Что такое девиация частоты
Что такое девиация частоты
Величина переменного тока, как и напряжения, постоянно меняется во времени. Количественными показателями для измерений и расчётов применяются их следующие параметры:
Один период в секунду это один герц (1 Hz)
,
,
Обычно используется при расчётах тока и напряжения синусоидальной формы. Тогда в пределах периода можно не рассматривать частоту и время, а исчисления производить в радианах или градусах. T = 2π = 360°
Начальная фаза может быть положительной или отрицательной величиной, соответственно справа или слева от нуля на графике.
,
Последовательность всех мгновенных значений в любом интервале времени можно рассмотреть как функцию изменения тока или напряжения во времени.
Например, синусоидальный ток или напряжение можно выразить функцией:
,
С учётом начальной фазы:
,
,
Может быть положительным и отрицательным в зависимости от положения относительно нуля.
,
Среднее значение является постоянной составляющей DC напряжения и тока.
Для синусоидального тока (напряжения) среднее значение равно нулю.
,
Для синусоидального тока или напряжения средневыпрямленное значение равно среднеарифметическому за положительный полупериод.
,
,
Для синусоидального тока и напряжения амплитудой Iamp ( Uamp ) среднеквадратичное значение определится из расчёта:
,
В активной нагрузке переменный ток совершает такую же работу за время периода, что и равный по величине его среднеквадратичному значению постоянный ток.
.
1.3.2. Виды модуляции сигналов.
S ( t ) — информационный сигнал, | S ( t ) Рис 3. Пример частотной модуляции по линейному закону.
Рис 4. Пример частотной модуляции. Вверху — информационный сигнал на фоне несущего колебания. Внизу — результирующий сигнал.
,
где g(t) — огибающая сигнала; φ ( t ) является модулирующим сигналом; f c — частота несущего сигнала; t — время.
Фазовая модуляция, не связанная с начальной фазой несущего сигнала, называется относительной фазовой модуляцией (ОФМ).
Рис 6. AM,FM модуляции.
1.3.3. Особенности цепей переменного тока.
Переменный ток изменяется во времени по синусоидальному закону. Время, за которое совершается полный цикл изменений по величине и направлению, называется периодом. При векторном изображении синусоиды вектор периодически описывает угол а, равный 360° или в дуговом (радианном) измерении равный 2π. Следовательно, первый полупериод оканчивается при α = π, а первое максимальное значение синусоида принимает при π/2. Время, за которое вектор описывает угол 2π [рад], называется периодом и обозначается буквой Т. Число периодов в секунду называется частотой и обозначается буквой f.
За единицу частоты принят герц (гц). Частота промышленной сети переменною тока обычно равна 50 гц.
В теории переменного тока часто приходится иметь дело с круговой частотой
В течение периода переменный ток, изменяющийся. по синусоидальному закону, достигает максимального значения 2 раза (при π/2 и Зπ/2). Максимальное значение тока или напряжения обозначают соответственно буквами Iмакс и, Uмакс. Действующее значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который, проходя через сопротивление, выделяет в нем (за одинаковое время с переменным током) равное количество тепла:
,
.
Следует иметь в виду, что, например, при расчете токовой нагрузки проводов принимается во внимание действующее значение тока. Это положение во многих случаях распространяется и на напряжение. Лишь при расчете изоляции на пробой необходимо учитывать максимальное (мгновенное) значение напряжения, так как пробой может произойти во время прохождения напряжения через максимум. На шкалах измерительных приборов указываются, как правило, действующие значения тока или напряжения.
Резистор в цепи переменного тока
Здесь через IR обозначена амплитуда тока, протекающего через резистор. Связь между амплитудами тока и напряжения на резисторе выражается соотношением
Фазовый сдвиг между током и напряжением на резисторе равен нулю.
Конденсатор в цепи переменного тока
.
Соотношение между амплитудами тока IC и напряжения UC :
.
Ток опережает по фазе напряжение на угол π/2.
Катушка в цепи переменного тока
.
Соотношение между амплитудами тока IL и напряжения UL :
.
Ток отстает по фазе от напряжения на угол π/2.
Частотная модуляция (Frequency Modulation)
В современном мире электронная техника развивается семимильными шагами. Каждый день появляется что-то новое, и это не только небольшие улучшения уже существующих моделей, но и результаты применения инновационных технологий, позволяющих в разы улучшить характеристики.
Не отстает от электронной техники и приборостроительная отрасль – ведь чтобы разработать и выпустить на рынок новые устройства, их необходимо тщательно протестировать, как на этапе проектирования и разработки, так и на этапе производства. Появляются новая измерительная техника и новые методы измерения, а, следовательно – новые термины и понятия.
