ипуры шпаргалка. При каких условиях Усилитель превращается в генератор
 Скачать 2.39 Mb.
|
|
при каких условиях Усилитель превращается в генератор – при организации положительной обратной связи между входом и выходом. Параметры элементов петли обратной связи будут определять частоту выходного сигнала.   Индуктивное сопротивлени:  Емкостное сопротивление:  Условия возбуждения автоколебаний – а)энергия от источника должна попадать в такт с колебаниями в контуре;б)поступающая от источника энергия должна быть равна ее потерям в контуре Смеси́тель — электрическая цепь, создающая спектр комбинационных частот при подаче на неё двух или более сигналов разной частоты. Какая модуляция более помехоустойчивая и почему – угловая, спектр больше. Аттенюа́тор (фр. attenuer — смягчить, ослабить) — устройство для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний. Гетеродин - это генератор электромагнитных колебаний вспомогательной частоты, используемый в радиоприемниках для преобразования принимаемого сигнала в промежуточную частоту. Работает он по принципу автогенератора: есть контур LC, и активный элемент - транзистор (микросхема), который и усиливает колебания в контуре. Анализа́тор спе́ктра — прибор для наблюдения и измерения относительного распределения энергии электрических (электромагнитных) колебаний в полосе частот. По диапазону частот — низкочастотные, радиодиапазона (широкополосные) и оптического диапазона. По принципу действия — параллельного типа (многоканальные) и последовательного типа (сканирующие).    Основные параметры АС последовательного типа Рабочий диапазон частот – это тот частотный диапазон, в котором возможен анализ спектра данным прибором. Рабочий диапазон может быть разбит на поддиапазоны. Полоса обзора (полоса анализа) – это диапазон частот, в котором производится обзор спектра сигнала за один ход развертки. Разрешающая способность – минимальная разность частот двух спектральных составляющих, при которой они на экране фиксируются раздельно и могут быть измерены. Национальный исследовательский Чувствительность АС – это минимальный уровень входного гармонического сигнала, который может быть измерен с заданной точностью. Чувствительность ограничена, как правило, внутренними шумами прибора. Максимальный уровень входного сигнала определяется уровнем допустимых искажений исследуемого спектра при воздействии сигнала на входные активные блоки прибора. Динамический диапазон – это соотношение максимального и минимального уровней двух гармоник, при котором искажения их спектрограммы за счет нелинейности АС пренебрежимо малы. Как правило, он определяется нелинейностью входных блоков спектроанализатора (смесителя, усилителя и пр.). Метрологические параметры АС – это погрешности измерения уровня и частот гармоник. Современные анализаторы спектра последовательного типа обеспечивают значительный динамический диапазон (130…150 дБ). Погрешности измерения амплитуды 0.5…2 дБ, измерения частоты 10−3…10−6 .  По способу обработки измерительной информации и представлению результатов — аналоговые и цифровые. По характеру анализа — скалярные, дающие информацию только об амплитудах гармонических составляющих спектра, и векторные, предоставляющие также информацию о фазовых соотношениях. Средневыпрямленное напряжение детектор средневыпрямленного напряжения - это измерительный преобразователь переменного напряжения в постоянный ток, пропорциональный средневыпрямленному значению входного сигнала  2 вида представления сигнала -Графическое и спектральное -Потом чем они связаны -Соответственно преобразованием Фурье -А, ну типа мы изобразили гармонический сигнал в графическом представлении -Синусоида -Как он в спектральном представлении выглядеть будет -одна гармоника   -кратко Величина тока в мосте Уитстона определяется величиной разности сопротивлений: чем больше разность, тем больше будет течь ток; а если разность сопротивлений меняется, количество протекающего тока будет тоже меняться. Именно это свойство делает схему мосте Уитстона очень полезной в контрольно-измерительных устройствах и системах управления. Точные измерения переменных величин процессов достигаются тем, что переменные параметры процессов изменяют сопротивление в схеме мостика. Даже очень малые изменения величины сопротивления могут быть обнаружены при измерении