4,5 |
3,8 |
|
|
K(f), закр. Вх |
0,9000 |
0,8833 |
0,8500 |
0,8000 |
0,7500 |
0,6333 |
|
|
L2A (f), откр. вх., дел. |
5,95 |
5,95 |
5,95 |
5,95 |
5,95 |
5,95 |
5,95 |
|
K(f), откр. Вх |
0,9917 |
0,9917 |
0,9917 |
0,9917 |
0,9917 |
0,9917 |
0,9917 |
Применение осциллографа для измерения параметров сигналов
K = 0.2 В/Дел. L = 4,5 дел.
Экспериментальный макет: Класс точности вольтметра – 1,5.
Выполнил Попов А.П.
Факультет электроники
Группа № 9802
“____” __________ _____
Преподаватель: _________________
Обработка результатов эксперимента.
Основные погрешности коэффициентов отклонения и развертки.
Расчет действительного коэффициента отклонений по формуле 1:
= 6/6=1.
Расчет действительного коэффициента развертки по формуле 2:
= 0,9852
Относительная погрешность коэффициента развертки:
=1,5%.
Определение характеристик нелинейных искажений изображения.
Расчет нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения:
δна= =0%. Погрешность нелинейных амплитудных характеристик канала вертикального отклонения находится в пределах толщины линии осциллограммы.
Расчет нелинейности развертки:
δна= =0%. Погрешность нелинейности развертки находится в пределах толщины линии осциллограммы.
Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.
Расчет амплитудно-частотной характеристики верхних частот:
K(f) = 6/5,9 = 0,9833… ≈ 0,98.
Расчет для других значений частот аналогичен, результаты занесены в таблицу 1.
График 1. АЧХ верхних частот.
Расчет амплитудно-частотной характеристики нижних частот аналогичен верхним. Результаты занесены в таблицу 2.
График 2. АЧХ нижних частот при закрытом входе.
График 3. АЧХ нижних частот при открытом входе.
Применение осциллографа для измерения параметров сигналов.
По наблюдениям амплитуда сигнала: U = 0.2 * 4.5 = 0,9 В
Относительная погрешность измерения амплитуды δА состоит из нулевых значений погрешности коэффициента отклонения и погрешности нелинейности. Толщина линии осциллограммы также слишком мала для определения относительной визуальной погрешности.
Вывод.
Проведено экспериментальное исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных параметров электрических сигналов. Все результаты исследования показывают исключительную точность осциллографа и широкий диапазон частот, особенно в области нижних частот. Относительную погрешность измерения амплитуды невозможно определить по причине более высокой точности осциллограммы по сравнению с человеческим глазом.