zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Cơ sở kĩ thuật đo lường điện tử: Chương 4 - TS. Phạm Hải Đăng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Báo xấu

34
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 4 - Đo tần số, khoảng thời gian và đo độ di pha. Nội dung chính trong chương này gồm có: Khái niệm chung, đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số, đo tần số bằng các thiết bị so sánh, đo tần số bằng phương pháp đếm xung, đo chu kì, tổ hợp tần số, đo độ di pha.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kĩ thuật đo lường điện tử: Chương 4 - TS. Phạm Hải Đăng

Chương 4: Đo tần số, số, khoảng thời gian và đo độ di pha Nội dung chính: Khái niệm chung Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Đo tần số bằng các thiết bị so sánh Đo tần số bằng phương pháp đếm xung Đo chu kì Tổ hợp tần số Đo độ di pha 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.1. Khái niệm chung Tần số là một trong những tham số rất quan trọng của nguồn tín hiệu bất kỳ. Nhưng các tín hiệu trong lĩnh vực điện tử viễn thông có dải tần biến thiên từ nHz ÷n1015 Hz Để đo tần thì có thể dùng các tham số: Tần số: f (Hz) Tần số góc : ω (rad) Chu kỳ: T (s) Pha: ϕ (s) Bước sóng λ (m) 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Phương pháp đo: So sánh tần số cần đo với tần số chuẩn đã biết để từ đó xác định tần số cần đo. Về cấu tạo có thể dùng: Dùng các phần tử mạch có tham số phụ thuộc vào tần số Dùng các thiết bị so sánh Dùng phương pháp đếm 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Nguyên tắc chung: Dùng các mạch cộng hưởng để cộng hưởng giữa tần số cần đo với tần số của mạch. A. Cộng hưởng cầu: Điều kiện để cầu cân bằng là: R1 Zɺ 3 = R 2 R 4 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Biến đổi phương trình ta có: Phần thực: R1 R 3 = R 2 R 4 1 1 Phần ảo: ω = = 2π f x → 2π f x = LxC 2π L x C Với C = C m ax − C m in → f x = f m ax − f m in và giá trị đó được quy đổi sẵn và khắc trên thang đo tương ứng với C. ứng dụng đo tần: ưu và nhược điểm: Khắc phục: 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Để cầu cân bằng R1 R3  1  = R2  R4 +  1 + jω xC3 R3  jωxC4  1 ω x = 2π f x = R3 R4C3C4 Nếu chọn các điện trở và tụ điện R3 = R4 = R C3 = C4 = C 1 fx = 2π RC 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số B. Mạch cộng hưởng LC Hình 4-4. Sơ đồ khối ghép nối mạch cộng hưởng Tuỳ theo dải tần số mà mạch cộng hưởng có các cấu tạo khác nhau. Trong các thiết bị đo tần số bằng phương pháp cộng hưởng, thì thực tế để dùng được trong các tần đoạn khác nhau, mạch cộng hưởng có ba loại: 1. Mạch cộng hưởng có điện dung và điện cảm đều là các linh kiện có thông số tập trung. 2. Mạch cộng hưởng có pha trộn giữa linh kiện có thông số tập trung là điện dung, và linh kiện có thông số phân bố là điện cảm. 3. Mạch cộng hưởng có điện dung và điện cảm đều là các linh kiện có thông số phân bố. 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Hình 4-5 Hình 4-6 Hình 4-5 là sơ đồ của loại mạch thứ nhất. Trong đó, điện dung và điện cảm là các linh kiện có thông số tập trung L và C. Tần số mét loại này có lượng trình từ 10kHz đến 500MHz. Sai số đạt trong khoảng 0,25%÷3%. Hình 4-6 là mạch điện của tần số-mét mà mạch cộng hưởng là có pha trộn các linh kiện có thông số tập trung và linh kiện có thông số phân bố. Mạch cộng hưởng ở đây gồm có tụ xoay kiểu hình bướm. Bộ phận tĩnh điện của tụ được nối với nhau bằng vòng kim loại V, vòng này đóng vai trò điện cảm phân bố của mạch. 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.2.Đo tần số bằng các phần tử có tham số phụ thuộc vào tần số Hình 4-7 Hình 4-7 là sơ đồ cấu tạo một loại tần số-mét dùng ở siêu cao tần. 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.3. Đo tần số bằng các thiết bị so sánh A. Sử dụng Oscillo - Phương pháp sử dụng dao động đồ của oscillo (Litxagiu) Sử dụng hình litxagiu tạo ra trên màn hình Oscillo để xác định tần số theo tín hiệu có tần số chuẩn. Đưa tín hiệu cần đo tần số fx vào cặp phiến làm lệch X. Đưa tín hiệu có tần số chuẩn fch vào cặp phiến làm lệch Y. Để xác định tần số cần đo ta dùng 2 cát tuyến cắt dao động đồ “Litxagiu” theo 2 phương đứng và ngang, thoả mãn số điểm cắt hình “Litxagiu” là tối đa. Số giao điểm theo phương X và Y lần lượt là n và m. Liên hệ giữa tần số fx và fch m nf x = mf ch fx = f ch n m n 