тока, протекающего через мостик. Принцип работы моста Уитстона Схема моста Уитстона имеет два плеча сопротивления, каждое из которых содержит два резистора. Третья ветвь схемы — это соединение между двумя параллельными ветвями. Эта третья ветвь называется мостиком. Ток течет от отрицательной клеммы батарейки к верхней точке мостовой схемы. Затем, ток делится между двумя параллельными ветвями, причем количество тока, протекающее по каждой из ветвей, зависит от величины сопротивления в ветви. Наконец, ток возвращается к положительной клемме батарейки. При равных величинах сопротивлений равное количество тока течет в каждой из ветвей. По мостику ток не течет, на что указывает нулевое положение измерителя. При этом условии о мостике говорят, что он уравновешен.  Уравновешенная схема мостика Уитстона При неравных величинах сопротивления в ветвях, ток течет в схеме от ветви с большим сопротивлением к ветви с меньшим сопротивлением. Это будет верно, пока два верхних резистора фиксированы и равны по величине, как это имеет место в схемах мостика Уитстона, используемых в контрольно-измерительных системах. Измеритель на рисунке показывает, что ток в мостике течет слева направо.     Вольтметр — это измерительный прибор, который измеряет напряжение между двумя узлами в электрической цепи. Его работа основана на принципе закона Ома. Закон Ома гласит: «Напряжение на сопротивлении прямо пропорционально току, проходящему через него». Любой базовый счетчик имеет разность потенциалов на своих клеммах, когда через него протекает полномасштабный ток. Вольтметр всегда подключается параллельно к нагрузке в цепи, для которой должно измеряться напряжение. Амперметр подключается послед. Нагрузке.лько сигналов на выходе из смесителя Сколько сигналов на выходе из смесителя ? -Единственный сигнал, который должен присутствовать на выходе смесителя — это сигнал промежуточной частоты           -Частота резонанса колебательного контура, формула для расчета колеб.контура.Принцип действия цифрового мультиметраВ основе цифрового мультиметра лежит АЦП двойного интегрирования — аналого-цифровой преобразователь, в котором входной сигнал сравнивается с опорным. Для того, чтобы измеритель показывал величину электрического параметра, измеритель должен быть электрически подсоединен к схеме или ее компоненту. Эти подсоединения выполняются набором проводов. Черный провод обычно называется общим или отрицательным, красный — положительным. На одном конце каждого из проводов находится вилка, которая подключается в гнездо измерителя. Другой конец каждого провода используется для создания контакта со схемой или ее компонентом, который должен быть промерен. Чтобы измерить постоянный ток, измеритель должен быть включен последовательно со схемой, в которой производятся измерения. Если прибор, который настроен на измерение тока, случайно будет включен параллельно с источником напряжения, напряжение может послужить причиной того, что избыточный ток потечет через измеритель и повредит его. Чтобы измерить напряжение, измеритель должен быть включен параллельно с источником напряжения. Поскольку напряжение одинаково во всех ветвях параллельной схемы, напряжение, которое должно быть измерено, будет и на измерителе, в результате чего измеритель покажет уровень напряжения. Измерения сопротивлений должны проводиться на обесточенных цепях. При измерениях сопротивлений используется небольшая внутренняя батарея для питания схемы измерителя и сопротивления, которое должно быть измерено.  · коммутатор К измеряемых сигналов; · операционный усилитель ОУ; · аналого-цифровой преобразователь АЦП; · цифровой индикатор ЦИ. Ко входам коммутатора подключены различные измерительные преобразователи. Первый -- аттенюатор А служит для преобразования постоянного напряжения высокого уровня в постоянное напряжение более низкого уровня. Второй -- прецизионный выпрямитель ПВ служит для преобразования переменного напряжения (тока) в напряжение постоянного тока. Третий преобразователь ПR преобразует сопротивление в напряжение постоянного тока. Чаще всего это просто прецизионный источник постоянного тока, который задается через измеряемое сопротивление и создает на нем падение напряжения U = IR. 1. Классификация погрешностей. Погрешность – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.  