Презентация на тему: МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ

МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
До засобів вимірювання параметрів форми й спектра загального застосування відповідно до класифікації за ГОСТ 15094–86 відносяться:
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Параметри АМ сигналу
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Осцилограма АМ сигнала
Державний еталон коефіцієнта АМ України
Джерелами похибки відтворення КАМ є:
Державний еталон України має наступні характеристики:
Параметри сигналу з кутовою модуляцією (ЧМ)
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Девіація кал і брується за допомогою еталонних вимірювачів, у яких реалізовані найбільш точні методи :
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Спектр ЧМ сигналу (амплітудний спектр)
Основними складовими похибки еталона є:
Еталон одиниці девіації частоти
Вимірювачі модуляції
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Вимірювання коефіцієнта гармонік
ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ГАРМОНІК
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
На практиці завдання вимірювання коефіцієнта гармонік можна розбити на дві :
Структурна схема вимірювача коефіцієнта гармонік
МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ
Робочі еталони (СК6-10) видають сигнали наступних видів:
Державний еталон одиниці коефіцієнта гармонік має наступні метрологічні характеристики:
1/30
Средняя оценка: 5.0/5 (всего оценок: 26)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (2792 Кб)
1

Первый слайд презентации: МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ

1 ЛЕКЦІЯ 1 3 В. І. ОГАР РАДІОТЕХНІЧНИЙ ФАКУЛЬТЕТ МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ 1

Изображение слайда
2

Слайд 2: До засобів вимірювання параметрів форми й спектра загального застосування відповідно до класифікації за ГОСТ 15094–86 відносяться:

2 До засобів вимірювання параметрів форми й спектра загального застосування відповідно до класифікації за ГОСТ 15094–86 відносяться: осцилографи різних видів (підгрупи С1, С7, С8, С9); аналізатори спектра (С4, СК4); вимірювальні приймачі Селективні мікровольтметри вимірювачі коефіцієнта амплітудної модуляції (С2); вимірювачі девіації частоти (СКЗ); вимірювачі нелінійних викривлень (С6). Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 2

Изображение слайда
3

Слайд 3

3 Для приладів підгруп С2-, С3-, С6- можна говорити про побудову еталонів одиниць вимірюваних величин (коефіцієнта гармонік, коефіцієнта АМ, девіації частоти), те для осцилографів і АС говорити про яких або еталонах недоречно. Підхід до метрологічного забезпечення цих приладів інший і буде розглянутий окремо. Еталон одиниці коефіцієнта амплітудної модуляції призначений для атестації зразкової апаратури ( робочого еталона), що відтворює АМ сигнал з каліброваним коефіцієнтом АМ, і перевірки найбільш точних модулометрів, що є вимірювальними приймачами АМ сигналів., Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 3

Изображение слайда
4

Слайд 4: Параметри АМ сигналу

4 Параметри АМ сигналу Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

5 Середнє значення амплітуди за період модуляції де Коефіцієнти АМ убік збільшення й зменшення амплітуди ( для позитивної й негативної півхвиль, що обгинає АМ сигналу) прийнято називати коефіцієнтами амплітудної модуляції “нагору” m в і “униз” m н При симетричній модуляції, коли модуляційна характеристика лінійна, усі перераховані значення коефіцієнта АМ збігаються: Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 5

Изображение слайда
6

Слайд 6

6 У випадку наявності нелінійних викривлень функції, що модулює (, що обгинає) АМ сигналу вираження для АМ сигналу має вигляд: Де m і – парціальні коефіцієнти АМ із частотами Тоді …– парціальні коефіцієнти гармонік по -й гармоніці. Сумарний КГ рівний Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 6

Изображение слайда
7

Слайд 7

7 Крім корисної (змушеної) АМ, реальний сигнал завжди супроводжується паразитної АМ флуктуаційого характеру, називаної також амплітудним шумом. Принцип побудови й основні характеристики еталона одиниці коефіцієнта амплітудної модуляції В основу відтворення одиниці коефіцієнта АМ покладений метод, що полягає у формуванні АМ сигналу з, що обгинає, близької до синусоїдальної, установленні з високою точністю коефіцієнта АМ і точному розподілі напруги, що модулює, для одержання каліброваних m значень у діапазоні 0,1 – 100%. Калібрування коефіцієнта АМ m н=100 % здійснюється по характерній осцилограмі при максимальній чутливості осцилографа. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 7

Изображение слайда
8

Слайд 8: Осцилограма АМ сигнала

8 Осцилограма АМ сигнала Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 8 М=100% М >100%

Изображение слайда
9

Слайд 9: Державний еталон коефіцієнта АМ України

9 Державний еталон коефіцієнта АМ України Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 9 діапазон несучих частот 0,01 – 500 МГц; діапазон частот, що модулюють, 0,02 – 200 кГц; межі відтворених значень КАМ 0,1 – 100%; НСП = (1 – 2) · 10 -3 ; СКВ = 3 · 10 -4.

