Поверка генератора сигналов НЧ Г3-109 с определением погрешности установки частоты генератора

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

 

200502-12-07-08

 

Федеральное Государственное Общеобразовательное  Учреждение

Среднего  профессионального образования

Санкт-Петербургский  Колледж Информатизации и Управления

 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

Дисциплина: Радиотехнические измерения и их

метрологическое обеспечение

Тема: Поверка генератора сигналов НЧ Г3-109 с определением погрешности установки частоты генератора.

 

 

 

 

Выполнил студент гр

Руководитель                                                                 

  «___»___________20__г.

 

Санкт-Петербург

2012

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе рассматривается  способ поверки низкочастотного  генератора.

Г3-109 с определением погрешности  установки частоты. Процесс и  все необходимые условия для  провидения поверки взяты из соответствующего технического описания данного генератора удовлетворяющие всем необходимым стандартам и требованиям к проведению поверки этого прибора.

Генератор Г3-109 предназначен для регулировки, испытания и  ремонта различных радиотехнических и радиоэлектронных устройств в  телевидении, радиовещании, акустике, технике связи. Чаще всего используется для проверки приборов с меньшим  классом точности.

Применяется генератор Г3-109 в лабораторных и цеховых условиях.

Так же радиотехнические устройства нуждаются в пуско-наладочных и  ремонтных работах. Для этого  необходимо использование низкочастотного  генератора сигналов. К такому виду приборов относится генератор сигнала  Г3-109 (RС-типа), который обладает четырьмя поддиапазонами, в пределах которых возможна плавная установка частоты (что является необходимым и крайне удобным в работе с радиотехническими устройствами). Представленный генератор Г3-109 имеет как несимметричный, так и симметричный выходы, которые рассчитаны на подключение ряда согласованных нагрузок. Также генератор г3-109 имеет повышенную мощность на выходе и стабилизатор выходного напряжения. Это все обеспечивает большую универсальность генератора.

 

ГЗ-109  характеризуются  низким уровнем гармонических искажений, имеет достаточно широкий диапазон генерируемых частот  от 20 Гц до      200 кГц, что в свою очередь даёт обширный спектр использования донного устройства, повышенная выходная мощность обеспечивают универсальность генератора, так же обеспечивается выходной сигнал прецизионной (обладающий высокой точностью или созданный с соблюдением высокой точности параметров) формы.

Измерительный генератор  сигналов низкой частоты Г3-109 имеет  функцию памяти на сохранение настроек. Это позволяет сэкономить время, затрачиваемое на настройку прибора.

На замену Г3-109 выступает  ряд модифицированных низкочастотных генераторов различной конфигурации, таких как Г3-102, Г3-118, Г3-119,    Г3-122.

Поверка устройства производиться  по техническому описанию, для чего необходим ряд сторонних (Электронный  частотомер Ч3-54 для измерения выходной частоты генератора, вольтметр Ф5263, В7-28 для определения выходного  напряжения генератора) приборов имеющих  соответствующие требования для  проведения поверки. В данном случае нас интересует только измерения  погрешности частоты на всех 4 (множители  1,10,10²,10³)диапазонах с плавной установкой частоты.

При проведении поверки необходимо решить несколько важных вопросов.

1. Условия проведения поверки
2. Необходимые приборы для поверки
3. Учет всех возможных погрешностей

 

1 ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Назначение прибора

Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-109 предназначен для регулирования, испытания и ремонта различных  радиотехнических устройств в лабораторных и производственных условиях, в телевидении, радиовещании, акустике, технике связи.[3]

Рабочие условия эксплуатации.

Задаются гостом ГОСТ 8.401-80:

- температура окружающего  воздуха от 278 до 313 К (от +5^о до +40^о С)

-относительная влажность  воздуха до 95% при температуре  +30^оС

- атмосферное давление 60-106 кПа (канал общего пользования)  и в автоматизированной измерительной  системе не предусмотрены  [1].

1.2 Внешний вид

Внешний вид прибора с  указанием основных переключателей изображен на рис. 1.1.

Рис. 1.1 Внешний вид передней панели Г3-109

 

 

На передней панели генератора Г3-109 находятся:

1) Ручка переключателя  «Множитель частоты» - для переключения  поддиапазонов.

2) Шкала и ручка шкалы  частот «Нz»  -для плавной установки частоты в пределах каждого поддиапазона.

