Подготовка к выполнению исследований

Подготовка к исследованиям АС выполняется дома и уточняется в начале занятий. При подготовке необходимо:

· изучить возможности и органы управления всех используемых в работе виртуальных приборов;

· составить план экспериментальных исследований;

· подготовить на бригаду форму отчета, содержащего план и методики исследований, заготовки таблиц и графиков;

· в начале занятия согласовать с преподавателем план экспериментальных исследований и формы представления результатов.

После получения индивидуального допуска к работе выполнить запланированные исследования в полном объеме.

При запуске КВП полоса обзора устанавливается максимальной (около 220 кГц). Для рассмотрения деталей можно воспользоваться лупой. Для измерений по оси частот нужно использовать горизонтальную стрелку маркера, для измерений по оси амплитуд нужно использовать вертикальную стрелку.

Для определения погрешности измерения частоты сигнала можно сравнить показания АС с установленным значением частоты образцового ГС. Изменять частоту генератора следует в пределах от 0,01 до 50 кГц. Относительная погрешность

Для определения погрешности измерения уровня гармонического сигнала можно сравнить показания ГС или ЦВ с показаниями АС, для негармонического сигнала можно сравнить показания АС и настроенного на ту же частоту показания СВ. При этом показания ГС, ЦВ и СВ принимаются как достоверные.

Изменяя частоту ГС, фиксируется уровень АС и образцового прибора. Тогда относительная погрешность

При анализе комбинированных сигналов выходное напряжение является суммой сигнала ГШ и ГС: синусоидального, треугольного, пилообразного или прямоугольного (меандра).

5.Типовые экспериментальные исследования

Уровень 1: Изучение органов управления и работа с модулями КВП

Изучаются все виртуальные приборы, их возможности, передние панели и метрологические характеристики. Приобретаются практические навыки работы в различных режимах измерения путем пробных измерений:

1. Апробация работоспособности всех модулей КВП

Включить и запустить все приборы КВП, изучить реакцию приборов на изменения состояния органов управления. Выбрать сетку частот и уровней ГС для пробных измерений в границах работоспособности всех приборов.

2. Пробные измерения сигналов разных форм без шумов и с шумами

Подать на вход гармонический сигнал разного уровня и разной частоты без шумов. Оценить правильность представления спектра в линейном и логарифмическом масштабе. Сравнить полученные результаты с установленным уровнем ГС и с показаниями приборов ЦВ, СВ и О. Оценить влияние на спектр шумов разного уровня.

Выполнить пробные измерения спектров импульсных и комбинированных сигналов, вырабатываемых исследуемым ГС.

Уровень 2: Применение АС

Исследуются спектры гармонического, треугольного, прямоугольного (меандра), пилообразного, шумового и комбинированных сигналов, вырабатываемых исследуемым ГС. Предварительно выбрать сетку частот и уровней сигнала.

1. Исследование спектра гармонического сигнал без шумов и с шумами

Подать на вход АС гармонический сигнал ГС без шумов и измерить уровень первой гармоники. Оценить ширину спектральной линии на уровнях -3, -20 и -60 дБ. Исследовать спектр на разных частотах и для разных уровней сигнала ГС без шумов и с шумами. Сравнить полученные результаты с показаниями СВ.

2. Исследование спектра треугольного сигнал без шумов и с шумами

Подать на вход АС треугольный сигнал ГС без шумов и измерить уровень первых 10 гармоник. Оценить отношение высших гармоник к основной составляющей спектра. Оценить ширину спектральных линий на уровнях -3, -20 и -60 дБ. Исследовать спектр на разных частотах и для разных уровней сигнала ГС без шумов и с шумами. Сравнить полученные результаты с показаниями СВ.

3. Исследование спектра меандра без шумов и с шумами

Подать с выхода ГС на вход АС меандр без шумов и измерить уровень его первых 10 гармоник. Оценить отношение высших гармоник к основной составляющей спектра. Оценить ширину спектральных линий на уровнях -3, -20 и -60 дБ. Исследовать спектр на разных частотах и для разных уровней сигнала ГС без шумов и с шумами. Сравнить полученные результаты с показаниями СВ.