Изображение слайда
10

Слайд 10: Джерелами похибки відтворення КАМ є:

10 Джерелами похибки відтворення КАМ є: нелінійні викривлення, що обгинає АМ сигналу; паразитна АМ шумового характеру; неточність установки m н= 100 %; неточність зразкового дільника напруги, що модулює; викривлення АМ сигналу в перетворювачах частоти. При використанні компаратора додається також похибка останнього, яка носить, в основному, випадковий характер. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 10

Изображение слайда
11

Слайд 11: Державний еталон України має наступні характеристики:

11 Державний еталон України має наступні характеристики: діапазон несучих частот 0,01 – 500 Мгц; діапазон частот, що модулюють, 0,02 – 200 кГц; межі відтворених значень КАМ 0,1 – 100%; НСП = (1–2)·10 -3 ; - СКВ = 3·10 -4. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Параметри сигналу з кутовою модуляцією (ЧМ)

12 Параметри сигналу з кутовою модуляцією (ЧМ) Сигнал з кутовою модуляцією у загальному випадку має вигляд де Е – амплітуда, прийнята постійної; ω 0 – несуча частота (частота у відсутності модуляції); – миттєва частота. і – закони зміни частоти й фази відповідно; Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 12

Изображение слайда
13

Слайд 13

13 Средньоквадратичне значення девіації частоти за період Екстремальні значення кутової частоти сигналу рівні ; , де й називають кутовими девіаціями частоти (ДЧ) “нагору” і “униз” відповідно. У випадку гармонійної кутової модуляції миттєва частота сигналу де ∆ ω - девіація частоти; Ω – частота гармонійного коливання, що модулює – індекс модуляції, який рівний девіації ∆ φ фази Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 13

Изображение слайда
14

Слайд 14

14 Крім корисної кутової модуляції реальний сигнал завжди супроводжується паразитною кутовою модуляцією. Оскільки на практиці із двох різновидів кутової модуляції частіше застосовується частотна, ніж фазова, те доцільно створювати еталон основного параметра частотної модуляції – девіації частоти. Джерело ЧМ сигналу генерує сигнал виду й забезпечує одержання девіацій частоти від 1 Гц до 1 МГц у смузі частот, що F модулюють, від 0,02 до 200 кГц ( ∆ f діапазони й F, у яких працюють вимірювачі ЧМ загального застосування). Для одержання такого сигналу й забезпечення малих значень паразитних параметрів треба було створення трьох генераторів на частотах 8, 50 і 200 МГц. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Девіація кал і брується за допомогою еталонних вимірювачів, у яких реалізовані найбільш точні методи :

15 Девіація кал і брується за допомогою еталонних вимірювачів, у яких реалізовані найбільш точні методи : цифровий (рахунковий), заснований на підрахунку числа періодів досліджуваного сигналу (обробленого спеціальним образом) протягом зразкового інтервалу часу; спектральний, заснований на властивостях спектра ЧМ сигналу (“метод нулів функції Бесселя”); Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 15

Изображение слайда
16

Слайд 16

16 Метрологічні характеристики еталона визначаються як параметрами ЧМ сигналу, так і еталонними вимірюванняниками девиації частоти. Основним методoм вимірювання є “метод нулів функції Бесселя”, який заснований на властивостях спектрального розкладання ЧМ сигналу з гармонійною модуляцією, яке, як відомо, має вигляд де – функція Бесселя першого роду λ -го порядку. Амплітуда λ –ой спектральної складової Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 16

Изображение слайда
17

Слайд 17

17 Бесселева функція є квазипериодичною загасаючою функцією, коріння якої (перетинання з віссю β ) табульовані з високою точністю. Таким чином, реєструючи рівність, можна встановлювати, де – n -й “нуль” λ -ой спектральної складової. 17

Изображение слайда
18

Слайд 18: Спектр ЧМ сигналу (амплітудний спектр)

18 Спектр ЧМ сигналу (амплітудний спектр) 18

Изображение слайда
19

Слайд 19: Основними складовими похибки еталона є:

19 Основними складовими похибки еталона є: похибки внаслідок неідеальності еталонного ЧМ сигналу (наявність КГ закону ЧМ, що супроводжує АМ, паразитної ЧМ); похибки еталонних вимірювачів ДЧ; похибки компарування. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 19

Изображение слайда
20

Слайд 20: Еталон одиниці девіації частоти

20 Еталон одиниці девіації частоти Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 20 Діапазон несучих частот (у який передається еталонне значення дев і ац ії частоти), Мгц 0,1 – 10000; Діапазон частот, що модулюють, кГц 0,02 – 200; Межі відтвореної дев і ац ії частоти, Гц 1– 106; НСП (0,5–2)·10 -3 СКВ (3–5)·10 -4 Порівняльний аналіз показує, що ці характеристики перебувають на рівні кращих світових аналогів.

