Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЯ

Методическое и техническое обеспечение поверки цифрового осциллографа мультиметров омц 26

irina_krut2020 2100 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 84 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 30.03.2020
Дипломный проект (курсовая работа или курсовой проект). Пояснительная записка: страницы, 38 рисунков, 17 таблиц, 27 источников, 3 приложения. Графическая документация: 6 плакатов А1. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, МАНОМЕТРЫ, ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ОБРАЗЦОВЫЙ МАНОМЕТР, ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАЦИОННОГО ОБРАЗЦОВОГО МАНОМЕТРА, ПОВЕРКА, МЕТОДИКА ПОВЕРКИ, ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ. Целью дипломного проекта является исследование метрологических характеристик средств измерения температуры бесконтактным методом. Объект исследования – мультиметр-осциллограф ОМЦ-26. Предмет исследования – осциллографы, их характеристики и методика поверки. Область применения – метрология. В дипломном проекте описаны основные характеристики осциллографов их применение. Рассмотрена методика поверки этого прибора.
Введение

Различные колебательные движения, существующие в природе, часто имеют форму синусоиды. Вырабатываемая энергия, различные колеблющиеся частицы и многие другие явления, недоступные нашим глазам наполняют окружающее пространство. В связи с этим актуальными являются измерительные преобразователи, т.е. различные устройства, которые способны производить конвертацию вышеописанных явлений в электрические сигналы. Такие сигналы могут быть изучены с помощью прибора, который называется осциллографом. Данный прибор имеет большой потенциал и позволяет инженерам, учёным, техникам и преподавателям адекватно изучать события и процессы в виде сигналов, которые изменяются во времени. Осциллографы – это полезный инструмент в первую очередь для проектировщиков, производителей и ремонтных мастеров электронного оборудования. В современном мире специалистам необходимо использовать лучшее и максимально эффективное оборудование для качественного выполнения поставленных задач. В связи с этим, осциллографы являются ключевым прибором при изучении процессов, протекающих в электронных схемах. Применение осциллографов достаточно обширно и не ограничивается только миром цифровой и аналоговой электроники. В случае использования различных преобразователей осциллографы позволяют контролировать широкий спектр природных явлений. Преобразователем является устройство, которое генерирует различные электрические сигналы вследствие фиксации определенных физических воздействий (звуков, световых или тепловых волн, механических ударов, давления). Электронный осциллограф предназначен для визуального наблюдения на экране быстро меняющегося напряжения периодических и одиночных сигналов в радиотехнических и электротехнических цепях. С помощью осциллографа можно не только видеть процесс изменения их со временем, но и измерять амплитуду, длительность коротких импульсных сигналов, частоту периодических процессов и т.п. Кроме того, осциллограф дает возможность измерять силу тока, сопротивление, а также с помощью соответствующих преобразователей исследовать изменение неэлектрических величин (давление, упругое напряжение, температуру и др.). В настоящее время осциллограф является обязательным атрибутом любой современной лаборатории. В то же время, современная осциллография представлена очень широким набором приборов с различными характеристиками. Поэтому при оснащении новой лаборатории или переоборудовании старой встаёт задача выбора правильного осциллографа. При этом простое сравнение характеристик и возможностей осциллографов различных производителей не всегда может дать ответ на вопрос, какой прибор лучше подходит для решения тех или иных задач.
Содержание

Дипломный проект (курсовая работа или курсовой проект). Пояснительная записка: страницы, 38 рисунков, 17 таблиц, 27 источников, 3 приложения. Графическая документация: 6 плакатов А1. МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ, СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, МАНОМЕТРЫ, ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ОБРАЗЦОВЫЙ МАНОМЕТР, ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕФОРМАЦИОННОГО ОБРАЗЦОВОГО МАНОМЕТРА, ПОВЕРКА, МЕТОДИКА ПОВЕРКИ, ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ. Целью дипломного проекта является исследование метрологических характеристик средств измерения температуры бесконтактным методом. Объект исследования – мультиметр-осциллограф ОМЦ-26. Предмет исследования – осциллографы, их характеристики и методика поверки. Область применения – метрология. В дипломном проекте описаны основные характеристики осциллографов их применение. Рассмотрена методика поверки этого прибора.
