- •Аналоговые электронные вольтметры
- •Структурные схемы аналоговых электронных вольтметров: - усилитель постоянного тока: - механическая электроизмерительная система (стрелочный прибор)
- •Детектор действующего значения (квадратичный детектор)
- •Значения коэффициентов
- •Цифровые электронные вольтметры
- •Вольтметр универсальный в7-53 Назначение
- •Задание по работе
- •Порядок выполнения работы
- •Сводные данные измерений
- •Задание
- •Подготовка к работе
- •Порядок выполнения работы
Задание по работе
У
исследуемых приборов
снять показания значений напряжений
на частотах, указанных в порядке
выполнения работы. По результатам
измерений определить:
средневыпрямленное и амплитудное значения напряжений;
погрешность измерения каждого из исследуемых приборов в абсолютной и относительной формах.
Порядок выполнения работы
Включите все изучаемые и вспомогательные приборы, дайте им прогреться в течение
.
Изучите все органы управления и
присоединения приборов.Подготовьте прибор к измерениям напряжения переменного тока. Поставьте переключатель рода работ на
(переключатель поддиапазонов на
);
установите стрелку прибора на нулевую
отметку шкалы ручкой установки нуля
.
Перед установкой нуля клеммы
должны быть замкнуты накоротко, а
пробник (петля) должен находиться в
гнезде
(переключатель поддиапазонов на
).
Примечание.
Шкала
прибора проградуирована в действующих
значениях переменного напряжения, и
для получения амплитудного значения
напряжения необходимо сделать перерасчет
согласно
.
Подготовьте прибор к измерениям. Подключите ко входу прибора кабель со штепселями; замкните накоротко вход прибора (переключатель поддиапазонов на
)
и проверьте установку стрелки прибора
на нуль.Подготовьте прибор к измерениям. Переключите тумблер
в положение
,
т.е. вверх (переключатель поддиапазонов
на
);
подключите ко входу прибора кабель со
штепселями; замкните накоротко вход,
проверив установку стрелки прибора на
нуль.Подготовьте прибор
к измерениям. Подключите на вход прибора
кабель со штепселями, замкните накоротко
вход (переключатель поддиапазонов на
).
Вначале установите род работы на
,
добейтесь наиболее близкого к нулю
показания на цифровом табло; переключатель
рода работы на
;
проделайте операцию, аналогичную
вышеописанной. Поставьте род работы
на
.Подготовьте прибор к измерениям. Нажмите кнопку
,
дождитесь появления цифры на табло.Подготовьте генератор . Установите по образцовому вольтметру значение выходного напряжения генератора
.
При дальнейших измерениях выходное
напряжение генератора не меняется.Отсоедините образцовый вольтметр от генератора и присоедините поочередно вольтметры
.
Измерьте выходное напряжение генератора,
результаты запишите в
.Повторите
выполнения работы.По результатам измерений
,
рассчитайте амплитудное и
средневыпрямлённое значения напряжений
для всех исследуемых приборов.
Результаты расчета запишите в
,
сравните их со значениями погрешностей,
приведенными в техническом описании
приборов.Выключите все приборы. Отсоедините все провода от клемм и входов приборов.
Сводные данные измерений
Тип прибора |
Тип детектора |
Частота,
|
Показания
прибора,
|
Рассчитанные значения |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
абс. |
отн. |
||||||
Лабораторная работа №5
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Цель работы
Изучить принцип действия, структурную схему и основные технические характеристики генератора измерительных сигналов. Получить практические навыки в работе с прибором.
Изучаемый электронный прибор
Измерительный генератор сигналов низких частот .
Вспомогательные приборы и оборудование
Электронно-лучевой
осциллограф
,
электронно-счетный частотомер
,
измерительный генератор низких
частот, образцовый вольтметр.
Общие сведения
Генератор измерительных сигналов представляет собой экранированный источник радиотехнических сигналов, частота, напряжение (мощность) и форма которых заранее известны. Одним из назначений измерительных генераторов является имитация сигналов, поступающих на вход исследуемого устройства в рабочих условиях. Измерительные генераторы должны обеспечивать возможность получения сигнала любой частоты в пределах диапазона частот, используемых в современной радиотехнике, от долей герца до десятков гигагерц. Выпускается много различных типов измерительных генераторов. Наибольшее применение находят генераторы синусоидальных сигналов и импульсные. В отдельную группу источников измерительных напряжений входят генераторы шумового напряжения, качающейся частоты и кварцевые.