Изображение слайда
21

Слайд 21: Вимірювачі модуляції

21 Вимірювачі модуляції R&S FMA/FMB Modulation Analyzer 50 KНz – 1360Мгц FMB – до 5,2 GНz AM FM ФМ Діапазон частот, що модулюють, 10Hz – 200kНz Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 21 Діапазон несучих частот 0,1 - 10 000 МГц Діапазон частот, що модулюють, 0,02-200 кГц Межі виміру: коефіцієнта AM 0,1 - 100 % девіації частоти 1-106 Гц коефіцієнта гармонік, що обгинає 1-10 % напруги вхідного сигналу 0,1 - 1 В частоти, що модулює, 0,02-200кГц Межі основної похибкиі виміру; коефіцієнта AM ±2 %; девіації частоти ±2 %

Изображение слайда
22

Слайд 22

22 Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 22 Векторні аналізатори модуляц ії В екторний аналізатор модуляції націлений на тестування високошвидкісної цифрової векторної модуляції й визначає такі параметри модуляції цифрового радіопристрою мікрохвильового діапазону, як QPSK, 64QAM, глазкові діаграми, “зірчасті” діаграми й інші. Ці типи модуляцій використовуються в нових супутникових системах із цифровим відеоканалом.

Изображение слайда
23

Слайд 23: Вимірювання коефіцієнта гармонік

23 Вимірювання коефіцієнта гармонік Квазигармонійний сигнал може бути записаний у вигляді де – амплітуда і-й гармоніки основної частоти ( і=1,2,…, n – номер гармоніки); – основна частота коливання; φ і– фаза і-й гармоніки. Середньоквадратичне значення (СКЗ) напруги цього сигналу визначиться вираженням де – СКЗ і-й гармоніки; Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 23

Изображение слайда
24

Слайд 24: ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ГАРМОНІК

24 ВИМІРЮВАННЯ КОЕФІЦІЄНТА ГАРМОНІК Прилади загального застосування Вимірювальні генератори (Г1, Г3, Г4, Г6) Вимірювачі нелінійних викривлень (С6) Аналізатори спектра (С4) Вимірювачі модуляції (С2, С3) Вимірювачі якості електроенергії Спеціалізовані прилади систем зв’язку Засоби вимірювання Діапазон частот..... 0,01 – 200 кГц Діапазон КГ......... 0,003 – 100 % Похибка (відн.)... 0,003 – 0,01 ОсновнІ вимоги Радіомовлення Низовий зв’яок Магістральний КВ-зв’язок Телебачення Радіотехнічні системи Радіовимірювальна техніка Якість електроенергії Галузі застосування

Изображение слайда
25

Слайд 25

25 Коефіцієнт гармонік сигналу є відношення СКЗ напруги вищих гармонік до СКЗ напруги першої гармоніки: Розрізняють парціальні КГ по другий, третьої і т.д. гармонікам: , …, Тоді Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 25

Изображение слайда
26

Слайд 26: На практиці завдання вимірювання коефіцієнта гармонік можна розбити на дві :

26 На практиці завдання вимірювання коефіцієнта гармонік можна розбити на дві : вимірювання великих КГ ( понад 1% і аж до 100 %), необхідне для дослідження перекручених гармонійних сигналів; вимірювання досить малих КГ ( від тисячних часток відсотка), необхідне для атестації джерел прецизійних гармонійних сигналів, високоякісних аудио- і відеосистем і систем зв'язку. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 26

Изображение слайда
27

Слайд 27: Структурна схема вимірювача коефіцієнта гармонік

27 Структурна схема вимірювача коефіцієнта гармонік Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 27 Автоматичней перемикач меж вимірювань Калібратор Підсилювач з АРП Режекторний підсилювач k г, % ІІ S І ЕЛЧ ЦВ Автоматичний вхідний пристрій u(t) Вимірювання Калібрування Комутатор І I S

Изображение слайда
28

Слайд 28

28 Для рішення першого завдання існує досить багато методів як вимірювання КГ ( у тому числі цифрових), так і відтворення сигналів з каліброваним КГ. Більш складної є завдання підвищення роздільної здатності вимірювання малих КГ. Для їхньої перевірки розроблені робочі еталони, що генерують сигнал з каліброваним КГ. Для метрологічного забезпечення цих установок треба було створення ще одного ланки – первинного еталона одиниці КГ. Еталон одиниці КГ побудований таким чином, що він відтворює сигнали з каліброваними значеннями КГ і точно вимірює КГ зовнішнього сигналу. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 28

Изображение слайда
29

Слайд 29: Робочі еталони (СК6-10) видають сигнали наступних видів:

29 Робочі еталони (СК6-10) видають сигнали наступних видів: викривлений гармонійний, що представляє собою коливання із частотою й декількома її гармоніками що складається з вищих гармонік частоти (з подавленою першою гармонікою) Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 29

Изображение слайда
30

Последний слайд презентации: МЕТРОЛОГІ Я ТА ВИМІРЮВАННЯ: Державний еталон одиниці коефіцієнта гармонік має наступні метрологічні характеристики:

30 Державний еталон одиниці коефіцієнта гармонік має наступні метрологічні характеристики: Діапазон частот ( по першій гармоніці сигналу), кГц 0,01 – 200 (звукових і відеочастот) Мінімальний вимірюваний КГ, % 0,001; НСП (2–6)·10 -3 ; СКВ 5·10 -4. Вимірювання параметрів й форми радіосигналів. Лекція 14 30

Изображение слайда