3.4. Амплитудно-частотная характеристика (ачх)

АЧХ – это зависимость коэффициента усиления от частоты при постоянном напряжении на входе усилителя. По данным табл. 1, АЧХ можно отобразить с по­мощью графика, однако при разработке и настройке усилителя измерение и ис­следование АЧХ проделанным выше лабораторным способом крайне утомитель­но и нецелесообразно. Наиболее наглядно и удобно для получения АЧХ исполь­зовать измерители АЧХ (ИАЧХ), например Х1-30, Х1-38, Х1-40 и другие, с по­мощью которых АЧХ непосредственно отображается на экране прибора [2]. Принцип действия ИАЧХ, в дальнейшем характериографа, основан на автомати­зации процесса измерения АЧХ, которая предполагает наличие так называемого генератора качающейся частоты (ГКЧ), частота которого периодически плавно изменяется по определенному закону в нужной полосе частот, воздействуя при этом на исследуемый усилитель, а также на осциллографический индикатор, на экране (кинескопа) которого автоматически прочерчивается кривая АЧХ. Функ­циональная схема простейшего характериографа изображена на рис. 5.

Рис. 5. Функциональная схема простейшего характериографа

Как видно из функциональной схемы ИАЧХ, модулирующее напряжение модулятора одновременно управляет частотой ГКЧ и отклонением луча индика­тора по горизонтали. В свою очередь, спектр частот от ГКЧ плавно воздействует на усилитель в определенной полосе («качания»), выходное напряжение которого через измерительное устройство управляет отклонением луча по вертикали. Обычно в качестве измерительного устройства применяются детекторные (вы­прямительные) головки, напряжения на выходе которых пропорциональны мгно­венному значению амплитуды напряжения на их входе.

Таким образом, горизонтальное положение луча на экране ИАЧХ соответ­ствует частоте на входе усилителя, а вертикальное – амплитуде его выходного напряжения, в результате луч описывает автоматически АЧХ усилителя. В со­временных ИАЧХ, кроме вышеперечисленных основных узлов, имеется ряд вспо­могательных, повышающих качество измерений и эксплуатационные свойства прибора, например блок частотных меток для калибровки или индикации частоты в пределах рабочего диапазона ГКЧ, узел гашения луча во время его обратного хода, узел автоматической регулировки амплитуды (АРА) напряжения ГКЧ и др.

В лабораторной работе с помощью ИАЧХ типа Х1-38 исследуется АЧХ усилителя и на ее основе определяется коэффициент широкополосности:

К_ш = f_max / f_min ,

где f_max и f_min – максимальная и минимальная частоты, на которых коэффици­ент усиления уменьшается на 3 дБ относительно его значения на средней частоте.

По окончании работы сделать выводы с обоснованием полученных ре­зультатов.

Контрольные вопросы

1. Что такое коэффициент усиления и при каких условиях в усилителе он измеряется?

2. Что такое коэффициент широкополосности усилителя и при каких усло­виях он измеряется?

3. Для чего предназначен в усилителе трансформатор типа длинной линии и какова его особенность при работе на низких и высоких частотах рабочего диапа­зона усилителя?

4. Что из себя представляет трансформатор типа длинной линии (ТДЛ) и почему он так называется?

5. Что такое волновое сопротивление трансформатора типа длинной линии и каково его значение при определении частотных свойств ТДЛ?

6. Что такое входное и выходное сопротивления усилителя и как они изме­ряются?

7. Выведите формулу для определения выходного сопротивления усилите­ля, измеренного методом вольтметра.

8. Выведите формулу для определения входного сопротивления усилителя, измеренного методом вольтметра.

9. Что такое АЧХ усилителя и чем определяется в исследуемом усилителе ее форма?

10. Каков принцип работы измерителя АЧХ? Какими еще способами изме­ряется АЧХ, их недостаток и преимущества?