IMG�29 (2)

na wyrazić też, w jakim stosunku pozostawać muszą napięcia (3 31) przy danym stosunku mocy i danym stosunku rezystancji Gdy rezystancje R, i R są jednakowe, zależność (3 31) przyjmie postać (3 31 a)

W— lOlog— w dBm *•		(3 30)
	w dBm	(331)
H^Olog^-	w dBm	(3.3 la)

Typową wartością rezystancji, przy której jest definiowana skala logarytmiczna napięcia, jest rezystancja Ro= 600 fi Wówczas moc I mW na rezystorze o tej wartości realizuje się przy napięciu U₀ » 0 775 V i napięcie o tej wartości jest typowym napięciem odniesienia skali logarytmicznej wyrażonej w dBm Przy innej wartości rezystancji inne będzie napięcie odniesienia (/„, bo moc 1 mW jako moc odniesienia jest niezmienna, np przy rezystancji 50 fi napięcie odniesienia wyniesie 0 224 V (widać. Ze jest znacznie mniejsze niz przy 600 fi) We współczesnych woltomierzach mikroprocesorowych zapewnia się możliwość wyboru wartości rezystancji odniesienia dla logarytmicznej skali napięcia (3 31) z długiego szeregu wartości

W woltomierzach (mikroprocesorowych) zapewnia się wskazania w skali logarytmicznej, gdy odniesieniem jest dowolna, wybrana przez użytkownika wartość napięcia, która może być wprowadzona jako dana liczbowa lub jako aktualne wskazanie otrzymane z pomiaru Wskazanie wg takiej skali logarytmicznej oznacza się symbolem dB i ma ono sens, gdy zachowane są takie same rezystancje obiektów - odniesienia i mierzonego Dla tej funkcji jest realizowane w przyrządzie przeliczenie wg (3 32) danych otrzymanych na pod-

»'_Jł=zo.iog^2-= 20iog^--20log-^- w dB    (3 32)

stawie (3.3 la), co oznacza. Ze ostatecznie napięcie Uj jest wyrażane w dB w stosunku do napięcia Ui, ale jest to osiągnięte jako różnica liczb uzyskanych najpierw w dBm

Zauważmy, ze nie tylko możemy mieć do czynienia z napięciem zmiennym, którego wielkość miary się nie zmienia (np miara skuteczna), ale możemy też mieć do czynienia z napięciem zmiennym, którego wielkość danej miary napięcia zmienia się Mamy więc do czynienia z nałożeniem się zmienności, tak jakby przebieg podstawowy był modulowany amplitudowo przebiegiem o mniejszej częstotliwości Częstotliwość zmian miary musi pozostawać w odpowiednim stosunku do częstotliwości przebiegu, którego miara jest rozpatrywana, zęby zagadnienie było fizycznie sensowne choćby w przybliżeniu (naruszana jest okresowość przebiegu pierwotnego, a miara jest definiowana za okres!) W praktyce występują sytuacje, kiedy częstotliwość zmian miary jest więcej niż o rząd mniejsza od częstotliwości przebiegu podstawowego i to jest wystarczający warunek sensowności.

Zadanie wyznaczenia wartości miary napięcia zmiennego, którego miara jest niezmienna w czasie, jest zagadnieniem pomiaru statycznego, natomiast pomiar napięcia wg danej miary, której wielkość zmienia się, jest już zagadnieniem pomiaru dynamicznego Przy wykonywaniu pierwszego zadania nie można ignorować charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej przenoszenia przyrządu, bo z nią powiązana jest dokładność; przy

wykonaniu drugiego zadania potrzebne są inne przyrządy i inaczej charakteryzuje się ich dokładność. W pierwszym przypadku, gdy przyrząd jest przeznaczony do pomiarów statycznych, częstotliwość mierzonego napięcia jest traktowana jako jedna z wielkości wpływowych i przyjmuje się konkretną wartość tej częstotliwości jako stan odniesienia Dodatkowo podaje się albo błędy dopuszczalne dla innych częstotliwości mZ odniesienia, albo charakteryzuje się wrażliwość przyrządu na zmiany częstotliwości w danym paśmie lub w wyróżnionych pasmach.

