Измерение частотно-временных параметров сигналов измерительной информации. Преобразователи импульсных сигналов, страница 8

Добившись устойчивого изображения выходного напряжения ПНЧ на экране осциллографа, убедиться в работоспособности ПНЧ при всех положениях переключателя П2 лабораторного макета и всех заданных значениях входного напряжения ПНЧ. Отметить факты изменения частоты выходного напряжения ПНЧ при изменении емкости и напряжения.

Установить переключатель П2 в положение, заданное преподавателем.

Отключить входной кабель осциллографа от зажима 17 и подключить к этому зажиму входной кабель частотомера. Измерить частоту выходного напряжения ПНЧ при двух крайних значениях входного напряжения ПНЧ. Результат предъявить преподавателю и получить после этого задание от него на установку значений напряжений U1,U2,…,Uk, при которых необходимо выполнить калибровку ПНЧ

С помощью сопротивления R1, или внешнего источника, или калибратора устанавливать заданные преподавателем значения напряжения. Эти значения напряжения устанавливать вначале в направлении их увеличения, затем - в направлении уменьшения, как указано в п. 6.4. При каждом значении Ui входного напряжения измерять частоту fij , где j - номер эксперимента, и фиксировать результаты в таблице 5.4. Количество таких экспериментов - не менее 8. Перед таблицей записывается обозначение конденсатора, на который указывает переключатель П2.

Таблица 5.4

В лаборатории в ходе работы вычисляются средние арифметические значения i и строится черновик графика в координатах (U- абсциссы, f - ординаты), на который наносятся все экспериментальные точки и средние арифметические i. Этот график и таблица предъявляются преподавателю для назначения процедуры обработки данных при подготовке отчета в одном из следующих вариантов (см. п. 6.4) :

а)         выполнить только линейную аппроксимацию, проверить гипотезу о линейности, оценить раздельно характеристики аддитивной и мультипликативной погрешности, определить коэффициенты двучленной формулы и написать ее.

б)         выполнить линейную аппроксимацию, проверить гипотезу о линейности и в случае ее отклонения аппроксимировать характеристику преобразования полиномом второго порядка, записать этот полином и оценить характеристику аддитивной погрешности ПНЧ.

в) выполнять аппроксимацию характеристики преобразования ПНЧ полиномами последовательно нарастающей степени в проверкой гипотезы о степени полинома, как указано в п.п. 3.5.3, 3.5.4 части I [1], до тех пор, пока гипотеза о степени полинома не подтвердится, записать последний из этих полиномов и оценить характеристику аддитивной погрешности ПНЧ.

В зависимости от назначенного варианта в отчете должны быть представлены графики следующего вида.

В случае варианта а): график полученной характеристики преобразования с представлением границ разброса экспериментальных значений по форме графика рис. 5, графическое представление аддитивной и мультипликативной погрешностей по виду графика рис. 6.

В случае вариантов б) и в):

Если гипотеза о линейности характеристики преобразования ПНЧ не будет отклонена, графическое представление то же, что и в случае варианта а). В противном случае представляется график полученной характеристики преобразования с представлением границ разброса экспериментальных значений по форме графика рис. 5 (только в этих случаях характеристика не будет линей ной) и графическое представление погрешностей, как аддитивных по виду графика рис. 3.4 части I [1] с теми же обозначениями.

В случае варианта а) приводятся результаты промежуточных расчетов:

 ,                                               

или

 ,                                               

и окончательные результаты:

а также двучленная формула:

 ,

В остальных случаях - аналитическая запись полученной характеристики и характеристика аддитивной погрешности.

Во всех случаях - таблица 5.4 и комментарии по этапам выполненных вычислений и по их результатам.

6. Теоретическая часть

6.1. Принцип действия цифрового частотомера в режиме измерения частоты

Упрощенная структурная схема цифрового частотомера приведена на рис. 7