Файл взят с сайта www.kodges.ru, на котором есть еще много интересной литературы 13 страница

Расшифровка осциллограмм. При расшифровке ос­циллограмм (рис. 7.10) обычно определяют какие-либо временные интервалы исследуемого процесса и значения тока в каждый данный интересующий экспериментатора момент времени. Для установления масштаба по оси времени в светолучевых осциллографах применяются от­метчики времени. Чаще все­го это специальные электро­механические устройства, на- /К ]4Ш-Ц-Й носящие на носитель свето-

л

\i

Рис. 7.10. Осциллограмма светолу- чевого осциллографа.

вым лучом вертикальные линии через определенные ин­тервалы времени, например 0,2; 0,02 с и т. д. Подсчитав количество линий между интересующими точками за­регистрированной кривой и умножив это число на мас­штаб отметчика времени, получим значение определяе­мого интервала времени.

Для нахождения любого мгновенного значения тока в рамке ОГ достаточно определить в миллиметрах от­клонение соответствующей точки на изображении этого тока на носителе и затем разделить полученное значе­ние на значение чувствительности к току Si применяе­мого ОГ, при этом необходимо помнить, что значение 5i должно соответствовать расстоянию носителя от зер­кальца ОГ в данном светолучевом осциллографе.

7.7. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6. ИЗУЧЕНИЕ СВЕТОЛУЧЕВОГО ОСЦИЛЛОГРАФА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

В настоящее время промышленностью выпускается достаточно большое число различных типов светолучевых осциллографов с ре­гистрацией как на обычной фотоленте или фотобумаге, так и на но­сителе, чувствительном к ультрафиолетовым лучам. Независимо от этого в большинстве светолучевых осциллографов используются ОГ-вставки одних и тех же типов.

т

л

V

h

Основными параметрами ОГ являются чувствительность S_r и рабочая полоса частот, определяемая частотой собственных коле­баний подвижной части гальванометра (f₀). В соответствии с ГОСТ 11013-81 на ОГ промышленностью выпускаются ОГ с доста­точно большими отклонениями действительных значений Si н f₀ от значений, указанных в паспорте на данный ОГ. Так, минимальное значение Si может существенно отличаться от номинального значения. Отклонение действительного значения Si от паспортного в сторону
увеличения даже не регламентируется. Отклонение действительного значения собственной частоты ОГ [о от частоты, указанной в паспорте, может доходить до ±20%. Поэтому целесообразно перед примене­нием выбранных ОГ для регистрации какого-либо процесса уточнить и значения S_r и fo.

В работе определяются значения Sj и рабочие полосы частот для двух ОГ — высокочувствительного низкочастотного и низквчув- ствительного высокочастотного. Кроме того, в дайной работе про­водится расшифровка осциллограммы с записью простейшего сиг­нала.

Задание

1. Ознакомиться с приборами, предназначенными для выполне­ния данной лабораторной работы, уделив особое внимание прави­лам пользования применяемого светолучевого осциллографа. Внести в протокол паспортные данные приборов, в том числе и используе­мых в работе ОГ.

2. Определить действительное значение чувствительности низко­чувствительного ОГ.

Для определения чувствительности необходимо собрать схему, изображенную на рис. 7.11, включив для измерения тока в ОГ мил-

I

Рис. 7.11. Схема для определения чувствительности осциллографи- ческих гальванометров.

лиамперметр (переключатель sa1 находится в положении 1). В со­ответствии с ГОСТ 11013-81 чувствительность определяют при токе, равном 0,75 значения градуировочного тока (указывается в паспор­те на ОГ). При выключенной развертке определяют отклонение све­тового пятна на экране осциллографа вначале при одном направле­нии тока /, затем при другом. Для переключения направления тока используют переключатель S/1J?.

Значение Si подсчитывают по формуле

S, = (a_t+а₂)/21,

где а_х и а_г — отклонение светового пятна на экране при изменении направления тока, мм; / — ток в подвижной части гальванометра, мА.

