Смекни!
smekni.com

Техника физического эксперемента (конспект) (стр. 3 из 14)

Поняття частоти і фази відноситься тільки для гармонічного сигналу. Для періодичного сигналу – це частота першої гармоніки (1/Т).

Типи:

1. Стандарти частоти і часу (Н2, Rb, Cs – стандарти ).

2. Приймачі сигналів еталонних частот і компараторів.

3. Перетворювачі частоти сигналів ( подільники частоти ), щоб перенести стандарти частоти в той діапазон, де використовуються вимірні прилади.

4. Резонансні частотоміри ( НВЧ ).

5. Цифрові частотоміри.

6. Вимірювачі інтервалів часу ( низькі, інфранизькі частоти ).

В даний час цифрові частотоміри дають відносну похибку 10-8 … 10-10. Резонансні аналогові частотоміри на НВЧ діапазоні: 10-3…10-4. Гетеродинні частотоміри практично не використовуються. Але гетеродинування використовується для перенесення спектра високих частот в більш низькочастотний діапазон, і вимірювання їх допомогою звичайних цифрових частотомірів.

8. Метод фігур Лісажу для вимірювання частоти.

Коли на Х і Y подати різні частоти, то утворяться складні фігури в залежності від співвідношення частот і фаз. По кількості перетинів визначаємо невідому частоту.

Точність вимірювання визначається точністю еталонного генератора

Табл. Фігури Ліссажу.

φ

Відношення частот

1/1

2/1

3/1

3/2

4/3

90°

Такий метод доцільно використовувати, коли відношення частот не більше 10.

На низьких частотах, коли фігура обертається повільно

9. Резонансні частотоміри, їх типи, параметри.

Використовується явище електор-магнітного резонансу, коли невідому частоту подають на еталонний контур.

Один параметр постійний ( L ), а інший можна регулювати.

Похибку можна зменшити в декілька разів, якщо вимірювання проводити на крутих фронтах.

В області НВЧ контур представляє собою об’ємний резонатор, розмір якого змінюється.

Існує 2 схеми з еталонними резонаторами.

Схема по мінімуму.

При резонансі енергія відбивається від площини.

Фіксація по максимуму.

10. Метод послідовного відліку в цифрових частотомірах, складові похибки цифрового частотоміра.

Точність вимірювання визначається :

a. нестабільність кварцового генератора ( відносна похибка

або
за рік)

b. Дискретність відліку – найбільша складова похибки

обумовлена випадковістю спів падання початку і кінця серб імпульсу

c. Нестабільність спрацювання формуючого пристрою 1 в наслідок наявності вхідних шумів , в даному несуттєва , оскільки на протязі часу відліку ця складова інтегрується , чим більше відношення сигнал – шум , тим менша ця нестабільність.

Оскільки задаючи генератор в середині приладу ми можемо встановити великі відношення сигнал – шум , нестабільність фронтів строб - імпульсу можемо не враховувати .

Чим більша вимірювана частота , тим більша вимірювана точність.

Один із методів підвищення точності – помноження вхідної частоти .

На низьких частотах можемо взяти Тв=10с , звідси

=0,1/fx , fx = 0,1/
, можемо знайти та задати певне значення похибки .

Частотоміром доцільно вимірювати частоти більші одиниць , десятків кГц , щоб забезпечити похибку

~ 10 -4

11. Структурна схема і робота електронного частотоміра в режимі вимірювання частоти.

Принцип роботи полягає в тому, що:

1. із сигналу, частоту якого необхідно виміряти, формуються короткі відлікові імпульси.

2. формулюється інтервал відліку ( високостабільний інтервал ).

3. необхідно підрахувати відлікові імпульси на протязі інтервалу відліку

Інтервал відліку – високо стабільний.

Структурна схема електронного частотоміра у режимі вимірювання частоти

ФП – формуючий пристрій

ДП – двійковий лічильник

БК – блок керування

ЦІ – цифровий індикатор

Гц – високо стабільна.

12. Вимірювання низьких і інфранизьких частот електронним частотоміром.

На низьких і інфра-низьких частотах – вимірювання частоти на пряму не доцільне , оскільки виникає досить висока похибка вимірювання , тому замість вимірювання частоти – вимірюють період сигналу , а частоту його знаходять як оберненою до періоду .

Загальна схема самого пристрою залишається незмінно , але змінюється спосіб під єднання зовнішніх пристроїв :

· Кварцовий генератор приєднуємо до входу формуючого пристрою 1 (ФП1) через вхідний пристрій 1 (ВП1)

· Вхідний сигнал подаємо на вхідний пристрій 2 (ВП2)

Чим менша частота - тим точніше вимірюється період Тх

Дима Мулькин

13.Вимірювання періоду електронним частотоміром. Складові похибки вимірювання.

На низьких і інфра-низьких частотах – вимірювання частоти на пряму не доцільне , оскільки виникає досить висока похибка вимірювання , тому замість вимірювання частоти – вимірюють період сигналу , а частоту його знаходять як оберненою до періоду .

Загальна схема самого пристрою залишається незмінно , але змінюється спосіб під єднання зовнішніх пристроїв :

· Кварцовий генератор приєднуємо до входу формуючого пристрою 1 (ФП1) через вхідний пристрій 1 (ВП1)

· Вхідний сигнал подаємо на вхідний пристрій 2 (ВП2)

Чим менша частота - тим точніше вимірюється період Тх

Підвищення точності - можна досягти шляхом помноження частоти f0

Похибки :

· δ0

· За рахунок дискретності відліку δд = 1 / Nx

· δш – Похибка обумовлена шумами вхідного сигналу , які призводять до нестабільної роботи формуючого пристрою . Δτвип. – випадкова зміна переднього і заднього фронтів .

14. Вимірювання відношення частот електронним частотоміром. Похибки вимірювання.

Структурна схема електронного частотоміра у режимі вимірювання відношення частот

a. Більш високу частоту подають на вхід 1 (ВП1)

b. Більш низьку частоту подають на вхід 2 (ВП2)

c. Кварцовий генератор від’єднують від схеми