Список литературы

1. СТБ 8003 — 93 «Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения» 2. РД РБ 50. 8103 — 93 «Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Методики поверки средств измерений. Построение и содержание» 3. МРБ МП. 1686 — 2007 «Методы и средства первичной (после ремонта) и периодической поверок осциллографа — мультиметра Fluke серии 12Х» 4. ГОСТ 8. 311 — 78 «Государственная система обеспечения единства измерений. Осциллографы электронно-лучевые универсальные. Методы и средства поверки» 5. Поверка средств измерений: методическое пособие по курсовому проектированию для студентов специальности 1 — 54 01 04 «Метрологическое обеспечение информационных систем и сетей» дневной формы обучения / А. П. Белошицкий. — Минск: БГУИР, 2009. — 16 с. 6. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. / Под общей редакцией Б. Н. Тихонова — М.: Горячая линия — Телеком, 2007 — 374 с.: ил. 7. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника: Учебное пособие / К. К. Ким, Г. Н. Анисимов, В. Ю. Барбарович, Б. Я. Литвинов. — СПб.: Питер, 2008. — 368 с.: ил. 8. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. / Под ред.В. И. Нефедова, А. С. Сигова. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2005. — 599c.: ил.
Отрывок из работы

1.Типы осциллографов Электронное оборудование может быть поделено на две основные категории: аналоговое и цифровое. Аналоговое оборудование работает с непрерывно изменяющимися во времени значениями напряжения, а цифровое – с дискретными (бинарными) сигналами, представляющими собой выборки напряжения. Например, проигрыватель виниловых дисков является аналоговым устройством, в то время как проигрыватель компакт-дисков – цифровым. Точно таким же образом классифицируются и осциллографы: на аналоговые и цифровые. В противоположность аналоговым моделям, в цифровых осциллографах используется аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования измеряемого напряжения в цифровой вид. АЦП выполняет периодический захват сигнала и направляет в память захваченные выборки. Из множества сохраненных в памяти выборок осциллограф строит форму измеряемого сигнала. Затем полученная информация выводится на экран (см. рис. 11). Цифровые осциллографы подразделяются на цифровые запоминающие осциллографы (DSO), осциллографы с цифровым люминофором (DPO) и стробоскопические осциллографы. Применение цифровой технологии предполагает способность осциллографа отобразить сигнал любой частоты в пределах полосы пропускания прибора в чётком, ясном и стабильном виде. Для периодических сигналов полоса пропускания осциллографа определяется, как правило, аналоговой полосой его входного каскада, рассчитываемой по уровню –3 дБ. Для однократных событий и переходных процессов (импульсных сигналов) полоса пропускания может быть ограничена частотой выборки осциллографа. Цифровые запоминающие осциллографы Обычный цифровой осциллограф позиционируется как цифровой запоминающий осциллограф (DSO). Дисплей такого прибора относится к экрану растрового типа, в отличие от люминофорного экрана аналоговых запоминающих осциллографов. DSO позволяют захватывать и просматривать события, случающиеся однократно, например переходные процессы. Поскольку информация о сигнале существует в цифровом формате в виде последовательности сохранённых бинарных значений, эти значения можно легко анализировать, архивировать, распечатывать, либо обрабатывать каким-либо иным способом, как в самом осциллографе, так и во внешнем компьютере. В этом случае для сигнала нет необходимости быть непрерывным; сигнал может быть отображён на экране прибора даже тогда, когда сам он уже давно исчез. В отличие от аналоговых моделей, цифровые запоминающие осциллографы обеспечивают постоянное сохранение в памяти захваченной информации, разностороннюю обработку параметров и их анализ. Однако такие приборы не отображают градации яркости развертки сигнала в реальном времени, поэтому DSO неспособны наглядно представлять изменяющиеся “живые” сигналы. Рис.1 Архитектура последовательной обработки входных сигналов цифровым запоминающим осциллографом (DSO). Некоторые функциональные узлы, входящие в состав DSO, схожи с аналогичными узлами аналоговых осциллографов. Однако в цифровых моделях имеются дополнительные подсистемы обработки данных, необходимые для сбора и отображения на экране всех параметров, присущих тому или иному сигналу. В DSO используется архитектура