Исследование метрологических характеристик электронных приборов

Московский государственный технический университет  
имени Н. Э. Баумана 
 
 
 
 
 
 
 
Р. В. Комягин, В. Л. Хандамиров 
 
 
 
Исследование метрологических характеристик 
электронных приборов 
 
 
Методические указания к выполнению лабораторных работ  
по дисциплине «Метрология и радиоизмерения» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 

К63 
УДК 
621.372 
ББК 32.842 
 К63 
 
Издание доступно в электронном виде на портале ebooks.bmstu.ru  
по адресу: http://ebooks.bmstu.ru/catalog/212/book1438.html 
 
Факультет «Радиоэлектроника и лазерная техника» 
Кафедра «Радиоэлектронные системы и устройства» 
 
Рекомендовано Редакционно-издательским советом  
МГТУ им. Н.Э. Баумана в качестве методических указаний 
 
Рецензент  
канд. техн. наук, доцент А. Я. Терлецкий 
 
 
Комягин, Р. В. 
Исследование метрологических характеристик электронных 
приборов : методические указания к выполнению лабораторных 
работ по дисциплине «Метрология и радиоизмерения» / Р. В. Комягин, В. Л. Хандамиров. — Москва : Издательство МГТУ  
им. Н. Э. Баумана, 2016. — 58, [2] с. : ил. 
ISBN 978-5-7038-4429-8 
Рассмотрены методы определения метрологических характеристик 
электронных приборов и измерения характеристик электрических сигналов и параметров элементов электрических цепей, к которым относятся 
погрешности, дисперсия, законы распределения плотности вероятности, 
форма электрических сигналов, значения напряжения, длительности временных интервалов, частота, сопротивление резисторов, емкость конденсаторов, индуктивность катушек. 
При выполнении лабораторных работ студенты изучают различные 
методы, принципы измерений, основанные на различных физических явлениях, получают навыки экспериментальной работы и методов обработки результатов, предлагаются вопросы для самопроверки. 
Для студентов МГТУ имени Н.Э. Баумана, обучающихся по специальности «Радиоэлектронные системы и комплексы». 
 
УДК 621.372 
ББК 32.842 
 
 
© МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 
© Оформление. Издательство 
ISBN 978-5-7038-4429-8  
 
   МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2016 
2 

 
Предисловие 
К современным радиоэлектронным системам и комплексам 
предъявляют все более высокие требования. При этом их характеристики необходимо измерять с высокой точностью. Нынешним 
специалистам необходимо не только знать основы теории измерений и планирования эксперимента, методы оценки погрешности 
измерений, законы распределения случайных погрешностей, источники возникновения и законы проявления погрешностей, способы 
уменьшения погрешностей и представления результатов измерений, 
но и уметь выполнять измерения, проводить оценку погрешности 
измерения, определять доверительный интервал. 
Проведение лабораторного практикума позволит студентам 
глубже изучить принципы измерений характеристик электрических сигналов и параметров элементов электрических цепей, 
научиться выбирать метод измерений исходя из частотного диапазона и требуемой точности. Навыки работы с измерительными 
приборами позволят в дальнейшем квалифицированно выполнять 
лабораторные работы профессионального цикла и научноисследовательскую работу студента. 
Цель лабораторных работ — освоение принципов и методов 
измерений характеристик электрических сигналов и параметров 
элементов электрических цепей, получение навыков экспериментальной работы и методов обработки полученных результатов. 
После выполнения лабораторных работ студенты смогут: 
• обосновать методику экспериментальной оценки параметров 
электрических сигналов с помощью электронного осциллографа; 
• самостоятельно выбирать режимы работы для проведения 
измерений; 
• оценивать погрешности проведенных измерений; 
• измерять частоты и периоды периодических сигналов с высокой точностью, оценивать точностные характеристики измерительных генераторов; 
• измерять параметры сосредоточенных элементов электрических цепей с помощью различных методов; 
• проводить косвенные измерения и оценивать их погрешности. 
 
