Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров) (554136), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Измерение частот с помоппао трех подвижных меток: а — структурная схема генератора меток; б — наобрансенне на экране Напряжение нулевых биений выделяют фильтром нижних частот. Как правило, для этого используют 14С-фильтры с очень низкой частотой среза. Увеличение частоты среза приводит к расширению меток на экране. Усиленное напряжение меток подается на ЗЛТ и образует' частотную шкалу на экране прибора. Интервал между двуми соседними метками равен частоте кварцевого генератора. Для изменения масштаба частотной шкалы на экране (ин- пр тервалов между метками) используют умножители и делители частоты. Рассмотренный способ образо- огт й вания. частотных меток применя- тот в широкополосных измерите- рис, 14л2 линейно-ступенчатое ивлях АЧХ.
При исследовании уз- ' прнжение развертки кополосных устройств, в частности колебательных контуров, удобно пользоваться подвижными частотными метками, Структурная схема генератора трех подвижных меток приведена на рис. 14,11, а.
Диапазонный ВЧ-генератор с частотой 1г модулируют по амплитуде напряжением с частотой 1т от диапазонного НЧ-генератора. Напряжение с выхода ВЧ-генератора подают на смеситель, Таким образом, на смеситель поступают колебаниЯ частот 1ь 11 — 1ж 1,+1з и напРЯжение ГКЧ с частотой, меняющейся во,времени. Частотные метки формируют фильтром нижних частот из нулевых биений между указанными колебаниями и напряжением ГКЧ.
Меняя настройку ВЧ- и НЧ-генераторов, совмещают метки с характерными точками исследуемой АЧХ (рис. 14.11, б). Частоты определяют по шкалам генераторов. 288 Точность измерения частот на экране измерителя АЧХ можно повысить, используя напряжение- развертки линейно-ступенчатой формы 1рис. 14.12). В момент времени, соответствующий йачалу ступеньки, останавливаются частота ГКЧ и электронный луч. На исследуемой амплитудно-частотной характеристике появляется подсвеченная точка, яркость которой определяется длительностью ступеньки.
Рис. 14.13 Статическая и динамическая АЧХ колебательного кон- тура нри,частотах: а — аааайва нарастающей; б — линейно убывающей Частоту измеряют за время ступеньки цифровым частотомером. Для запуска частотомера используют импульсы, совпадающие по времени с началом ступеньки. Перемещая ступеньку и соответственно подсвеченную точку на экране, измеряют частоты, характеризующие исследуемую АЧХ. Линейно-ступенчатое напряжение формируют с помощью специальных импульсных схем. Длительность ступеньки определяется временем счета частотомера, т, е. временем измерения частоты.
Рассмотренный способ позволяет измерять частоты с высокой точностью, однако требует существенного увеличения периода развертки и использования ЭЛТ с длительным послесвечением, что ограничивает его применение. 5 14.5. Динамические-погрешности измерителей АЧХ В измерителях АЧХ частота напряжения ГКЧ меняется во времени. При этом существенную роль играет время пребывания частоты ГКЧ в полосе пропускания исследуемой цепи. Если это время соизмеримо или меньше ее постоянной времени, переходные процессы искажают форму огибающей напряжения на выходе цепи.
Вследствие этого изображение иа экране прибора может значительно отличаться от статической АЧХ. Как правило, при исследовании цепей и устройств, стремятся получить их статические амплитудно-частотные характеристики Вызванные конечной скоростью изменения частоты ГКЧ отклонения где огкч — скорость изменения частоты ГКЧ; Л(о — полоса пропускания исследуемой цепи. Величину 2=2(1 — 1о)/(о называют обобщенной расстройкой контура. В общем случае огкч =бЧгкч/Ж При линейном законе модуляции частоты и малом времени обратного хода луча модуль этой величины определяется приближенной формулой югкч Ь|» «Рр (14.5) где Л(н,« — полоса качания частоты ГКЧ; Рр †часто развертки. Из приведенных на рис.
14.13 кривых следует, что в динамичеТаблица 14.! оком режиме имеют место уменьшение максимума резонансной кривой, смещение ее по оси частот и увеличение полосы пропускания. Указанные эффекты растут с увеличением скорости изменения частоты ГКЧ. При больших значениях 1й наблюдаются также осцилляции кривых, что объясняется сложением вынужденных колебаний с собственными колебаниями контура. Динамические погрешности при малой скорости изменения частоты ГКЧ (1»(0,1) определя- Два они»аховых евиеанных конт»ра нрк крити«еекай саван енино«- ный ко- небатевьный кон- тур Двнани«еские осхре»и»ости — 0,765 ~/1» Смещение максимума АЧХ Л$, Изменение максимума АЧХ Ли/ио Изменение полосы пропуснания Ьйер 1,271» — 0,421»т 1,04па 1,04И» 10,4нт ются приближенными формулами, приведенными в табл.