И
Рис. 8. Типовая функциональная схема RС-генератор
змерительные генераторы классифицируют по диапазону частот генерируемых сигналов: инфранизкочастотные (от сотых долей герца
),
низкочастотные (
,
высокочастотные
,
сверхвысокочастотные с коаксиальным
выходом (0,03... 10 ГГц), сверхвысокочастотные
с волно-водным выходом
;
по
форме сигналов: генераторы
гармонических сигналов, импульсов,
шумовых сигналов, сигналов специальной
формы и свип-генераторы (качающейся
частоты).
Их разделяют на два класса: генераторы сигналов и стандартных сигналов.
Основными метрологическими характеристиками (параметрами) генераторов являются: погрешность установки частоты, нестабильность частоты, погрешность установки уровня выходного напряжения (или мощности), погрешность установки коэффициента модуляции.
RС-генераторы
получили большое распространение
благодаря простоте схемы и высоким
качественным показателям. Задающий
RС-генератор
можно выполнить по нескольким схемам.
Наиболее распространена схема
двухкаскадного усилителя на лампах или
транзисторах с коэффициентом усиления
к
и
равномерной частотной характеристикой
в широкой полосе частот
.
Усилитель охвачен положительной частотно-зависимой и отрицательной частотно-независимой обратными связями. Положительная обратная связь обеспечивает генерацию колебаний определенной частоты, отрицательная - стабилизирует работу генератора во всем диапазоне генерируемых частот. Напряжения обратных связей поступают на вход усилителя через мостовую схему.
Коэффициент
положительной обратной
и отрицательной
связей
результирующий коэффициент усиления с обратной связью
(5)
Результирующее
напряжение на входе усилителя
равняется
разности напряжений положительной и
отрицательной обратных связей:
Отсюда получаем выражение для коэффициента усиления:
(6)
Подставляя
формулу
в выражение
,
получаем
,
что свидетельствует о наличии генерации,
и условием будет
Рассмотренная
схема обеспечивает обычно генерацию
колебаний в диапазоне частот
с коэффициентом перекрытия в каждом
поддиапазоне, равном
.
Частотно-задающая цепь подобных
генераторов строится обычно из ступенчато
переключаемых резисторов для отдельных
диапазонов частоты и переменных
конденсаторов для плавного изменения
частоты в пределах каждого диапазона.
К
генераторам сверхвысоких частот (СВЧ)
относятся устройства, работающие в
области дециметрового, сантиметрового
диапазона волн
,
в области миллиметрового диапазона
.
Эти генераторы выделяют в особую группу
из-за резкого различия способов
генерирования колебаний. В этом диапазоне
применяют часто лампы типа клистрона,
в которых колебательная система
включена в саму лампу. Особенностями
генераторов СВЧ является их узкодиапазонность
(
от начальной частоты). Отдельным
вопросом стоит проблема экранировки,
т.к. чем выше частота, тем легче происходит
утечка энергии через малые отверстия,
провода питания, паразитные емкости и
т.д.
Следующей
особенностью является то, что контролируемым
параметром этих генераторов служит
выходная мощность. На частотах ниже
колебательные системы выполняют из
отрезков коаксиальных линий, а в
качестве генераторных ламп используют
металлокерамические лампы с дисковыми
выводами и клистроны с внешним коаксиальным
резонатором. На частотах выше
применяют отрицательные клистроны с
внутренним объемным резонатором. В этих
клистронах грубая настройка производится
упругой деформацией резонатора
(механическая настройка), а точная -
изменением напряжения на отражателе
клистрона (электрическая настройка).
Никаких внешних колебательных систем
нет. Электромагнитная энергия проходит
вдоль волноводов, с помощью которых
соединены все узлы генератора, работающие
на сверхвысоких частотах. Клинстронные
генераторы могут работать не только
в режиме амплитудной модуляции, в
некоторых из них предусмотрена возможность
частотной модуляции, которая
производится изменением напряжения на
отражателе клинстрона. Эти генераторы
применяются на частотах порядка
.
На более высоких частотах используют
лампы обратной волны (ЛОВ). Генераторы
на ЛОВ обладают меньшей стабильностью
частоты и выходной мощности, однако
позволяют производить электронную
перестройку частоты в очень широких
пределах -
.
К числу наиболее применяемых способов получения частотно-модулированных колебаний можно отнести:
способ, основанный на применении реактивной лампы;
электромагнитный;
электронный (только для СВЧ);
способ, основанный на управлении емкостью р-п-переходов диодов.
В данной работе проводится исследование измерительных генераторов низкой частоты.