Классификация погрешностей: 1) По способу выражения: Абсолютная погрешность описывается формулой (  ) и выражается в единицах измеряемой величины.Относительная погрешность есть отношение абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины:  Приведенная погрешность средства измерений – это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность СИ отнесена к условно принятому значению  , постоянному во всем диапазоне измерений или его части: 2) По причинам и условиям возникновения: Основная погрешность средства измерений – погрешность СИ, применяемого в нормальных условиях. Для каждого средства оговариваются условия эксплуатации, при которых нормируется его погрешность. Дополнительная погрешность средства измерений – составляющая погрешности СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности, вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений. 3) По характеру проявления: систематические – составляющая погрешности, остающаяся постоянной или изменяющаяся по известной закономерности во все время проведения измерений. случайные – это составляющие погрешности, изменяющиеся случайным образом, причины нельзя точно указать, а значит, и устранить нельзя. промахи – грубые погрешности, связанные с ошибками оператора или неучтенными внешними воздействиями. 4) По зависимости от измеряемой величины: - аддитивные Δa, не зависящие от измеряемой величины; - мультипликативные Δм, которые прямо пропорциональны измеряемой величине; - нелинейные Δн, имеющие нелинейную зависимость от измеряемой величины. 5)В зависимости от влияния характера изменения измеряемых величин погрешности СИ делят на: Статической называется погрешность средства измерений, применяемого для измерения ФВ, принимаемой за неизменную. Динамическая погрешность, возникающая дополнительно при измерении изменяющейся физ.величины. Динамическая погрешность СИ обусловлена несоответствием его реакции на скорость (частоту) изменения измеряемого сигнала. Составляющие систематической погрешности По причинам возникновения: Инструментальная погрешность измерения обусловлена погрешностью применяемого СИ. Погрешность из-за изменения условий измерения –являющаяся следствием неучтенного влияния отклонения в одну сторону какого-либо из параметров, характеризующих условия измерений, от установленного значения. Субъективная обусловлена погрешностью отсчета оператором показаний по шкалам СИ, диаграммам регистрирующих приборов. Погрешность метода измерений – составляющая систематической погрешности измерений из-за несовершенства принятого метода измерений, эта погрешность обусловлена: - отличием принятой модели объекта измерения от модели, адекватно описывающей его свойство, которое определяется путем измерения; - влиянием способов применения СИ. Это имеет место, например, при измерении напряжения вольтметром с конечным значением внутреннего сопротивления. В таком случае вольтметр шунтирует участок цепи, на котором измеряется напряжение, и оно оказывается меньше, чем было до присоединения вольтметра; - влиянием алгоритмов (формул), по которым производятся вычисления результатов измерений. Вследствие упрощений, принятых в уравнениях для измерений, нередко возникают существенные погрешности, для компенсации действия которых следует вводить поправки. Иногда погрешность метода называют теоретической погрешностью; - влиянием других факторов, не связанных со свойствами используемых СИ. По характеру измерения: Прогрессирующая погрешность – это непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени Постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени переменная – обратная постоянной Периодическая систематическая погрешность - погрешность, значение которой является периодической функцией времени Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, происходят вследствие совместного действия нескольких систематических погрешностей. 2. Погрешность и неопределенность. Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Основной причиной неудовлетворенности являлся термин «погрешность». Дело в том, что, в отличие от русского языка, в английском и французском языках понятия «ошибка» (т. е. просчет, неверное действие) и «погрешность» не различаются. Концепция неопределенности заключается в следующем. Базовые понятия классической теории точности: истинное значение, действительное значение и погрешность измерения — не вводятся. Взамен введено понятие неопределенность измерения, понимаемое как сомнение, неполное знание значения измеряемой величины после проведения измерений (трактовка в широком смысле) и как количественное описание этого неполного знания (трактовка в узком смысле). Далее это понятие уточняется: неопределенность — параметр, связанный с результатом измерения и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть приписаны измеряемой величине. обе концепции дополняют друг друга, сливаясь в единую концепцию оценивания точности результатов измерений. При этом, следуя причинно-следственным связям, целесообразно установить следующую последовательность введения основных понятий теории точности измерений: истинное значение величины => действительное значение величины => результат измерения => погрешность измерения => неопределенность результата измерения как характеристика этой погрешности. Таким образом, понятия погрешность и неопределенность могут быть гармонично использованы без их взаимного противопоставления. 3. Правила округления результатов измерений. В окончательной записи погрешность измерения принято выражать числом с одним или двумя значащими цифрами. Эмпирически были установлены следующие правила округления рассчитанного значения погрешности и полученного результата измерения. 1. Погрешность результата измерения указывается двумя значащими цифрами, если первая из них равна 1 или 2, и одной – если первая есть 3 или более. 2. Результат измерения округляется до того же десятичного знака, которым оканчивается округленное значение абсолютной погрешности. Если десятичная дробь в числовом значении результата измерений оканчивается нулями, то нули отбрасываются до того разряда, который соответствует разряду числового значения погрешности. Пример: Число 999,99872142 при погрешности ±0,000005 следует округлять до 999,998721. 3. Если цифра старшего из отбрасываемых разрядов меньше 5, то остальные цифры числа не изменяются. Лишние цифры в целых числах заменяются нулями, а в десятичных дробях отбрасываются. Пример: При сохранении четырех значащих цифр число 283435 должно быть округлено до 283400; число 384,435 – до 384,4. 4. Если цифра старшего отбрасываемого разряда больше или равна 5, но за ней следуют отличные от нуля цифры, то последнюю оставляемую цифру увеличивают на единицу. Пример: При сохранении трех значащих цифр число 17,58 округляют до 17,6; число 18598 – до 18600; число 352,521 – 353. 5. Если отбрасываемая цифра равна 5, а следующие за ней цифры неизвестны или являются нулями, то последнюю сохраняемую цифру числа не изменяют, если она четная, и увеличивают на единицу, если она нечетная. Пример: При сохранении трех значащих цифр число 264,50 округляют до 264; число 645,5 – до 646. 6. Округление производится лишь в окончательном ответе, а все предварительные вычисления проводят с одним-двумя лишними знаками. Если руководствоваться этими правилами округления, то количество значащих цифр в числовом значении результата измерений позволяет ориентировочно судить о точности измерения. Это связано с тем, что предельная погрешность, обусловленная округлением, равна половине единицы последнего разряда числового значения результата измерения  АВД – анализатор временных диаграмм (timing analyzer); АИМ – амплитудно-импульсная модуляция (pulse-amplitude modulation); АМ – амплитудная модуляция (AM – amplitude modulation); АРМ – автоматическая регулировка мощности (APC – Automatic Power Control); АРУ – автоматическая регулировка усиления (AGC – Automatic Gain Control); АС – анализатор спектра; АХ – амплитудная характеристика; АЦП – аналого-цифровой преобразователь (ADC – Analog to Digital Converter); АЧХ – амплитудно-частотная характеристика (frequency response curve); БОЗУ – быстрое оперативное запоминающее устройство; БПН – «быстрое» пилообразное напряжение; БПФ – быстрое преобразование Фурье (FFT – Fast Fourier Transform); ВАХ – вольт-амперная характеристика; ВИМ – время-импульсная модуляция; ВП – виртуальный прибор; ВС – временной селектор; ВЧ – высокие частоты (RF – Radio Frequencies); ГВЗ – групповое время запаздывания (Group Delay) ГКЧ – генератор качающейся частоты (sweep generator); ГЛИН – генератор линейно изменяющегося напряжения; ГУН – генератор, управляемый напряжением (VCO – voltage-controlled oscillator); ГШ – генератор шума; ГШТ – газоразрядная шумовая трубка; ДПФ – дискретное преобразование Фурье; 11 ДФС – диодная функциональная схема; е.