3. Гармонический сигнал.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

(Рис. 2. Формирование сигнала гармонической формы с заданными параметрами. )

§ Тип входа: закрытый (AC)

(Рис. 3. Осциллограмма)

(Рис. 4. Спектр)

Таблица 2. Значения синусоидального сигнала, полученные на закрытом входе(AC).

§ Тип входа: открытый (DC).

(Рис. 5. Осциллограмма)

(Рис. 6. Спектр)

	Синусоидальный
	AC			DC
	Осцил/Спектр	WaveForm		Осцил/Спектр	WaveForm
V	7, 94	7, 99		8, 19	8, 24
Разница, %	0, 626			0, 610
Инст. п-ть, %	0, 390			0, 390
dB	11, 2			11, 4
RMS, V	2, 81	2, 85		2, 90	2, 90
Разница, %	1, 41
Частота			15
Разница, %

Вывод: Источником погрешностей может являтся шум квантования. Так же за счет конечного времени одного преобразования и неопределенности момента его окончания, зависящего от параметров входного сигнала, не удается получить однозначного соответствия между значениями отсчетов и моментами времени, к которым их следует отнести. Из-за этого возникаюттак называемые апертурные ошибки, которые являются следствием джиттера тактового генератора, они проявляются при преобразовании сигнала в целом (а не одного отсчѐ та). В нашем случае 8-битного двоичного АЦП ошибка в 1 МЗР составляет 1/256 от полного диапазона сигнала, то есть 0, 4%.

Ошибка дискретизации составляет ±½ значащего бита, единственный способ уменьшить ее- увеличить разрядность АЦП.

Ошибки квантования являются следствием ограниченного разрешения АЦП. Этот недостаток не может быть устранён ни при каком типе аналого-цифрового преобразовании.

Форма сигнала: меандр.

(Рис. 7. Формирование сигнала меандровой формы с заданными параметрами. )

§ Тип входа: закрытый (AC)

(Рис. 8. Осциллограмма)

(Рис. 9. Спектр )

§ Тип входа: открытый (DC).

(Рис. 10. Осциллограмма)

(Рис. 11. Спектр)

	Прямоугольный
	AC		DC
	Осцил/Спектр	WaveForm	Осцил/Спектр	WaveForm
V	10, 88	10, 89	8, 25	8, 23
Разница%	0, 1		0, 25
Инст. п-ть, %	0, 39		0, 39
dB	-12, 97		-7, 19
	-19, 22		-13, 44
	-21, 41		-15, 31
Сумма	0, 21		0, 27
RMS, V	3, 99	4, 00	4, 10	4, 10
Разнница, %	0, 25
Гц	14, 99		14, 87
Разница %	0, 07		0, 9

Вывод: Инструментальная погрешность находится в пределах нормы (до 1, 5%). Прямоугольный сигнал по форме отличается от истинного меандра ввиду некоторых погрешностей: например, причиной может быть ограниченность зоны анализа (было рассмотрено только некоторое количество гармоник, остальные могли бы скорректировать полученное значение). .

Форма сигнала: пилообразный

§ Тип входа: закрытый (AC)

(Рис. 12. Осциллограмма)

(Рис. 13. Спектр)

§ Тип входа: открытый (DC)

(Рис. 14. Осциллограмма)

(Рис. 15. Спектр)

	Пилообразный
	AC		DC
	Осцил/Спектр	WaveForm	Осцил/Спектр	WaveForm
V	7, 81	7, 99	8, 19	8, 29
Разница, %	2, 3		1, 21
Инст. п-ть, %	0, 39		0, 39
dB	-20, 31		-20, 31
	-31, 56		-31, 25
	-36, 25		-36, 25
Сумма	0, 16		0, 13
RMS, V	2, 31	2, 30	2, 37	2, 37
Разница, %	0, 45
Гц	14, 99		14, 96
Разница, %	0, 07		0, 2

Вывод: Погрешность возникает, так как осциллограф измеряет как переменную составляющую, так и постоянную.

Задание 3. Измерение энергии шума по осциллограмме:

(Рис. 16)

Были выставлены маркеры на начало сигнала, начало спада интенсивности шума (частота ≈ 12МГц) и его конец (25МГц).

Шум подчиняется распределению Гаусса, поэтому вся его энергия сосредоточена в 98% его диапазона. А также шум можно описать с помощью критерия 3δ. Следовательно,

3δ =0, 98× 3, 69

δ =1, 21

D=δ ²=1, 46

Измерение энергии по спектрограмме:

(Рис. 17)

Спектральная плотность шума (dBV/	Спектральная плотность шума(мВ/ )	Частота (МГц)
-65, 20	0, 5495
-66, 73	0, 4570	12, 02
-73, 52	0, 2109	24, 76

1, 745

1, 19

Sобщ. = 2, 935.

Дисперсия, ограниченная 25 МГц, равна 1, 71.

Вывод: Измерение энергии шума методом осциллограмм является менее точным (погрешность 21%) по сравнению со спектральным методом, в котором погрешность измерений составила 20%.

Итоговый вывод:
Мы выбрали для погрешностей значение «амплитуды» по WaveForm, так как значение PeaktoPeak показывает разницу между минимальным и максимальным значением измерения с учетом первоначального преобразования сигнала и выбросов.

Выставляя маркеры, мы также выделяем максимальные и минимальные значение, в результате полученная погрешность будет зависеть только от человеческого фактора, что не характеризует устройство.

Кроме того, погрешности могут возникать из-за неточности измерения наблюдателя, ограниченности полосы пропускания, разрядности АЦП, а также из-за шума квантования.
Ошибки могут быть уменьшены путем калибровки.

Для уменьшения погрешности можно было бы применить следующие коррекции: коррекция касающаяся шумовой полосы фильтров, определяющих полосы пропускания анализатора. Кроме того, можно применить коррекцию характеристик пикового детектора анализатора, который может занижать фактический уровень мощности шума.

⇐ Предыдущая 12