32) . Измерение частоты и интервала времени при помощи осциллографа

Для измерения частоты и интервалов времени может быть использована калиброванная развертка. При наличии линейной развертки горизонтальная ось экрана осциллографа является осью времени. На рабочую часть поверхности экрана нанесена сетка. Луч движется по экрану с заданной скоростью, проходя одно деление сетки за определенное время. Время, за которое луч проходит одно деление сетки, называется коэффициентом развертки K_р. Размерность коэффициента развертки на разных диапазонах может быть мкс/дел., мс/дел., с/дел. Временной интервал определяется умножением размера нужной части осциллограммы, выраженного в делениях сетки, на коэффициент развертки.

Для определения частоты описанным методом измеряется период Т исследуемого сигнала, а частота находится из выражения f = 1/Т.

Метод фигур Лиссажу основан на сравнении частоты двух гармонических сигналов, т.е. сигнал, частота которого измеряется, должен быть синусоидальной формы. Собственная развертка осциллографа отключается. На вход Y осциллографа подается исследуемый сигнал с частотой f_изм, а на вход Х – гармонический сигнал с образцовой частотой f_о. Частоту образцового генератора подстраивают так, чтобы на экране осциллографа получилось устойчивое изображение одной из фигур, приведенных в табл. 2.2

Таблица 2.2

Соотношение частот	Фазовый сдвиг, град
	0	45	90	135	180

С оотношение частот двух гармонических колебаний может быть определено как отношение числа точек пересечения с вертикальной прямой к числу точек пересечения с горизонтальной прямой. Например, как показано на рис. 2.35, это соотношение составляет: . Прием, когда на вход Х осциллографа подается гармонический сигнал, иногда называют синусоидальной разверткой.

И спользование круговой развертки также позволяет с высокой точностью определить кратность двух частот. Круговая развертка реализуется подачей на входы Х и Y осциллографа гармонических напряжений образцовой частоты f_о одно из которых сдвинуто относительно другого на угол 90 градусов. При этом луч осциллографа описывает на экране окружность со скоростью один оборот за период сигнала образцовой частоты. Напряжение измеряемой частоты f_х подают на вход Z осциллографа для модуляции электронного луча по яркости. Во время положительного полупериода модулирующего сигнала яркость свечения возрастает, а во время отрицательного – свечение гаснет.

При равенстве частот f_х = f_о на экране будет видна половина окружности. Если f_х > f_о, на окружности появятся темные и яркие штрихи (рис. 2.36). Число темных или ярких штрихов п равно кратности частоты, откуда f_х = п f_о.

М етод калибровочных меток позволяет измерять временные параметры сигналов сложной формы. На вход Z осциллографа подается сигнал известной частоты f_о, Т_о = 1/f_о. На вход Y подается исследуемый сигнал U_x.

Частоту калибровочного сигнала подбирают таким образом, чтобы на интервале T_x укладывалось целое число периодов Т_о (рис. 2.37).

Величину измеряемого интервала времени определяют по числу меток повышенной яркости на осциллограмме исследуемого сигнала Т_х = пТ_о, где п – число меток. Погрешность этого метода составляет порядка 10 % и зависит от количества меток.