Úvod Elektrotechnická měření ESP Konstrukce Teorie Kontakt

12 - Měření na nf oscilátoru

1. ZADÁNÍ ÚLOHY:

  1. Změřte periody střídavého průběhu oscilátoru osciloskopem BM 556 metodami synchronizované časové základny pomocí generátoru impulsů TR 0310 a vypočtěte odpovídající frekvence.
  2. Změřte frekvence oscilátoru osciloskopem metodou Lissajousových obrazců pomocí přesného nf oscilátoru BM 524.
  3. Změřte frekvence osciloskopem metodou modulované kruhové stopy pomocí oscilátoru BM 524 a generátoru impulsů TR 0310.
  4. Změřte frekvence a periody oscilátoru univerzálním čítačem BM 641.
  5. Změřte závislost výstupního napětí a zkreslení oscilátoru na výstupech „SIN“ a „OBD“ pomocí měřiče zkreslení-voltmetru BM 543 na napájecím napětí v rozsahu 6 - 20 V po 2 V, časové průběhy současné pozorujte na osciloskopu.
  6. Sestrojte grafické závislosti frekvence, napětí a zkreslení výstupního napětí oscilátoru na napájecím napětí pro oba výstupy „SIN“ a „OBD“ a z grafu určete výpočtem činitel stability frekvence pro pracovní bod napájecího napětí 12 V.
  7. Zhodnoťte výsledky měření frekvence a periody z hlediska přesnosti, snadnosti realizace a náročnosti přístrojového vybavení. Zhodnoťte také vlastnosti měřeného oscilátoru s ohledem na stabilitu frekvence a tvaru signálu, závislosti na napájecím napětí a zkreslení

2. POUŽITÉ PŘÍSTROJE:

  • 1 ks přesný nf generátor BM 524
  • 1 ks měřič zkreslení-voltmetr BM 543 1 ks čítač BM 641
  • 1 ks přesný X-talový generátor impulsů TR 0310
  • 1 ks osciloskop BM 556
  • 1 ks RC oscilátor
  • 1 ks stabilizovaný zdroj BM 127

