Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АрхитектураБиологияГеографияДругоеИностранные языки
ИнформатикаИсторияКультураЛитератураМатематика
МедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогика
ПолитикаПравоПрограммированиеПсихологияРелигия
СоциологияСпортСтроительствоФизикаФилософия
ФинансыХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

2.3 осциллографический (самостоятельно)



Измерение частоты

1. Общие сведения.

2. Метод сравнения.

2.1 звуковой;

2.2 гетеродинный;

2.3 осциллографический (самостоятельно)

3. Резонансный метод.

4. Метод дискретного счёта.

1. Частотой колебаний называют число полных колебаний в единицу времени:

f = n/t

 

Для гармонических колебаний частота:

f =1/Т, где Т – период колебаний

 

Единица частоты Гц определяется как одно колебание в одну секунду. Частота и время неразрывно связаны между собой, поэтому измерение той или другой величины диктуются удобством эксперимента и требуемой погрешностью измерения. В Международной системе единиц СИ время является одной из семи основных физических величин. Частота электромагнитных колебаний связана с периодом колебаний Т и длиной однородной плоской волны в свободном пространстве следующими соотношениями: и

где с – скорость света, равная 299 792, 5 0,3 км/с.

Спектр частот электромагнитных колебаний, используемых в радиотехнике, простирается от долей Гц до тысяч ГГц.

Международный консультативный комитет по радио (МККР) предложил упорядочить наименования в спектре частот, применяемых для радиосвязи. Этот спектр разбит на 9 полос, внутри которых частоты меняются в 10 раз. Полосы обозначаются цифрами от 4 до 12, диапазонами частот, диапазонами и метрическими наименованиями длин волн и соответствующими аббревиатурами

 

 

(Таблица 1.)

№ полосы

Диапазон частот

Диапазон волн

Сокращённое обозначение

по частотам

по длинам волн

 

3 – 30 кГц

100 – 10 км (мириаметровый)

ОНЧ (VLF) – очень низкие

СДВ – сверхдлинные

 

30 – 300 кГц

10 – 1 км (километровый)

НЧ (LF) – низкие

ДВ – длинные

 

300 – 3000 кГц

1000 – 100 м (гектометровый)

СЧ (MF) – средние

СВ – средние

 

3 – 30 МГц

100 – 10 м (декккаметровый)

ВЧ (HF) – высокие

КВ – короткие

 

30 – 300 МГц

10 – 1 м

(метровый)

ОВЧ (VHF) – очень высокие

УКВ – ультра- короткие

 

300 – 3000 МГц

100 – 10 см (дециметровый)

УВЧ (UHF) – ультравысокие

ДЦМВ – деци- метровые

 

3 – 30 ГГц

10 – 1 см (сантиметровый)

СВЧ (SHF) – сверхвысокие

СМВ – санти- метровые

 

30 – 300 ГГц

10 – 1 мм (миллиметровый)

КВЧ (EHF) –

крайне высокие

ММВ – милли- метровые

 

300 – 3000 ГГц

1 – 0,1 мм (децимиллиметровый)

 

В радиотехнической практике чаще всего измеряется частота, иногда период и реже длина волны. Измерение частоты выполняется с наибольшей точностью по сравнению с другими видами радиоизмерений, поэтому многие физические величины подлежащие измерению, преобразуют во временные и частотные для последующего точного измерения.



В зависимости от участка спектра и требуемой точности применяют следующие методы измерения частоты: метод перезаряда конденсатора, резонансный метод, метод сравнения и метод дискретного счёта.

В соответствии с ГОСТом 15.094 - 69 «Приборы электронные радиоизмерительные. Классификация. Наименования и обозначения» Приборы для измерения частоты и времени относят к подгруппе Ч:

Ч1 – установки для проверки измерителей частоты воспроизведения образцовых частот, слияние частот сигналов;

Ч2 – частотомеры резонансные;

Ч3 – частотомеры электронно-счётные;

Ч4 – частотомеры гетеродинные, ёмкостные, мостовые;

Ч5 – преобразователи частоты сигнала;

Ч6 – синтезаторы частот; делители и умножители частоты;

Ч7 – приёмники сигналов эталонных частот; компараторы частотные, фазовые; временные; синхронометры;

Ч9 – преобразователи частоты.

