Lubomír Slavík TECHICKÁ UIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií Materiál vznikl v rámci projektu ESF (CZ.1.07/2.2.00/07.0247), který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR
Obsah přednášky základní definice zdroje etalonového kmitočtu analogové měření kmitočtu číslicové měření kmitočtu měření pomocí čítače měření pomocí doby periody měření z ovzorkovaného průběhu měření fázového rozdílu měření pomocí osciloskopu elektronické fázoměry číslicové fázoměry nabízené přístroje na trhu
Měření kmitočtu Zdroje etalonového kmitočtu Číslicové měření kmitočtu jednotka času 1s definována jako doba trvání n period záření základní etalon cesiový rezonátor (stabilita 10 14 /rok) sekundární etalony: termostatované krystalem řízené oscilátory (10 9 /rok) Měření kmitočtu osciloskopem srovnávací metoda v režimu y pro celistvý poměr kmitočtů (Lissajousovy obrazce) přímé měření osciloskopem: f =1/T orientační a málo přesná hodnota Elektronický analogový kmitoměr Vibrační kmitoměr
čítač v režimu měření frekvence: měřená frekvence: rozlišení: ' Číslicové měření kmitočtu Měření pomocí čítače T VD vstupní dělič PZ předzesilovač TO tvarovací obvod H hradlo (např. 1s) KO krystalový oscilátor D dělička f kde je počet načítaných pulzů po dobu T 1 ' f T 1s f 1Hz T Číslicové měření kmitočtu režim přímého měření je vhodný pro f > 10kHz nevhodně nastavená úroveň spuštění může u signálů se zákmity vést k hrubých chybám měření je třeba nejdříve určit orientačně frekvenci osciloskopem
Měření pomocí doby periody VD vstupní dělič PZ předzesilovač OUS tvarovací obvod H hradlo (např. 1s) KO krystalový oscilátor D dělička měřená perioda: T T f f 1 T kde je počet načítaných pulzů po dobu T X rozlišení: ' T 1 f režim přepočtu z doby periody je vhodný pro f < 10kHz vzniká navíc chyba vlivem kolísání komparační úrovně na hradle (šum na signálu) lze odstranit průměrováním (měřením n period)
Měření kmitočtu z ovzorkovaného průběhu např. osciloskop s číslicovou pamětí T k 2 k1 TS kde k 1 číslo vzorku po 1. průchodu signálu u nulou k 2 číslo vzorku po 2. průchodu signálu u nulou (se stejnou derivací) zpřesnění t 1, t 2 lze určit např. interpolací
v režimu y Měření fázového rozdílu Měření pomocí osciloskopu dvoukanálovým osciloskopem v časové oblasti
princip: Elektronické fázoměry TO tvarovací obvod MKO monostabilní klopný obvod BKO bistabilní klopný obvod Vyhodnocení: analogové měření stř. hodnoty čítačem nutno měřit t 0, T + výpočet
měření pomocí čítače Číslicový fázoměr měřená fáze (počet měřených pulzů) k D konstanta ve stupních k = 360 k D násobící konstanta obvodu s fázovým závěsem, který násobí frekvenci f vstupního signálu
vektorvoltmetrem 1.signál + 2.signál U při měření výkonů: cos = P/S Číslicové měření kmitočtu Další možnosti měření z ovzorkovaného průběhu (např. čísl. osciloskop): k 1 číslo vzorku po 1. průchodu signálu u 1 nulou k 2 číslo vzorku po 1. průchodu signálu u 2 nulou (se stejnou derivací) k 3 číslo vzorku po 2. průchodu signálu u 1 nulou (se stejnou derivací) T k3 k1 t0 k2 k1 T S T S t 2 T 0 2 k k 2 3 k k 1 1 Zpřesnění: t 1, t 2, t 3 lze určit lin. interpolací