3. Рассчитать постоянную по току исследуемого ОГ:

С, = 1/S/.

4. Рассчитать паспортную чувствительность и паспортную по-

12—970
егоянную по току (длина луча 1 м):

S/шсп ^{= S}I Ч f >

где 1=1 м, а /' — длина луча до экрана в применяемом светолу- чевом осциллографе, м;

^/пасп

/паси-

= 1/S

Сравнить полученные значения Smsсп и С_1Пасп со значениями, приведенными в паспорте на данный ОГ.

5. Рассчитать S/ и на носителе, если у применяемого светолучевого осциллографа дли­на луча до экрана V не совпадает с длиной луча до носителя I":

S] = S_I 1Ц'\ c]=l/S"_r

Cj данного ОГ при регистрации процесса

6. Повторить задания 2—5 для высокочувствительного ОГ. При определении Si этого ОГ используется схема рис. 7.11 с переклю­чателем SA1, находящимся в положении 2.

7. Определить рабочую полосу частот высокочувствительного ОГ. Для этого, используя схему рис. 7.12, снимают амплитудно- частотную характеристику гальванометра. Вначале при синусои-

Рис. 7.12. Схема для снятия ампли­тудно-частотной характеристики ос- циллографического гальванометра.

-		-г
\
		"V

150 т.Гц

V

V

w

t,9 с,В,

гоо

Рис. 7.13. Амплитудно-частотная характеристика осциллографичес- кого гальванометра.

дальном напряжении с частотой f_u равной 5% /о (устанавливается с помощью генератора синусоидальных колебаний Г), добиваются отклонения светового пятна на экране осциллографа (развертка выключена) в пределах 40—50 мм.

Поддерживая неизменным показание электронного вольтметра, увеличивают частоту напряжения и в пяти-шести точках опреде­ляют отклонение светового пятна на экране при каждой данной частоте. (Верхнее значение частоты не должно быть больше удвоенного значения номинальной собственной частоты данного ОГ) По полу­ченным данным строят амплитудно-частотную характеристику, при­мерный вид которой приведен на рис. 7.13, где v — относительное

изменение амплитуды отклонения светового пятна на экране:

v = a_m/a_om,

где а_т — отклонение светового пятна на экране при данной часто­те; о₀т — отклонение светового пятна на экране при начальной частоте (для данного ОГ при f_t).

На полученном графике проводят линии при v=l и v = 1 ±А, где Д — значение допустимой нелинейности амплитудно-частотной характеристики данного ОГ. Для ОГ с обмоточным успокоением рекомендуются значения Д=±5%. Для ОГ с жидкостным и каркас­ным успокоением — Д=± 10 % •

Первое пересечение амплитудно-частотной характеристики с ли­ниями v=l+A или v=l—Д определяет верхнюю частоту рабочей полосы частот. На графике, приведенном на рис. 7.13, рабочая по­лоса частот составляет 0—150 Гц при Д=±5%.

8. Определить рабочую полосу частот низкочувствительного ОГ, используя методику, изложенную в п. 7.

9. Произвести регистрацию на носителе с помощью указанного преподавателем ОГ синусоидального сигнала неизвестной частоты.

10. По осциллограмме определить амплитудное значение тока в ОГ и частоту зарегистрированного процесса.

При определении амплитудного значения тока использовать S_{ или C_It полученные при выполнении п. 5.

При определении периода, а затем и частоты зарегистрирован­ного процесса использовать показания отметчика времени применяе­мого светолучевого осциллографа.

11. Составить отчет по требуемой форме.

ГЛАВА ВОСЬМАЯ

ЭЛЕКТРОННЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

8 1. КЛАССИФИКАЦИЯ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В этой главе рассматриваются аналоговые электрон­ные измерительные приборы (АЭИП), основными функ­циональными узлами которых являются различные элек­тронные измерительные преобразователи и другие спе­циальные электронные устройства. В большинстве элек­тронных приборов в качестве выходных устройств используются магнитоэлектрические механизмы, а в не­которых типах приборов — электронно-лучевые трубки (например, в осциллографах, анализаторах спектра и др.).

