Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



неравномерность выходного напряжения ГКЧ прибора;

нелинейность амплитудной характеристики детекторной головки;

нелинейные искажения выходного напряжения ГКЧ прибора;

рассогласование в высокочастотном тракте;

динамические погрешности измерения АЧХ, вызванные переходными процессами в исследуемом устройстве и связанные с перестройкой частоты с одной точки к другой;

паразитная частотная модуляция, являющаяся результатом самопроизвольного нежелательного воздействия на частоту сигнала, создаваемая паразитными наводками, фоном и т. п. и отличающаяся от частоты качания;

нестабильность средней частоты ГКЧ;

нелинейность частотного масштаба.

Основные технические и эксплуатационные характеристики выпускаемых отечественной промышленностью измерителей АЧХ приведены в табл. 11.1.

Наиболее широкое применение находят универсальные измерители АЧХ, позволяю-цще решать широкий круг измерительных задач: низкочастотные приборы Х1-46, Х1-48, Х1-49 и высокочастотные Х1-42 и Х1-43. Приборы Х1-43 и Х1-49 в отличие от базовых моделей Х1-42 и Х1-48 имеют в своем составе линейно-логарифмический преобразователь (Х1-43) и селективный преобразователь pCl-49), расширяющие динамический диапазон воспроизведения АЧХ до 40 и 70 дБ соответственно. Данные приборы предназначены для исследования в лабораторных условиях. Для работы в жестких условиях эксплуатации при температуре окружающей среды до - 30°С предназначены приборы Х1-40 и Х1-47. Измеритель АЧХ Х1-50 применяется при настройке и испытании телевизионной техники. Наличие в его составе встроенного генератора сетчатого поля позволяет осуществлять проверку линейности телевизионного изображения, а с помощью внешнего измерительного моста - проверку согласования антенных выводов.

Прибор Х1-53 является представителем нового поколения измерителей АЧХ. Встроенная микропроцессорная система обеспечивает возможности улучшения технических характеристик, расширяет функциональные возможности хфибора и сокращает продолжительность измерения за счет автоматизации измерительных процессов.

При создании и эксплуатации радио-

электронной аппаратуры основной задачей измерителей АЧХ является исследование амплитудно-частотных характеристик узлов и блоков с определением их параметров. Снятие АЧХ заключается в том, что в приборе уставливаются нужные диапазон частот, полоса качания, выходной уровень. Сигнал подается на вход исследуемого устройства, а с выхода его через детекторную головку соединяется с индикаторной частью прибора. Однако при этом необходимо принять ряд мер, несоблюдение которых приводит к искажению кривой АЧХ и увеличению погрешности измерения ее параметров. Характер этих мер зависит как от частотного диапазона, так и от вида исследуемого четъ1рехполюсника.

Важную роль играет согласование выхода прибора с нагрузочным сопротивлением. Если на частотах до десятков мегагерц рассогласование приводит лишь к уменьшению уровня выходного сигнала, то на более высоких частотах - к увеличению неравномерности выходного сигнала в полосе качания. Согласование входа исследуемого устройства, например усилителя промежуточной частоты, видеоусилителя, возможно путем подключения на конце кабеля, соединяющего их с выходом измерителя АЧХ, сопротивления, близкого к волновому. О качестве согласования можно судить по неравномерности выходного сигнала прибора путем измерения его на выходе при помощи проходной детекторной головки. Если исследуемый четырехполюсник имеет низкоомный вход с волновым сопротивлением, отличным от выходного сопротивления измерителя АЧХ, то его необходимо соединять с прибором через согласующее устройство.

При низкоомном выходе исследуемого устройства, например фильтра, телевизионного антенного усилителя, коаксиальной линии передачи, его следует подключать к входу индикаторного устройства через согласованную детекторную головку, а при отличии выходного сопротивления четырехполюсника от сопротивления нагрузки детекторной головки между ними необходимо устанавливать согласующее устройство.

При исследовании АЧХ активных четырехполюсников возможны искажения, вызванные перегрузкой последних. Особенно это касается усилителей, из-за нелинейности амплитудных характеристик которых вершина кривой АЧХ при больших уровнях выходных сигналов прибора становится более плоской. Аналогичные искажения существуют при наличии в усилителях автоматической регулировки усиления (АРУ). В этих



Измеритель АЧХ

Вход 1 Вход 2 Выход о р о-

Эталонный четырехполюсник

Детекторная головка

Исследуемый ч етыр ехполюсник

Детекторная головка

Рис. 11.5. Структурная схема соединения приборов при настройке исследуемого четырехполюсника по эталонному четырехполюснику

случаях на вход исследуемого четырехполюсника необходимо подавать сигнал с минимальным уровнем, а имеющуюся систему АРУ отключать.

При настройке многокаскадных устройств, например усилителей промежуточной частоты, видеоусилителей, когда необходимо просмотреть АЧХ каждого каскада в отдельности, а также при настройке частотных дискриминаторов используется высокоомная детекторная головка.

При наличии у измерителя АЧХ двухканального индикаторного устройства можно использовать метод настройки исследуемого четырехполюсника по эталонному (рис. 11.5). Для этого сигнал с выхода измерителя АЧХ подается одновременно на входы этих четырехполюсников, а их выходы подключаются к отдельным каналам индикатора, усиление которых устанавливается одинаковым. Изменяя соответствующие элементы настраиваемого четырехполюсника, добиваются совмещения его АЧХ с эталонной.