4. Исследование спектра пилообразного сигнал без шумов и с шумами

Подать на вход АС пилолобразный сигнал ГС без шумов и измерить уровень первых 10 гармоник. Оценить отношение высших гармоник к основной составляющей спектра. Оценить ширину спектральных линий на уровнях -3, -20 и -60 дБ. Исследовать спектр на разных частотах и для разных уровней сигнала ГС без шумов и с шумами. Сравнить полученные результаты с показаниями СВ.

5. Косвенные измерения коэффициента гармоник различных сигналов

Оценить для фиксированной частоты и максимального выходного уровня величину коэффициента нелинейных искажений (коэффициент гармоник) К_Г сигналов с шумами и без шумов по формуле:

КНИ показывает вес высших гармонических составляющих в спектре сигнала по отношению к первой гармонике в процентах. Сравнить результаты с показаниями образцового ИИ.

6. Косвенные измерения СКЗ различных сигналов

Оценить для фиксированной частоты СКЗ выходного сигнала ГС можно суммируя величины СКЗ всех его гармоник по формуле:

Сравнить результаты с показаниями образцового ЦВ.

Уровень 3: Изучение методик и проведение учебной поверки

Определение основных метрологических характеристик АС при учебной поверке проводится в предположении, что используемые в работе другие виртуальные приборы являются образцовыми, т.е. имеют ранг ОСИ соответствующего разряда.

Поверку АС можно осуществлять по эталонной мере (эталонному генератору – калибратору) и по эталонным приборам (ИИ, СВ, ЦВ).

При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

1. Внешний осмотр.

2. Опробование.

3. Определение метрологических характеристик прибора.

Учебная поверка АС:

1. Проверить работоспособность АС во всех режимах измерения. Выбрать сетку частот и уровней для поверки АС, исходя из возможностей образцового ГС.

2. Определить погрешности измерения частоты и СКЗ гармонического сигнала образцового ГС в диапазоне уровней (10 мВ … 10 В; 0,01… 50 кГц). Построить графики погрешностей в зависимости от частоты для разных уровней сигнала и в зависимости от уровня для разных частот сигнала ГС. Выбрать формы представления относительных погрешностей (одночленной или двухчленной формулой) по уровню и по частоте и записать аппроксимирующие выражения погрешностей с учетом 2-кратного запаса и рекомендуемого ряда чисел коэффициентов. Например, предел допускаемой относительной погрешности измерения уровня сигнала можно записать

d_доп ±(4 + 2U_П/U_Х)%,

где U_П – предел измерения, В; U_Х – измеряемое напряжение, В.

3. Определить порог чувствительности АС на частоте 1 кГц и в других точках рабочего диапазона по критерию 2-кратного превышения сигнала над установленным уровнем шумов. Оценить динамический диапазон работы АС как отношение максимального сигнала к порогу чувствительности в логарифмическом масштабе

D=20lgU_MAX/U_ПОРОГ.

4. Определить полосу пропускания АС (разрешающую способность по частоте). При этом оценивается возможность раздельного измерения соседних частотных компонент на заданном уровне сигнала (-20, -40, -60 дБ).

5. Определить неравномерность АЧХ исследуемого АС с помощью образцового ГС путем измерения уровня в диапазоне рабочих частот с выбором максимального и минимального значений сигнала. Тогда неравномерность в абсолютном и относительном масштабе:

D=U_max - U_min; d=200(U_max - U_min)/(U_max + U_min), %.

Содержание отчета

1. Титульный лист в соответствии с общими требованиями к отчетам по лабоpатоpным работам.

2. Задачи лабоpатоpной работы.

3. Теоретические сведения (по усмотрению студента).

4. План экспериментальных исследований.

5. Экспериментальные графики, таблицы и схемы измерений.

6. Анализ полученных результатов и выводы по всем пунктам pаботы.

⇐ Предыдущая 1 2 34