6.2.Измерение емкости:метод замещения,мостовые методы,цифровой метод.

Измерение индуктивности:метод замещения,мостовой метод.Измерение взаимной индукции.

7.1. Измерение спектра сигналов-параллельный и последовательный анализатор спектра и анализатор гармоник. Основные свойства анализа

Анализатор спектра позволяет определить амплитуду и частоту спектральных компонент, входящих в состав анализируемого процесса. Важнейшей его характеристикой является разрешающая способность: наименьший интервал по частоте между двумя спектральными линиями, которые ещё разделяются анализатором спектра. Анализатор спектра может дать истинный спектр только тогда, когда анализируемое колебание периодично, либо существует только в пределах интервала . При анализе длительностей процессов анализатор спектра даёт не истинный спектр ,

а его оценку

, зависящую от времени включения и времени анализа . Так как спектр колебания может в общем случае изменяться во времени, то оценка даёт т. н. текущий спектр.

Параллельный анализ спекра. Для одновременного выделения спектральных составляющих сигнала с полосой ⌂f необходимо n фильтров с полосой ⌂fф=⌂f/n. Полоса пропускания и форма АЧХ фильтра определяет статическую разрешающую способность спектроанализатора, т.е. способность раздельного измерения составляющих спектра с близкими частотами при большом времени анализа Та(Та→∞). При идеальной прямоугольной частотной хар-ке фильтра разрешающая способность фильтра ⌂fр=⌂fф. На практике м. говорить лишь о приближении к идеальной прямоугольной форме. Поэтому ⌂fр=q⌂fф, где q>1. Принимается q=2 и ⌂fр=2⌂fф. Если время анализа мало, избирательные способности хар-ся динам частотной хар-ой и динам разрешающей способностью. Время установления напряжения на выходе фильтра от 0.1-0.9 установишегося значения ԏᵧ≈1/⌂fф. Если пренебречь временем индикации, то полное время Та≈ԏᵧmin≈1/⌂fф, где ԏᵧmin-минимальное время установления среди фильтров анализаторов, а скорость параллельного аналтза Скорость анализа резко снижается при сужении полосы фильтра. Структурная схема параллельно тапи-проста. Выходные напряжения, снимаемые с каждого фильтра, подаются на свой детектор. Напряжение с нагрузок детектеров коммутируются и подаются на вертикально отклоняющие пластины осцилографа. На Х-пластины подают напряжение развертки. На экране будет изображение спектра. Достоинства пар-го: малое время анализа и возможность анализировать спектры одиночных импульсов. Но из-за сложности системы фильтров они не получили широкого распростанения.

Последовательный анализ спектра. Use наиболее широко.

Он представляет сбой супергетеродинный приемник, гетеродин которого G1 перестраивается в диапозоне частот . При перестройке гетеродина все составляющие спектра последовательно будут попадать в полосу пропускания усилителя ПЧ(А1).Т.О с выхода усилителя будут сниматься радиоимпульсы с частотой заполнения =ПЧ и с амплитудой ~спектральной составляющей сигнала. После детектирования(U1) и усиления (А2 )видеоимпульсы попадают на Y –пластинысЭЛТ VL1. На Х-пластины подается напряжение развертки , кот явл модулирующим напряжением при частотной модуляции гетеродина. На экране ЭЛТ составляющие спектра будут представляться как выбросы, имеющую конечную ширину, опр формой АЧХ УПЧ. Разрешающая способность . Время анализа зависит от ширины исследуемой обл частот и избирательности анализируещего фильтра. Если анализ в полосе часто фильтра проходит за время , то полное время анализа будет в раз больше , т.е. , где -минимальная продолжительность анализа, при которой не ухудшается разрешающая способность.

анализаторы бывают параллельного и последовательного типа (чаще параллельного) и предназначены для работы в диапазонах частот от нескольких герц до десятков — сотен килогерц. Используются в акустике, например, при исследовании характеристик шума, при разработке и обслуживании аудиоаппаратуры и в других целях. Анализаторы, используемые для контроля качества питающей электросети, иначе называются анализаторами гармоник.

На практике, для представления периодических сигналов используют гармонический ряд Фурье.ω1=2π/Т-частота первой гармоники. nω1-частота высшей гармоники. S(t)=(a0/2)+∑(an*cos nω1t+bn*sinnω1t), где a0/2=2/T∫S(t)dt(пределы интеграла от –Т/2 до Т/2), an=2/T∫ S(t)cos ω1nt dt, bn=2/T∫ S(t)sin ω1nt dt. Если ф-ия четная, то , bn=0; нечетная, то an=0. Рассмотрим прямоугольный импульс .А-амплитуда прямоугольного импульса,ԏ-длительность имульса, Т-период следований, a0/2-постоянная составляющая, an, bn-амплитуда гармоник порядка n, q-скважность последовательности импульса(q=T/ԏ-во сколько период больше длительности). найдем амплитуды гармоник a0/2=2/T∫S(t)dt, a0/2=(А*ԏ)/Т=А/q, an=(2/T) *А∫ cos ω1nt dt,(пределы ∫ от -ԏ/2 до ԏ/2)=2/Т*А*2∫∫ cos ω1nt dt(∫ от 0 до Т/2)=(4*А/Т*n*ω1)*sinω1n*ԏ/2. Сводим sin к sin x/xS(t)=A/q(1+2∑(sin (nπ)/q)/(nπ)/q )*cos nω1t). q=3, (nπ)/q,n=3,π.. на графике пркдставлен спектр периодической последовательности прямоуг импульсов, в котором содержится ω1, 2ω1,4ω1,5ω с амплитудами а1, а2, а4, а5(а3=0). Если уменьшить длительность ԏ, возрастает скважность q? амплитуда гармоник уменьшается, а количество гармоник возрастает, т.е спектр расширяется.