последовательной обработки информации для захвата и вывода на экран исследуемых сигналов (см. рис. 12). Далее приводится описание этой технологии. Архитектура последовательной обработки, как и в аналоговых осциллографах, первым (входным) функциональным узлом DSO является усилитель вертикального отклонения. Органы управления вертикальным отклонением позволяют регулировать амплитуду и положение развертки сигнала. Далее, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в системе горизонтального отклонения осуществляет выборку сигнала в дискретных точках определенного временного интервала и преобразует напряжение исследуемого сигнала в этих точках в цифровые значения, называемые элементами выборки. Весь этот процесс называется оцифровкой сигнала. Схема синхронизации системы горизонтального отклонения устанавливает частоту, с которой АЦП делает выборки. Эта величина называется частота выборки и измеряется в выборках в секунду (выб/с). Выборки, полученные от АЦП, сохраняются в оперативной памяти прибора в качестве элементов описания формы сигналов. Некоторое количество выборок могут составить одну точку развертки сигнала. Взятые вместе точки развертки сигнала составляют одну развертку сигнала. Используемое количество точек, необходимое для создания развертки сигнала называется длина записи. Система запуска осциллографа определяет момент пуска и останова процесса записи. Сигнальный тракт цифровых осциллографов включает в себя микропроцессор, через который проходит измеряемый сигнал. Микропроцессор обрабатывает сигнал, управляет выводом данных на дисплей, органами управления передней панели прибора, а также решает другие задачи. Затем сигнал поступает в память дисплея, а из нее – выводится на экран. В зависимости от производительности осциллографа, может выполняться дополнительная обработка выборок, что значительно повышает качество и достоверность отображаемой информации. Также возможно использование режима упреждающего запуска, который позволяет просматривать сигнал непосредственно перед моментом запуска. Большинство современных цифровых осциллографов обладают широким набором режимов автоматического измерения параметров, что в целом, упрощает процедуру исследования сигналов. DSO обеспечивает высокую производительность в режиме одиночного захвата по нескольким каналам Осциллографы DSO идеальны для исследований высокоскоростных сигналов в нескольких каналах с невысокой скоростью захвата или с одиночными захватами. При проектировании цифровых устройств инженеры обычно анализируют от четырёх и более сигналов одновременно – в таких задачах DSO становится незаменимым помощником. В ходе развития технологии микроэлектроники происходила миниатюризация электронных схем, и появились СБИС. Массовое производство СБИС привело к их удешевлению. Одним из дешёвых и миниатюрных устройств является микроконтроллер (МК). Микроконтроллер это СБИС, содержащая на одном кристалле процессор, ПЗУ, ОЗУ, последовательный или параллельный интерфейс связи, таймеры, схему прерываний и другие периферийные устройства. Таким образом, на одной ИС можно реализовать множество различных устройств, в которых требуется управлять каким то процессом. Причём совершенствование технологии изготовления СБИС привело к повышению их производительности, и микроконтроллеры могут достаточно быстро реагировать на событие и обрабатывать его. В настоящее время бурно развиваются цифровые приборы. Причём из-за лучших характеристик цифровые приборы вытесняют аналоговые приборы. Цифровые осциллографы выпускаются либо в виде самостоятельных приборов, либо в виде приставки к ПК. Устройства на основе ПК относятся к новому направлению в измерительной технике виртуальные приборы. Теперь специалисту достаточно подключить к компьютеру дополнительное устройство модуль цифрового осциллографа, для того чтобы начать измерения и анализ физической величины. При этом программная часть виртуального прибора эмулирует переднюю управляющую панель стационарного измерительного устройства. С помощью мыши и клавиатуры осуществляется управление прибором, специальными программами обработка, поступившей информации, а также её хранение на накопителе на жёстком диске. Теми же возможностями обладают осциллографы с ЖКД (жидкокристаллическим дисплеем). Все возможности связанные с автоматизаций измерений встроены в цифровой осциллограф. В последнее время цифровые осциллографы, которые имеют большой ряд преимуществ, вытесняют