14. Измерение уровней при помощи широкополосного измерителя уровня (шиу). Способы включения шиу.
Широкополосный измеритель уровня (ШИУ)предназначен для измерения уровня по напряжению или по мощности синусоидального сигнала в широком диапазоне частот.
На рисунке 1 приведена структурная схема широкополосного измерителя уровня.
Рисунок 1 – Структурная схема ШИУ
Широкополосный измеритель уровня позволяет измерять уровни в диапазоне частот от 0,2 до 2,1 МГц.
Входное устройство(ВУ) обеспечивает три величины входного сопротивления – 20 кОм, 600 и 135 (150) Ом.
При высоком входном сопротивлении (20 кОм) измеритель уровня включается параллельно сопротивлению нагрузки, при этом измеряется уровень по напряжению. Такой способ включения ИУ называется «в параллель».
При низком входном сопротивлении, равном 135 (150) или 600 Ом измеритель уровня включается последовательно с нагрузкой, при этом измеряется уровень по мощности. Такой способ включения называется «в разрез».
Переключатель шкал (ПШ) представляет собой делитель напряжения, который служит для расширения пределов измерения уровней. Он обеспечивает возможность измерения уровней от – 65 дБ до + 32 дБ. Отсчет измеряемого уровня производится путем сложения предела измерения и показания стрелочного прибора.
Широкополосный усилитель предназначен для усиления измеряемого напряжения до величины, необходимой для работы детектора. Он обеспечивает высокую стабильность работы прибора и малую зависимость показаний от частоты изменения величины напряжения источника питания.
Детектор является нагрузкой усилителя, выполнен по мостовой схеме. Детектор предназначен для преобразования переменного напряжения в постоянное и подачи его на стрелочный прибор.
Стрелочный прибор имеет три шкалы. Верхняя шкала позволяет измерять уровень в децибелах. По средней и нижней шкале производится измерение напряжения в вольтах.
Если ИУ используется в качестве согласованной нагрузки цепи с сопротивлением 600 Ом, то его показания равны уровню и по мощности (так же, как и показания ИУ с высокоомным входом на нагрузке 600 Ом).
Переход от измеренного значения уровня по напряжению к величине напряжения U осуществляется по формуле (1):
15. Измерение уровней при помощи избирательного измерителя уровня (ииу).
Избирательный измеритель уровня (ИИУ) предназначен для измерения уровня по напряжению или по мощности на некоторой определенной (заданной) частоте.
Рассмотрим структурную схему ИИУ (см. рисунок 10).
Рисунок 10 – Структурная схема ИИУ
Избирательные ИУ строятся по гетеродинному принципу (когда находится разность двух частот).
Измеряемый сигнал с частотой f1 (Uf1) поступает на входное устройство (ВУ), а затем на модулятор.
На второй вход этого же модулятора от генератора G2, имеющегося в приборе, подается напряжение регулируемой частоты f2. Как правило, частота f2 намного выше частоты f1, присутствующей в сигнале, уровень по напряжению которой необходимо определить.
Модулятор производит смешивание двух частот f1 и f2, и на его выходе образуются напряжения комбинационных частот: f2, f1, f2 + f1, f2 – f1, 2f2, 2f1, 2f2 ± f1
Изменяя частоту f2, можно получить на выходе модулятора в числе других составляющих строго определенную (промежуточную, разностную) частоту fпч, которая определяется, как разность f2 и f1.
fпч = f2 – f1
Токи только этой промежуточной частоты пройдут через высококачественный узкополосный фильтр промежуточной частоты ФПЧ, включенный после модулятора.
Токи других частот этим фильтром не пропускаются. Затем сигнал усиливается, преобразуется детектором в постоянный и подается на стрелочный прибор, который покажет значение измеряемого уровня на частоте f1.