Двухканальные индикаторы особенно широко используются для измерения неравномерности АЧХ, лежащей в пределах неравномерности выходного сигнала измерителя АЧХ. Совмещая на экране индикатора кривые обоих каналов, одна из которых соответствует АЧХ исследуемого четырехполюсника, а другая - собственной АЧХ прибора, и измеряя величину их несовпадения, определяют неравномерность амплитудно-частотной характеристики.

Наряду с исследованием АЧХ четьфех-полюсников измерители АЧХ позволяют решать ряд других измерительных задач, таких как измерение добротности колебательного контура, крутизны АЧХ, полных сопротивлений и КСВ нагрузки, исследование кабелей.

Измерение добротности колебательного контура. Добротность колебательного контура определяется путем измерения полосы пропускания частот резонансной кривой А/ на уровне 0,707 и резонансной частоты /р (рис. 11.6) и вычисления ее по формуле

G = /р/А/ = 0,5 (/е + (/з - /J.

Измерение добротности контуров с помощью измерителей АЧХ удобно тем, что оно может проводиться в широком диапазоне частот.

Измерение крутизны АЧХ. При настройке частотных дискриминаторов и других устройств, АЧХ которых имеет линейные скаты, к линейности частотного масштаба прибора предъявляются повышенные требования, что технически трудно обеспечить. Для уменьшения требований к линейности частотного масштаба измерителей АЧХ переходят к измерению производной АЧХ, т. е. ее крутизны. На экране прибора она наблюдается в виде горизонтальной линии, отклонение от которой соответствует нелинейности АЧХ.

Для получения производной АЧХ используется метод двойной частотной модуляции (рис. 11.7). Если на исследуемый четырехполюсник от измерителя АЧХ поступает сигнал частотой /, промодулированный по частоте синусоидальным сигналом с частотой /м с генератора модулирующих сигналов, то при малой девиации частоты Д/, на выходе четырехполюсника при помощи детектора и селективного усилителя выделяется сигнал с частотой /„, амплитуда которого пропорциональна производной АЧХ на частоте /. При изменении частоты / в полосе качания измерителя АЧХ сигнал с частотой /м воспроизводит на экране прибора частотную характеристику крутизны АЧХ. Крутизна АЧХ S определяется по формуле

Х=С А/„ККдКд,

0,707 ----/-


Рис. 11.6. АЧХ резонансного контура



Генератор модулирующих сигналов

Измеритель

АЧХ --

Исследуемый четырехполюсник

»>- Детектор 1 >

Селективный усилитель

Детектор 2

Рис. 11.7. Структурная схема соединения приборов при измерении крутизны АЧХ

где и - напряжение на входе индикаторного устройства; А/„ -девиация частоты; К-коэффициент усиления селективного усилителя на частоте модуляции; К, коэффициенты передачи детекторов.

Метод двойной частотной модуляции особенно целесообразен при настройке частотных детекторов-дискриминаторов. На рис. 11.8 показаны АЧХ и частотная характеристика крутизны АЧХ дискриминатора на двух расстроенных контурах при разной расстройке А контуров относительно центральной частоты. Если АЧХ дискриминатора с А2 кажется достаточно линейной, то кривая частотной характеристики ее крутизны показывает, что АЧХ нелинейна.

Измерение полного сопротивления и КСВ


Рис. 11.8. АЧХ (1) и частотная характеристика крутизны АЧХ (2) частотного дискриминатора на расстроенных контурах

Измеритель АЧХ

Вход о

Выход ZpO-

Головка детекторная проходная


Рис. 11.9. Структурная схема соединения приборов при измерении полного сопротивления исследований кабелей

нагрузки измерителем АЧХ обеспечивается с погрешностью 15 - 20% по структурной схеме, приведенной на рис. 11.9. При согласовании волнового сопротивления длинной линии Zq с выходным сопротивлением прибора Zr, т. е. Zq = Zr, и при отсутствии потерь в линии напряжение на ее входе имеет вид

t/ = l/o(l-r„e-J*"-""),

где . Г„ = (Zo - ZJ/(Zo -f- Zh) =

= Гу - коэффициент отражения; v - скорость распространения энергии в линии; ( - длина длинной линии; L/q - напряжение на входе длинной линии при согласованной нагрузке.

При несогласованной нагрузке напряжение ст-вала, npoaciCKTMptSSKHfitSt) Tffmtj-ной детекторной головкой, изменяется от V\-r до l/o(l-l-rj (рис. 11.10,о). При отключенной нагрузке осциллограмма напряжения представлена на рис. 11.10,6. Модуль коэффициента отражения и фаза имеют вид

r„ = At t/i; ф = 271А А/о, где A/o = t)/2Z; Д/ - сдвиг минимума напря-


Рис. 11.10. Осциллограммы на экране измерителя АЧХ при подключенной нагрузке (а)

и при отключенной нагрузке (б): 1 - при отсутствии потерь в длинной линии; 2 -

при наличии потерь в длинной линии



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 [122] 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0237