Аналоговыми такие приборы называются потому, что их показания являются непрерывными функциями из-

12*
меряемых величин, которые в свою очередь могут при­нимать любые значения в измеряемом диапазоне.

Аналоговые электронные измерительные приборы ши­роко применяются в научных исследованиях и промыш­ленном производстве.

Аналоговые электронные измерительные приборы можно разделить на четыре основные группы. В пер­вую— самую большую — можно включить приборы для измерения параметров и характеристик сигналов (на­пример, вольтметры, осциллографы, частотомеры, ана­лизаторы спектра и др.).

Вторая группа — приборы для измерения параметров и характеристик элементов электрических и электронных схем и для измерения характеристик активных и пассив­ных двухполюсников и четырехполюсников. Сюда вхо­дят измерители сопротивления, емкости, индуктивности, параметров электронных ламп, транзисторов, а также приборы для снятия частотных и переходных характе­ристик и др.

Третью группу образуют измерительные генераторы, являющиеся источником сигналов различного уровня, формы и частоты.

Элементы измерительных схем, такие, как аттенюа­торы (ослабители сигнала), фазовращатели и другие, образуют четвертую группу.

В АЭИП широко используются шкально-верньерные устройства, позволяющие устанавливать требуемые зна­чения регулируемых параметров физических величин (например, напряжение, частоту сигнала, сопротивление, емкость и т. п.).

В соответствии с ГОСТ 15094-69 все электронные приборы в зависимости от характера измерений и вида измеряемых величин разделяются на 20 подгрупп, кото­рые обозначаются прописными буквами русского алфа­вита. Каждая подгруппа состоит из нескольких видов, обозначаемых арабскими цифрами по порядку. Прибо­ры, образующие один вид, подразделяются на типы, име­ющие порядковые номера. Номер типа отделяется от номера вида дефисом (черточкой). Ниже приведены при­меры классификации.

Подгруппа В. Приборы для измерения напряжения:

В2 — вольтметры постоянного тока;

ВЗ — вольтметры переменного тока;

В4 — вольтметры импульсного тока;

две

В7 — вольтметры универсальные.

Подгруппа Г. Генераторы измерительные:

ГЗ — генераторы гармонических колебаний низкочас­тотные;

Г4 — генераторы гармонических колебаний высокоча­стотные;

Г5 — генераторы импульсов.

Подгруппа Е. Приборы для измерения параметров компонентов цепей с сосредоточенными постоянными:

ЕЗ — измерители индуктивности;

Е6 — измерители сопротивлений;

Е7 — измерители емкостей.

Подгруппа С. Приборы для наблюдения, измерения и исследования формы сигнала и спектра:

С1 — универсальные осциллографы.

Подгруппа Ф. Приборы для измерения фазового сдвига.

Ф2 — измерители фазового сдвига.

Подгруппа Ч. Приборы для измерения частоты:

43 — частотомеры электронно-счетные.

В обозначении комбинированного прибора, предна­значенного для измерения нескольких физических вели­чин, к основному обозначению подгруппы добавляется буква К. Модернизированные приборы сохраняют свое прежнее обозначение, но после номера типа добавляет­ся прописная буква русского алфавита: А — первая мо­дернизация, Б — вторая и т. д.

Примеры обозначений: В2-25 — вольтметр постоян­ного напряжения, тип (модель) 25;

ВК.2-17 — вольтомметр;

B3-38 — вольтметр переменного напряжения;

В7-21 — вольтметр универсальный, предназначенный для измерения постоянных и переменных напряжений.

Технические характеристики АЭИП регламентируют­ся общим ГОСТ 22261-76.

8.2. ЭЛЕКТРОННЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ

Электронные вольтметры составляют наиболее об­ширную группу среди электронных приборов. Основное их назначение — измерение напряжений (постоянного, переменного, импульсного). В состав вольтметров вхо­дят усилители постоянного и переменного напряжения, измерительные преобразователи переменного напряже­ния в постоянное и постоянного в переменное, делители напряжения. В качестве выходных приборов в основном используются магнитоэлектрические микроамперметры.

