Основы радиоэлектроники и связи. Отчет по лабораторной работе 1 Основы работы с типовыми контрольноизмерительными приборами в радиотехнической лаборатории
 Скачать 2.84 Mb.
|
|
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт инженерной физики и радиоэлектроники институт Приборостроение и наноэлектроника кафедра ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1 «Основы работы с типовыми контрольно-измерительными приборами в радиотехнической лаборатории» Преподаватель ___________ А.С. Пустошилов подпись, дата инициалы, фамилия Студент РФ20-37Б ___________ К.В. Фролова номер группы подпись, дата инициалы, фамилия Студент РФ20-37Б ___________ Т.Б. Ооржак номер группы подпись, дата инициалы, фамилия Красноярск 2022 СОДЕРЖАНИЕ Цели работы: Ознакомление с оборудованием лаборатории «Радиотехнические цепи и сигналы». Формирование навыков работы с типовыми контрольно-измерительными приборами и соответствующей технической документацией. Выработка навыка составления плана проведения измерений с использованием доступных в лаборатории измерительных приборов. 3 Используемое оборудование: 3 Ход работы 4 1.Генерация и измерение параметров гармонического сигнала. 4 В качестве генератора были использованы: 4 генератор НЧ базового блока; 4 генератор звуковой частоты «GAG-810». 4 На генераторе установить амплитуду и частоту сигнала в соответствии с вариантом (таблица 1) и произвести измерения параметров сигнала используя осциллограф «ОСУ-20». 4 Также необходимо произвести измерения параметров сигнала используя блок цифрового осциллографа «PCS500» совместно с программным комплексом «PC-Lab2000». 5 2.Генерация и измерение параметров последовательности прямоугольных видеоимпульсов. 5 3.Экспериментальное определение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) линейной цепи. 7 4.Измерение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами. 8 5. Синтез копии заданного сигнала с использованием цифрового генератора. 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 13 Цели работы: Ознакомление с оборудованием лаборатории «Радиотехнические цепи и сигналы». Формирование навыков работы с типовыми контрольно-измерительными приборами и соответствующей технической документацией. Выработка навыка составления плана проведения измерений с использованием доступных в лаборатории измерительных приборов. Используемое оборудование:Основной блок лабораторного стенда. Лабораторный макет «ЛИНЕЙНЫЕ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЗВЕНЬЯ». Персональный компьютер, программный комплекс «PC-Lab2000». Блок цифрового осциллографа «PCS500». Блок цифрового генератора «PCGU1000». Сервисный осциллограф «ОСУ-20». Цифровой вольтметр «GWInstek GDM-8135». Генератор сигналов многофункциональный «Agilent 33220A». Генератор звуковой частоты «GWInstek GAG-810». Кабели радиочастотные. Разъемы и переходы. Ход работыГенерация и измерение параметров гармонического сигнала. В качестве генератора были использованы: генератор НЧ базового блока; генератор звуковой частоты «GAG-810». На генераторе установить амплитуду и частоту сигнала в соответствии с вариантом (таблица 1) и произвести измерения параметров сигнала используя осциллограф «ОСУ-20». Таблица 1 – Параметры гармонических сигналов
Аналитическая запись сигнала:  Масштабы измерения: VOLTS/DIV – 0,5V TIME/DIV – 10 mcs  Рисунок 1 – Измерение параметров сигнала с использованием осциллографа «ОСУ-20» Также необходимо произвести измерения параметров сигнала используя блок цифрового осциллографа «PCS500» совместно с программным комплексом «PC-Lab2000».  Рисунок 2 – Измерение параметров сигнала с использование блок цифрового осциллографа «PCS500» совместно с программным комплексом «PC-Lab2000» С помощью встроенных маркеров легко определить точную амплитуду сигнала, его период и частоту. Амплитуда сигнала – 0,2 В, период – 11,60 мкс, частота – 86,21 кГц. Данные параметры отображаются сразу на осциллограмме. Генерация и измерение параметров последовательности прямоугольных видеоимпульсов. В качестве генератора использовать: блок цифрового генератора «PCGU1000»; генератор сигналов многофункциональный «Agilent 33220A». На генераторе установить период, длительность и амплитуду сигнала в соответствии с вариантом (таблица 2). Произвести измерения параметров сигнала используя осциллограф «ОСУ-20». Произвести измерения параметров сигнала используя блок цифрового осциллографа «PCS500» совместно с программным комплексом «PC-Lab2000». Таблица 2 – Параметры последовательности прямоугольных импульсов