м.р. – единица младшего разряда; ЖК – жидко кристаллический; ЖИГ – железо-иттриевый гранат (YIG – Yttrium Iron Garnet); ИВК – измерительно-вычислительный комплекс; ИС – измерительная система; ИИС – информационно-измерительная система; ИНИ – измеритель нелинейных искажений; КАМ – квадратурная-амплитудная модуляция (QAM – Quadrature Amplitude Modulation ) ; КИУ – компьютерное измерительное устройство; КНИ – коэффициент нелинейных искажений (THD – Total Harmonic Distortion); КСВ – коэффициент стоячей волны; КСВН – коэффициент стоячей волны напряжения; ЛА – логический анализатор (Logic Analyzer) ; ЛПД – лавинно-пролетный диод; МОЗУ – медленное оперативное запоминающее устройство; МПН – медленное пилообразное напряжение; МПС – микропроцессорная система; МСЭ – Международный Союз Электросвязи (ITU – International Telecommunication Union); НИ – нелинейные искажения; НО – направленный ответвитель; НЧ – низкие частоты (LF – Low Frequencies); ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; ООС – отрицательная обратная связь (FB – Feedback); ОУ – операционный усилитель; ПЗС – прибор с зарядовой связью (CCD – Charge-Coupled Device); ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ПЗФ – полосно-заграждающий фильтр (ВSF – Band Stop Filter) ; ПК – персональный компьютер; ПНЧ – преобразователь «напряжение–частота»; ПОС – положительная обратная связь; ППФ – полосно-пропускающий фильтр (ВPF – Band Pass Filter); ПХ – переходная характеристика; 12 ПЧ – промежуточная частота (Intermediate Frequency); СВЧ – сверхвысокие частоты (MW – microwaves); СИ – средства измерений; СПМШ – спектральная плотность мощности шума; C/Ш – отношение сигнал/шум (SNR или S/N – Signal-to-Noise Ratio); ТБВ – трубка бегущей волны; ТКС – температурный коэффициент сопротивления; УПТ – усилитель постоянного тока; УПЧ – усилитель промежуточной частоты; УСЗ – устройство синхронизации и запуска; ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты (PLL – Phase-Locked Loop); ФВ – фазовращатель; ФВЧ – фильтр высоких частот (HPF – High Pass Filter); ФД – фазовый детектор (phase detector); ФИМ – фазоимпульсная модуляция; ФМ – фазовая модуляция; ФНЧ – фильтр низких частот (LPF – Low Pass Filter); ФУ – формирующее устройство; ФЧХ – фазочастотная характеристика (phase-frequency variation); ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь (DAC – Digital to Analog Converter); ЦВ – цифровой вольтметр; ЦО – цифровой осциллограф (DSO – Digital Storage Oscilliscope); ЧД – частотный детектор; ЧИМ – частотно-импульсная модуляция; ЧМ – частотная модуляция (FM – frequency modulation); ЭДС – электродвижущая сила; ЭЛО – электронно-лучевой осциллограф; ЭЛТ – электронно-лучевая трубка; ЭМП – электромагнитные помехи; ЭМС – электромагнитная совместимость; ЭСЧ – электронно-счетный частотомер (frequency counter); AFG – Arbitrary Function Generators (цифровой функциональный генератор); AWG – Arbitrary Waveform Generators (генератор сигналов произвольной формы); 13 BW – Bandwidth (ширина полосы частот); CMR – common mode rejection (коэффициент ослабления помехи общего вида); DMM – Digital MultiМeter (цифровой мультиметр); DPO – Digital Phosphor Oscilloscope (осциллограф с цифровым люминофором); DSO – Digital StorageOscilloscope (цифровой запоминающий осциллограф); DUT – Device Under Test (тестируемое устройство); ENR – Excess Noise Ratio (коэффициент избыточного шума); EVM – error vector magnitude (вектор ошибки); GPIB – General Purpose Interface Bus (приборный интерфейс, канал общего пользования КОП); LO – Local Oscillator (местный гетеродин преобразователя частоты); MSO – Mixed Storage Oscilloscopes (осциллограф смешанных сигналов); NMR – normal mode rejection (коэффициент ослабления нормальной помехи); NTC – negative temperature coefficient (отрицательный температурный коэффициент); PTC – positive temperature coefficient (положительный температурный коэффициент); RMS – root mean square (среднеквадратическое значение сигнала); SINAD – Signal-to-Noise and Distortion Ratio (отношение сигнал/шум + искажения); SMT – Surface Mount Technology (технология поверхностного монтажа);  |