Лабораторная работа № 1

Цель работы: Определение характеристик выходного сигнала лабораторного генератора и схемных параметров измерительной аппаратуры

1. Теория

1. Генератор ЛЗО обеспечивает сигнал в частотном диапазоне 0,02-10000 кГц при форме синусоидального, треугольного или прямоугольного сигнала (выбирается переключателем «род работ»), значение частоты устанавливается по световому индикатору и переключателем «множитель», которым выбирается один из 6-ти диапазонов измерения частоты. Амплитуда сигнала регулируется плавным регулятором «уровень» и ступенчатым регулятором «делитель».

2. Осциллограф обеспечивает стабильное изображение на экране при условии синхронизации генератора горизонтальной развертки со входным сигналом. Синхронизация достигается ступенчатым переключением диапазона частот развертки и регулировками «стабильность» и « уровень».

3. Период наблюдаемого сигнала определяем, измеряя расстояние на экране, соответствующее одному или нескольким периодам кривой.

4. Погрешность определения периода состоит из погрешности генератора развертки и погрешности измерения расстояния на экране. Абсолютная погрешность измерения расстояния определяется погрешностью дискретности шкалы и погрешностью размывания, обусловленной толщиной линии изображения.

Абсолютная погрешность размывания:

(1)

где:

- толщина луча на экране;

- расстояние, соответствующее одному периоду;

- размер амплитуды сигнала;

Единицей измерения является малое деление шкалы на экране осциллографа.

Суммарная относительная погрешность:

(2)

где:

- погрешность генератора развертки;

- погрешность дискретности шкалы (0,5 м. д.)

- измеренное расстояние.

1.5. Длительность фронта импульса определяется как интервал, в течение которого сигнал увеличивается от 0,1 до 0,9 максимального значения

1.6. Выходное сопротивление генератора определяется методом коммутации нагрузки, когда

(3)

где

- выходное напряжение генератора в режиме холостого хода;

- то же при подключении к выходу генератора сопротивления .

Входная емкость вольтметра и осциллографа определятся по методу резонанса. При этом генератор и исследуемый прибор соединяются индуктивностью , а частота генератора в гармоническом режиме изменяется до получения максимального отклонения вольтметра или осциллографа. Тогда

(4)

где - частота резонанса; = 0.2 mH - соединительная индуктивность.

2. Эксперимент

   1. Установить на генераторе режим треугольного сигнала при частоте 1кГц и максимальном уровне.

   2. Соединить выход генератора и вход осциллографа и обеспечить стабильное изображение на экране.

   3. Определить значение периода сигнала и записать значения (1).

   4. Повторить опыт при частоте, 0.1, 10, 100,1000 кГц.

   5. Переключить генератор в режим синусоидального сигнала и зарисовать форму выходного сигнала для частот 1, 10, 100 кГц.

   6. Переключить генератор в режим прямоугольного сигнала, зарисовать форму сигнала для 1, 10, 100 кГц.

   7. Определить длительность фронта импульса по уровням (0,1-0,9) на частотах 10, 100,1000 кГц.

   8. Подключить генератор и вольтметр ко входным зажимам лабораторного макета, выходные зажимы замкнуть накоротко, включить переключатели S1-1, S2-4. Установить на генераторе: частота – 1кГц, режим работы – sin, уровень -100мВ. (по вольтметру). Это соответствует в формуле (3). Не изменяя регулировки уровня, включить переключатель S3-1, что обеспечивает . Показания вольтметра соответствуют .

   9. К выходу макета подключить осциллограф, ко входу – генератор. Включить переключатели S1-1, S2-1, что обеспечивает Гн. Установить на генераторе: режим работы – sin, уровень – максимальный, делитель -1:1.Изменяя частоту генератора, добиться максимальной амплитуды изображения на осциллографе. Согласно п.1.3 определить частоту .

   10. Подключить параллельно осциллографу вольтметр и повторить опыт 2.9. для получения частоты .