Експериментальні вимірювання коефіцієнту гармонік сигналу Г3-109

6.10.1 Встановити частоту f₁ та середньоквадратичне (діюче) значення вихідної напруги генератора Г3-109 U _д =10 В при положенні атенюатора 5В.

6.10.2 Виміряти параметри f₁ та U _д сигнала за допомогою осцилографа, результати занести в перші колонки таблиці 6.7.

6.10.3 Включити кнопку Spectrum Analizer.

6.10.4 Вибрати за допомогою перемикача FREQUENCY RANGE частотний діапазон в 3 рази більший, ніж f₁ (мінімум 800 Hz), кнопку ZOOM встановити в положення 1.

6.10.5 Включити маркери за допомогою команди головного меню (команда View/Markers (FFT) f&dV, за допомогою якої вимірюється частота f та відносний рівень сигналів. Частота визначається за положенням вертикального маркера.

6.10.6 Встановити на спектрограмі вертикальний електронний маркер на першу гармоніку (рис.6.5), зчитати частоту з панелі та занести до першого рядка табл.6.7.

6.10.7 Встановити на спектрограмі вертикальний електронний маркер послідовно на другу, третю гармоніки з частотами, кратними першій(основній) n×f_осн, зчитати їх частоти з панелі та занести до табл.6.7.

6.10.8 Встановити на спектрограмі перший горизонтальний електронний маркер зверху відклику першої (основної) гармоніки, а другий – зверху відклику другої гармоніки та зчитати з панелі аналізатора спектра рівень другої гармоніки dV в дБ (рис.4) відносно рівня основної гармоніки. Порівнювані між собою рівні сигналів U₂, U₁ вимірюються у відносних одиницях – децибелах (дБ) за формулою . Результат вимірювань N₂,дБ занести до першого рядка табл. 6.7.

6.10.9 Встановити на спектрограмі другий електронний маркер зверху відклику третьої гармоніки та зчитати з панелі аналізатора спектра відносний рівень третьої гармоніки dV в дБ (рис.4) відносно рівня основної гармоніки. Результат вимірювань N₃, дБ занести до першого рядка табл. 6.7.

Рис.6.5

Таблиця 6.7 - Результати вимірювань на аналізаторі спектра відносних рівнів гармонік, коефіцієнтів гармонік та коефіцієнта нелінійних спотворень

Часто-та, fосн, Гц	Напруга, В	1-а гармоні-ка	2-га гармоніка	3-я гармоніка	КГ, %	Норма/ не норма
Частота	Частота f=2× fосн)	Рівень, N2,дБ	Кг2,%	Частота f=3× fосн	Рівень, N3, дБ	Кг3, %
f1=
f2=
f3=
f4=

6.10.10 Зберегти спектрограму на флеш - пам’ять (команда File/Save FFT Image),

6.10.11 Зберегти на флеш - пам’ять координати точок спектрограми - у текстовому форматі (команда File/Save FFT data).

6.10.12 Повторити операції згідно з пп. 10.1 – 10.11 для частот f_2, f₃,f₄ з напругами U_д=10В. Перемикач FREQUENCY RANGE встановлювати пропорційно частоті так, щоб можна було спостерігати основну спектральну складову сигналу і ще 3 гармоніки, тобто не менш 3×f. Результати вимірювань рівнів спектральних складових гармонік занести до другого… четвертого рядків табл. 6.7.

Закінчити роботу з ПК через меню Пуск, виключити тумблер СЕТЬ Г3-109, вимикач POWER PCS64, виключити від мережі 220 В кабелі живлення Г3-109, PCS64, ПК.

6.11 Звіт

6.11.1 Оформити таблиці 1,2,3,4,5,6,7 з результатами розрахунків і вимірювань.

6.11.2 Визначити парціальні коефіцієнти гармонік у відсотках за формулою

Кг_і=10^(-N_i^{дБ/20 +2)} на кожній із частот. Результати занести до табл. 6. 7.

6.11.3 Обчислити коефіцієнти гармонік за формулою на кожній із частот: де n=3 - кількість аналізованих гармонік. Результати занести до табл. 6.7.

6.11.4 Визначити, чи в нормі коефіцієнт гармонік сигналу генератора Г3-109 порівняно з наведеними в табл. 3 даними. Результати внести до табл. 6.7.

6.12 В звіті навести графічні зображення осцилограм і спектрограм досліджуваних сигналів і фрагменти текстових даних сигналів (не більше 50 точок).

6.13Висновки по роботі (порівняти і пояснити, наприклад, причини розбіжності результатів вимірювань за допомогою ЦЗО і генератора).

6.12 Питання та завдання до захисту звіту

1 Сформулюйте теорему Котельникова – Найквіста.

2 Структурна схема цифрового осцилографа.

3 Структурна схема аналогового осцилографа.

4 Функціональні можливості й технічні характеристики PC Scope PCS64і.

5 Основні види осцилографічних вимірювань. Електронні маркери.

6 Яке співвідношення між частотами сигналу і розгортки ЦЗО, при якому на екрані осцилографа зображення залишається нерухомим?

7 Методика вимірювання частоти, періоду, амплітуди, розмаху і діючого значення напруги гармонічних сигналів за допомогою ЦЗО.

8 При яких умовах методична похибка, зумовлена вхідним опором осцилографа, істотно впливатиме на параметри вимірюваного кола?

9 Збереження досліджуваних сигналів у графічному і текстовому форматі.

10 Середньоквадратичне значення напруги.

11 Спектр сигнала. Дискретне перетворення Фур’є. Вікна спостереження спектра.

12 Що таке коефіцієнт гармонік і як він вимірюється? Визначення відносного рівня спектральних складових у dB і перехід у %.

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Метрология, стандартизаци, сертификация и электроизмерительная техника. Учебное пособие/К.Ким, Г.Н.Анисимов, В.Ю. Барбарович, Б.Я. Литвинов. СПБ:Питер,2008 www.piter.com Електр.варіиант, без кода

2. Метрология и радиозимерения: Учебное пособие для студ. высш. Учебніх заведений / Б.В. Дворяшин.- М., Издательский центр «Академия»,2005. 389 (07) Д 24

3. Методичні вказівки до всіх видів зайнять з дисципліни «Метрологія та вимірювання» для студентів денної форми навчання з напряму 1601 Інформаційна безпеку/ Упоряд.: В.Б. Бєлявцев, В.Г.Лихограй.- Харків, ХНУРЕ, 2007. (В-7243 ОРТ).

4.

Навчальне видання

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

з лабораторних робіт з дисципліни

"МЕТРОЛОГІЯ ТА ВИМІРЮВАННЯ"

для студентів денної та заочної форм навчання за напрямом пiдготовки 6.170102 "Cистеми технічного захисту інформації"

Дата добавления: 2015-04-30