6 Измерение характеристик, электромеханических цепей. Тема 6.1. Измерение амплитудно-частотных характеристик кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое измерение характеристик электромеханических цепей измерение амплитудно-частотных характеристик, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое измерение характеристик электромеханических цепей измерение амплитудно-частотных характеристик , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ.

6.1.1 Общие сведения

В радиотехнике широкое распространение получили линейные четырехполюсники, важной характеристикой которых является частотный коэффициент передачи (чаще просто коэффициент передачи). Коэффициент передачи цепи определяют как отношение комплексных амплитуд выходного Uвых(jω) = Uвых и входного Uвх(jω) = Uвх гармонических напряжений одной частоты ω:

K( jω) = K(ω) = Uвых = K(ω)e jϕ(ϕ)                        Uвх              (6.1)

Модуль коэффициента |К(ω)| = К(ω) называют амплитуде частотной характеристикой (АЧХ); аргумент cp(co) - фазочастотной характеристикой (ФЧХ) четырехполюсника.

В области некоторой полосы частот отклик линейного четырехполюсника на входное воздействие начинает уменьшаться. В связи с этим используют понятие полосы пропускания (рабочей полосы) - область частот, где модуль коэффициента передачи К(ω) становится не менее 1/2 своего максимального значения.

Полоса пропускания линейного четырехполюсника заключена в области от нижней ω н до верхней ωв частоты и поэтому ее ширина составляет Δωо = ω в - ωн. При практических расчетах используют не круговую, а циклическую частоту f = ω /(2π). Тогда полов пропускания линейного четырехполюсника Δfо = fB – fH, где fB, - верхняя, а f н - нижняя граничные циклические частоты.

Приборы для исследования АЧХ обычно позволяют снимать кривую зависимости амплитуды напряжения на выходе цепи от частоты синусоидального напряжения на входе при постоянной его амплитуде. При измерении ФЧХ определяют частотную зависимость разности фаз между синусоидальными напряжениями на выходе и входе исследуемого устройства.

 

6.1.2 Метод снятия АЧХ по точкам

Приборы для исследований АЧХ линейных цепей и устройств называют измерителями АЧХ. Их широко используют в лабораторных и производственных условиях для настройки и контроля радиоаппаратуры.

Структурная схема для измерения АЧХ линейных цепей приведена на   рис.   6.1    а. Об этом говорит сайт https://intellect.icu .       Диапазонный      генератор       гармонических   колебаний перестраивают в исследуемом диапазоне частот.

Ампллитудно-частотную характеристику удобно снимать с помощью цифрового        вольтметра         по     точкам       при       последовательной        настройке генератора на частоты f1 ,f2, f3 и т.д. По результатам измерений графически строят искомую АЧХ (рис. 6.1,б).

 

 

Рисунок 6.1 К методу снятия АЧХ по точкам: а - структурная схема; б - графическое построение АЧХ Данный способ достаточно трудоемок. Кроме того, могут быть упущены изменения АЧХ в промежутках между точками измерений. Недостатки этого способа особенно заметны при настройке радиотехнических схем, когда после каждого изменения элементов схемы всю процедуру снятия АЧХ приходится повторять.

 

6.1.3 Панорамные измерители АЧХ

Широкое применение находят панорамные измерители АЧХ, с электронно-лучевым или современным дисплеем, построенные на основе генератора качающейся частоты и цифровой схемы управления и настройки. По принципу действия панорамные измерители близки к гетеродинным анализаторам спектра. Однако между этими приборами имеются и различия, связанные с тем, что анализаторы спектра служат для измерения параметров сигналов, а измерители АЧХ - для исследования характеристик цепей и устройств.

Структурная схема панорамного измерителя АЧХ приведена на рис. 6.3. Основой прибора является генератор качающейся частоты, создающий высокочастотное напряжение с периодически меняющейся частотой. Закон изменения частоты определяется формой модулирующего напряжения, в качестве которого используют пилообразное напряжение развертки. Огибающая напряжения на выходе цепи повторяет форму АЧХ. Если это напряжение подать на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ, то на экране появится изображение АЧХ.

Напряжение на индикатор можно подавать непосредственно с выхода исследуемой цепи - режим первый, или после детектора и усилителя низкой частоты - режим второй (переключатель на рис. 6.3 в положениях 1 или 2). Соответствующие изображения на экране дисплея приведены на рис.

6.4. Первый режим применяют в тех случаях, когда напряжение на  

 

Рисунок 6.3 Структурная схема измерителя АЧХ 

выходе линейной цепи имеет достаточно большую амплитуду. При этом устраняют ошибки, связанные с нелинейностью характеристики детектора и неравномерностью АЧХ усилителя низкой частоты. Второй режим используют при исследовании четырехполюсников с малым коэффициентом

усиления. Показанная на рис. 6.4 горизонтальная линия прочерчивается

 

 

 

Рисунок 6.4 Изображения АЧХ на экране индикатора

 

Автоматически во время обратного хода луча. Генератор качающейся частоты на это время запирают напряжением генератора развертки.

Применяемые измерители АЧХ линейных цепей кроме элементов, показанных на рис. 6.3, имеют ряд дополнительных устройств, повышающих точность воспроизведения исследуемых АЧХ на экране дисплея и улучшающих ряд других свойств прибора. Назначение этих устройств нетрудно пояснить на примере структурной схемы панорамного измерителя АЧХ (рис. 6.5).

Согласно принципу действия измерителя АЧХ, отклонение луча дисплея по горизонтали должно быть пропорционально частотe, т.е.

необходимо обеспечить линейную зависимость между

 

 

Рис. 6.5 Структурная схема панорамного измерителя АЧХ

 

мгновенными значениями напряжения развертки и частоты ГKЧ. Отклонения от линейной зависимости может привести к неравномерности частотного масштаба на экране прибора и к искажениям формы исследуемых АЧХ. Для устранения недостатка, в измеритель АЧХ введена схема линеаризации модуляционной характеристики ГКЧ. Однако качание частоты может сопровождаться изменением амплитуды напряжения, что приведет к искажениям формы исследуемых АЧХ на экране дисплея. Поэтому в данном приборе предусмотрено устройство автоматической регулировки амплитуды (на рис. 6.5 не показано), стабилизирующее напряжение на выходе ГКЧ.

Чтобы изменить напряжение, подаваемое на исследуемую цепь, на выходе ГКЧ включен переменный калиброванный аттенюатор. Измерение частот в характерных точках исследуемых АЧХ производят с помощью генератора частотных меток. Как правило, метки формируют из нулевых биений, полученных смещением напряжения ГКЧ с напряжением, спектр которого содержит набор калибровочных частот. Усиленное напряжение меток подается на дисплей и образует частотную шкалу на экране прибора.

 

Контрольные вопросы:

1.                Что называется коэффициентом передачи цепи?

2.                Метод снятия АЧХ по точкам.

3.                Недостатки метода снятия АЧХ по точкам.

4.                Поясните работу схемы панорамного измерителя АЧХ.

Информация, изложенная в данной статье про измерение характеристик электромеханических цепей измерение амплитудно-частотных характеристик , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое измерение характеристик электромеханических цепей измерение амплитудно-частотных характеристик и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Из статьи мы узнали кратко, но содержательно про измерение характеристик электромеханических цепей измерение амплитудно-частотных характеристик

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.