Рассмотрим кратко структурные схемы, особенности схемных реализаций и технические характеристики ос­новных функциональных узлов электронных вольтмет­ров.

Усилители. Усилители, применяемые в вольтметрах, оказывают существенное влияние на метрологические ха­рактеристики вольтметра (чувствительность, диапазон частот измеряемых напряжений и, в значительной мере,

О f_B f 0 f_H f_B f

a) 6)

Рис. 8.1. Амплитудно-частотные характеристики усилителей. а — постоянного напряжения; б — переменного напряжения.

общую погрешность вольтметра), которые в первую оче­редь определяются типом используемого в вольтметре усилителя и его техническими характеристиками.

В вольтметрах используют электронные усилители по­стоянного и переменного напряжения, которые отлича­ются друг от друга зависимостью коэффициента усиле­ния усилителя от частоты, т.е. К—ф(/)[8], называемой амплитудно-частотной характеристикой усилителя (АЧХ).

На рис. 8.1 приведены АЧХ для усилителей постоян-.__________

ного (рис. 8.1, а) и переменного (рис. 8.1,6) напряже­ния. В усилителях переменного напряжения значение К с уменьшением частоты падает. Это объясняется нали­чием емкостной связи между каскадами: с уменьшением частоты сопротивление конденсатора связи растет и пс этому коэффициент передачи этой цепи уменьшается, а на постоянном токе он равен нулю. Частотные возмож­ности усилителя характеризуются полосой пропускания,

^JBbn

Рис. 8.2. Амплитудная "характе­ристика усилителя.

задаваемой нижним f_n и верхним f_B значениями диапа­зона частот, в котором отклонение К от номинального значения Кнои не превышает заданного значения (АК или 6=ДК/Кном). Полоса пропускания усилителя по­стоянного напряжения характеризуется одним f_B значе­нием частоты.

Другой важной характеристикой усилителя является его амплитудная характеристика (рис. 8.2), которая в реальном усилителе при достаточно больших входных

Кщ

Дрейф нуля усилителя принято характеризовать при­веденным ко входу усилителя напряжением, т.е. напря­жением, которое необходимо подать на вход усилителя, чтобы вызвать смещение нуля усилителя, равное его дрейфу. Таким образом, приведенное ко входу напряже­ние является количественной оценкой дрейфа нуля, не зависимой от коэффициента усиления усилителя, и поз­воляет проводить сравнительную оценку по этому пара­метру различных усилителей

В вольтметрах постоянного напряжения, выпускае­мых промышленностью, нашли применение следующие типы усилителей постоянного напряжения:

1) усилители с непосредственными связями;

2) усилители типа модуляция — усиление — демоду­ляция (МДМ);

3) усилители на основе магнитоэлектрических галь­ванометров с фотопреобразователями.

Охарактеризуем названные типы усилителей.

Элементной базой построения усилителей первых двух типов служат электронные лампы, транзисторы, а в последнее время —усилители в микросхемном исполне­нии. Ламповые усилители с непосредственными связями имеют приведенный дрейф нуля, достигающий 30— 100 мВ/ч, причем для ламповых усилителей основными причинами дрейфа являются изменение анодных напря­жений, изменение тока накала ламп и временное измене­ние характеристик ламп. Для транзисторных усилителей основная причина дрейфа — изменение температуры. В лучших типах усилителей температурный дрейф не превышает 10—100 мкВ/°С.

В усилителях типа МДМ (рис. 8.4, а) постоянное входное напряжение преобразуется модулятором М в переменное напряжение. Модулятор состоит из двух ключей (рис. 8.4,6), коммутация которых производится в противофазе, т.е. замыкание ключа SA1 сопровожда­ется размыканием ключа SA2, и наоборот. Управление ключами осуществляется от специального генератора Г. Если сопротивление ключей в замкнутом состоянии рав­но нулю, а в разомкнутом — бесконечности, и если пере­ключение производится мгновенно, то выходное напря­жение модулятора представляет последовательность прямоугольных импульсов (рис. 8.4, д) с амплитудой, рав­ной входному напряжению U_BX (рис. 8.4,г).

