Bài giảng : CƠ SỞ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ part 5 pdf

www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 89 b)Phương pháp dùng chuyển mạch điện tử kiểu ngắt quãng (Chop mode switching): Sử dụng tần số chuyển mạch cao hơn nhiều so với chế độ luân phiên. •T 1 , T 3 , T 5 , T 7 , tín hiệu vào kênh A đượctạo ra trên màn •T 2 , T 4 , T 6 , tín hiệu vào kênh B đượctạora trên màn •Các dạng sóng ở kênh A và B được hiện hình như những đường đứt nét. Khi tần số chuyển mạch là cao tần Ækhông thể nhận ra những chỗ đứt nét •f th nhỏ: ảnh hiện trên màn MHS gần như liên tục •f th lớn; nf cm ≠ mf th : các đoạn ngắt bị lấp do độ dư huy của ống và độ lưu ảnh của mắt. Chú ý: đối với tín hiệu cao tầnthìkiểu luân phiên là tốtnhất, còn đối với tín hiệutầnsố thấp thì nên dùng chuyểnmạch ngắt quãng Hình 4.15 Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 90 Chuyển mạch điện tử phân đường theo thời gian: (a) (b) (c) (d) Hình 4.17 -Giản đồ thờigian Hình 4.16 - SơđồkhốiCM điệntử phân đường theo thờigian Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 91 •Mỗi kênh tín hiệu được cộng thêm một lượng điện áp 1 chiều E khác nhau Æ các đường biểu diễn trên màn hình MHS được tách riêng từng đường, hình (a). •Sau đó tín hiệu được đưa đến mạch cửa, và chỉ qua được cửa khi có tín hiệu mở cửa từ bộ Phát sóng chuyển mạch. •Tín hiệu mở cửa là các xung vuông có thời gian xuất hiện xen kẽ và lần lượt cho từng cửa một, hình (b). •Tại mỗi th ời điểm chỉ có duy nhất 1 cửa được mở và cho tín hiệu của một kênh đi qua. • Bộ tổng cộng các tín hiệu ở đầu ra các cửa, U YΣ có dạng xung với biên độ tỉ lệ với giá trị của các tín hiệu cần quan sát tại thời điểm có xung mở cửa tương ứng với các kênh, hình (c). • Sau khi khuếch đại Y, MHS có được hình biểu diễn tín hiệu của các kênh dưới dạng đường nét đứt, hình (c). •MHS làm việc ở chế độ đồng bộ với chu kì của tín hiệu cần quan sát và không đồng bộ với tín hiệu chuyển mạch. • Dùng những xung có độ rộng rất nhỏ (U Z ) được tạo ra từ mạch vi phân từ các xung mở cửa đưa vào kênh Z để điều chế độ sáng của ảnh, hình (d). Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 92 Chuyển mạch điện tử phân đường theo mức: E n Hình 4.18 - SơđồkhốiCM điệntử phân đường theo mức Hình 4.19 - Giản đồ thờigian Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 93 •Phần hiển thị là Ống truyền hình làm lệch bằng từ trường • Nguyên lí hoạt động: chuyển các giá trị tức thời của tín hiệu các kênh thành các chuỗi xung rất hẹp xuất hiện tại các thời điểm mà tuỳ thuộc vào điện áp tín hiệu nghiên cứu. Các xung này được đưa vào để khống chế độ sáng của ống hiện hình. •Mỗi kênh tín hiệu được cộng thêm một lượng đ iện áp 1 chiều E khác nhau, rồi đưa đến so sánh với tín hiệu là xung răng cưa đưa tới từ bộ KĐ lệch đứng của MHS (tín hiệu quét dòng). •Mỗi khi U RC = U th , thì ở đầu ra của bộ so sánh sẽ xuất hiện một xung hẹp. Các xung hẹp này được cộng với nhau rồi đưa vào khống chế độ sáng của ống hiện hình. •Tại thời điểm có xung, trên màn hình xuất hiện một chấm sáng trong khi bình thường thì tối. Vết của chấm sáng trên màn hình biểu diễn hình điện áp của các tín hiệu cần quan sát. Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 94 Hình 4.19.1 – Máy hiện sóng Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 95 4.4. Ôxilô điệntử số: 1. Ưu điểm: •Duy trìảnh của tín hiệu trên màn hình với khoảng thời gian không hạn chế. •Tốc độ đọc có thể thay đổi trong giới hạn rộng •Cóthể xem lại các đoạn hình ảnh lưu giữ với tốc độ thấp hơn nhiều • Hình ảnh tốt hơn, tương phản hơn so với loại ôxilô tương tự •Vận hành đơn giản •Số liệu c ần quan sát dưới dạng số có thể được xử lí trong ôxilô hoặc truyền trực tiếp vào máy tính khi ghép ôxilô với máy tính. Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 96 2. Cấu tạo và hoạt động: Chuyểnmạch S ở vị trí 1: Ôxilô đa năng thông thường Chuyểnmạch S ở vị trí 2: Ôxilô có nhớ số. • Điện áp cần quan sát được đưa tới đầu vào Y, tới bộ ADC. Lúc đó bộ điều khiển gửi 1 lệnh tới đầu vào điều khiển của bộ ADC và khởi động quá trình biến đổi. Kết quả là điện áp tín hiệu được số hoá. Khi kết thúc quá trình biến đổi, bộ ADC gửi tín hiệu kết thúc tới bộ điều khiển. •Mỗi số nhị phân được chuyển tới bộ nhớ và được nhớởvị trí ô nhớ riêng biệt. Hình 4.20 – Máy hiện sóng sốđơngiản Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 97 •Khi cần thiết, một lệnh từ bộ điều khiển làm cho các số nhị phân này sắp xếp theo chuỗi lại theo thứ tự đã xác định và được đưa đến bộ DAC • DAC biến đổi các giá trị nhị phân thành điệnáptương tựđể đưa qua bộ khuếch đại Y tới cặp phiếnlàmlệch Y của ống tia điệntử. •Do bộ nhớđược liên tiếp quét nhiềul ần trong 1 giây nên màn hình được sáng liên tụcvàhiệndạng sóng là hình vẽ các điểm sáng. • Nhược điểm: dải tầnbị hạnchế (khoảng 1-10MHz) do tốc độ biến đổi củabộ ADC thấp. Hiện nay, các ôxilô có nhớ số có dải tầnrộng được phát triển nhờ cài đặtVXL, cácbộ biến đổi ADC có tốc độ biến đổi nhanh hơn Chương 4. Máy hiện sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 98 • Khái niệm chung • Đo tần số, sử dụng: •Các mạch điện có tham số phụ thuộc tần số •Phương pháp so sánh •Phương pháp số • Đo độ di pha, sử dụng: •Phương pháp đo khoảng thời gian • Pha mét chỉ thị số •Phương pháp vẽ dao động đồ Chương 5. Đo tầnsố, khoảng thời gian & độ di pha [...]... điốt và chỉ thị bằng cơ cấu đo từ điện + Khi đo ta đưa Ufx vào và điều chỉnh tụ C để mạch cộng hưởng Khi đó cơ cấu đo sẽ chỉ thị cực đại fx = Lg L C Tụ điều chỉnh D L2 Chỉ thị cộng hưởng Hình 5- 6 1 2π LC + Tần số mét loại này thường dùng trong dải sóng: 10 kHz 50 0 MHz + Sai s : (0, 25- 3)% www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 106 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời... Khi đ : - Tổng quát: www.ptit.edu.vn f m nY = f x nX nY=4, nX=2 Hình 5- 9 với nY, nX nguyên dương nY : số giao điểm của đường cắt dọc với ảnh nX : số giao điểm của đường cắt ngang với ảnh f X nY = fY n X fX : tần số đưa vào kênh lệch ngang X fY : tần số đưa vào kênh lệch đứng Y GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 109 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha 5. 4 Đo tần... (khoảng 30000) nên sai số của nó nhỏ khoảng (0,01÷0, 05) % www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 § V® lt® P G Hình 5- 8 Trang 108 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha 5. 3 Đo tần số bằng phương pháp so sánh Phương pháp quét sin: - MHS đặt ở chế độ khuếch đại - Điện áp có tần số cần đo Ufx được đưa vào kênh Y, điện áp có tần số mẫu Ufm đưa vào kênh X - Hình ảnh... Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha VD 3: Cầu T kép Điều kiện cân bằng cầu: 2 ⎧ω2 R2 C1C2 = 2 ⎪ x ⎨ 2 2 ⎪2ω x C1 R1 R2 = 1 ⎩ Khi C2 = 2C1 1 ωx = 2 R1C1 và R2 = 2R1 : 1 fx = 4πR1C1 Hình 5- 4 Thang độ của biến trở R1 được khắc độ trực tiếp theo đơn vị tần số Phương pháp cầu dùng để đo tần số từ vài chục Hz đến vài trăm Khz Sai s : (0 ,5- 1)% www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN:... phép đo có độ chính xác cao nhất trong kĩ thuật đo lường nhờ sự phát triển vượt bậc của việc chế tạo các mẫu tần số có độ chính xác và ổn định cao • Lượng trình đo rộng (đến 3.1011 Hz) Lượng trình đo được phân thành các dải tần số khác nhau www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 99 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha Các dải tần s : • Dải tần thấp:... hiệu đo lường, các máy thu phát; xác định tần số cộng hưởng của các mạch dao động; xác định dải thông của bộ lọc; kiểm tra độ lệch tần số của các thiết bị đang khai thác www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 100 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha 5. 2 Đo tần số bằng các mạch điện có tham số phụ thuộc tần số 5. 2.1 Phương pháp cầu Dùng các cầu đo mà... kiện cân bằng của cầu phụ thuộc vào tần số nguồn điện cung cấp cho cầu * Mạch cầu tổng quát: Điều kiện cân bằng cầu: VD 1: Z1.Z 3 = Z 2 Z 4 → U AB = 0 Z1 Z2 Z4 Z3 Hình 5- 1 Điều kiện cân bằng cầu: R1.Z 3 = R2 R4 3 Hình 5- 2 www.ptit.edu.vn ⎛ 1 ⎞ ⎟ Z 3 = R3 + j ⎜ ωLx − ⎜ ωC3 ⎟ ⎠ ⎝ GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 101 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha Điều chuẩn... cần đo fx (điều chỉnh C3) Khi đó ω x Lx = Z 3 = R3 1 1 ⇒ fx = ω x C3 2π Lx C3 R1.R3 = R2 R4 Bộ chỉ thị cân bằng là vôn mét chỉnh lưu, vôn mét điện tử Nhược điểm: • • Khó đo được tần số thấp do khó chế tạo cuộn cảm có L lớn ở tần số thấp Khó thực hiện chỉ thị 0 do có tác động của điện từ trường lên cuộn cảm www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths Trần Thục Linh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 102 Chương 5 Đo. .. tần số âm thanh: 16 Hz < f < 20 KHz • Dải tần số siêu âm: 20 KHz < f < 200 KHz • Dải tần số cao: 200 KHz < f < 30 MHz • Dải tần số siêu cao: 30 MHz < f < 3000 MHz • Dải tần số quang học: > 3GHz Các dải tần số khác nhau có các phương pháp đo tần số khác nhau Bao gồm: Nhóm phương pháp đo tần số bằng các mạch điện có tham số phụ thuộc tần số Nhóm phương pháp so sánh Nhóm phương pháp số Phép đo tần số thường... KTĐT1 Trang 104 Chương 5 Đo tần số, khoảng thời gian & độ di pha 5. 2.2 Phương pháp cộng hưởng Dùng để đo tần số cao và siêu cao U(fx) Khối ghép tín hiệu Mạch CH Chỉ thị CH Nguyên tắc chung: dựa vào nguyên lý chọn lọc tần số của mạch cộng hưởng Điều chuẩn • Khối cơ bản của tần số một này là mạch cộng hưởng Mạch này được kích thích bằng dao động lấy từ Hình 5- 5 nguồn có tần số cần đo thông qua Khối ghép . trong dải sóng: 10 kHz 50 0 MHz. + Sai s : (0, 25- 3)% Hình 5- 6 LC f x π = 2 1 Chương 5. Đo tầnsố, khoảng thời gian & độ di pha www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA. 5. Đo tầnsố, khoảng thời gian & độ di pha www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 101 5. 2. Đo tần số bằng các mạch điện có tham số phụ thuộc tần số 5. 2.1 sóng (Ôxilô) www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: Ths. TrầnThụcLinh BỘ MÔN: KTĐT - KHOA KTĐT1 Trang 92 Chuyển mạch điện tử phân đường theo mức: E n Hình 4.18 - SơđồkhốiCM điệntử phân đường theo mức Hình