Для тех, кто часто сталкивается с непонятными сокращениями, аббревиатурами и терминами и хотел бы глубже понимать их значения, и предназначена эта рубрика.
При частотной модуляции несущий сигнал является более высокочастотным по отношению к информационному сигналу и амплитуда частотно-модулированного сигнала является неизменной. Частотно модулированный сигнал отличается высокой помехозащищенностью и используется для высококачественной передачи информации: в радиовещании, телевидении, радиотелефонии и др.
Основными характеристиками частотной модуляции являются девиация (отклонение) и индекс модуляции.
Девиация частоты (frequency deviation) – наибольшее отклонение значения модулированного сигнала от значения его несущей частоты. Единицей девиации частоты является герц (Hz), а также кратные ему единицы.
Индекс модуляции (modulation index) – отношение девиации частоты к частоте модулирующего сигнала.
На следующей анимации приведен пример частотной модуляции по линейному закону:
Что такое девиация частоты
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственная система обеспечения единства измерений
ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ДЕВИАЦИИ ЧАСТОТЫ
State system for ensuring the uniformity of measurements. State verification schedule for measuring instruments of the frequency deviation
Дата введения 2005-01-01
Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным унитарным предприятием Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП ВНИИФТРИ) Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
2 ВНЕСЕН Управлением метрологии Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 октября 2004 г. N 25-ст
1 Область применения
2 Государственный специальный эталон
2.1 Государственный специальный эталон состоит из:
— эталонного калибратора-компаратора девиации частоты;
— персональной ЭВМ с интерфейсной платой канала общего пользования (КОП).
, (1)
— аддитивная составляющая неисключенной систематической погрешности.
Значения и в зависимости от характеристик воспроизводимых частотно-модулированных сигналов указаны в таблице 2.
, Гц
, Гц
2.4 Указанную точность воспроизведения единицы девиации частоты обеспечивают при соблюдении правил хранения и применения эталона, утвержденных в установленном порядке.
2.5 Государственный эталон применяют для передачи размера единицы девиации частоты рабочим эталонам и высокоточным рабочим средствам измерений сличением с помощью компаратора или непосредственным сличением.
3 Рабочие эталоны 0 разряда
3.1 В качестве рабочих эталонов 0 разряда единицы девиации частоты используют комплексы средств измерений, предназначенные для хранения, воспроизведения и передачи размера единицы девиации частоты в диапазоне от 10 до 1·10 Гц.
3.2 Неисключенная систематическая погрешность рабочих эталонов 0 разряда не должна быть более определяемой по формуле (1), где 
Гц; 
Гц.
3.3 Среднее квадратическое отклонение результатов сличений рабочих эталонов 0 разряда с государственным специальным эталоном не превышает 0,07%.
3.4 Сличения проводят на частотах модулирующих сигналов из ряда 0,02; 0,03; 0,09; 0,4; 1,0; 6; 20; 60; 100 и 200 кГц и на несущих частотах 50 и 5 МГц.
3.* Рабочие эталоны 0 разряда применяют для передачи размера единицы девиации частоты рабочим эталонам 1-го разряда и высокоточным рабочим средствам измерений сличением с помощью компаратора или непосредственным сличением.
4 Рабочие эталоны 1-го разряда
4.1 В качестве рабочих эталонов 1-го разряда используют эталонные установки типов К2-38 и К2-54, воспроизводящие единицу девиации частоты в диапазоне от 1 до 1·10 Гц, и эталонные измерители девиации частоты типов СК3-45, СК3-46 и других.
4.2 Пределы допускаемых абсолютных погрешностей рабочих эталонов 1-го разряда не должны быть более рассчитываемых по формуле
, (2)
— аддитивная составляющая погрешности.
4.3 Рабочие эталоны 1-го разряда применяют для проверки (калибровки) рабочих средств измерений непосредственным сличением или сличением с помощью компаратора.
5 Рабочие средства измерений
5.1 В качестве рабочих средств измерений используют измерители девиации частоты, измерители и генераторы фазовых дрожаний и измерительные генераторы классов точности 5, 10, 15, 25 по частотно-модулированным (ЧМ) параметрам в диапазоне частот от 1 до 1·10 Гц.
Приложение А
(обязательное)
Государственная поверочная схема для средств измерений девиации частоты
— среднее квадратическое отклонение передачи размера единицы девиации частоты;
— погрешность передачи размера единицы девиации частоты.