аналоговые приборы из мирового рынка, но все-таки традиционные аналоговые осциллографы реального времени не исчезают полностью, в первую очередь из-за низкой стоимости в сравнении с цифровыми осциллографами. Плюс к этому с развитием элементной базы аналоговые осциллографы приобрели ряд важных дополнительных функций и возможностей, например, чрезвычайно облегчающие работу курсоры с цифровым отсчетом величин (напряжения и времени) и очень удобное цифровое управление. С помощью входного мультиплексора для нескольких каналов можно достаточно просто организовать единую развертку на однолучевой трубке с отображением нескольких сигналов. По сравнению с аналоговыми предшественниками они имеют более широкие возможности, а благодаря снижению стоимости цифровых схем с каждым годом они становятся более доступными потенциальным покупателям. В общем виде цифровой осциллограф состоит из входного делителя, нормализующего усилителя, аналого-цифрового преобразователя, блока памяти, устройства управления и устройства отображения. Устройство отображения обычно выполняется на основе жидкокристаллической панели (см. рис. 2). Цифровые осциллографы владеют значительными возможностями за счет самого принципа работы. Входной сигнал после нормализации преобразуется в цифровую форму и записывается в память. Скорость записи (количество выборок в секунду) задается устройством управления, и ее верхний предел определяется быстродействием аналого-цифрового преобразователя, а нижний предел теоретически не ограничен, в отличие от аналоговых осциллографов. Полная оцифровка сигнала позволяет избежать отображения сигнала в реальном масштабе времени и повысить устойчивость изображения, организовать сохранение результатов, упростить масштабирование и растяжку, ввести метки. Более дорогие приборы имеют цветной дисплей (см. рис. 3), благодаря чему они позволяют легко различать сигналы различных каналов, метки времени и амплитуды, курсоры, могут накапливать отображаемый в течение большого числа разверток сигнал, а также выделять цветом места с наибольшей повторяемостью сигнала. Характеристики современных цифровых осциллографов впечатляющие: высокая чувствительность (от 1 мВ/дел) и разрешение (от 8 до 14 бит); широкий диапазон коэффициентов разверток (от 2 нс до 50 с); растяжка сигнала по времени или по амплитуде в широких пределах; развитая логика синхронизации с любыми задержками запуска развертки. Кроме обычных схем запуска синхронизации запуск может производиться, например, при наступлении определенного события или при его отсутствии, а также при достижении определенного значения параметра сигнала. Сигнал, по которому осуществляется синхронизация, и основной сигнал можно наблюдать в момент непосредственно перед запуском развертки. 2.Портативные цифровые осциллографы В настоящее время на рынке измерительной техники присутствует множество производителей цифровых запоминающих осциллографов (ЦЗО). Наиболее преуспевающие производители в России: АКТАКОМ, ОАО Руднёв - Шиляев, ЗАО Компания Сигнал. Лидирующие производители за рубежом: компании Tektronix, Hitachi-Denshi, Agilent Technologies, LeCroy, GaGe Applied Technologies, Good Will instrument Co. Ltd, фирма Chauvin Arnoux, корпорация Fluke. Некоторые зарубежные фирмы выпускают портативные комбинированные приборы, совмещающие цифровой осциллограф и мультиметр. В зависимости от товарного знака их могут называть осциллоскопами (Oscilloscope), скопметрами(ScopeMeter), мультископами (MultiScope), графическими мультиметрами или просто портативными осциллографами. Приборы имеют графический жидкокристаллический экран, автономное питание, небольшой вес и компактные размеры. Это дает возможность использовать их, при некоторых условиях, в качестве полевых регистраторов геофизических сигналов. Возможны измерения как непрерывных (гармонических), так и импульсных (переходных) процессов и фиксации их на экране для детального рассмотрения. Многие из осциллографов имеют память на несколько экранов и интерфейс связи с компьютером, что позволяет сохранять и переписывать данные для последующей обработки. Ниже дан обзор моделей одно и двух-канальных портативных осциллографов, представленных на российском рынке, с выборочными характеристиками : Раньше квалифицированный настройщик электронного оборудования был вынужден иметь целый арсенал измерительных приборов - тестер или мультиметр, электронный осциллограф, частотомер, измеритель емкости и индуктив¬ности, анализатор спектров и т. д. Новую концепцию инструментальных средств и приборов для отладки элект-ронных устройств предложила фирма Fluke (США). Помимо выпуска стандартных приборов (например, мультиметров разного класса) фирма создала новый тип приборов -.