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.3. Đo tần số bằng các thiết bị so sánh Ví dụ minh hoạ 1 f x = f ch f x = 2 f ch fx = f ch 2 f x = 3 f ch 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.3. Đo tần số bằng các thiết bị so sánh A. Sử dụng Oscillo – Phương pháp quét tròn Tín hiệu có tần số chuẩn fch được đưa vào 2 cặp phiến làm lệch X, Y (Hình 4-13). Đầu vào X và Y lệch pha 90o. Trên màn hình sẽ xuất hiện dao động đồ dạng tròn hoặc ellipse. Tín hiệu có tần số fx cần đo được đưa vào lưới G (hoặc điện cực tăng tốc A2 ) Chùm tia điện tử được đóng/mở tạo nên đường đứt nét trên Oscillo Hình 4-13. Phương pháp quét tròn Số lượng đoạn tối (hoặc số lượng đoạn sáng) – Hình 4-14 (a) (b) do tín hiệu đưa vào lưới G Số lượng các múi lồi/lõm – Hình 4-14 (c) do tín hiệu đưa vào điện cực tăng tốc A2 fx n= f ch 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.3. Đo tần số bằng các thiết bị so sánh B. Đo tần số bằng phương pháp ngoại sai Sử dụng phương pháp trộn tần và bộ lọc thông thấp để tạo ra tần số phách F = f x − f ns Bộ chỉ thị là tai nghe, đèn chỉ thị hoặc bộ chỉnh lưu bằng chất rắn. Điều chỉnh bộ tạo sóng ngoại sai thoả mãn F = f x − f ns = 0 Mạch Trộn f x ± f ns Lọc f x − f ns thông thấp Chỉ thị vào Tần fx (LPF) f x − f ns = 0 f ns Tạo sóng Ngoại sai 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.4. Đo tần số bằng phương pháp đếm xung Sơ đồ khối của việc đo tần số bằng phương pháp đếm xung Bộ tạo dạng xung: biến đổi tín hiệu điều hoà tần số fx thành các tín hiệu dạng xung có cùng chu kì với tín hiệu. Bộ tạo xung chuẩn: tạo xung có độ ổn định cao, thường là dao động thạch anh. Ngoài ra còn có các bộ nhân chia tần để tạo ra nhiều tần số khác nhau. Bộ chọn xung và bộ đếm: thực hiện việc đếm xung trong 1 chu kì của xung chuẩn. Tch = nTx f x = nf ch Hình 4-22 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.4. Đo tần số bằng phương pháp đếm xung Đồ thị thời gian: u(t) Tch = nTx t f x = nf ch Uvp(t) yy. t Uch(t) t Uđo(t) tđo=Tch t Uđếm(t) n xung yy. t 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.4. Đo tần số bằng phương pháp đếm xung Sai số của phương pháp đo theo hình 4-22 phụ thuộc: Độ chính xác của xung chuẩn Tch Vấn đề đồng bộ giữa xung mở và xung đếm. Do đó sai số của phương pháp này là sai số ±1 Để tăng độ chính xác của phương pháp này (hình 4-22), cần tăng độ rộng xung chuẩn Tch n f x = nf ch = Tch 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.4. Đo tần số bằng phương pháp đếm xung Ngoài ra, một phương pháp đo tần số bằng phương pháp đếm xung khác được minh hoạ trong hình 4-26 f ch Tần số đo được f x = n Bộ tạo Bộ tạo xung dạng I Bộ chọn Bộ đếm xung chuẩn xung II Bộ tạo Mạch Bộ điều dạng vào khiển xung Hình 4-26 fx Tch Tx 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.5. Đo chu kì (đo khoảng thời gian) gian) 1 Do quan hệ giữa chu kỳ và tần số là: T= f cho nên mọi phép đo chu kỳ đều có thể thực hiện tương tự như đo tần số. Ví dụ 1: đo chu kỳ bằng cầu cộng hưởng: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động vẫn không thay đổi nhưng kết quả: - Phần thực: R1 R3 = R2 R4 1 2π - Phần ảo: ω= = ⇒ Tx = 2π Lx C Lx C Tx Với C = Cmin ÷ Cmax ⇒ Tx = Tx min ÷ Tx max và giá trị đó được quy đổi sẵn và khắc trên thang đo tương ứng với C. 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.5. Đo chu kì (đo khoảng thời gian) gian) Ví dụ 2: đo chu kỳ bằng phương pháp đếm xung Sử dụng phương pháp 2 (hình 4-26) để thực hiện đếm xung. f ch fx = ⇒ Tx = nTch n Bộ tạo Bộ tạo xung dạng I Bộ chọn Bộ đếm xung chuẩn xung II Bộ tạo Mạch Bộ điều dạng vào khiển xung Hình 4-26 fx Tch Tx 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4.6. Tổ hợp tần số Tổ hợp tần số là quá trình tạo ra dãy các tần số rời rạc từ một nguồn phát tần số chuẩn có độ ổn định cao. Nguồn phát tần số chuẩn (dao động chuẩn) thường là các bộ tạo dao động thạch anh. Nguyên lý thực hiện tổ hợp tần số: Tổ hợp tần số thụ động: chỉ dùng phương pháp lọc để tạo ra các thành phần tần số rời rạc. Tổ hợp tần số tích cực: sử dụng các bộ lọc tích cực để lọc các thành phần tần số. Mạch lọc tích cực bao gồm các vòng khóa pha (PLL) kết hợp với các bộ chia tần số. Tổ hợp tần số có sử dụng bộ vi xử lí. 09/10/2008 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Slice 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2398 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.