Оглавление (стр. 12 )

30. Осциллографические измерения амплитудных и временных параметров сигналов.

Измерение параметров электрических сигналов

ЭЛО непосредственно измеряют  U,  f,  ц и  Дt (все другие величины предварительно необходимо преобразовать в напряжение).

Измерение напряжений

Синусоидальное напряжение Развертку  отключить: Um = (y/2) К0 .	Несинусоидальное напряжение При включенной развертке: ui = yi К0 .
При наличии постоянной составляющей Сначала подать сигнал на открытый вход Y, затем на закрытый. U0 = y0 К0 . Переменная составляющая измеряется при закрытом входе.	Измерение токов и сопротивлений Ток измеряется с помощью образцового шунта: Im = Um0 / R0 (R0 << Zн) Точность измерения напряжения 3  . Для нахождения Zн измерить Um0 и Umн : Zн = R0 Umн / Um0 .
Измерение временных интервалов и скорости изменения напряжения
Временной интервал: при линейной развертке: t = x Kp ;	с помощью калибратора длительности: t = n Тк.
Скорость изменения напряжения:	Измерение частоты при линейной развертке при синусоидальной развертке на вход Y – напряжение измеряемой частоты fy, на вход X – напряжение известной частоты f0, развертку отключить. Изменять f0 до получения неподвижного эллипса: fy = f0 .
При более сложной фигуре – по точкам касания:

при круговой развертке:

если fизм f0: развертка напряжением известной частоты f0, напряжение измеряемой частоты fизм – на вход Z: fизм = n f0 , n – число штрихов; если fизм < f0: развертка напряжением измеряемой частоты fизм, напряжение известной частоты f0 – на вход Z: fизм = f0 / n.

Измерение фазового сдвига

при линейной развертке (в двухканальном осциллографе):

при синусоидальной развертке:

31. Дискретизация измеряемых сигналов, погрешности дискретизации. Методы преобразования непрерывных величин в коды.

В дискретизированном сигнале, т. е. квантованном по времени каждое значение строго привязано к определенному моменту времени. Промежуток времени между соседними моментами дискретизации называется шагом дискретизации. При значительно малом шаге дискретизации увеличивается время передачи информации и усложняется аппаратурная реализация. При большом шаге теряется информация. Выбор оптимального шага дискретизации основывается на теореме отсчетов Котельникова, которая гласит: если функция не содержит частот герц, то она полностью определяется последовательностью своих значений в моменты времени, отстоящие друг от друга на . Смысл теоремы заключается в том, что функция не может существенно изменить свое значение за время меньше, чем половина периода наивысшей частоты .

Для аналитического задания функции с помощью ее значений в моменты отсчета используется вспомогательная функция вида:

Свойства этой функции позволяют непрерывный сигнал представить в виде дискретизированного:

,

– отсчетные точки.

Теорема Котельникова предназначена для сигналов с ограниченным спектром, а реальные сигналы всегда ограничены во времени и имеют бесконечный спектр. Однако, с достаточной для практики точностью можно ограничить спектр частотой . В этом случае для полного задания сигнала длительностью общее число отсчетов можно определить из выражения:

При , при этом дискретизированный сигнал примет вид :

В дискретизированном сигнале отсутствуют промежуточные значения, поэтому после его приема производят обратную операцию, то есть восстановление. Для восстановления непрерывного сигнала из дискретизированного также применяется теорема Котельникова и аппроксимация степенными полиномами.

Теорема Котельникова: если функция обладает спектром с граничной частотой , дискретизирована циклически с периодом , то она может быть восстановлена по этой совокупности ее мгновенных значений без погрешности, то есть:

,

где – мгновенное значение сигнала, взятое с интервалом .

При восстановлении сигнала степенными полиномами используется линейная аппроксимация, из которой следует выделить:

ступенчатую аппроксимацию;

кусочно-линейную аппроксимацию;

параболическую аппроксимацию.

32. Основные характеристики цифровых измерительных приборов. Погрешность дискретности.

Цифровые измерительные приборы

В последнее время многие электроизмерительные приборы в качестве выходного устройства имеют компьютер с экраном монитора на выходе. Приборы с компьютерным выходом также можно отнести к электронно-лучевым приборам, хотя в большинстве своем такие приборы уже являются не аналоговыми, а цифровыми, поскольку использование компьютера предполагает наличие аналогово-цифрового преобразователя между датчиком и индикаторным устройством.

Электрические газоразрядные индикаторные устройства также, как и светодиодные индикаторы, являются как бы промежуточными между стрелочными аналоговыми приборами и цифровыми. Прежде чем в измерительной технике стал и широко использовать цифровой выход после кодирования сигнала, аналогичная процедура была реализована в газоразрядных и светодиодных индикаторах. По сути дела такие индикаторы уже были простейшими аналого-цифровыми преобразователями, поскольку проводили в простой форме квантование сигнала по определенному уровню, после чего зажигалась та или иная цифра в газоразрядном индикаторе или тот или иной светодиод в светодиодной линейке.

В цифровых приборах все величины преобразуются в цифровую форму при помощи аналогово-цифровых, интервально-числовых или частотно цифровых преобразователей. Форма представления сигнала о физической величине в виде кода называется цифровой. В этом случае каждому значению отсчета ФВ соответствует кодовая группа в виде комбинации простых сигналов. Код - набор символов и правил их комбинирования для получения кодовой группы. Коды различаются системой счисления: например двоичный, восьмеричный, десятичный и т. д. Чаще всего используется двоичный код в виде двух символов.