 

2. Метод сравнения для измерения частоты получил широкое распространение благодаря его простоте, пригодности для использования практически в любом диапазоне частот и сравнительно высокой точности результата измерения. Для измерения частоты fx методом сравнения необходимо иметь источник образцовых частот fобр. и индикатор равенства или кратности

fx и fобр В связи с этим метод сравнения может быть реализован трёмя способами:

 

2.1 С помощью акустических биений:

 
 


При этом способе сравниваются две звуковые частоты с помощью акустических биений. Если fx и fобр отличаются друг от друга, то в телефоне BF1 слышно два тона. При fобр.= fx слышен один тон, значение fx определяется по шкале G1.

 

Гетеродинный способ реализуется по структурной схеме:

 
 

 

 


Данный способ называется гетеродинным потому, что в качестве источника образцовой частоты используется генератор с плавно изменяющейся частотой – гетеродин.

 

2.2 Осциллографический способ – пригоден для любых частот в пределах полосы пропускания электронно-лучевой трубки. Измерение можно производить при линейной, синусоидальной и круговой развёртках.

 

3. Резонансный метод измерения частоты заключается в сравнении измеряемой частоты с собственной резонансной частотой градуированного измерительного колебательного контура.

 

 

 
 

 

 


На Рис. 3 представлена структурная схема, поясняющая измерение частоты резонансным методом. Данный метод применяется в диапазоне ВЧ и СВЧ.

Источник напряжения измеряемой частоты fx с помощью элемента связи Эсв соединяется с прецизионным измерительным контуром ИК, который настраивается в резонанс с частотой fx. Момент резонанса фиксируется по максимальному показанию индикатора, присоединённого к контуру через второй элемент связи Эсв. Измеряемая частота определяется по градуированной шкале микрометрического механизма настройки с большим числом отсчётных точек. Контур и индикатор конструктивно объединены в устройство, называемое резонансным частотомером.

Измерительный контур резонансного частотомера в зависимости от диапазона частот, для которого он предназначен, выполняется с сосредоточенными или распределёнными параметрами.

Резонансные частотомеры с сосредоточенными параметрами в настоящее время вытеснены полностью цифровыми частотомерами.

В диапазоне СВЧ применяют частотомеры с распределёнными параметрами, колебательный контур такого частотомера выполняют либо в виде отрезка коаксиальной линии, либо в виде объёмного резонатора.

 

4. Метод дискретного счёта:

Сущность данного метода заключается в следующем: переменное напряжение, частоту которого fx нужно измерить, преобразуют в последовательность односторонних импульсов частотой следования, равной fx.

Если сосчитать число импульсов N за известный интервал времени Т, то частоту можно определить:

 

     
 
 
 

 


 

 

Рис. 4. Структурная схема ЭСЧ частотомера

Входное устройство ВхУ состоит из аттенюатора или компенсированного делителя напряжения, с помощью которого устанавливается напряжение, необходимое для нормальной работы формирующего устройства ФУ. В ФУ из входного переменного напряжения U fx формируются короткие прямоугольные импульсы U фу, форма этих импульсов не должна изменяться при изменении частоты и амплитуды входного напряжения в установленных для данного прибора приделах. В качестве ФУ используется триггер Шмитта или специальные схемы на туннельных диодах. Временной спектр ВС предназначен для пропускания импульсов на электронный счётчик Эсч в течение (время счёта).

формируется из частоты генератора с кварцевой стабилизацией Г кв:

 

В управляющем устройстве УУ вырабатывается импульс напряжения U уу длительностью . С помощью этого импульса временной селектор открывается и на ЭС2 проходит группа импульсов . Эта информация через дешифратор ДШ поступает на цифровой индикатор ЦИ и на табло появляются показания в единицах частоты.

После кварцевого генератора включены декадные делители частоты, ДЧ, на выходах которых образуются частоты в 10n (n = 1, 2, 3, 4 …) раз ниже частоты Г кв.

УУ одновременно с воздействием на ВС выдаёт импульсы для автоматического сброса показания с табло ЦИ и освобождения ЭС2 от накопленной информации, а также для приведения в исходное состояние дешифратора ДШ, ДЧ. В УУ предусмотрена блокировка ВС на интервал времени, в течение которого сохраняется информация на табло. Этот интервал времени называется временем индикации.

 


Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 34 | Нарушение авторских прав




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Таблица 1. Ведомость расчета ресурсов на производство работ по объекту

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.014 сек.)