Лекции по электрорадио измерениям

ℓп пред. = ± ΔАп пред. / L * 100%

Связь между классами точности и пределом допускаемой погрешности средств измерения устанавливается ГОСТом. Класс точности определяется пределом допускаемой приведенной погрешности нормирований по отношению к конечному значению предела измерений:

Кл = ℓп пред. = ± ΔАп пред / Ак * 100%

Класс точности прибора устанавливается при его выпуске путем калибровки его по образцовым средствам измерения в нормальных климатических условиях.

Классы точности:

0,02; 0,03; 0,1; 0,2; 0,5; 1,5; 2,5; 4,0.

Пусть результат калибровки шкалой от 0 до 50 В, то получим следующие погрешности 0,2 до –0,3 ( ΔАп)

От 0 до 30 В: О.Ш.: 0,10; 20; 30; 40; 50.

ΔАп: 0,2; 0,8; 0,5; 0,2; 0; -0,3.

γ = ΔАп пред. / Lн *100% = 0,8 / 50 *100%= 1,6 % Кл = 2,0

Важно отметить следующее, при фиксированном величины приведенной погрешности относительная погрешность зависит от участка шкалы на котором ведется измерение т.е. от Ап т.к. абсолютная погрешность прибора Δ Ап пред. допускается в любой точки шкалы, то при показании Ап максимально возможна относительная погрешность будет:

γ = ΔАп пред. / Ап *100%

ΔАп пред. = ℓп пред * Ак / 100%

ℓп пред = ℓ пред * Ак / Ап

ℓп пред - во столько раз больше ℓ пред во сколько раз Ак больше показания прибора.

Вывод: следует выбирать прибор так, чтобы измерения проводились в последней части шкалы если его класс точности при калибровке определяется через абсолютную погрешность. Если 2,0 - класс точности прибора, определяется через относительную погрешность (2,0), то измерения допускаются на любой части шкалы.

Измерительные генераторы сигналов.

Необходимый в качестве источника сигналов самых разнообразных форм и частот при испытаниях и измерениях в различных радиоэлектронных схем, т.е. используется в качестве меры. Измерительные генераторы сигналов отличаются от обычных генераторов сигналов возможностью установки и регулировки в широких пределах своих выходных параметров ( частоты, формы, уровня выходного сигнала), их высокой стабильностью, а также наличие измерительных приборов контролирующих объединение параметров измерительных сигналов. Обобщенная схема измерительного генератора сигналов:

Задающий генератор – определяет характеристику генератора.

Усилитель- усиливает сигнал задающего генератора до необходимой величины и обеспечивает развязку задающего генератора от нагрузки, т.е. зависимость частоты и напряжения от изменения нагрузки. Часто схемой усилителя обеспечивается регулирующий выходной сигнал.

Выходное устройство- предназначено для регулировки Uвых и согласования сопротивления внешней нагрузки с выхода усилителя. Выполнение последнего условия важно для получения стабильного выходного сигнала до уровня в широком диапазоне перестройки по частоте и получение максимальных нелинейных искажений.

Условие генерации сигналов.

В общем случае генератором – называется эл. схема формирующая переменное напряжение требуемой формы. Простейшим методом формирования гармонических колебаний является метод компенсации потерь в LC контуре. Если в моменте “токов” замыкать ключ т.е. добавлять ( компенсировать потери энергии), то возникнут затухающие сигналы с частотой собственного резонансного контура:

ƒ = 1 / 2π √ L*C

Момент замыкания должен совпадать с “током”, совпадать по фазе, эту компенсацию можно осуществлять подавая в определенный момент на контур через некоторую схему выходное напряжение, которое снимается с контура ( замкнуть обратной связью). Основная блок схема генератора: . Усилитель усиливает входной сигнал U1 в “а”-раз, при чем между U1 и U возникает фазовый сдвиг. Условие генерации замкнутой схемы является равенством выходного напряжения схемы обратной связи и входного напряжения усилителя, т.е. U1 = U3 = К*А*U1 = К*А = 1 = g.

Как указывалось выше должна совпадать и фаза сигналов, т.е. обратная связь должна быть положительна α+β = 2π*n

1) Условие баланса амплитуд заключается, в том что схема генератора будет возбуждаться только тогда, когда усилитель компенсирует потери в схеме обратной связи.

2) Условие баланса фаз заключается в том, что колебания в замкнутой системе возникнут только тогда, когда фаза выходного напряжения, схема обратной связи и фаза входного напряжения усилителя совпадают, т.е. обратная связь положительна.

Классификация измерительных приборов:

1) Генераторы низкочастотные ГЗ: диапазон 20Гц-200кГц, бывают 10Гц –1мГц

2) Генераторы высокочастотные ГЧ: диапазон 30кГц-300мГц. Они имеют коаксиальный выход и диапазон выше 10гГц с волноводным выходом.

НЧ генераторы как правило являются источником не модулированных гармонических колебаний. ВЧ генераторы являются источниками как не модулированных так и модулированных по амплитуде (АМ) и/или по частоте (ЧМ) гармонических колебаний.

Существуют также специальные генераторы с фазной, импульсной и частотной модуляцией.

3) Генераторы импульсов Г5 являются источником одиночных и/или периодических импульсов прямоугольной формы.

4) Генераторы специальной формы Г6

5) Генераторы качающей частоты Г8 (свип-генераторы)

Источники гармонических сигналов частота которых автоматически изменяется в пределах установленной полосы частот.

6) генераторы шума Г2 основными параметрами изменения генераторов служит предел допускания основной погрешности:

· установки частоты

· установки уровня выходного напряжения

· установки коэффициента модуляции

· установки длительности импульса и установка скважности импульсной последовательности

Обозначение класса измерения генератора состоит из условного обозначения и точности по ним: P=1%; U=5%; АМ=10%;

Р1U5АМ10

Низкочастотные изменяющиеся генераторы.

В зависимости от схемы задающего генератора различают 3 типа:

· ЛЦ генераторы

· Генераторы на биение

· РЦ генераторы

ЛЦ генератор: их задающий генератор выполняется с самовозбуждением резонансного контура в цепи обратной связи. Частота колебаний определяется параметрами контура:

ƒ = 1 / 2π √ L*C

Изменять частоту генерации можно путем изменения L и С.

Недостаток: большие габариты L и С в области низких частот. При частоте 20Гц, емкость равна С= 1000мФ, необходима индуктивность L = 63600Гн.

Генераторы набиения.

Схема генератора набиения представлена на рисунке:

Частота f2 изменяется в таких пределах, чтобы разностная частота на выходе смесителя попала в диапазон НЧ возможность плавной перестройки т.е. не требуется переключение диапазонов. Это при автоматической перестройки позволяет автоматизировать снятие амплитудной характеристики. По такой схеме сделаны генераторы Г3-104, Г3-18, Г3-5.

RC-генератор строиться по ранее описанной схеме, в которой в цепи ПОС между резонансного контура устанавливается пассивный полосовой RC-фильтр, представленный на рисунке:

f= 1 / 2π√R1*R2*C1C2; R1=R2=R; C1=C2=C; f= 1 / 2π*R*C.

1	2	3	4	5	6	7