Przyrząd przeznaczony do pomiarów dynamicznych (np napięcia skutecznego) jest z zasady przyrządem rejestrującym (może być analogowy lub cyfrowy) W warunkach dynamicznych powstaje dodatkowa składowa błędu, tzw błąd dynamiczny Dokładność przyrządu w warunkach dynamicznych musi uwzględniać tę dodatkową składową i wypadkowy błąd dopuszczalny jest na ogól większy. Związany jest on z dopuszczalnym pasmem częstotliwości - im dopuszcza się większe pasmo częstotliwości, tym większy musi być dopuszczalny błąd przyrządu danej konstrukcji. Dopuszczalne pasmo wyrażone jest za pomocą wartości górnej granicy częstotliwości, czyli tzw częstotliwości granicznej

Do pomiaru pierwotnego przebiegu Uff), którego miara np skuteczna, może się nawet me zmieniać, potrzebny jest przyrząd zdolny do wykonywania pomiaru ze znacznie większą szybkością, a więc lepszy pod względem dynamicznym, czyli przyrząd, którego „wskazania nadążają" za szybkimi zmianami mierzonego napięcia chwilowego Dokładność pomiaru napięcia o przebiegu niesinusoidalnym można by rozpatrywać jako dokładność, z jaką mierzona byłaby przez przyrząd każda harmoniczna, na którą dany przebieg można rozłożyć. Gdyby charakterystyka amplitudowo-częstotliwoiciowa przyrządu była „płaska”, to dokładność dla wszystkich harmonicznych byłaby jednakowa, co praktycznie zapewnia się jednak tylko w ograniczonym paśmie częstotliwości.

Ograniczenie się jednak do dokładności, z jaką mogłaby być mierzona amplituda harmonicznej w danym paśmie, byłoby ogólnie niewystarczające Pełniejsza charakterystyka powinna również uwzględniać skutki przesunięcia fazowego między wynikami pomiaru (wyniki są fizycznie opóźnione!) a przebiegiem pierwotnym, a to przesunięcie dla każdej harmonicznej może zalezeć od częstotliwości tej harmonicznej. Gdyby czas przesunięcia (opóźnienia!) był dla wszystkich harmonicznych jednakowy, to błąd pomiaru powstały z tego tytułu mógłby być nieistotny dla wielu zastosowań - wyniki można by ostatecznie przesunąć o czas opóźnienia. Warunek jednakowego czasu opóźnienia dla każdej częstotliwości wyrażony za pomocą kąta fazowego oznacza, że przesunięcie fazowe harmonicznych wywołane przez przyrząd powinno być proporcjonalne do ich częstodiwości, bo skoro musi być (Al), = const, to musi być <p, - (A/),tu,, gdzie symbole odpowiednio oznaczają przesunięcie i pulsację /-tej harmonicznej Gdy taki warunek przenoszenia fazy nie jest spełniony, to wynik mierzenia będzie obrazem przebiegu o innym kształcie niż przebieg mierzony. Wówczas mówimy, że ujawniły się tzw. zniekształcenia fazowe, bo analogicznie mówimy o zniekształceniach amplitudowych, gdy obraz przebiegu jest zniekształcony z powodu charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej przyrządu (bo charakterystyka me jest dostatecznie płaska!).¹

3.6.2. Cyfrowy pom i ar napięcia ch w iłowego

Cyfrowy pomiar napięcia chwilowego staje się coraz bardziej uniwersalną techniką pomiaru napięcia zmiennego. Jest oczywiste, że z tej techniki korzystamy, gdy potrzebujemy wyznaczyć wartość napięcia dla danej, wybranej chwili, czy też wyznaczyć ciąg warto-

Problcm właściwości dynamicznych przyrządu pomiarowego jest tematem ćwiczenia 51 (pauz p 5 1 I)

137