3) Шкала стрелочного прибора  – для отсчета уровня выходного  сигнала.

4) Ручка переключателя  «Нагрузка Ω» - для переключения  нагрузок генератора

5) Четыре зажима малогабаритных  « 2» (Выход 2)

6) Разъем « 1» (Выход 1)

7) Ручка аттенюатора 60 дБ «15 mV» – «15V» - для ступенчатой регулировки выходного сигнала

8) Ручка потенциометра  « » -  для плавной установки уровня выходного сигнала

9) Ручка тумблера включения  – включение генератора «СЕТЬ»

Внешний вид задней панели поверяемого генератора Г3-109 представлен  на рис. 1.2.

Рис. 1.2 Внешний вид задней панели Г3-109

1) Встроенный счетчик  времени наработки генератора;

2) Тумблер переключения  напряжения питающей сети генератора;

3) Вставка плавкая 3 А;

4) Клемма защитного заземления;

5) Шнур питания.

1.3 Весогабаритные параметры прибора

- габаритные размеры 488×173×488 мм;

- вес 25кг.

 

 

1.4 Технические характеристики

 

1.4.1 Диапазон генерируемых частот генератора от 20 Гц до 200 кГц перекрывается четырьмя поддиапазонами с плавной перестройкой внутри поддиапазонов:

1. поддиапазон (xl) от 20 до 200 Гц;
2. поддиапазон (х10) свыше 200 Гц до 2 кГц;
3. поддиапазон (х10²) свыше 2 до 20 кГц;
4. поддиапазон (хЮ³) свыше 20 до 200 кГц.

Запас по краям диапазона  не менее удвоенного значения основной погрешности по частоте, перекрытие между поддиапазонами не менее значения основной погрешности. Погрешность на этих участках не нормируется. 

 1.4.2 Основная погрешность установки частоты не превышает:

±(1+ 50/f_н )% в диапазоне частот свыше 200 Гц до 20 кГц (II и III поддиапазоны);

±(2+ 50/ f_н )% в диапазоне частот от 20 до 200 Гц (I поддиапазон) и свыше 20 до 200 кГц (IV поддиапазон), где f_н  — номинальное значение частоты, устанавливаемое по шкале частот «Hz», Гц.

1.4.3 Дополнительная погрешность установки частоты в рабочем диапазоне температур на каждые 10° С изменения температуры окружающего воздуха не превышает:

±3-10^-3 f_н в диапазоне свыше 200 Гц до 20 кГц (II и III поддиапазоны) ;

±5-10^-3 f_н  в диапазоне от 20 до 200 Гц (I поддиапазон) и свыше

20 до 200 кГц (IV поддиапазон).

1.4.4 Дополнительная погрешность установки частоты в зависимости от изменения нагрузки от значения холостого хода до максимального значения или при плавной регулировке опорного уровня выходного напряжения

(1,5—15 В) не превышает:

±3-10 ^-4 f_н в диапазоне свыше 200 Гц до 20 кГц (II и III поддиапазоны) ;

±1 • 10^-3 f_н в диапазоне от 20 до 200 Гц (I поддиапазон) и свыше

20 до 200 кГц (IV поддиапазон), где f н — номинальное значение частоты, устанавливаемое по шкале частот «Hz», Гц.

1.4.5 Нестабильность частоты генератора за любые 15 минут работы после времени установления рабочего режима при нормальных условиях не превышает ± 1 • 10 ^-3 f_н.

1.4.6 Нестабильность частоты генератора за любые 3 ч работы после времени установления рабочего режима при нормальных условиях не превышает ±5∙10^-3 f_н.

1.4.7 Наибольшее значение опорного уровня выходного напряжения генератора на гнезде « 1» при сопротивлении нагрузки 50 Ом не менее 15 В (максимальный ток в нагрузке не более 0,3 А).

Выходное напряжение должно плавно регулироваться в пределах не менее 20 дБ от своего наибольшего значения.

1.4.8 Основная приведенная погрешность установки опорного значения выходного напряжения на гнезде « 1» при положении аттенюатора «15V» не превышает ±4%.

1.4.9 Дополнительная погрешность установки опорного значения выходного напряжения на гнезде «0»1» при положении аттенюатора «15V», обусловленная изменением температуры окружающего воздуха на каждые 10°С в диапазоне рабочих температур не превышает ±2%.

