|
В качестве заграждающего фильтра используются активные и пас-сивные RC-фильтры. Примером последнего является мост Вина, схема которого показана на рис.7. Сопротивления резисторов и емкос-ти конденсаторов фазосдвигающих цепей моста выбираются равными. При балансе моста - равенстве произведений полных сопротивлении противоположных плеч Z1Z3=Z2Z4 на заданной частоте Ω на выходе моста - напряжение с этой частотой обра-щается
в нуль, т. е. не проходит на выход. В соответствии c обозначениями, введенными на рис.7,
Z1 = R1; Z2 = R2; 
; Z4=R+
Из условия баланса 
или 
Из равенств действительных и мнимых частей следует, что 
; 
откуда 
В отличие от LC-систем, где 
, и перекрытие по частоте много меньше перекрытия по L или по С, здесь перекрытие по частоте равно перекрытию по R или С. Тем самым обеспечивается работа моста в широком диапазоне частот. Соотношения между R1 и R2 позволяют определить коэффициент передачи моста для высших гармоник. Для них Z3=
мало, выходное напряжение снимается практически только с R2 , поэтому коэффициент передачи моста стремится к 
Примеры применения моста Вина приведены ниже.
Приборы, предназначенные для измерения коэффициента гармоник, называются измерителями нелинейных искажении и входят в подгруппу С6. Как следует из принципа их построения (рис.5), в них входит широко-полосный квадратичный вольтметр, предусматривается самостоятельное использование этого вольтметра. Введение в измеритель нелинейных иска-жений типа С6-8 электронно-счетного частотомера позволило полностью автоматизировать процесс измерения. Кроме того, наряду с измерением коэффициента гармоник и среднеквадратичного значения напряжения, прибор стал измерять у входного напряжения еще и частоту. Для измерения коэффициента гармоник нелинейных устройств, например усилителей, кроме измерителя нелинейных искажений, необходим источник испытательного гармонического напряжения, т. е. измерительный генератор. Генератор и измеритель нелинейных искажений имеют собственные коэффициенты гармоник Kг1 и Kг2. Гармонические составляющие искажений с одной и той же частотой складываются векторно, т. е. с учетом их амплитуд и разности фаз. Составляющие искажений с разными частотами в соответствии с определением коэффициента гармоник складываются по мощности, т. е. в квадратуре. Обычно нормируется результирующее значение Кг без указания спектрального состава и без информации о фазах спектральных составляющих. Поэтому с учетом самого худшего случая считается, что искажения суммируются по амплитуде, т. е. суммарный собственный коэффициент гармоник генератора и измерителя нелинейных искажений Кг∑ = Кг1 + Кг2. Отсюда минимальный измеряемый коэффициент гармоник нелинейного проверяемого устройства Кгмин= 3Кг∑ = 3(Кг1 + Кг2). Если генератор и измеритель нелинейных искажений имеют соответственно Кг1= 0,02
и Кг2= = 0,03, то с их использованием можно измерять Кгмин= 0,15. Если требуется измерить существенно меньшие значения Кг, например 0,01% и менее, то это можно сделать сравнительно просто на фиксированных частотах с помощью дополнительных пассивных линейных фильтров. На выходе генератора включается фильтр нижних частот, подавляющий вторую и более высокие гармоники, например, в 30 раз. Аналогично между исследу-емым нелинейным устройством и измерителем нелинейных искажений включается заграждающий фильтр, подавляющий составляющую с основной частотой, например, в те же 30 раз. Поскольку с помощью указанных фильт-ров влияние собственных нелинейных искажении генератора и измерителя нелинейных искажении уменьшится в 30 раз, то минимальный измеряемый коэффициент гармоник теперь составляет Kгмин 
. Таким образом, с помощью существующих приборов и сравнительно простых дополнительных фильтров можно измерить малые значения коэффициента гармоник, ограничиваемые уровнем результирующих собственных шумов проверяемого и измерительных устройств.
2.4. Контрольные вопросы и схемы
Особенности линейных и нелинейных цепей, статические и динамические критерии нелинейности и их применения, спектральный и прямой методы измерения коэффициента гармоник, схема моста Вина.
2.5. Список литературы
1. Кукуш, В.Д. Электрорадиоизмерения, В.Д. Кукуш.-М.:Радио и связь, 1985. С. 273 - 279.
2. Винокуров, В.И. Электрорадиоизмерения, под ред. В. И.Винокурова.- М.: Высшая школа, 1986. С.235-237.
3. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ФАЗ
3.1. Введение
Определение фазы вводится для гармонического колебания, например напряжения U(t)=
, где индекс 0 (нулевая частота) подчеркивает постоянство входящих в формулу величин. Здесь 
- текущая, мгновенная или полная фаза колебания – аргумент гармонической функции, описывающей колебание,
- начальная фаза, фаза при t = 0, Е
- амплитуда, 
- - угловая частота.
Фаза характеризует состояние колебания в рассматриваемый момент времени, при заданной амплитуде – его мгновенное значение. У гармонического колебания фаза - линейная функция времени.
Понятие фаза распространяется на сложные непрерывные колебания, к импульсным процессам оно неприменимо, последние характеризуются временными параметрами – временными сдвигами, задержкой, длительностью.
Если имеются два гармонических напряжения U = и U2= с полными фазами 
и 
, то их разность фаз или фазовый сдвиг 
, он линейно изменяется во времени. Разность фаз колебаний с одной и той же частотой является постоян-ной величиной, равной разности начальных фаз 
. Часто одно из коле-баний называют опорным, второе – измеряемым, фазу опорного колебания 
за счет выбора начала отсчета времени считают равной нулю, тогда 
.
Фаза и разность фаз являются наиболее детальной информацией о коле-баниях. Эти параметры на много порядков информативнее амплитуды и сущес-твенно информативнее частоты, поскольку малым разностям фаз соответствуют малые доли периода, малые временные сдвиги. Фазовые методы широко используются в автоматике и телеуправлении, радионавигации, радиолокации, связи и обеспечивают наиболее высокие параметры соответствующих систем.
3.2. Фазовые соотношения при двухканальном изменении частоты
Двухканальные преобразователи частоты являются важными элементами большей части современных фазовых систем различного назначения. В них осуществляется двухканальное преобразование частоты следующих трех видов: гетеродинное, умножение частоты и деление частоты.
3.3. Гетеродинное преобразование частоты
Структурная схема двухканального гетеродинного преобразователя частоты приведена на рис.1. Гармонические сигналы на входах каналов:
U = , (1)
U2= . (2)
| |||
|
| ||
|
|
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 |
Основные порталы (построено редакторами)