скопметры. Из самого названия этих приборов ясно, что они пред¬назначены для измерения скопом всего, что только можно измерить: напряжения, тока, частоты, длительности импульсов и их времени нарастания, наблюдения и запоминания формы электрических и радиотехнических сигналов и т. д. Для промышленности выпускаются скопметры Fluke 105B/99B/96B/92B. Достаточно широкую номенклатуру портативных осциллографов выпускает объединение АКТАКОМ. Под его маркой выпускаются осциллографы ряда зарубежных фирм, имеющие уровень параметров соответствующий мировому уровню работки и производства осциллографов. Осциллограф-мультиметр ОМЦ-26 Осциллограф-мультиметр ОМЦ-26 серии А-КИП представляет собой портативный 2-х канальный цифровой запоминающий осциллограф реального времени с полосой пропускания 20/60 МГц. Осциллограф выполнен на базе 8 битного АЦП с частотой дискретизации 100 МГц (250 МГц для ОМЦ-26) и объемом памяти 6 кБ на канал. При массе не более 1 кг осциллограф-мультиметр представляет собой полнофункциональный цифровой запоминающий осциллограф реального времени с полосой пропускания 20 МГц. Основой осциллографа является 8 битный АЦП с частотой дискретизации 100 МГц и объемом памяти 1 кБ. Оцифрованная информация выводится на монохромный контрастный ЖК индикатор размером 8 Х 6 см. К достоинствам прибора можно отнести тот факт, что при выводе информации на экран используется как линейная интерполяция, так и интерполяция sin x/x. Это позволяет значительно улучшить качество отображения сигналов с шириной спектра, близкой к граничной частоте полосы пропускания. Система горизонтального отклонения прибора обладает стандартной для цифровых осциллографов погрешностью ±0,01%, однако для портативного прибора это значение очень хорошее. Помимо получения результатов измерения путем непосредственного отсчета по шкале прибора, имеет режимы курсорных измерений амплитудных и временных параметров и автоматических измерений частоты и амплитуды). В режиме мультиметра позволяет производить измерения сопротивления и «звуковой» прозвон цепи. Краткие характеристики и возможности ОМЦ26: • для вывода на экран осциллограмм сигналов используется интерполяция sin х/х (позволяет значительно улучшить качество отображения сигналов с шириной спектра, близкой к граничной частоте полосы пропускания) • режимы курсорных измерений амплитудных и временных параметров, автоматических измерений частоты и амплитуды • математическая обработка формы сигналов: 5 функций (К1-К2, К2-К1, К1+К2, К1хК2, К1/К2) • в режиме «мультиметр» позволяет производить измерения: постоянного и переменного напряжения, силу постоянного и переменного тока, сопротивления, емкости, выполнять звуковую» прозвонку цепи и тест диодов • цветной дисплей (4096 цветов); разрешение 320x240 точек; 8x12 клеток, диагональ 10 см • для передачи данных и результатов измерения на компьютер встроен интерфейс USB, в комплекте программное обеспечение • наличие аккумуляторной Li батареи обеспечивает автономную работу прибора в течение ~ 4 ч, в комплекте адаптер-зарядное устройство • память: 4 осциллограммы (запись и вызов) ПОВЕРКА Поверка осциллографов-мультиметров цифровых ОМЦ-22, ОМЦ-26 проводится в соответствии с разделом "Поверка прибора" Руководства по эксплуатации, согласованным с ФГУ "Ростест-Москва" " " апреля 2007 г. В перечень оборудования, необходимого для поверки осциллографов-мультиметров цифровых ОМЦ-22, ОМЦ-26, входят: • калибратор универсальный Fluke 5520А с модулем SC1100; • генератор сигналов специальной формы Г6-29; • генератор испытательных импульсов И1-14 Межповерочный интервал - 1 год. НОРМАТИВНЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ 1. ГОСТ 22261-94 "Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия". 2. ГОСТ 14014-91 " Приборы и преобразователи измерительные цифровые напряжения, тока, сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний". 3. Техническая документация фирмы "МСР (UK) DEVELOPMENT CO.LIMITED", Китай Тип осциллографов-мультиметров цифровых ОМЦ-22, ОМЦ-26 утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведёнными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при вьшуске из производства и в эксплуатации. Сертификат соответствия № РОСС СН.