 
3 

 
Лабораторная работа № 1 
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИГНАЛА  
С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННОГО ОСЦИЛЛОГРАФА 
Цель работы — измерение параметров сигналов импульсного 
генератора и оценка точности измерения этих параметров.  
Порядок выполнения работы 
1. Изобразить структурную схему универсального осциллографа (рис. 1.1). 
2. Ознакомиться с техническим описанием используемого в 
работе осциллографа. Выписать его основные технические характеристики: 
• амплитудный и временной диапазон исследуемых сигналов; 
• нормальные условия эксплуатации; 
• класс точности; 
• размер рабочей части экрана; 
• ширину линии луча; 
• пределы допускаемого значения основной относительной погрешности коэффициентов отклонения; 
• время нарастания переходной характеристики каждого канала 
вертикального отклонения; 
• время установления переходной характеристики каждого канала вертикального отклонения; 
• пределы допускаемого значения основной относительной погрешности коэффициентов развертки; 
• пределы допускаемого значения относительной погрешности 
амплитуды и частоты импульсов калибратора. 
3. В соответствии с инструкцией по эксплуатации подготовить 
осциллограф к работе. 
4. Измерить параметры синхроимпульса генератора импульсов: 
• амплитуду синхроимпульса; 
4 

Тракт Y
Вход Y
1
2
3
t
Внутренняя
синхронизация
Внешняя
синхронизация
Вход X
Тракт X
4
5
6
Вход Z
Внутренняя
синхронизация
7
8
Внешняя
синхронизация
Тракт Z
~
9
=
 
Рис. 1.1. Структурная схема универсального осциллографа: 
1 — входная цепь; 2 — предварительный усилитель; 3 — оконечный усилитель Y; 
4 — схема синхронизации и запуска; 5 — генератор развертки; 6 — оконечный 
усилитель X; 7 — калибратор; 8 — оконечный усилитель Z; 9 — блок питания;  
Δt — линия задержки 
 
• длительность синхроимпульса по уровню напряжения 0,1; 
0,5; 0,9; 
• длительность переднего и заднего фронтов. 
Перед началом измерений установить режим внутренней синхронизации осциллографа. Осциллограммы, наблюдаемые на 
экране осциллографа, развернуть таким образом, чтобы точность 
измерения соответствующих параметров была максимальной. 
Изобразить на миллиметровой бумаге или на листе с координатной сеткой осциллограммы, используемые для измерений. На 
масштабную сетку осциллографа, ограниченную размерами экрана, наносят соответствующую осциллограмму. Одно большое деление сетки должно быть не менее большого деления миллиметро5 

вой бумаги или двух клеток листа в клеточку. На изображаемых 
осциллограммах отметить измеренные интервалы. 
Записать масштабы координатной сетки экрана осциллографа: 
• по вертикали «вольт/деление»; 
• по горизонтали «время/деление». 
Записать измеренные в делениях значения параметров сигнала: 
• амплитуду; 
• длительность импульса по уровню 0,1; 0,5; 0,9; 
• длительность переднего и заднего фронтов. 
5. По результатам измерений п. 4 вычислить следующие параметры импульса:  
• амплитуду; 
• длительность импульса по уровням напряжения 0,1; 0,5; 0,9; 
• длительность переднего и заднего фронтов; 
• суммарную длительность переднего и заднего фронтов; 
• суммарную длительность переднего и заднего фронтов, полученную косвенно, как разность длительностей импульса по уровням 0,1 и 0,9. 
6. Сопоставить результаты измерений суммарной длительности 
переднего и заднего фронтов импульса, полученные двумя указанными выше методами. 
7. Измерить параметры выходного импульса минимальной 
длительности генератора импульсов. Для этого установить минимальную длительность выходного импульса генератора с помощью соответствующего регулятора. Перед проведением измерений 
установить режим внешней синхронизации осциллографа. Результаты измерений представить в том же виде, что и в пп. 4–6. 
8. Рассчитать погрешности всех измеренных параметров по методике, изложенной в описании проведения измерений с помощью 
осциллографа. 
9. Оформить отчет в соответствии с приложением (Отчет о лабораторной работе № 1). 
Определение погрешностей выполненных измерений 
Измерения параметров электрических сигналов проводят по 
их изображениям на экране осциллографа. Проведение измерений (отличать от наблюдений!) гарантируется только при усло6