Осциллографические методы измерения частоты

10.2.1. Измерение частоты методом линейной калиброванной развертки

Схема подключения источника сигнала к осциллографу приведена на рис. 10.1, а.

                                                                        (10.1)

Рисунок 10.1, а

Измеряемый сигнал uc(t) подается на вход Y осциллографа. На пластины X ЭЛТ поступает сигнал ГР uГР(t). Порядок функционирования блоков осциллографа определяется структурной схемой на рис. 10.1, б. На экране наблюдается осциллограмма, которая для синусоидального сигнала будет иметь вид, приведенный на рис. 10.2.

Рисунок 10.1, б

Рисунок 10.2

Определяем геометрический размер  [дел], соответствующий целому числу периодов сигнала. Период и частота исследуемого сигнала определяются из соотношений

                                                             (10.2)

                                                   (10.3)

где n – целое число периодов сигнала

   - коэффициент отклонения по горизонтали (цена деления по оси X) []. Его численное значение определяется положением дискретного переключателя скорости развертки (калиброванная величина).

  Погрешность измерения периода по аналогии с разделом 8.3 определяется из соотношений:

–      систематическая абсолютная составляющая

                                      (10.4)

–      СКО случайной составляющей

                              (10.5)

Где- абсолютная погрешность измерения геометрического размера  [дел];

        - абсолютная погрешность задания коэффициента  

       - СКО погрешность измерения величины  [дел]

        - СКО погрешности задания коэффициента .

10.2.2. Измерение частоты методом линейной развертки с внешним генератором образцовой частоты

                                                           Рисунок 10.3    5.9

Рисунок 10.4   

                                                              Рисунок 10.5   

                                                                        (10.6)

Измеряемый сигнал uc(t) подается на вход Y осциллографа. На пластины X ЭЛТ поступает сигнал ГР uГР(t). Источник образцовой частоты подключается к входу Z осциллографа (рис.10.3). Порядок функционирования блоков осциллографа определяет структурная схема, представленная на рис.10.4. На осциллограмме возникают яркостные метки. Подсчитывается их число “n” в одном периоде сигнала рис. 10.5. Измеряемая частота определяется из соотношения , при условии, что .

10.2.3. Измерение частоты методом синусоидальной развертки - производится во втором основном режиме работы осциллографа (П1 в положении 2). Гармонические сигналы подаются на входы Y и X  осциллографа.

Схема подключения источников сигнала приведена на рис. 10.6.

Порядок функционирования блоков осциллогафа определяет структурная схема, представленная на рис. 10.7. На экране наблюдаем фигуру Лиссажу, вид которой зависит от частотных и фазовых соотношений поданных сигналов. Полученная фигура мысленно пересекается двумя взаимно перпендикулярными осями. (Оси не должны проходить через узлы фигуры). Подсчитывается количество точек пересечения с осью X -  и осью Y -  (рис. 10.8).  В этом случае выполняется соотношение

                                                               Рисунок 10.6   

                                                                Рисунок 10.7   

                                                           Рисунок 10.8   

Откуда неизвестная частота определится как

                                                                    (10.7)

Где  - известная частота [Гц].

10.2.4. Измерение частоты методом круговой развертки производится во втором режиме работы осциллографа (переключатель П1 переводится в положение 2).

Рисунок 10.9. Схема подключения источников сигналов    

Рисунок 10.10    

Рисунок 10.11    

                                                            (10.8)

На входы Y и X подаются гармонические сигналы неизвестной частоты. Фазовращатель обеспечивает сдвиг фазы между ними . На вход Z поступает образцовая частота от дополнительного источника. Порядок функционирования блоков осциллографа определяет структурная схема, представленная на рис. 10.10. Подсчитывается число “n” яркостных меток на круговой развертке (рис.10.11). Измеряемая частота  определяется из соотношения , при условии, что