Погрешности осциллографирования

Форма сигнала представляется на экране ЭЛТ как кривая изменения мгновенных напряжений во времени. Поэтому измерения всех параметров сигнала практически сводятся к измерениям напряжений и временных интервалов или так называемым амплитудным (по оси У) и временным (по оси Х) измерениям в динамическом режим. Погрешность осциллографирования (осциллографа) - это отклонение показаний осциллографа от действительного значения измеряемой величины (мгновенного напряжения или временного интервала). В конечном итоге эта погрешность приводит к неправильному определению формы исследуемого сигнала. Погрешности осциллографирования вызывается следующими основными: частотными и нелинейными искажениями канала вертикального отклонения, нелинейными искажениями канала вертикального отклонения, нелинейностью временной развертки, погрешностью коэффициентов отклонения и коэффициентов развертки, конечной шириной линии луча. Для различных форм сигналов погрешность осциллографирования (при тех же значениях искажающих факторов) существенно отличается, что не позволяет сделать количественного обобщения о влиянии различных факторов на эту погрешность.

Погрешность измерения амплитуды импульсов прямоугольной формы длительностью не менее времени установления ПХ осциллографа рассчитывается по формуле

где - погрешность коэффициента отклонения, %; -неравномерность ПХ, %; - визуальная погрешность, %,

,

b –ширина линии луча, мм, h- размер изображения по вертикали, мм.

Погрешность измерения длительности импульсов прямоугольной формы

где -погрешность коэффициента развертки, %; -погрешность, вызванная неточностью определения уровня 0,5 амплитуды, %; - визуальная погрешность, %;

- угол, образованный фронтом импульса и вертикальной линией шкалы, град; -угол, образованный спадом импульса в вертикальной линией шкалы, град;

l – размер изображения по горизонтали на уровне 0,5U, мм. Из приведенных формул видно, что погрешности измерения уменьшаются с увеличением размеров изображения на экране ЭЛТ. Это необходимо учитывать при выборе положения переключателей в каналах вертикального и горизонтального отклонения.

Погрешности при измерении напряжений.

Все осциллографические методы измерения напряжений можно свести к измерению непосредственно на шкале ЭЛТ, калиброванной в единицах напряжения (метод калиброванной шкалы), и к измерению путем сравнения напряжения исследуемого cигнала с другим известным напряжением (метод сравнения и его вариант –компенсационный метод, заключающийся в компенсации измеряемого напряжения постоянным известным напряжением).

Метод калиброванной шкалы из-за влияния ряда факторов (погрешности калибровки, в том числе за счет разных нестабильностей, погрешностей визуального отсчета, в том числе за счет параллакса и неравномерности установившегося значения ПХ осциллографа, погрешность из-за нелинейности амплитудной характеристики ЭЛО и т.д.) обеспечивает погрешность измерения напряжений не менее 5%.

Метод сравнения, применяемый лишь в точных осциллографах, принципиально может обеспечить погрешность измерения напряжений 1-2%. Погрешность измерения при конкретной реализации этого метода зависит от погрешностей напряжения сравнения , совмещения отметок с линией осциллограммы исследуемого сигнала, а также от неравномерности установившегося значения ПХ осциллографа.