измерение фазового сдвига

• Название: измерение фазового сдвига
• Дата: 25.03.2023
• Размер: 0.54 Mb.
• Имя файла: lr4_metra_1 (2).docx
• Тип: Отчет; #1014105

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА)

Кафедра ФРТ


ОТЧЕТ

по лабораторной работе 4

по дисциплине «Основы метрологии и радиоизмерений»

тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ФАЗОВОГО СДВИГА»

Студент гр. 0
Преподаватель

Санкт-Петербург

20
Цель работы.

Изучение методов определения фазового сдвига и принципов действия приборов, применяемых при этих измерениях. Фазовый сдвиг измеряется способом эллипса; нулевым способом с помощью предварительно отградуированного фазовращателя; цифровым фазометром Ф2-16, работающим по принципу преобразования фазового сдвига во временной
интервал.

Основные теоретические положения.


Рис. 1 Упрощенная структурная схема фазометра Ф2-16

Рис. 2 Полная структурная схема фазометра Ф2-16



Рис. 3 Схема Т-моста



Рис. 4 Схема линии задержки

Обработка результатов.

1. Измерение сдвига фаз между каналами Y и X осциллографа GOS-620 способом эллипса.

Рассчитаем по формуле: фазовый сдвиг

Таблица 1

Измеряемая величина	f, кГц
	5	10	15	20	50	100	200
l, дел	0	0	0	0	0,2	0,4	0,8
L, дел	7,2	6,8	6,8	6,8	6,8	7,2	7,6
	0	0	0	0	1,69	3,18	6,04

2. Градуировка фазовращателя лабораторного макета с помощью цифрового фазометра.

, дел.	f, кГц
	12	15	18	20	25	30
1	-337,7	-329,8	-324,5	-326,3	-307,7	-296,4
2	-307,1	-294,4	-290,8	-285,4	-263	-252,2
3	-288,9	-276,1	-266,9	-261,2	-240	-229,8
4	-271,2	-259,1	-249,4	-244	-225,8	-218
5	-257,9	-246,6	-237,7	-232,9	-216,5	-209,7
6	-247,8	-236,7	-228,4	-224,1	-210,6	-205
7	-240	-229,8	-222,5	-218,2	-206,4	-201,3
8	-233,7	-224,5	-217,5	-214	-203,1	-198,7
9	-228,4	-219,7	-213,6	-210,1	-200,3	-196,4
10	-224	-215,9	-210,2	-207,2	-198,3	-194,7
11	-220,4	-212,9	-207,7	-204,9	-196,6	-193,4

Построим на одном графике градуировочные кривые фазовращателя :

3. Измерение фазового сдвига Т-моста нулевым способом.

По данным градуировочных кривых фазовращателя определим фазовый сдвиг Т-моста - и по формуле - рассчитаем .

С = 400 пФ; R = 3,3 кОм

Фазовый сдвиг	f, кГц
	12	15	18	20	25	30
	3,7	2,9	2,5	1,8	1,4	1,2
φТ изм	-83	-82	-82	-82	-68	-72
φТ расч	-84,3	-83	-81	-80,6	-78	-76

Построим расчетную ФЧХ Т-моста:


4. Измерение фазочастотных характеристик трех линий задержки с помощью фазометра.

Таблица 4

	f, кГц
	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
	-352,4	-346,1	-338,6	-326,8	-317,4	-305,6	-296,8	-288,8	-282,5	-276,8
	-344,5	-331,2	-314,5	-290,8	-273,1	-252,6	-236,5	-222,4	-213	-206,8
	-336,4	-314,8	-290,4	-261,8	-240,3	-219,4	-203,4	-187,3	-173,8	-155,4

tз = Δφ / (360̊Δf)

tз1 =(326,8-288,8) / (360̊ (160-80) * 10³) = 1,319 мкс
tз2 = (290,8-236,5) / (360̊ (140-80) * 10³) = 2,514 мкс
tз3 = (314,8-240,3) / (360̊ (100-40) * 10³) = 3,5 мкс

Построим графики зависимости :


Вывод:

В ходе данной лабораторной работы мы исследовали зависимость фазового сдвига от различных параметров. Анализируя график 1-ого пункта, мы видим, что с повышением частоты генератора увеличивается фазовый сдвиг. Это происходит потому, что провода обладают малым реактивным сопротивлением, которое влияет на сдвиг фаз при больших частотах. Анализируя график 2-ого пункта, можно сказать, что значение фазового сдвига лежит в пределах от 0 до 180 градусов, что соответствует свойству фазометра. При этом с увеличением частоты фазовый сдвиг увеличивается. При уменьшении активного сопротивления R напряжение на конденсаторе увеличивается и из-за этого мы наблюдаем увеличение разности фаз. В пункте 3, сравнивая графики расчетного и измеренного фазового сдвига мы видим, что значения сильно расходятся из-за большой погрешности в измерениях, но лежат в пределах от 0 до 90 градусов, что соответствует свойству Т-моста.

В пункте 4 мы наблюдаем, что с ростом числа LC звеньев время задержки увеличивается.