3. POSTUP MĚŘENÍ:

  1. Nastavte zadanou hodnotu napájecího napětí U0 v rozsahu 6 - 20 V, napětí z výstupu „SIN“ měřeného oscilátoru přiveďte do vstupu kanálu A osciloskopu BM 556, nastavte vhodnou citlivost, aby obraz byl dostatečně vysoký (alespoň 2 dílky)
    1. Osciloskop přepněte do režimu pouze kanál A se synchronizovanou časovou základnou (ČZ). obraz nastavením•knoflíku „ÚROVEŇ“ zasynchronizujte, rychlost. ČZ nastavte tak, aby obraz měl délku alespoň 1.5 kmitu (periody), posuvem osy X nastavte průběh tak, aby nějaký významný bod křivky začínal na 1.dílku osy X, pak najděte druhý stejný bod na křivce posunutý o 1 periodu, odečtěte tento bod jako počet dílků n a vynásobte rychlostí činného běhu ČZ (podle přepínače ČZ a režimu X-Y), tím dostanete měřenou periodu TM.
    2. Osciloskop přepněte do dvoukanálového přepínaného režimu (AzB), do kanálu B přiveďte 2 generátoru impulsů TR 0310 signál z výstupu "P/D1- v režimu "ENABLE", výstup -PULSE" dává jednotkové Diracovy impulsy s periodou nastavenou otočnými palcovými přepínači, výstup "TIMING" dává obdélníkové impulsy se střidou 1:1 o dvojnásobné periodě, obecné je tedy možné použít libovolný výstup impulsů. Posuňte zobrazeně kanály nad sebou pomocí svislých posuvů A a B kanálů, zasynchronizujte obraz, nastavte periodu impulsů přepínači tak, aby byla stejná jako měřená perioda (postupujte od větších časových intervalů), na přepínačích pak odečtěte přímo hodnotu periody TM. Pokud by nešlo obraz zasynchronizovatn použijte externí synchronizaci "EXT" z pulsního generátoru.
    3. Osciloskop přepněte do režimu pouze kanál A se synchronizovanou časovou základnou (ČZ), obraz nastavením knoflíku „úroveň“ zasynchronizujte, rychlost ČZ nastavte tak, aby obraz měl délku alespoň 1.5 kmitu (periody), do vstupu Z osciloskopu (modulace jasu) přiveďte z generátoru impulsu TR 0310 obdélníkové impulsy (výstup „TIMING“), jejich periodu nastavte tak, aby půl sinusovky bylo světlé a půl tmavé a obraz se nepohyboval. Měřená perioda TM je pak rovna dvojnásobku nastavené periódy generátoru impulsů, pro jiný počet světlých a tmavých oblastí se perioda vynásobí n (počet světlých polí za periodu měřeného průběhu. Pokud by nešlo obraz zasynchronizovat, použijte externí synchronizaci „EXT“ z pulsního generátoru.
  2. Přepněte osciloskop do režimu X-Y (vypnutá ČZ), do kanálu A přiveďte sinusové napětí z měřeného oscilátoru (osa Y), do kanálu B (osa X) přiveďte signál z přesného nf generátoru BM 524, nastavte vhodnou citlivost kanálů, aby byl obraz dostatečně velký v obou směrech, při frekvencích v poměru celých čísel vznikne Lissajousův obrazec, podle jeho tvaru určíme neznámou frekvenci, pro kterou platí fX : fY = nY : nX, kde n jsou počty průsečíků s vodorovnými nebo svislými přímkami, neprocházejícími vlastními průsečíky obrazce (viz obr. 2).
  3. Přepněte osciloskop do režimu X-Y (vypnutá ČZ), do kanálu A přiveďte sinusové napětí z měřeného oscilátoru (osa Y), do kanálu B (osa X) přiveďte signál z výstupu integračního článku, připojeného k měřenému sinusovému napětí, při fázovém posuvu 90° a vhodné citlivosti kanálů vznikne kružnice, kterou lze jasově modulo­vat vstupem Z.
    1. Do vstupu Z přiveďte signál z přesného nf generátoru BM 524, nastavte jeho vhodnou frekvenci, aby se kružnice rozdělila na tmavé a světlé úseky a obraz se nepohyboval, měřenou frekvenci vypočtěte jako fM = fN / n, kde fN je frekvence přesného oscilátoru a n je počet světlých nebo tmavých částí (viz obr. 3).
    2. Do vstupu Z přiveďte signál z generátoru impulsů TR 0310 z výstupu „TIMING“, nastavte jeho vhodnou periodu, aby se kružnice rozdělila na tmavé a světlé úseky a obraz se nepohyboval, měřenou periodu vypočtěte jako TM = TN × 2n, kde TN je perioda impulsů a n je počet světlých nebo tmavých částí kružnice.
  4. Přiveďte signál „OBD“ měřeného oscilátoru do universálního čítače BM 641 do vstupu A, volbou měřicího režimu zjistěte frekvenci fM, délku periody TM, průměrnou délku periody n × TM.
  5. Přiveďte signál „OBD“ měřeného oscilátoru do vstupu B, do vstupu A přiveďte signál z pulsního generátoru z výstupu "PULSE" s periodou 0,1 μs, v režimu poměru dvou kmitočtů určete neznámou frekvenci fM (viz obr. 4)
  6. Na vstup voltmetru-zkresloměru BM 543 přiveďte napětí z výstupu „SIN“ měřeného oscilátoru, přepněte BM 543 do režimu "voltmetr", rozsahy postupně zmenšujte, aby ručička ukazovala pokud možno v posledních 2/3 stupnice a přístroj nebyl přetížen, pak odečtěte hodnotu napětí Uv. Pak zjistěte velikost činitele zkreslení k přepnutím přístroje BM 543 do polohy „úroveň“, děličem nastavte 100 %, pak přepněte do polohy „zkreslení“, kmitočet Wienova mostu nastavte na minimální výchylku ručky, při malém zkreslení (pod hodnotou 5 %) zapněte automatické doladění měřiče a po ustálení odečtěte hodnotu zkreslení k. Měření opakujte pro výstup oscilátoru „OBD“, časové průběhy pozorujte na osciloskopu.
  7. Sestrote grafické závislosti k, Uv a f na velikosti napájecího napětí U0 v lineárních souřadnicích, v pracovním bodě U0 = 12 V určete dynamickou stabilitu frekvence S = Δf / f12, kde Δf je změna frekvence v okolí pracovního bodu a f12 je frekvence v pracovním bodě U0 = 12 V (viz obr. 5).

"Ukázka měření":

 


Přidal Adam Šefránek. Naposledy upravil Vojtěch Šotola dne 2019-02-01 19:33:39.