Измерение параметров радиотехнических сигналов универсальным осциллографом: Руководство к лабораторной работе, страница 11

По интерференционной фигуре можно определить отношение частот по формуле:

fг            nв

------  =  ------ ,

fв            nг

где: fг и fв – частоты гармонических напряжений, приложенных к горизонтально-отклоняющим и к верти­кально-отклоняющим пластинам осциллографа соответственно; nв – число касаний интерференционной фигурой одной вертикальной линии; nг – число касаний интерференционной фигурой одной горизонтальной линии. Например, на рис. П.5 показана интерференционная фигура при  fг = 1,5 fв   (стрелками показаны точки касания фигурой условных вертикальной и горизонтальной линий).

Рис. П.5

При измерении частоты методом интерференционных фигур гармоническое напряжение, частоту fx которого надо измерить, подводят ко входу канала Y, а гармоническое напряжение с выхода образцового генератора – ко входу усилителя канала Х (можно подавать и наоборот).

Затем плавно изменяют частоту образцового генератора и добиваются такого ее значения fo, при ко­тором интерференционная фигура будет «неподвижной». По этой фигуре определяют nв и nг. Так  как fг = fо, а fв = fx, то измеряемую частоту fx вычисляют по формуле

          nг

fx = fо -----.

          nв

Наиболее просто измерить частоту, если интерференционная фигура – эллипс (рис. П.3), получаю­щийся при равенстве сравниваемых частот (nв = nг = 1). В этом случае никаких вычислений не требуется, т.к. измеряемая частота просто считывается со шкалы настройки частоты образцового генератора.

Обычно «неподвижную» интерференционную фигуру получить трудно, а то и просто невоз­можно. Это объясняется следующим. Положим, что в течение некоторого короткого интервала времени усло­вие fо = fx строго выполняется и на экране наблюдается неподвижное изображение эллипса. Если затем частота fx изменится, т.е. получит приращение  Df = = const (строго говоря, ни частота fx, ни частота fo никогда не являются постоянными), то разность фаз образцового и исследуемого напряжений будет изменяться прямо пропорционально времени. Покажем это.

Пусть образцовое напряжение  u1 = Um1 cos2πfot = Um1 cosФ1, а исследуемое напряжение  u2 = Um2 cos2πfxt = Um2 cos2π (fo + Df ) t  =  Um2 cosФ2. Тогда разность фаз  Ф2 – Ф1 = = 2π Df t,  что и  приводит  к «вращению» эллипса. Например, если Δf = 2 Гц, то полный цикл (период) вращения эллипса будет равен 0,5 с.

При измерениях часто приходится производить отсчет измеряемой частоты при медленно «вращающемся» эллипсе и, тем самым, допускать погрешность сравнения, которая будет тем больше, чем быстрее «вращается» эллипс. Это одна составляющая результирующей погрешности измерения частоты методом интерференционных фигур.

Вторая составляющая результирующей погрешности измерения частоты этим методом – погрешность меры (погрешность частоты fо образцового генератора).

Об измерении частоты методом интерференционных фигур см. также (1, с. 138 - 139).                                                                                                             


Приложение 7

Бланк отчета о выполнении лабораторной работы

Кафедра ТОР

Метрология и радиоизмерения

О Т Ч Е Т