ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ. При цьому способі на одну з пар відхиляючих пластин осцилографу подають синусоїдальну напругу відомої частоти

ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ СИГНАЛУ ЗА ДОПОМОГОЮ ФІГУР ЛІССАЖУ

При цьому способі на одну з пар відхиляючих пластин осцилографу подають синусоїдальну напругу відомої частоти, на іншу – напругу, що досліджується. Змінюючи частоту, домагаються отримання на екрані нерухомого (або що повільно переміщається) зображення, так званої фігури Ліссажу. Вимірювання виконують при виключеному генераторі розгортки.

Кратність частот при будь-якій формі нерухомого зображення фігури визначається по числу N_X та N_У перетинів зображення фігури горизонтальною і вертикальною лініями відповідно.

Якщо напруга невідомої частоти fх подана на горизонтально відхиляючі пластини, а напруга відомої зразкової частоти fо – на вертикально відхиляючі пластини, то невідома частота визначається за формулою

Похибки вимірювання частоти за допомогою фігур Ліссажу взагалі визначаються похибкою установки зразкової частоти f₀, а також правильністю підрахунку числа точок перетину N_X і N_У. На похибку вимірювання впливає нестабільність джерел зразкової частоти та частоти, що вимірюється. При ньому неможливо досягти нерухомого зображення інтерференційної фігури: чим нестабільність більше, тим швидше рахується по екрану зображення. У випадку, коли , різницеву частоту можна визначити за допомогою секундоміра. Для цього, підрахувавши число циклів n зміни фігури на екрані ЕПО за певний проміжок часу Δt, різницеву частоту обчислюють за формулою

Δf = n / Δt .

Відносна нестабільність частоти визначається як

Δf = Δf / f_X ∙ 100% .

ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ СИГНАЛУ В РЕЖИМІ КРУГОВОЇ

РОЗГОРТКИ 3 МОДУЛЯЦІЄЮ ЯСКРАВОСТІ ЗОБРАЖЕННЯ

Кругова розгортка виходить при подачі на обидві пари відхиляючих пластин ЕПТ синусоїдальних напруг, однакових по значенню, але зсунутих по фазі на кут Δφ = π/2. В цьому випадку промінь описує на екрані ЕПТ коло за час, рівний періоду Т₀ розгортаючої напруги, а кількість обертів за секунду чисельно дорівнює частоті такої напруги.

Якщо напругу зразкової частоти fо використати для отримання кругової розгортки, а напругу невідомої частоти f_Z подати через "Вход Z" на модулятор ЕПТ, то в додатний півперіод цієї напруги яскравість збільшиться, а в від'ємний – зменшиться. У результаті коло вийде переривистим, у якому число темних або світлих частин цього кола буде таке, що дорівнює відношенню частот, тобто f_Z/f₀ = N_Z.

Шукане значення невідомої частоти знаходиться як

f_Z = f₀N_Z .

Похибка вимірювання частоти f_Z, таким способом визначається похибкою установки зразкової частоти f₀ і нестабільністю обох частот. Для отримання кругової розгортки можна використати зсув по фазі Δφ = π/2 між напругами на елементах R-С кола.

ВИМІРЮВАННЯ ФАЗОВОГО ЗСУВУ МІЖ ДВОМА СИГНАЛАМИ

Вимірювання фазових зсувів може здійснюватися в режимах лінійної або синусоїдальної розгортки.

Виміряти фазовий зсув при лінійній розгортці можливо використовуючи двоканальний режим роботи осцилографа. При цьому тумблери « , ~» встановлюються в однакові положення в залежності від типу сигналу, що подається. Опорний сигнал подається на вхід каналу І, а сигнал, що порівнюється - на вхід каналу ІІ. У цьому випадку на екрані отримують одночасно в одному часовому масштабі зображення обох сигналів. Фазовий зсув визначають як часову затримку між сигналами, виражену в частках періоду і що відлічується в кутових градусах.

Δφ = (ΔL/L) ∙ 360°,

де ΔL – відстань на екрані, відповідна тимчасовому зсуву між сигналами;

L – розмір періоду сигналу на екрані.

У роботі передбачене вимірювання кута зсуву фази між двома напругами за допомогою фігур Ліссажу. В цьому випадку одна напруга подається на вхід вертикального, а інша на вхід горизонтального каналів. При цьому на екрані спостерігається найпростіша фігура Ліссажу у вигляді еліпса (генератор розгортки при цьому виключений). Якщо на отриманій осцилограмі побудувати осі, як це показано на рис. 5.2, б, то шуканий зсув

де А, В – довжини відрізків між відповідними точками осцилограми.

Спосіб вимірювання є непрямим, вимагає лінійних вимірювань і обчислень, що приводить до значних похибок.

Наприклад. Зображення на екрані ЕПО отримані

а) в режимі лінійої розгортки двоканального осцилографа

Передбачимо, що ΔL = 1,1 поділок, а період опорного сигналу L=4 поділки (рис. 5.1). Фазовий зсув

б) вимірювання здійснені методом фігур Лі сажу

Фазовий зсув в цьому експерименті визначається так

Рисунок 5.1 - Вимірювання фазового зсуву

а) в режимі лінійної розгортки; б) методом еліпса