АЯ46.В53980 от 15.02.2007 г. АСК-4201 - портативный цифровой осциллограф в виде мультиметра с ручкой Рисю 2.2 – Мультископ АСК-4201 Основные характеристики: 2 канала с гальванической развязкой, полоса пропускания 20МГц, ЖКИ 58x38 мм с разрешением 128x64 точки, чувствительность 0,1В/дел …5 В/дел, коэффициенты развертки 0,5 мкс/дел...0,2 с/дел, максималь¬ное входное напряжение 40 В, время установления 17,5 нс, входное сопротивление МОм, входная емкость 60 пФ. Режимы разверток: автоколебательный, ждущий, однократный, Х-У, предварительная запись осциллограмм. Прибор позволяет выполнять измерения в полевых и цеховых условиях. Малые габариты и вес позволяют носить его в кейсе или дипломате. Открытая модульная конструкция позволяет наращивать возможности прибора. Прибор можно испо¬льзовать как цифровой частотомер и мультиметр. Цифровой портативный осциллограф-щуп (минископ) АСК-40П один из самых миниатюрных осциллографов ((рис.8.4). Рисунок 2.3 – Минископ АСК-4011 Он имеет следующие характеристики: 2 канала, лоса пропускания 5 МГц, ЖКИ 35x12 (2м), коэффициенты развертки 0,05 мкс/дел...2 мс/дел, максимальное входное напряжение 80 В. Режимы разверток: автоколебательный, однократный. Источники синхронизации: внутренний, внешний. Дополнительные функции; вольтметр, интерфейс RS-232, программное обеспечение. Питание через сетевой адаптер. Габариты 165x33x20, масса 86 г. В последнее время все чаще применяются осциллографы на базе компьютера. С помощью ноутбука и осциллографа можно диагностировать неисправности даже в пути. Наиболее широкое применение нашли осциллографы соединяемые с компьютером или ноутбуком через USB порт. Эти осциллографы называются USB осциллографом. USB осциллографы чаще всего используются при обнаружения неисправностей в системе управления датчиков и исполнительных механизмов инжекторных двигателей. Кроме того в настоящее время разработаны дополнительные приспособления к USB осциллографам с помощью которых можно дополнительно диагностировать механические неисправности двигателя. Одно из таких приспособлений называется датчик давления в двигателе. С помощью подключения датчика давления к осциллографу можно проконтролировать правильность установки распределительных валов, контроль соответствия установки задающего шкива коленчатого вала по отношению к датчику положения коленчатого вала, определить сильный подсос воздуха, выявить неисправный катализатор и др. Другое приспособление называется датчик разряжения. С помощью подключенного датчика разряжения к осциллографу можно произвести оценку состояния механики двигателя по графику разряжения во впускном коллекторе при прокрутке двигателя и др. 3.Принцип работы цифровых осциллографов Одно из основных направлений совершенствования осциллографов основано на широком использовании в их схемах цифровых методов обработки сигналов и микропроцессоров. Структура построения современного цифрового осциллографа (ЦО) зависит от объема и характера функций, возложенных на используемую микропроцессорную систему. Сравнительно простая схема цифрового запоминающего осциллографа представлена на рисунке. Функции генератора развертки в данной схеме выполняет ЦАП, управляемый сигналами, поступающими на вход от микроконтроллера. На выходе ЦАП образуется ступенчато изменяющееся напряжение, близкое линейно изменяющемуся. Скорость развертки ограничивается быстродействием ЦАП и микроконтроллера (до 40 МГц). Время хранения информации в таких устройствах практически не ограничено. Широкие возможности имеют цифровые осциллографы с программным управлением на основе микропроцессорных систем. Структура таких осциллографов подобна структуре ЭВМ. Рис. 3.1 Структурная схема цифрового запоминающего осциллографа. Исследуемый аналоговый сигнал поступает на входное устройство, где осуществляется согласование его параметров с АЦП, а также автоматическое переключение каналов при многоканальном осциллографировании. С помощью встроенных измерителей могут определяться амплитудные и временные параметры исследуемого сигнала. После АЦП последовательность кодов информативных параметров сигнала через внутриприборный интерфейс подается в ЗУ, которое, как правило, включает в свой состав: · ОЗУ для информативных сигналов; · запоминающее устройство программ управления (ЗУПУ); · ЗУ служебной информации (ЗУСИ), для хранения выводимой на экран знаковой информации. Из ЗУ сигналы поступают в процессор (П), отображающее устройство или через внешний интерфейс на внешние устройства и ЭВМ. Наличие в составе прибора микропроцессорных систем позволяет полностью автоматизировать работу устройства. На отображающем устройстве прибора можно наблюдать не только осциллограммы сигналов, но и численные значения его параметров. Современные ЦО позволяют решать практически все функциональные задачи, возникающие при исследовании сигналов. Рис. 3.2 Обобщенная структурная схема цифрового осциллографа с программным управлением. Режимы работы ЦО могут быть разнообразными: · осциллографирование периодических и однократных сигналов, представляемых в аналоговой или дискретной форме; · автоматизированное измерение и представление в цифровом виде амплитудных и временных параметров сигналов в абсолютных и относительных единицах; · запись отдельных участков сигнала; · осциллографирование с накоплением полезного сигнала; · логико-математическая обработка сигнала с целью повышения точности измерений, сжатия информации; · генерирование сигналов заданной формы; · вывод информации на ЭВМ и др. Общие принципы построения цифровых осциллографов Основной трудностью в создании аналоговых осциллографов является проек-тирование широкополосных и сверхширокополосных усилителей с высоким вы¬ходным напряжением, достаточным для возбуждения отклоняющих систем ЭЛТ. Между тем, чтобы получить изображение формы сигнала вовсе не обязательно усиливать его до уровня возбуждения пластин ЭЛТ в десятки и сотни В. Одним из основных направлений совершенствования осциллографов является использование в их схемах микропроцессоров и цифровых методов обработки сигналов, что позволяет отображать информацию на плоских жидкокристаллических дисплеях. Функциональная схема цифрового осциллографа упрощенно показана на (рис. 8.1). Исследуемый сигнал, пройдя делитель (Д) и аналоговый усилитель А с ма¬лым выходным напряжением, поступает на схему выборки (СВ) и аналого-цифро¬вой преобразователь (АЦП). Для этого сигнал y{t) представляется рядом равномер¬но распределенных во времени выборок y1,у2,...yN, которые представляются в цифровой форме и размещаются в устройстве памяти цифрового осциллографа. Это говорит о том, что такой осциллограф заодно является запоминающим. Такие приборы часто называют цифровыми запоминающими осциллографами (ЦЗО). Рисунок 3.3 - Функциональная схема цифрового осциллографа Новым важным параметром осциллографа является объем памяти (как общий, так и на канал или осциллограмму). Извлекаемые из памяти цифровые данные подаются на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и могут быть превращены вновь в аналоговый сигнал, но трансформированный во времени. Он отображается на ЭЛТ или ЖКИ. В случае применения цифрового ЖКИ, ЦАП может и не потребоваться. Для создания развертки обычно используется тактовый генератор и счетчик импульсов. Последний управляет адресами выборки цифровых данных из памяти. Помимо объема памяти, другим важным параметром АЦП является частота работы или частота выборки. В случае сложных форм исследуемых сигналов она должна быть в десятки, а иногда и в сотни раз выше частоты повторения периодического сигнала. В случае регистрации однократных сигналов с длительностью tИ для его представления также надо иметь определенное число N отсчетов, так что период равномерного по времени квантования сигнала будет равен dt=tИ/N частота квантования fK= l/dt = N/tИ . Например, если сигнал с длительностью tИ = 0,1 мкс представить 100 отсчетами, то получим dt = 1нс и fк=1 ГГц. Чтобы иск¬лючить путаницу между обычной граничной частотой и частотой выборок последнюю обычно указывают в числе выборок в секунду, например, Мвыб/с или Мв/с. Этот пример наглядно иллюстрирует основную проблему в построении цифро¬вых осциллографов, работающих в реальном масштабе времени, - необходимость в быстродействующих АЦП. Частота квантования сигналов АЦП должна хотя бы на порядок превышать максимальную частоту наблюдаемого сигнала, с тем, чтобы на самый короткий сигнал пришлось бы хотя бы десять отчетов. При этом воз¬можно исследование как однократных, так и периодических сигналов.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Гидрометеорология, 73 страницы
1825 руб.
Дипломная работа, Гидрометеорология, 41 страница
1025 руб.
Дипломная работа, Гидрометеорология, 45 страниц
1125 руб.
Дипломная работа, Гидрометеорология, 61 страница
1525 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg