Інструкційна картка для проведення заняття № 19-21

Інструкційна картка для проведення заняття № 19-21

Учбової практики по дисципліні

"Електрорадіовимірювальна практика"

 

1.Тема заняття: Ознайомлення з роботою функціонального генератора.

2. Робоче місце: лабораторія радіомонтажу (аудиторія №501).

3. Мета заняття: навчиться робити виміри за допомогою портативного осцилографа на виході функціонального генератора.

4. Матеріально - технічне оснащення робочого місця: осцилограф, функціональний генератор.

5. Правила по охороні праці на робочому місці: інструкція № 1, інструкція № 2, інструкція №3, інструкція№4, інструкція №5 по охороні праці на робочому місці.

6. Зміст і послідовність виконання завдання:

6.1 Методичні вказівки до виконання роботи:

 

Теоретичні відомості.

Основні типи функціональних генераторів.

Функціональними генераторами прийнято називати генератори декількох функціональних залежностей (сигналів), наприклад, прямокутних, трикутних і синусоїдальних, формованих з однією перебудовуванню в досить широких межах частотою. Різноманітність форм сигналів розширює сфери застосування таких генераторів і дозволяє використовувати їх для тестування, відладки і дослідження найрізноманітнішої електронної апаратури.

На відміну від RC і LC генераторів функціональні генератори є більш широкодіапазонними - відношення максимальної частоти генерації до мінімальної у них має нерідко порядок 105 - 106 і вище. Найчастіше функціональні генератори використовуються при відладці ВЧ, НЧ і наднизькочастотних пристроїв. У НВЧ діапазоні частот ці пристрої не використовуються, за винятком застосування як джерела модулюючих сигналів.

Функціональні генератори діляться на два широкі класи:

• Аналогові функціональні генератори на основі інтегратора аналогових сигналів у вигляді прямокутних імпульсів (меандру).
• Цифрові функціональні генератори на основі дискретних (цифрових) інтеграторів.

Окрім простоти реалізації, аналогові функціональні генератори мають

одна безперечна перевага перед їх цифровими побратимами - відсутність сходинок на ділянках зростання і спаду пилкоподібного і синусоїдального вихідної напруги. Це особливо важливо, якщо потрібне отримання похідної від вихідної напруги генератора. В цьому випадку сходинки недопустимі, оскільки при переході від однієї сходинки до іншої похідна спрямовується до дуже великих значень. Для реалізації аналогової інтеграції застосовують пристрої заряду розряду конденсатора незмінним струмом і схеми з 100% негативним зворотним зв'язком (інтегратори місткостей на інтегруючих підсилювачах постійної напруги).

Широкого поширення аналогові функціональні генератори набули після розробки високоякісних інтегральних операційних підсилювачів, на яких стала можлива побудова прецизійних інтеграторів. Вони і складають основу функціональних генераторів. На жаль, максимальна частота у таких генераторів зазвичай не перевершує 1-3 Мгц і обмежена частотними властивостями вживаних операційних підсилювачів. Функціональні генератори на основі заряду-разряду конденсатора з одним заземленим обкладанням реалізують максимальні частоти до 20-30 Мгц, а в окремих унікальних (лабораторних) розробках до 50 Мгц.

Смуга пропускання.

Не випадково ми тему почали з визначення амплітудної частотної характеристики(АЧХ), оскільки вона безпосередньо пов'язана з поняттям смуга пропускання. І так, смугою пропускання каналу зв'язку є діапазон частот, в межах якого наша амплітудна частотна характеристика(АЧХ) заданого пристрою рівномірна, що б у нас не було помітного спотворення при передачі сигналу по лінії зв'язку.

Іншими словами, смуга пропускання показує діапазон частот, який можна використовувати з мінімальним загасанням. Вимірюється смуга пропускання в Герцах (Гц). Давайте приведемо різні значення смуги пропускання (ΔF) для різних каналів передачі даних:

0,0,3 кГц - 3,4 кГц

Вита пара

80 Гц - 10000 Мгц

Оптоволокно

Тобто перше значення показує початкові частоти (Fн), а друге - кінцеві частоти (Fк). Тобто межі частот, в яких амплітудна частотна характеристика(АЧХ) рівномірна.

Ми знаємо, що будь-який існуючий сигнал (на вході) можна представити або в частотній або в тимчасовій областях. Частотне втілення сигналу відповідає заданий спектр гармонік - ширинной Δf. Тобто на виході з лінії зв'язку ми отримуватимемо відомості тільки від тих сигналів, частоти яких належатимуть смузі пропускання ΔF нашої лінії зв'язку. Можна зробити висновок, що б ми могли передавати сигнали з потрібним нам спотворенням - потрібно виконувати наступну умову:

ΔFлинии зв'язку > Δfсигнала

Тобто до частотних спотворень може привести обмеженість смуги пропускання. Чим ми матимемо ширше смугу пропускання, тим стабільніше ми відтворюватимемо переданий сигнал. Ну і після розбору понять амплітудної частотної характеристики (АЧХ) і смуги пропускання, давайте ознайомимося з основними причинами спотворення сигналів:

1. різниця швидкостей поширення гармонік сигналу в нашій лінії зв'язку
2. постійна присутність перешкод на лінії зв'язку.

ЦЗО в порівнянні з аналоговими осцилографами має ряд істотних переваг - це можливість запису і зберігання даних про вхідний сигнал, зв'язок з ПК, автоматичні виміри, розширення можливості синхронізації сигналу, математична обробка отриманих даних і так далі

Безперечно, одним з основних параметрів ЦЗО є частота дискретизації, особливо якщо користувач досліджує сигнали близькі до граничної частоти смуги пропускання.

Хід роботи:

1. Включити функціональний генератор.

2. Кнопкною wawe виставити генерацію синусоїдального сигналу.

3. Підключити до генератора щупи з крокодилами.

4. Встановити на генераторі мінімальну частоту(на цифровій панелі виставляємо частоту, наприклад 1, далі праворуч від цифрової панелі вибираємо Hz, kHz, MHz), мінімальне посилення(ручка AMPL), зафіксувати форму сигналу. Перемальовувати в щоденник, визначити основні параметри сигналу.

5. Робимо теж саме, але при цьому ручку AMPL виставляємо на максимальне значення.

6. Встановлюємо на генераторі максимальну частоту. Вимірюємо сигнал за методикою см. п. 4,5.

7. Міняємо на генераторі форму сигналу за допомогою кнопки wawe спочатку на прямокутну, потім на пилкоподібну і виробляємо ті ж виміри, які описані в п. 4,5.

Інструкційна картка для проведення заняття № 19-21