Цифровым частотомером

Лабораторная работа 5

Измерение частоты и периода сигнала цифровым частотомером

1. Тема: Измерение частоты и периода сигнала цифровым частотомером.

2. Требования к знаниям

Студент должен:

Иметь представление:

- О различных методах измерения частоты.

Знать:

- Принцип измерения частоты цифровым частотомером;

- Принцип измерения периода цифровым частотомером;

Уметь:

- Подготовить частотомер к работе.

Иметь навыки:

- Работы с цифровым частотомером.

3. Цель работы

3.1. Изучить принцип работы и конструкцию цифрового частотомера.

3.2. Получить практические навыки измерения частоты и периода элект­рических колебаний цифровым частотомером.

4. Литература

4.1. «Метрология и радиоизмерения» под редакцией В. И. Нефедова. - М.: «ФОРУМ – ИНФРА-М», 2005.

4.2. «Метрология, стандартизация и измерения в технике проводной связи» под ред. Б. П. Хромого. - М.: «Радио и связь», 1986.

4.3. «Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах» под редакцией Б. Н. Тихонова. - М.: «Горячая линия – Телеком», 2007.

4.4. Описание лабораторной работы № 5.

4.5. Техническое описание цифрового частотомера Ч3-32.

5. Подготовка к работе

5.1. Изучить (повторить) материал о цифровых частотомерах. [1] §7.3

5.2. Изучить функциональную схему цифрового частотомера и назначе­ние органов управления по техническому описанию.

5.3. Подготовить бланк отчета

5.3.1. Титульный лист;

5.3.2. Цель работы

5.3.3. Технические данные частотомера Ч3-32;

5.3.4. Структурные схемы измерения частоты и периода [4] рисунки 5.3, 5.4;

5.3.5. Схема измерений рисунок 5.1;

5.3.6. Таблицы 5.1 и 5.2 результатов измерений.

5.4. Контрольные вопросы допуска к работе

5.4.1. Поясните назначение органов управления цифрового частотомера.

5.4.2. Поясните порядок подготовки к работе цифрового частотомера.

5.4.3. Какие напряжения можно подавать на входы цифрового частотомера непосредственно без делителя напряжения?

5.4.4. Поясните порядок измерения частоты электрических колебаний циф­ровым частотомером.

5.4.5. Поясните порядок измерения длительности периода электрических колебаний цифровым частотомером.

6. Основное оборудование

6.1. Цифровой частотомер Ч3-32.

6.2. Измерительный генератор Г3-112.

6.3. Соединительные провода.

7. Задание

7.1. Подготовить к работе цифровой частотомер в соответствии с тех­ническим описанием [4].

7.2. Измерить частоту измерительного генератора.

7.3. Измерить длительность периода колебаний измерительного генера­тора.

8. Порядок выполнения работы

8.1. Подготовьте к работе генератор и цифровой частотомер в соот­ветствии с техническим описанием приборов.

8.1.1. Включите приборы в сеть, при этом должны загореться лампочки контроля сети на приборах.

8.1.2. Подключите частотомер к выходу генератора и подготовьте его для измерения частоты в соответствии с техническим описанием. Если при­боры и шнуры исправны, частотомер должен показывать частоту, установ­ленную на генераторе (она, в данном случае, может быть произвольной) В случае неисправности шнуров проверить их, используя, комбинирован­ный прибор.

8.2. Измерьте частоту по указанию преподавателя, в соответствии с техническим описанием частотомера.

8.2.1. Для измерения используйте схему рисунок 5.1.

Рисунок 5.1 - Схема измерения частоты и периода сигнала.

P₁ – измерительный генератор Г3-112;

P₂ – частотомер Ч3-32.

R – магазин сопротивлений или нагрузка генератора.

8.2.2. Установите переключатель «время счета» в положение 10^-3.

8.2.3. Отсчитайте значение измеряемой частоты на цифровом табло.

8.2.4. Повторите измерения при других значениях времени счета: 10^-2; 0.1; 1; 10; 100 с.

8.2.5. Результаты измерений занесите в таблицу 5.1.

δ ₀ - Основная относительная погрешность частоты внутреннего генера­тора. δ ₀ = ±1·10^-7

f_изм - измеряемая частота в Гц;

t_сч - время измерения в с.

8.2.7. Сделайте вывод о выборе времени счета при измерении частоты.

Таблица 5.1.

8.3. Измерьте длительность периода сигнала генератора по указанию преподавателя в соответствии с техническим описанием частотомера.

8.3.1. Для измерений используйте схему рисунок 5.1.

8.3.2. Установите переключатель частотомера «метки времени» в

положение 10^-6 с.

8.3.3. Отсчитайте значение измеряемого периода на цифровом табло.

8.3.4. Повторите измерения при других значениях меток времени:

10^-5; 10^-4; 10^-3.

8.3.5. Рассчитайте погрешность измерения периода сигнала по формуле (5.2):

T_изм - измеряемый период в с;

T₀ - период тактовой частоты или частоты заполнения (метки времени)

n - количество декадных делителей служащих для умножения периода.

n = 0 при измерении одного периода;

n = 1 при измерении 10 периодов.

8.3.6 По результатам измерения длительности периода Т_изм рассчитайте значения частоты f_{из м} (выполняется для самопроверки).

Таблица 5.2.

8.4.7. Сделайте вывод о выборе меток времени при измерении периода.

8.4.8. Сравните результаты измерений в таблицах 1 и 2, дать реко­мендации в каких случаях целесообразно измерять не частоту, а период сигнала.

9. Содержание отчета.

9.1. Цель работы.

9.2. Таблицы с результатами измерений.

9.2. Выводы по результатам измерений.

10. Контрольные вопросы зачета.

10.1. Поясните назначение и области применения цифрового частотомера.

10.2. Поясните принцип измерения частоты по функциональной схеме час­тотомера.

10.3. Поясните принцип измерения длительности периода по функциональ­ной схеме частотомера.

10.4. Поясните принцип измерения отношения частот f_A/f_Б по функцио­нальной схеме частотомера.

10.5. Поясните порядок расчета основной относительной погрешности из­мерения частоты δ _f и длительности периода δ _Т.