 Рисунок 2 – Осциллограмма с PCS500  Рисунок 2 – Измерение параметров прямоугольного сигнала с использованием осциллографа «ОСУ-20» С помощью встроенных маркеров легко определить точную амплитуду сигнала, его период и частоту. Амплитуда – 2,86 В, период – 45 мкс, частота – 22,22 кГц, длительность – 4 мкс. Эти параметры отображаются на самой осциллограмме. Также можно посчитать скважность сигнала: S = T/τ = 11,25. Экспериментальное определение амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) линейной цепи.В соответствии с вариантом из таблицы 3 необходимо произвести измерение АЧХ линейной цепи на лабораторном макете «Линейные и нелинейные звенья». Для этого был использован блок цифрового генератора «PCGU1000» и цифровой вольтметр «GDM-8135». С помощью программного комплекса «PC-Lab2000» произвести автоматизированное измерение АЧХ линейной цепи в соответствии с вариантом. Таблица 3 – варианты линейных цепей
 Рисунок 3 – АЧХ с цепи с показаний вольтметра По характеру АЧХ можно определить, что исследуемая линейная цепь является низкочастотным фильтром. Измерения проводились с частоты 300 (Гц) до 10 (кГц) с шагом в 300 (Гц). Измерение фазового сдвига между двумя гармоническими сигналами.В соответствии с вариантом сгенерировать гармонический сигнал (таблица 4). Амплитуду сигнала установить равной 1 В. Использовать блок цифрового генератора «PCGU1000». Произвести измерение фазового сдвига между сгенерированным сигналом и сигналом, прошедшим через линейную цепь. Таблица 4 –Линейные цепи; частота гармонического сигнала
 Рисунок 4 – Измерение фазового сдвига Исходный сигнал определяется следующей формулой:  Сигнал, прошедший через линейную цепь:  Тогда разность фаз:  5. Синтез копии заданного сигнала с использованием цифрового генератора.В качестве заданного сигнала использовать сигнал, формируемый на выходе блока «КОДЕР», с последовательностью, установленной в соответствии с вариантом. Сформировать сигнал на выходе блока «КОДЕР» в соответствии с вариантом (таблица 4). Измерить параметры сигнала сформированного блоком «КОДЕР». Записать математическую модель сформированного сигнала. Используя возможности блока цифрового генератора «PCGU1000» и программного комплекса «PC-Lab2000» сгенерировать сигнал, используя полученный файл. Для этого необходимо воспользоваться опцией «Wave Editor» окна «Function Generator». Таблица 4 – Чередование парциальных импульсов для блока «КОДЕР»
 Рисунок 5 – Сигнал на выходе блока «КОДЕР»  Рисунок 6 – Математическая модель сигнала в экселе Используя любую доступную программно-вычислительную среду синтезировать массив отсчётов одного периода сигнала, сформированного блоком «КОДЕР» (массив должен состоять из 300 отсчетов). Полученный массив отсчётов нормировать к максимальному значению и сохранить в виде текстового файла.  Рисунок 7 – Сравнение сигналов Аналитические выражения для сгенерированного сигнала: U=20,94 (В) T=7,64 (мс) 1/dt=137.06 (Гц) [0, t1]=0,88 (мс) [t1, t2]=1,26 (мс) [t2, t3]=1,72 (мс) [t3, T]=3,78 (мс) Математическая модель сгенерированного сигнала:  Провести сравнение исходного и сгенерированного сигнала. Для сравнения использовать осциллограф «ОСУ-20» и блок цифрового осциллографа «PCS500» совместно с программным комплексом «PC-Lab2000». Временную диаграмму необходимо аппроксимировать с данной функцией полученную частоту 135.14 Гц. Немного изменили частоту и получили 137.06 Гц. ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе данной лабораторной работы мы ознакомились с оборудованием лаборатории «Радиотехнические цепи и сигналы». Получили навыки работы с типовыми контрольно-измерительными приборами и соответствующей технической документацией. Научились составлению плана проведения измерений с использованием доступных в лаборатории измерительных приборов. Были исследованы параметры гармонического сигнала и последовательности прямоугольных видеоимпульсов. Из полученных осциллограмм сигналов с использованием аналогового осциллографа ОСУ-20 и цифрового PCS500 можно сделать вывод, что они практически идентичны. В третьем пункте была исследована линейная цепь №2. Из полученного графика можно сказать, что мы исследовали АЧХ низкочастотного фильтра. В ходе выполнения четвёртого пункта был измерен фазовый сдвиг между двумя гармоническими сигналами. Величина сдвига составила 259 градусов. В последнем задании был синтез копии сигнала, сформированного на выходе блока «КОДЕР». На рисунке 7 видно, что удалось синтезировать копию сигнала. |