Импульсы усиливаются усилителем переменного напряжения УН. Выходной сигнал УН не содержит по­стоянной составляющей (рис. 8.4, е), поскольку усилите­ли переменного напряжения не усиливают постоянного напряжения (или постоянной составляющей переменного напряжения). Схема и принцип действия демодулятора ДМ (рис. 8.4, в) аналогичны схеме и принципу действия модулятора. На выходе ДМ при синхронной коммута­ции ключей модулятора и демодулятора (одновременно замкнуты ключи SA1 и SA3, а ключи SA2 и SA4 разомк-

Рис. 8.4. Усилитель типа МДМ.

нуты, и наоборот) полярность прямоугольных импульсов совпадает с полярностью импульсов на выходе модуля­тора (рис. 8.4,ж). Фильтром Ф (рис. 8.4,в) импульсы усредняются, и на выходе усилителя типа МДМ получа­ется, таким образом, усиленное постоянное напряжение, полярность которого определяется полярностью U_BX (рис. 8.4,з).

В модуляторах и демодуляторах могут быть исполь­зованы электромеханические прерыватели (так называ­емые вибропреобразователи) и полупроводниковые клю­чи, чаще всего — на полевых транзисторах. Дрейф ну­ля усилителей типа МДМ определяется дрейфом моду­лятора и не превышает 0,01—10 мкВ/°С и 0,01— 10 мкВ/ч.

В усилителях на основе магнитоэлектрических галь­ванометров с фотопреобразователями (фотогальвано- метрические усилители — ФГУ) луч света, отраженный зеркальцем, жестко скрепленным с рамкой гальвано­метра, падает на дифференциальный фоторезистор (ДФР) и при отсутствии тока в рамке освещает рав­ные площади ДФР; поэтому сопротивления фоторезис­торов одинаковы. В этом случае выходное напряжение мостовой цепи, в которую включен ДФР, равно нулю. При повороте рамки смещение светового пятна приво­дит к увеличению сопротивления одного фоторезистора и уменьшению второго. Это вызывает появление напря­жения на выходе мостовой цепи.

Фотогальванометрический усилитель имеет невысокий уровень дрейфа, обусловленный в основном возникнове­нием термо-ЭДС во входной цепи усилителя. Действи­тельно, если в объеме, занимаемом входной цепью ФГУ, существует перепад температуры, то входная цепь, со­ставленная из разнородных металлов или сплавов (ме­ди, олова, манганина, фосфористой бронзы), эквивалент­на нескольким последовательно включенным термопа­рам. Общее значение термо-ЭДС в ФГУ достигает 0,01—1 мкВ.

Усилители, входящие в электронные вольтметры, должны иметь стабильный коэффициент усиления; его нестабильность, вызванную влиянием различных факто­ров (температурой, нелинейностью амплитудной харак­теристики усилителя, частотой, «старением» элементов и т.п.), необходимо свести к минимуму. Наиболее эф­фективный способ стабилизации коэффициента усиле­ния— введение отрицательной обратной связи (ООС). Во входную цепь усилителя вводится напряжение обрат­ной связи Zy_0jC, пропорциональное выходному сигналу усилителя. В этом случае непосредственно на входе уси­лителя действует разность входного напряжения и напря­жения обратной связи:

и₇ = и_вх-и_ох. (8.1)

При таком последовательном сложении сигналов во входной цепи усилителя ООС называется последова­тельной. Если Uо,с пропорционально выходному напря­жению усилителя (напряжению на нагрузке), то усили­тель охвачен ООС по напряжению. Если 0_о,с пропор­ционально выходному току усилителя (току в нагруз­ке), то усилитель охвачен ООС по току. На рис. 8.5 представлены схемы усилителей, охваченных ООС по напряжению (рис. 8.5, а) и по току (рис. 8.5,6).

