МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий
отчет
по лабораторной работе №4
по дисциплине «Метрология»
Тема: Электронно-лучевой осциллограф
Студенты гр. 8391 |
|
Гоглев А.А. |
|
|
Шушков Д.А. |
|
|
Маликов А.А. |
Преподаватель |
|
Варшавский И.Е. |
Санкт-Петербург
2020
Цель работы: исследование метрологических характеристик осциллографа и измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов различной формы.
Задание:
Ознакомиться с органами управления осциллографа и аппаратурой, применяемой для его исследования.
Определить основные погрешности коэффициентов отклонения и коэффициентов развертки.
Определить характеристики нелинейных искажений изображения по осям X и Y.
Определить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) канала вертикального отклонения.
Измерить амплитудные и временные параметры сигналов по указанию преподавателя.
Оценить погрешности измерений, используя результаты исследования осциллографа и его метрологические характеристики, указанные в описании.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Определение основных погрешностей коэффициентов отклонений и коэффициентов развертки.
-
действительный коэффициент отклонения
Пример
расчета,
-
относительная погрешность коэффициента
отклонения
Пример
расчета,
Результаты измерений и расчетов приведены в Таблице 1.
Таблица 1.
ko ,В/дел |
U2A, В |
L2A , дел |
k*o , В/дел |
δko , % |
0,5 |
2,6 |
6 |
0,43 |
16,28 |
-
действительный коэффициент развертки
Пример
расчета,
-
относительная погрешность коэффициента
развертки
Пример
расчета,
Результаты измерений и расчетов приведены в Таблице 2.
Таблица 2.
LnT , дел |
kр ,В/дел |
f, Гц |
n |
k*р , мс/дел |
δkр , % |
5 |
0,5 |
1000 |
3 |
0,6 |
20 |
5 |
1 |
500 |
3 |
1,2 |
20 |
Определение характеристик нелинейных искажения изображения.
Нелинейность амплитудной характеристики канала вертикального отклонения (в процентах):
Расчет,
Результаты измерений и расчетов приведены в Таблице 3.
Таблица 3.
LY |
LY1 |
δна , % |
8 |
8,5 |
6,25 |
Нелинейность развертки ( в процентах):
Расчет,
Результаты измерений и расчетов приведены в Таблице 4.
Таблица 4.
LX |
LX1 |
δнр , % |
2 |
2,5 |
25 |
Определение амплитудно-частотной характеристики канала вертикального отклонения.
-
АЧХ в относительных единицах
Пример
расчета,
Результаты измерений и расчетов для области верхних частот приведены в Таблице 5.
Таблица 5.
f, МГц |
0,001 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|||
L2A , дел |
6 |
6 |
6,1 |
6,1 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|||
K(f) |
1 |
1 |
1,02 |
1,02 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||
ko = 1 В/дел fв= 15МГц |
|
|
|
|
|
|||||||
f, МГц |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
L2A , дел |
6 |
6 |
6,1 |
6 |
6,1 |
5,1 |
4,1 |
3,1 |
2,1 |
K(f) |
1 |
1 |
1,02 |
1 |
1,02 |
0,85 |
0,68 |
0,52 |
0,35 |
Рисунок 1
Результаты измерений и расчетов для области нижних частот закрытого входа приведены в Таблице 6.
Таблица 6.
f, Гц |
1000 |
950 |
850 |
750 |
650 |
550 |
450 |
||
L2A , дел |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
|||
f, Гц |
350 |
250 |
150 |
50 |
40 |
30 |
20 |
||
L2A , дел |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
|||
f, Гц |
10 |
9 |
7 |
5 |
3 |
2 |
1 |
||
L2A , дел |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
ko = 1 В/дел fн=3 Гц |
|
|
|||||||
Рисунок 2
Результаты измерений и расчетов для области нижних частот открытого входа приведены в Таблице 7.
Таблица 7.
f, Гц |
1000 |
950 |
850 |
650 |
550 |
450 |
350 |
||
L2A , дел |
6 |
6,1 |
6 |
6 |
6 |
6,1 |
6 |
||
|
1,00 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,02 |
1,00 |
||
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
|||
f, Гц |
250 |
150 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
||
L2A , дел |
6 |
6,1 |
6,1 |
6,1 |
6 |
6 |
6 |
||
|
1,00 |
1,02 |
1,02 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
||
|
|
|
|
|
|
Продолжение табл. |
|||
f, Гц |
9 |
7 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
||
L2A , дел |
5,7 |
4,2 |
2,9 |
2,2 |
1,5 |
0,7 |
0 |
||
|
0,95 |
0,70 |
0,48 |
0,37 |
0,25 |
0,12 |
0,00 |
||
ko = 1 В/дел fн= 0 Гц |
|
|
|||||||
Рисунок 3
Применение осциллографа для измерения параметров сигналов.
Амплитуда
сигнала
Визуальная
погрешность
Относительная
погрешность измерения амплитуды
%
Результаты измерений и расчетов амплитудных параметров приведены в Таблице 8.
Таблица 8.
|
|
U, В |
b |
|
|
|
|
0,50 |
4,50 |
4,50 |
0,01 |
0,22 |
16,28 |
6,25 |
22,75 |
,
В/дел
,
дел
,%
,%
,%
,%
Длительность
временных параметров
Визуальная
погрешность
Относительная
погрешность измерения временных
параметров
Результаты измерений и расчетов временных параметров приведены в Таблице 9.
Таблица 9.
|
|
|
b |
|
|
|
|
0,60 |
2,00 |
1,20 |
0,01 |
0,50 |
20,00 |
25,00 |
45,50 |
,С/дел
,
дел
ВЫВОД
Выполнив лабораторную работу, мы определили основные погрешности коэффициентов отклонения и коэффициентов развертки. Действительные значения коэффициентов отклонения ненамного отличаются от номинальных (при ko = 1,20 В/дел k*o = 1,23 В/дел, при ko = 0,50 В/дел k*o = 0,61 В/дел), а вот значения коэффициентов развертки полностью совпали (при kр = 0,50 В/дел k*р = 0,60 В/дел, при kр = 1,00 В/дел k*р = 1,20 В/дел).
На основании исследования АЧХ верхних и нижних частот мы установили граничные частоты рабочей полосы пропускания канала осциллографа. Они составляют от 1 Гц до 18 МГц для закрытого канала и от 1 Гц до 18МГц для открытого канала. Полоса пропускания расширяется, но верхний граничный предел не изменяется.
С
помощью осциллографа мы нашли амплитуда
сигнала
и длительность временных параметров
.