14.1. Эти формулы характеризуют динамическую АЧХ относительно соответствующей статической характеристики. Как следует из таблицы, динамические погрешности определяются схемой исследуемого устройства и значением параметра (й. Пользуясь приведенными данными, можно рассчитать скорость изменения частоты ГКЧ, обеспечивающую пренебрежимо малые динамические погрешности, что соответствует работе прибора в квазнстатичес ком режиме. Однако эти расчеты справедливы лишь для приведенных в таблице устройств. На практике при выборе скорости изменения частоты ГКЧ исходят только пз условия малости параметра 1».
Это не всегда приводит к правильным результатам. Поэтому в измерителях АЧХ 285 , формы АЧХ на экране от статической АЧХ рассматривают как динамические погрешности. В качестве примера, иллюстрирующего сказанное, на рис. 14.13 приведены статическая и динамические АЧХ одиночного колебательного контура. Кривые рис. 14.13, а соответствуют линейно нарастающей частоте, а кривые рис.
14.13, б — линейно убывающей частоте. Параметр 1» характеризует динамические искажения исследуемой АЧХ. Р = пгкч1д.Го, (14.4> предусматривают возможность контроля и оценки динамических погрешностей. Один способ заключается в уменьшении частоты развертки или полосы качания частоты; если при этом не наблюдается увеличения максимума ЛЧХ или смещения его по оси частот, можно считать, что динамические искажения малы. Другой способ заключается в изменении частоты ГКЧ и напряжения развертки по треугольному закону.
При этом луч прочерчнвает на экране две амплитудно-частотные характеристики: одну— при возрастании частоты, а другую — при убывании. В соответствии с рис. 14.13, а, б на экране измерителя АЧХ наблюдаются две кривые, смещенные относительно статической ЛЧХ. Уменьшая частоту развертки или полосу качания, добиваются совпадения кривых. Очевидно, что установленная при этом скорость изменении частоты ГКЧ соответствует весьма малым динамическим погрешностям. Для измерения резонансной частоты исследуемой цепи нет необходимости совмещать кривые на экране. Резонансная частота определяется точкой их пересечения.
В этой точке и нужно установить частотную метку. 4 14.6. Применение измерителей АЧХ Основное назначение измерителей АЧХ вЂ” исследование амплитуд но-частотных характеристик линейных четырехполюсников. Наряду с этим измерители АЧХ применяют для исследования частотной зависимости крутизны АЧХ, измерения добротности контуров и резонаторов. Рассмотрим методику и особенности этих измерений. 14сследование АЧХ. Для неискаженного воспроизведения амп-.
литудно-частотных характеристик на экране прибора необходимо выполнить ряд условий, связанных как со свойствами исследуемого устройства, так и с диапазоном рабочих частот. При исследовании активных четырехполюсников, в частности усилителей, возможны искажения АЧХ вследствие нелинейности их амплитудной характеристики. Снятие АЧХ усилителей следует проводить при минимально необходимом напряжении на входе, причем уменьшение этого напряжения не должно вызывать изменения формы АЧХ на экране. При исследовании АЧХ четырехполюсников с большим затуханием появляются искажения, вызванные работой на нелинейном участке характеристики детектора. Для большинства измерителей АЧХ нормальный режим соответствует подаче на вход детекторной головки напряжения более 0,2 В, Поэтому при исследовании цепей с большим затуханием напряжение с выхода цепи подают сначала на широкополосный усилитель, а затем на детекторную го.ровку.
Измерители АЧХ можно использовать для исследования амплитудно-частотных характеристик устройств с преобразованием частоты. При этом необходимо учитывать, что частотные метки соответствуют частоте ГКЧ, а наблюдаемая АЧХ вЂ” частоте на выходе исследуемого устройства.
В случае гетеродинного преоб- 286 разования частоты и выделения разностной составляющей метки на экране прибора соответствуют частотам (=(м — (гст, где ге — частоты меток измерителя АЧХ; 1г.т — частота гетеродииа исследуемого устройства.
Частотные интервалы между метками при этом не меняются. Ранее было указано, что измерители АЧХ комплектуют набором детекторных головок При исследовании низкочастотных цепей используют высокоомные детекторные головки, которые можно включать как на выходе, иг„м дц~ гг „ так и в промежуточных. точках Ъ;1 исследуемой цепи. С повышепнем частоты входное сопротивление детекторной головки с падает и становится заметным ги> ее влияние на исследуемую цепь.
Поэтому на высоких час- ! татах применяют согласованяые детекторные головки, включаемые на выходе исследуемого устройства вместо нагрузки„пнс. 14Я4, Измерение крутизны " способом частотной модуляции входного Входное сопротивление такой головки должно быть равно сопротивлению нагрузки, При необходимости детекторную головку включают через согласующее устройство. Измерение крутизны АЧХ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