Для схемы рис. 8.5, а, предполагая, что входное со­противление усилителя бесконечно, а выходное равно нулю, с учетом (8.1) имеем:

t/вых = KVу = (t/'вх - £/₀,с) К. (8.2)

В свою очередь

= (8.3)

где $=Ri/(R\-\-R2)—коэффициент передачи цепи ООС. Поэтому с учетом (8.2) и (8.3)

^вых = К(^_вх-^_выхР). (8.4)

Рис. 8 5 Обратные связи в усилителях.

Из (8.4) следует, что коэффициент усиления усилите­ля, охваченного ООС по напряжению, равен:

Ко.е = i/вых/^вх = К/(1 + КР).

Считают, что усилитель охвачен глубокой ООС, если 1. В этом случае

Ко.е «1/р = (Дх + R₂)/Ri = 1 + RJRl

и, таким образом, К₀,с определяется отношением резисто­ров цепи ООС и в первом приближении не зависит от коэффициента усиления усилителя К.

Действительно, нестабильность К приводит к неста­бильности Ко,с- Можно показать, что относительная не­стабильность Ко,о(бко,с) меньше относительной неста­бильности К(бк) в Кр+1 раз, т. е.

= уо + т

где бко,с=ДЯо,с//Со,с; бя==АЯ/'Я.

С введением ООС по напряжению уменьшается вы­ходное сопротивление усилителя (в реальных условиях оно не равно нулю) примерно в /Ср+1 раз, что позволяет уменьшить изменение выходного напряжения при изме­нении СОПрОТИВЛеНИЯ нагрузки Анаг- Действительно, при увеличении тока в нагрузке (из-за увеличения падения напряжения на выходном сопротивлении усилителя) fAsux уменьшается, что приводит также к уменьшению Uо,с, а следовательно, к увеличению U_y и поэтому к уве­личению Uвых. Это увеличение U_Bых компенсирует умень­шение выходного напряжения усилителя.

В усилителе с ООС по току (рис. 8.5, б)

/вы* = К; (8-5)

*мгаг "г

t/o.c = ^o.cW (8-6)

Из (8.6) и (8.6) следует, что

----------- Я------------------------------- ₍₈₇₎

' U _вх ^А наг + Я₀._С (Я+1)

Величина /С/ называется коэффициентом усиления усилителя по току. Коэффициент усиления имеет размер­ность проводимости.

При глубокой ООС, т. е. при R₀,c(K+ l)~>Rnar, фор­мула (8.7) упрощается и Ki определяется выражением

К, «1AR₀._с. (8-8)

Можно показать, что

= б_к/(1 + /ср),

где 8_ki=AKi/Ki, Р = Яо.с/(Яо.с+Янаг).

Подобно тому как это было сделано для усилителя с ООС по напряжению, можно показать, что с введением ООС по току увеличивается выходное сопротивление усилителя и уменьшается изменение выходного тока в нагрузке при изменении сопротивления нагрузки.

Очень важно, что входное сопротивление усилителя (для реальных усилителей оно конечно), охваченного последовательной ООС, увеличивается в (/ф-j-l) раз при ООС по напряжению и по току, так что

где Rbx — входное сопротивление усилителя; Явх.о.с— входное сопротивление усилителя, охваченного ООС.

Наконец, введение ООС позволяет расширить полосу пропускания усилителя.

Вместе с тем следует отметить, что улучшение харак­теристик усилителей при введении ООС сопровождается уменьшением коэффициента усиления. Действительно, поскольду необходимо, чтобы KB> 1, то К~>Ко, с, так как

Яо.с=1/р.

Преобразователи амплитудного, средневылрямленно- го и действующего (среднеквадратического)^[9] значений переменного напряжения. Эти преобразователи исполь­зуются в вольтметрах переменного напряжения. Выход­ное постоянное напряжение (ток) этих преобразовате­лей пропорционально одному из указанных значений пе­ременного напряжения.

Преобразователи амплитудного значения (ПАЗ) строятся в большинстве случаев по схемам^ приведен-

Рис. 8.6. Преобразователи амплитудного значения.

