Осциллографические методы измерения параметров сигнала. Погрешности измерений.

Осциллографы прямым методом позволяют определить только U и t.

Uвх=Ly[дел]*K₀[В/дел]*M₀,

tизм=Lx [дел]*K_р[см/дел]*M_р,

М₀ и М_р – множители усиления и развертки, К₀ и К_р – коэф-ты усиления и развертки.

Косвенными методами можно определить фазу, частоту, выбросы и т.д.

Например измерение фазы сигнала

А) Линейная развертка

ϕ=∆T*360/T

Б) Метод эллипса

ϕ=arcsin(A/B)= arcsin(C/D)

Измерение частоты сигнала

Метод сравнения:

А) Калиброванная развертка:

f_x=1/T_x=1/(l_x*K_р*M_р)

погрешность 5…10%

Б) Метод интегральных фигур(Фигур Лиссажу)

f_x X n_г /n _в = f _в /f _гпогрешность 0.001%

f₀ Y

n_г, n _в - max число пересечений с ОХ или

В) Круговая развертка

z→ f_x

Погрешности измерений:

Погрешности К₀, Lx, Ly, частотная погрешность и т.д. погрешности носят в основном случайный характер.

Систематическая погрешность:

1.по измерению напряжения (для устранения снимается АЧХ осц-а и вводится поправочный множитель).

2.при измерении t_ф

- устранение систематич ошибки.

Погрешности задаются паспортными данными.

Также возникают погрешности из-за того что L определяется на глаз

δвиз =0.4*q/L, где q – диаметр луча, δвиз дается в паспортных данных

δ_К0 ~ 3%,

δ_U= δ_К0+ δвиз+ δ_М0

В общем погрешность 5-10 %

 

Цифровые запоминающие осциллографы

В ЦО аналоговый исследуемый сигнал сразу преобразуется в цифровую форму и запоминается в дискретной памяти, затем выводятся на экран (возможны различные формы отображения). Наряду с повешением точности, ЦО позволяют полностью автоматизировать процесс измерения, осуществлять дистанционное управление режимом работы, производить математическую и логическую обработку информации, а использование ЖКД (матричных) экранов снижают габариты и энергопотребление устройства.

Рассмотрим работу ЦО по структурной схеме:

Входной исследуемый сигнал X(t) усиливается до необходимого значения Xн(t) и поступает на АЦП. Мгновенные значения нормированного сигнала Xн(t) в момент времени tк задаваемые генератором Г, преобразуются в цифровые эквиваленты N(tк) и запоминаются в регистре памяти Рг. Синхронно с моментом взятия цифровых отсчётов N(tк) импульсы tк поступают на счётчик СчМ, где появляется код, равномерно нарастающий во времени. Коды N(tк) в отображающем устройстве ОУ преобразуются в управляющие сигналы М, вызывающие горизонтальное перемещение светящей точки экрана ОУ. При переполнении счётчика СчМ, последний занимает исходное положение, при котором светящая точка также возвращается в исходное положение на экране, подготавливая новый цикл получения изображения осциллограммы