Суммарная мощность высших гармоник

Используя эти уравнения, можно убедиться, что

Последняя формула дает алгоритм

построения ИНИ. Сначала П ставится в

положение 1, и сопротивление регулируется

так, чтобы получить полное

отклонение вольтметра В

эффективных значений.

“В” построен по схеме квадратичного вольтметра. Отклонение его пропорционально эффектимному значению входного напряжения U. Затем “П “ ставится в положение 2. Тогда проходит через избирательный усилитель, отфильтровывающий первую гармонику. Новое отклонение “В “ пропорционально . Тогда

Принимая шкалу вольтметра можно проградуировать в значениях.

Характериографы

Приборы для определения вольтамперных или амплитудно-частотных характеристик электрических схем называют характериографами.

Устройство характериографов можно рассмотреть на примере измерителя АЧХ (ИАЧХ). Здесь обозначено:

1,8-генераторы, 2-смеситель,7-модулятор, 3-фильтр нижних частот, 4-широкополосный усилитель, 5-аттенюатор, 6-цепь автоматической регулировки усиления, 13- исследуемый четырехполюсник, 10-усилитель горизонтального отклонения, 11-усилитель вертикального отклонения, 12-детектор.

Генератор 1 настроен на фиксированную частоту, а генератор 8, управляемый модулятором, дает напряжения линейно изменяющейся частоты. Эти два напряжения, поступая на смеситель, дают на его выходе напряжение суммарных и разностных частот. Фильтр нижних частот 3 пропустит только разность частот генераторов 1 и 8. С фильтра напряжение падается на широкополюсный усилитель 4, выходной сигнал которого стабилизируется цепью автоматической регулировки усиления 6. После аттенюатора (ослабитель мощности в известное число раз) 5 напряжение поступает на вход исследуемого четырехполюсника, выход которого соединяется либо через детектор 12 либо непосредственно с усилителем вертикального отклонения 11 ЭЛТ. Горизонтальная развертка осуществляется через усилитель 10.

Разметка АЧХ по частоте осуществляется узлом меток, который создает всплески на кривой АЧХ при определенных частотах выходного напряжения.

В качестве модулятора может служить генератор, т.к. частота генератора 8 и отклоняющее по горизонтали напряжение изменяются по одному и тому же закону, и амплитуда постоянна , то на экране ЭЛТ будет иметь место зависимость напряженияот частоты, т.е. АЧХ. Если блок 12 незадействован, то кривая симметрична относительно горизонтальной оси. В противном случае - несимметрична.

Основными характеристиками иачх являются:

1) Рабочий диапазон частот, в котором погрешность ИАЧХ не превышает заданную.

2) Максимальная и минимальная полосы качения частоты. В ИАЧХ предусматривается отдельная регулировка средней частоты выходного сигнала и диапазона качения частоты. Узкую или широкую полосу качения выбирают в зависимости от вида исследуемого четырехполюсника.

3. Входное и выходное сопротивления. Обычные характеристики электронных приборов.

Погрешность ИАЧХ по амплитуде определяется неравномерностью выходного напряжения в полосе качения, нелинейностью детектора и усилителя вертикального отклонения, погрешностью отсчета амплитуды.

Для уменьшения нелинейности частотного масштаба применяют специальные методы улучшения линейности модуляционной характеристики генератора линейно изменяющейся частоты (ГЛИЧ).

В качестве таких генераторов используют LC-генераторы, RC-генераторы и релаксационные генераторы. Наиболее широко используются LC-генераторы, у которых изменение частоты осуществляется изменением L или C контура.

L изменяют за счет подмагничивания модулирующим током, ферромагнитного сердечника катушки индуктивности. Такой способ применим в диапазоне звуковых частот. Генераторы имеют достаточно линейную модуляционную характеристику, малые нелинейные искажения, высокую стабильность средней частоты. Недостатком их является сложность конструкции.

Изменять “C” можно, используя варикапы (диод, применяемый как нелинейная емкость). Используемая емкость запертого p-n перехода, которая изменяется при изменении напряжения и вариконды (сегнетокерамический конденсатор, емкость которого изменяется при изменении приложенного напряжения). Эти генераторы просты, но имеют большую нелинейность.

Релаксационные генераторы (в которых нет колебательного контура). Здесь энергия постоянного источника преобразуется в энергию колебаний с помощью накопительных элементов: C или L и нелинейного элемента.

RC генераторы в общем случае дают несинусоидальные колебания.

Существуют разнообразные методы улучшения линейности модуляционной характеристики ИАЧХ.

Например, использование отрицательной обратной связи. В качестве звена обратной связи может быть использован частотный детектор.

Т.к. характеристики схемы определяются в основном звеном обратной связи, то к частотному детектору предъявляются требования высокой стабильности и линейности в диапазоне качения частоты.

Пониженные требования предъявляются к частотному детектору в схеме с линией задержки.

При линейном изменении частоты со смесителя выходит постоянная разностная частота, определяемая временем задержки. Она может быть выбрана

достаточно низкой по сравнению с частотой выходного напряжения.

За счет нелинейности модуляционной характеристики, изменяется разностная частота, и ее изменения передаются частотным детектором на вход. ЧД работает на сравнительно низкой частоте при небольшом диапазоне ее изменения.

Примером характериографа служит прибор Х1-38, который обеспечивает исследование и регулировку АЧХ узкополосных и широкополосных четырехполюсников.

Рабочий диапазон частот 0,1-100 МГц состоит из трех диапазонов. Минимальная полоса качения на самом низкочастотном диапазоне 0,3 кГц, максимальная-100 МГц. Качение осуществляется изменением емкости варикапов.

Погрешность изменения частоты на экране индикатора при полосе качения10 кГц не превышает.