Wrocław

Sprawozdanie z laboratorium

Temat: Cyfrowy pomiar częstotliwości i czasu.

Grupa ćwiczeniowa:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z pomiarem cyfrowym sygnałów zmiennych i co z tym związane poznanie obsługi cyfrowych częstościomierzy i czasomierzy.

W sprawozdaniu pomijam część teoretyczną i od razu „przechodzę” do opisu przebiegu ćwiczenia, przykładowych obliczeń oraz uwag i wniosków.

1). pomiar przy nastawie:

a). jednej sekundy; odczytaliśmy dwie przykładowe wartości częstotliwości f₁ = 1,038 kHz; f₂ = 1,039kHz

b). dziesięciu sekund; odczytaliśmy f₁ = 1,0385 kHz; f₂ = 1,0387 kHz

2). pomiar okresu przy nastawie t = 0,1μs: odczytaliśmy okres T ≈ 0,9625 ms

3). pomiar przy nastawie t = 1s: odczytaliśmy f = 12 Hz

natomiast przy t = 10 s odczyt wyniósł f = 11,6 Hz z kolei przy 1 μs okres T = 86 ms

4). w ostatnim etapie części doświadczalnej nastaw z generatora f = 1 MHz przy t = 1s odczyt częstotliwości f = 1036,4 kHz a okres odczytaliśmy przy nastawie N = 10 ; T = 0,97 μs. Po zmianie nastawu na N = 10⁴; okres T = 965,23 ns

Część obliczeniowa:

1). wyznaczam wartość częstotliwości sygnału mierzonego przy nastawie:

błędy pomiarowe:

przyjmujemy że: δT_w = 10^-7 zatem znikomo mała.

- teraz liczę błąd bezwzględny częstotliwości:

• wyznaczenie długości odcinka czasu (np. okresu sygnału):

czyli długość mierzonego odcinka czasu:

• częstotliwość graniczną można oszacować ze wzoru:

• dokładność cyfrowego pomiaru częstotliwości metodą bezpośrednią jest sumą błędu wzorca i dyskretyzacji:

±Δf_w / f_w = ± 5·10^-7

Uwagi i wnioski:

Cyfrowy pomiar częstotliwości i czasu tak jak i wszystkie pomiary obarczony jest błędem. Na błąd; największy wpływ miał błąd dyskretyzacji (przypadkowe otwarcie bramki względem impulsów). Również błąd w policzeniu impulsów ±1 impuls. Błąd pomiaru metodą bezpośrednią jest sumą błędu wzorca i błędu dyskretyzacji. Błąd wewnętrznego wzorca ma wartość ±5·10^-7. Podczas przeprowadzania ćwiczenia i zmienialiśmy parametry (okres, częstotliwość) po to by wywnioskować kiedy korzystniej jest mierzyć okres sygnału a kiedy jego częstotliwść. Aby rozpocząć pomiary najpierw ustawiliśmy odpowiednio położenie sinusoidy, podstawę czasu, kalibrowania oraz generator częstotliwości wzorcowej. Z zależności:

widać że: przy dużej częstotliwości sygnału lepiej zmierzyć właśnie częstotliwość niż okres, a gdy częstotliwość jest mała to lepiej mierzyć okres sygnału i wyliczyć częstotliwość ze wzoru T = 1/f.

---