Лекции по электрорадио измерениям

Поэтому для выполнения условия баланса амплитуд необходимо, чтобы А=3. для выполнения баланса фаз необходимо, чтобы фазовый сдвиг усилителя был равен α=2π, т.к. фазовый сдвиг β=0. Это обеспечивается двухкаскадным усилителем. На практике применяют усилители с коэффициентом усиления больше 3, но вводят ООС, снимающую коэффициент усиления до 3. Схема усилителя представлена на рисунке: Для настройки по частоте устанавливают несколько параллельных резисторов и переключатель. Чем обеспечивают перекрытие по всему НЧ диапазону путем разбивки его на поддиапазоны. Схема представлена на рисунке: Обычно пару резисторов подбирают так, чтобы частота изменялась в 10 раз, а в пределах каждого поддиапазона главным перестройка частоты обеспечивалась переменным конденсатором. Следует отметить, что цепь ООС выполняет и другую функцию – автоматически поддерживает уровень выходного напряжения задающего генератора, неизменно, т.е. автоматически поддерживает баланс амплитуд.

Высококачественные измерительные генераторы.

Как правило задающий генератор строиться по схеме RC-генератор. Перестройка на частоты осуществляется: в пределах поддиапазона изменения емкости конденсатора колебательного контура, а переключение диапазонов – смена катушек индуктивности контура. Схема задающего генератора представлена на рисунке: Амплитудную модуляцию осуществляют подачей низкочастотного синусоидального сигнала обычно 1000 или 400Гц от внутреннего генератора на усилитель-модулятор. Частотная модуляция осуществляется путем подачи низкочастотного синусоидального сигнала изменяемой частоты на варикап подключаемый параллельно колебательного контура задающего генератора. Схема задающего генератора представлена на рисунке:

Импульсные измерительные генераторы.

Схема импульсного измерительного генератора представлена на рисунке:

Задающий генератор вырабатывая переменный сигнал несинусоидальной формы, частота которого регулируется в заданных пределах и определяет частоту следования импульсов выходного сигнала. Выполняется по схеме блокинг-генератора или мультивибратора. Формирующее устройство вырабатывает прямоугольные импульсы различной длительности с крутыми бортами, фазами и плоскими вершинами. В его состав могут входить: ограничители уровня для формирования плоской вершины (компараторы или диодные ограничители ), триггеры для формирования крутых бортов и срезов. Генераторы обычно имеют также вспомогательные устройства, схему внешнего запуска и выходное устройство импульсов синхронизации. Импульсы на выходе синхронизации опережают импульсы на основном выходе. Такая задержка часто необходима для запуска внешних приборов, например осциллографа. При чем эта задержка может регулироваться в регулирующем устройстве.

Исследование формы электрического сигнала.

Два способа представления эл. сигнала:

· Временное

· Спектральное

Временной эл. сигнал изображается графиком в прямоугольной системе координат. Ординат - мгновенное значение напряжения или силы тока, а абсцисса – текущее время.

Такое представление эл. сигнала обеспечивает хорошую наглядность при исследовании различных эл. устройств, их наладки. Для получения графиков используются осциллографы и согласующие устройства.

Спектральный. Так же любой эл. сигнал можно рассмотреть как сумму простых (гармонических) колебаний, каждое из которых имеет свое максимальное значение, частоту и фазу. Эту сумму гармонических составляющих определяет сам сигнал (форму и т.д.).гармонические составляющие при данном способе графически представляют в прямоугольной системе координат - в виде вертикальных линий, абсциссы которых определяют частоту гармоники, а их высота максимальное значение для получения амплитудного спектра ( используются анализаторы, спектры и гармоники).

Электронно-лучевые осциллографы.

Это электронный прибор, предназначенный для визуального наблюдения формы кривой эл. сигнала и изменение их параметров с помощью ЭЛТ. Наглядность – большое входное сопротивление, широкая полоса рабочих частот.

Классификация:

1) По количеству одновременно исследуемых сигналов (1,2 и многолучевые).

2) По характеру исследуемого процесса ( непрерывного, многоимпульсные, однотактного процесса)

3) По ширине полосы пропускания канала усиления (высокочастотные, низкочастотные, низкополосные).

Общая структурная схема ЭЛТ осциллографа приведена на рисунке:

Используется с электростатическим отклонением луча в виде двух пар взаимно перпендикулярных пластин. Принцип отображения формы сигнала на экране ЭЛТ заключается в следующем – исследуемый сигнал, как функция времени отображается на экране в прямоугольной системе координат, абсциссой которой является ось X (амплитуда), а осью ординат мгновенное значение сигнала. Двери пластин отклоняют фокусирующий луч в взаимно перпендикулярных направлениях, которые можно рассматривать как координатные оси. Отклонение луча по оси происходит за счет разности потенциалов между пластин. Горизонтальному отклонению положенного луча отводится роль оси времени, а вертикальному ось мгновенного значения. Для получения равномерной оси времени необходимо, чтобы луч ЭЛТ отклонился в горизонтальном направлении с постоянной скоростью. С этой целью к горизонтальным пластинам подводят пилообразное напряжение, которое с постоянной скоростью отклоняет луч слева направо на всю ширину экрана, а потом быстро возвращает его налево и процесс повторяется. Исследуемый сигнал подводится к вертикальным отклоняющим пластинам, т.о. на экране ЭЛТ вырисовывается график зависимости в масштабе “Y” функция от “X”, Y=F(X). Канал вертикального отклонения (канал сигнала) служит для преобразования напряжения исследуемого сигнала соответствующего отклонению луча по вертикали. Состоит из входного устройства, включает в себя входной разъем переключающий режимы входной цепи, позволяющий отделить постоянную составляющую входного сигнала.

Аттюниатор-делитель – для калиброванного ослабления сигнала. Состоит из: усилителя усиливающего сигнал до уровня необходимого отклонения по вертикале. Канал горизонтального отклонения (канал развертки и синхронизации) служит для формирования напряжения вызывающего горизонтальные отклонения луча, усиление сигнала синхронизирующего частоту усиления сигналов.

Канал управления яркости – предназначен для усиления сигнала управляющей яркости своим колибратором длительности, предназначен для измерения временных характеристик исследуемых сигналов (периода колебания и т.д.).

Колибратор длительности – предназначен для измерения временных характеристик исследуемого сигнала (период колебания).

Колибратор напряжения – предназначен для изменения амплитуды исследуемого сигнала, как правило это источник стабильного напряжения или переменного, или стабильного тока.

Назначение и виды разверток.

Для осциллографических измерений в осциллографах применяют следующие виды разверток:

· Линейная непрерывная

· Линейная ждущая

· Круговая

Вид развертки определяется формой напряжения приложенного к пластинам X.

1	2	3	4	5	6	7