ным на рис. 8.6, а и б. Рассмотрим работу ПАЗ с откры­тым входом (рис. 8.6, а) при подаче на вход синусои­дального напряжения. Пусть в некоторый начальный мо­мент t₀ входное напряжение начинает нарастать (рис. 8.6, е), заряжая конденсатор через открытый диод VD1. При достаточно малой постоянной времени заряда т₃ [т₃= (R_b + Rd)C\ Ri, — внутреннее сопротивление ис­точника сигнала; Rd — сопротивление открытого диода] по сравнению с периодом измеряемого напряжения на­пряжение на конденсаторе С практически повторяет входное напряжение и поэтому через четверть периода достигает значения Umax (рис. 8.6,г). С этого "момента входное напряжение уменьшается и диод закрывается.

Конденсатор будет разряжаться через резистор R до мо­мента t\, когда входное напряжение становится равным напряжению на конденсаторе, после чего диод открыва­ется и конденсатор подзаряжается до U_max и т. д. Сред­нее значение напряжения на конденсаторе U_cо близко к Umax■ Отношение

■^ПАЗ ⁼ Ucj^max

является коэффициентом преобразования ПАЗ. Схема ПАЗ, приведенная на рис. 8.6, а, имеет так называемый открытый вход, поскольку при наличии постоянной со­ставляющей во входном сигнале ±[/₀ выходное напря­жение ПАЗ будет равно U_max+U₀. Приведенная схема предназначена для измерения амплитуды входного сиг­нала положительной полярности. Для измерения ампли­туды сигнала отрицательной полярности необходимо из­менить полярность включения диода.

Устройство, приведенное на рис. 8.6,6, называется ПАЗ с закрытым входом. В этом ПАЗ процесс заряда конденсатора аналогичен рассмотренному выше (ПАЗ с открытым входом). Напряжение на конденсаторе уста­навливается и остается близким к значению U_max (рис. 8.6, е). Поэтому напряжение на диоде VD2 равно алгебраической сумме входного напряжения (рис. 8.6, д) и напряжения на конденсаторе и имеет вид, представлен­ный диаграммой на рис. 8.6, ж. С помощью фильтра ЯфСф напряжение усредняется, и на выходе ПАЗ напря­жение ПОЧТИ ПОСТОЯННО И близко К Umax (РИС. 8.6, з).

Амплитудная характеристика Uc₀=f(U_ma_x) нелиней­на при U_max до 0,3—0,5 В из-за нелинейности вольт-ам­перной характеристики диода и близка к линейной зави­симости при больших напряжениях.

Амплитудно-частотная характеристика ПАЗ к паз = — <p(f) равномерна в полосе частот от 20 Гц до 1000 МГц. Верхнее значение частоты f_B полосы пропускания опреде­ляется частотными свойствами диода, значениями меж­дуэлектродных и монтажных емкостей и индуктивностей подводящих проводов. Для сведения к минимуму влия­ния последних факторов ПАЗ конструктивно оформляет­ся в виде пробника и выносится за пределы прибора. Нижняя граница /_н полосы пропускания определяется постоянной времени разряда конденсатора т_р(т_р=СЯ), и чем больше ее значение, тем меньше f_H.

Входное сопротивление ПАЗ не остается неизменным в течение периода синусоидального напряжения, дейст­вующего на его входе. Пока диод закрыт, входной ток очень мал. В установившемся режиме ПАЗ потребляет ток от источника сигнала в течение очень короткого про­межутка времени, когда происходит подзаряд конденса­тора. Для характеристики входного сопротивления ПАЗ используются усредненные оценки. Входное эквивалент­ное сопротивление ПАЗ (Д_Вх,эк) — это такое линейное со­противление, которое потребляет от источника сигнала ту же активную мощность, что и схема ПАЗ. В этом слу­чае при синусоидальном входном сигнале оно определя­ется следующим образом: для схемы рис. 8.6, а

Дата добавления: 2015-08-29