Magdalena Woźnica Andrzej Karaś		dr Grażyna Dacko	Ćwiczenie nr: 5
rok: I	semestr: letni	Pomiary parametrów sygnałów sinusoidalnych metodą próbkowania i cyfrowego przetwarzania.
Wydział Elektroniki i Telekomunikacji Politechniki Wrocławskiej					Ocena:
09.03.2000 r.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia było poznanie pojęć związanych z metodami próbkowania i kwantowania sygnału napięciowego oraz źródeł i charakteru błędów występujących w pomiarach parametrów sygnału.

2. Opis ćwiczenia.

1. Zapoznanie się z obsługą programu komputerowego wspomagającego ćwiczenie.

2. Pomiar parametrów sygnału układem próbkującym i woltomierzem cyfrowym w przypadku, gdy w oknie czasowym jest 2,5 okresu badanego sygnału.

3. Pomiar parametrów sygnału układem próbkującym i woltomierzem cyfrowym w przypadku, gdy w oknie czasowym jest wiele okresów badanego sygnału.

4. Pomiar parametrów sygnału układem próbkującym i woltomierzem cyfrowym w przypadku, gdy w oknie czasowym jest jeden okres badanego sygnału.

3. Spis przyrządów:

1. Woltomierz cyfrowy V543.

2. Generator napięcia sinusoidalnego.

3. Miernik okresu.

4. Układ próbkujący wraz z komputerem PC.

4. Tabele i wyniki pomiarów.

a) t_g = 20,0 ms (U_AC = 2,519 V U_DC = 0,006 V ) → ≈ U = 2,519 V

il. próbek	TW [ms]		USK [V]	śr. odchylenie [V]	Δ USK [V]	δ USK [%]
500	50	2,5	2,516	-0,0244	0,003	0,12
450	45	2,25	2,612	-0,3759	0,093	3,56
400	40	2	2,527	-0,0272	0,008	0,32
350	35	1,75	2,629	0,03433	0,11	4,18
300	30	1,5	2,513	0,2813	0,006	0,24
250	25	1,25	2,661	-0,5955	0,142	5,34
200	20	1	2,515	-0,0441	0,004	0,16
150	15	0,75	2,255	-1,109	0,264	11,71
100	10	0,5	2,548	-2,178	0,029	1,14

b) t_g = 5,0 ms (U_AC = 2,518 V U_DC = 0,008 V ) → ≈ U = 2,518 V

Il. próbek	TW [ms]		USK [V]	śr. odchylenie [V]	Δ USK [V]	δ USK [%]
500	50	10	2,508	-0,0263	0,01	0,4
495	49,5	9,9	2,528	-0,0148	0,01	0,4
490	49	9,8	2,534	-0,0043	0,016	0,63
475	47,5	9,5	2,521	-0,1405	0,003	0,12
450	45	9	2,52	-0,0276	0,002	0,08

c) t_g = 50,0 ms (U_AC = 2,517 V U_DC = 0,007 V ) → ≈ U = 2,517 V

il. próbek	TW [ms]		USK [V]	śr. odchylenie [V]	Δ USK [V]	δ USK [%]
500	50	1	2,525	-0,0172	0,008	0,32
495	49,5	0,99	2,531	-0,0069	0,014	0,6
490	49	0,98	2,504	-0,01024	0,013	0,52
475	47,5	0,95	2,569	-0,04786	0,052	1,2
450	45	0,9	2,380	0,372	0,137	5,76

5. Przykładowe obliczenia.

• wartość skuteczną podawanego sygnału wyznaczamy ze wzoru:

• wyznaczanie błędów wartości skutecznej wskazanej przez układ próbkujący

6. Wnioski.

Wykonane ćwiczenie uzmysłowiło nam ograniczenia cyfrowego analizowania sygnałów sinusoidalnie zmiennych. Z analizy wykonanych pomiarów wynika, że im więcej próbek w jak najkrótszym czasie pobiera przetwornik, tym obwiednia próbek jest bardziej zbliżona do sygnału analogowego. Z kolei zwracając uwagę na błędy zauważyć można, że są one najmniejsze wtedy, gdy badany przebieg zawiera w sobie wielokrotność pełnych okresów sygnału. Pomiar niecałkowitych części okresu sygnału powodował duże błędy, co widać na podstawie tabeli nr 1 i co wskazuje na konieczność dostosowania częstotliwości próbkowania i szerokości okna pomiarowego do częstotliwości badanego sygnału. Szczególnie jest to widoczne przy trzecim pomiarze, gdzie po dopasowaniu częstotliwości sygnału do szerokości okna, aby na ekranie widoczny był jeden okres błąd wyszedł najmniejszy. Na podstawie wyników z tabeli nr 2 i tabeli nr 3 widać, że korzystniejsza z punktu widzenia dokładności jest sytuacja, gdy w oknie czasowym badamy wiele okresów przebiegu. Czyli dla zmniejszenia błędów powinniśmy dążyć do tego, aby badany przebieg zawierał w sobie jak najwięcej pełnych okresów, jeden lub wielokrotność pełnych okresów. Szczególnie wpływa to na wartości błędu, gdzie przy pomiarze jednego okresu zmniejszonego o 10% błąd wyniósł aż 5,76%, natomiast przy badaniu wielu okresów błąd ten uzyskał największą wartość zaledwie 0,63%.

---