1.4.10 В генераторе на гнезде « 1» предусмотрена ступенчатая регулировка выходного напряжения. Регулировка должна осуществляться с помощью встроенного аттенюатора 60 дБ ступенями через 10 дБ. Погрешность ослабления встроенного аттенюатора при активной нагрузке

50 Ом в рабочем диапазоне  температур не превышает ±0,5 дБ.

1.4.11 Неравномерность уровня выходного напряжения генератора при перестройке частоты от 20 Гц до 200 кГц не превышает:

на гнезде «  1» ±5% при сопротивлении нагрузки 50 Ом;

на клеммах « 2» при несимметричных нагрузках 5, 50, 600 Ом и

5 кОм соответственно ±15%; ±10%; ±10% и ±25%.

1.4.12 Коэффициент гармоник выходного сигнала на гнезде « 1» при сопротивлении нагрузки 50 Ом при наибольшем опорном значении выходного напряжения не превышает:

0,5% в диапазоне частот  свыше 200 Гц до 20 кГц 

(II и III поддиапазоны) ;

1% в диапазоне частот  от 20 до 200 Гц и свыше 20 до 200 кГц 

(I и IV поддиапазоны).

1.4.13 Коэффициент гармоник генератора на клеммах « 2» при наибольшем опорном значении выходной мощности 4 Вт в рабочем диапазоне частот не превышает 2%.

1.4.14 Наибольшее значение составляющих с частотой питающей сети и ее гармоник относительно наибольшего значения опорного уровня выходного напряжения на гнезде « l» не превышает 0,1 %.

1.4.15 Генератор обеспечивает свои технические характеристики в пределах норм, по истечении времени установления рабочего режима, равного 15 мин.

1.4.16 Генератор допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение 8 ч при сохранении своих технических характеристик в пределах норм.

Примечания: время непрерывной работы не включает в себя время установления рабочего режима генератора.

 

 

 

 

 

 

1.4.17 Генератор сохраняет свои технические характеристики в пределах норм при питании его:

от сети переменного тока напряжением 220±22В, частотой      50±0,5 Гц и содержанием гармоник до 5%;

от сети переменного тока напряжением 220±11 В или 115±5,75В, частотой 400±10 Гц и содержанием гармоник до 5%.

 

 

1.5 Принцип действия и описание структурной схемы генератора       Г3-109

Структурная схема низкочастотного  генератора Г3-109 представлена на рис. 1.3. Согласно схеме принцип действия Г3-109 основан на работе задающего RC-генератора, источника синусоидального сигнала, с которого через предварительный усилитель поступает сигнал на усилитель мощности, который обеспечивает получение на нагрузке 50 Ом напряжения 15 В среднеквадратических. Аттенюатор ослабляет выходной сигнал на 60 дБ ступенями через 10 дБ. Уровень сигнала, подаваемого на аттенюатор, измеряется индикатором выходного уровня. К усилителю мощности могут быть подключены согласующие трансформаторы для работы на нагрузках 5, 50, 600 Ом и          5 кОм. Переключатель нагрузок коммутирует выходные обмотки согласующих трансформаторов. Источник питания обеспечивает постоянным током задающий генератор, предварительный усилитель и усилитель мощности.

Рис. 1.3 Структурная схема низкочастотного генератора Г3-109

 

1.6 Правила техники электробезопасности

1.6.1 По требованиям электробезопасности генератор должен удовлетворять нормам [3]

ОСТ 4.275.003—77, класса защиты 01.[2] 

1.6.2 Перед включением генератора в сеть и подсоединением к нему других устройств необходимо соединить зажим защитного заземления « » генератора с зануленным зажимом питающей сети. Отсоединение защитного заземления от зануленного зажима питающей сети производится только после всех отсоединений.

При проведении измерений, при  обслуживании и ремонте, в случае использования генератора совместно с другими приборами или включения его в состав установок, необходимо для выравнивания потенциалов корпусов соединить между собой соединенные с корпусом клеммы всех приборов

(« »).

 

1.6.3 Генератор со снятыми крышками и стенками включать в сеть не рекомендуется. Если же генератор включается при необходимости настройки внутренними органами регулировки, например, при замене радиодеталей,   необходимо соблюдать осторожность и не прикасаться к контактам силового трансформатора. Максимальным напряжением в генераторе является напряжение сети 220 В.