II Elektryczny |
LABOLATORIUM Z METROLOGI |
Data: 22.03.95 |
Mordalski Mariusz |
Ćwiczenie nr 2 POMIARY OSCYLOSKOPOWE I WOBULATOR |
Ocena: |
1) WPROWADZENIE
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z możliwościami pomiarowymi oscyloskopu, przyrządu wykorzystywanego dość powszechnie przy wszelkiego rodzaju pomiarach z koniecznością szybkiej wizualizacji zależności pomiędzy wyróżnionymi wielkościami elektrycznymi i nieelektrycznymi oraz wobulatora (generatora dewiacyjnego) wykorzystywanego coraz powszechniej do badania i zestrajania czwórników selektywnych.
2).POMIAR NAPIĘCIA I CZĘSTOTLIWOŚCI.
2.1) Układ pomiarowy :
2.2) Tabela pomiarowa :
UV[V] |
oscyloskop 1 [V] |
oscyloskop 2 [V] |
T[ms] |
1.173 |
0.8 |
0.8 |
0.917 |
2.226 |
3.2 |
3.2 |
0.272 |
stała amplitudy 1V/cm |
3) POMIAR PRZESUNIĘCIA FAZOWEGO :
3.1)Układ pomiarowy :
3.2) Tabela pomiarowa :
Przesunięcie |
Okres |
Y |
DY |
Przesunięcie |
parametry układu całkującego |
|
[cm] |
[cm] |
[cm] |
[cm] |
2 przebiegi [°] |
Lissajous |
|
1 |
6.7 |
7.6 |
6 |
53o43'53” |
52o8'11” |
R = 193W |
0.4 |
6.6 |
6 |
2 |
21o49'5” |
19o28'16” |
R = 300W |
3.3) Przykładowe obliczenia :
4) WYZNACZANIE SZEROKOŚCI PASMA PRZENOSZENIA FILTRU PRZY POMOCY WOBULATORA.
4a)Układ pomiarowy.
4b)Tabela pomiarowa.
f ŚRODKOWA [MHz] |
f DOLNA [Mhz] |
f GÓRNA [MHz] |
DEWIACJA [%] |
Pasmo przenoszenia |
5.512 |
5.496 |
5.527 |
1 |
31 kHz |
3.953 |
3.881 |
4.026 |
1 |
145 kHz |
4c)Przykładowe obliczenia.
Szerokość pasma przenoszenia = częstotliwość górna-częstotliwość dolna.
fg - fd = 31 kHz
5) WNIOSKI :
Pierwszymi dokonanymi przez nas pomiaremi były pomiary napięcia za pomocą oscyloskopu i woltomierz cyfrowego. Oscyloskop umożliwia bezpośredni pomiar napięcia, co sprowadza się do ustalenia amplitudy mierzonego napięcia w cm, a następnie wymnożenia amplitudy przez stałą wyrażoną w V/cm; chcąc znać wartość skuteczną napięcia trzeba otrzymaną wielkość podzielić przez pierwiastek z liczby 2 . Mierząc napięcie oscyloskopami dwóch typów stwierdziliśmy, że wskazywane przez nie napięcia są jednakowe, natomiast różnią się od wartości wskazywanych przez woltomierz.
Pewien błąd może pochodzić od niedokładności odczytu amplitudy z ekranu oscyloskopu, ponieważ skala oscyloskopu jest podzielona w ten sposób, iż na jeden centymetr przypada 5 działek.
Następnie mierzyliśmy pomiar przesunięcia fazowego dwóch przebiegów. Polegało to na tym, że do jednego wejśicia oscyloskopu podłączaliśmy sygnał z generatora a do drugiego wejścia sygnał z generatora po przejściu przez układ całkujący.Na oscyloskopie obserwowalismy dwa przebiegi przesunięte względem siebie. Pierwszą metodą pomiaru przesunięcia było odczytanie długości przesunięcia fazowego między dwoma przebiegami. Kąt przesunięcia wyznaczaliśmy z ilorazu przesunięcia do okresu a następnie mnożyliśmy przez 360o. Drugą metodą jest metoda porównawcza krzywych Lissajousa. Pomiar polega na tym, że do oscyloskopu doprowadza się do wejścia X częstotliwość badaną, a do wejścia Y częstotliwość wzorcową. W wyniku tego na ekranie oscyloskopu pojawi się określona krzywa zamknięta; stosunek częstotliwości mierzonej i wzorcowej jest równy stosunkowi liczby przecięć prostej równoległej do osi X z prostą równoległą do osi Y. Kąt przesunięcia wyznaczyliśmy z . Po wyliczeniu kątów przesunięcia z tych dwóch metod wartości wyników różnią się. Niedokładność może być spowodowana zarówno niedokładnością odczytu okresu, jak też niezbyt dokładnym skalibrowaniem wzmacniacza osi X oscyloskopów.
Na podstawie dokonanych obliczeń i pomiarów możemy stwierdzić, że błąd, jaki popełniamy mierząc przesunięcie fazowe pomiędzy dwoma napięciami poprzez pomiar odległości pomiędzy nimi jest dużo bardziej zbliżony do wartości poprawnej, za jaką uznajemy wyliczoną na podstawie parametrów obwodu całkującego, natomiast pomiar przesunięcia metodą krzywych Lissajousa jest mniej dokładny.
Ostatnim dokonanym przez nas pomiarem było wyznaczenie pasma przenoszenia filtrów. Do pomiarów wykorzystaliśmy wobulator połączony według schematu z pkt-u 3.Otrzymaliśmy w ten sposób dla pierwszego filtru częstotliwość środkową 5.512 MHz, częstotliwość dolną 5.496 Mhz i częstotliwość górną 5.527 Mhz. Dla tegp filtru szerokość pasma przenoszenia wynosi 31 kHz. Drugi filtr ma częstotliwość środkową 3.953 MHz, częstotliwość dolną 3.881 MHz i częstotliwość górną 4.026 MHz, natomiast pasmo przenoszenia dla drugiego filtru wynosi 145 kHz
Zastosowanie wobulatora było bardzo korzystne, ponieważ umożliwiło uzyskanie ch-ki w interesującym nas obszarze częstotliwości.
Badane wyżej filtry za pomocą wobulatora zbadaliśmy również za pomocą wobulatora, który złożyliśmy z dwóch generatorów. W tym układzie odczytaliśmy również częstototliwości środkowe. Dla pierwszego filtru f ŚRODKOWE= 5.481 MHz a dla drugiego f ŚRODKOWE= 4.020 MHz. Różnice wynikające z porównania tych częstotliwości z częstotliwościami zmierzonymi w układzie z wobulatorem pozwalają na określonie, iż składany wobulator jest mniej dokładny.