Таблица 3.1.

Формулы для расчета значений некоторых форм сигналов

Форма сигнала

Соотношения между эффективным и амплитудным значениями

Соотношения между средневыпрямленным и амплитудным значениями

Xmm

x

0,71x

mm

x

x

=V2x » 1,41x

x

mm

mim

X

0

i,57X

X = X

mm

X

X

mm

g

X

gXm

X =

Xmm

X =

mm

X

Xmm

xx

x

mm

V3

0,58x

mm

=V3x » 1,73x

X

3.1.2 ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ

Любой высокочастотный электронный вольтметр имеет так называемый пробник. Назначение пробника - исключить дополнительные соединительные провода, являющиеся источником погрешностей при измерении напряжений на высоких частотах.

Пробник - это либо пиковый детектор вольтметра, либо первый каскад (обычно катодный или эмиттерный повторитель) высокочастотного усилителя вольтметра.

Вывод пробника подключают непосредственно к той точке цепи исследуемой схемы, напряжение в которой следует измерить.

В ряде конструкций прямо к исследуемой точке припаивают пистон и в него вставляют штырек пробника или, если этого сделать не удается, следует воспользоваться коротким соединительным проводником (длиной не более 30 мм).

Соединительные проводники вносят погрешности. Они обладают индуктивностью и емкостью и тем самым образуют колебательный контур. Чем короче соединительный провод, тем меньше его распределенная индуктивность и емкость, тем выше резонансная частота паразитного колебательного контура и тем на более высоких частотах начинают сказываться резонансные явления. Следовательно, тем шире частотный диапазон вольтметра.

Вторая причина, заставляющая уменьшать длину соединительных проводников - паразитные наводки. Они сказываются при измерении малых напряжений.

Для исключения паразитных наводок следует правильно подключить вольтметр: штырек пробника следует подключить непосредственно к измеряемой точке, а корпус пробника соединить коротким проводником с общим проводом.

Л

2

Л

2

g

2

При этом контакты должны иметь минимальное сопротивление.

При измерении малых напряжений следует вообще исключить источники паразитных наводок - обесточить блоки или каскады устройства, не влияющие на работу исследуемой цепи. Сетевой провод следует отнести на возможно большее расстояние или заэкранировать. При питании прибора от сети необходимо заземлить корпус вольтметра.

С увеличением частоты уменьшается входное сопротивление вольтметра. Если на низких частотах (до 1 МГц) оно составляет обычно несколько мегаом, то на частотах 50...100 МГц оно измеряется всего несколькими десятками килоом.

Зависимость входного сопротивления электронного вольтметра от частоты объясняется тем, что оно имеет емкостной характер.

Емкостной делитель

Уменьшить влияние на исследуемый каскад можно подключением вольтметра через конденсатор C, емкостью 2... 3 пФ. В этом случае влияние вольтметра на исследуемую цепь значительно уменьшится.

При этом, измеренные значения будут меньше действительных, так как дополнительный конденсатор образует с входной емкостью вольтметра емкостной делитель измеряемого напряжения.

Истинное значение напряжения вычисляется по формуле:

U = ив (1 + ) ,

где U в - показания вольтметра; C вх - входная емкость вольтметра; C - емкость конденсатора.

3.1.3 ИЗМЕРЕНИЕ ЭКВИВАЛЕНТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВА

Измерить входное сопротивление отключенного блока или измерительного прибора можно высокочастотным генератором и электронным милливольтметром. Для этого на генераторе устанавливают частоту, сопротивление на которой необходимо измерить, и к выходу генератора через резистор R 0 подключают милливольтметр. Сопротивление резистора R 0 может быть от нескольких килоом до нескольких ме-гаом. Чем выше частота генератора, тем это сопротивление меньше. Замечают показания

милливольтметра U 1, а затем параллельно ему подключают блок, входное сопротивление которого хотят измерить. Милливольтметр при этом отметит напряжение U 2. Тогда искомое сопротивление Z входной цепи на рабочей частоте определяется из выражения

Z

U 2

R 0

U1 - U 2

Таким способом можно измерить входное сопротивление каскада на частотах до 300 МГц.

Таблица 3.2.

Соотношения между коэффициентами передачи, выраженными в децибелах

Л(дБ)

Л(дБ)

10lgP :

Коэффициент усиления по мощности

Т2тэ

lOlgi

"v

Коэффициент

усиления по мощности

10 lg

UI/R2

10lg

U1

Ui J R2

20lgU2

+

gR2

Коэффициент усиления по напряжению

20lgi I

+

1

Коэффициент

усиления по напряжению

10lgR2

Коэффициент усиления по полному сопротивлению (приК2=R-2 равен нулю)

Коэффициент усиления по полному сопротивлению (приК1=R2 равен нулю)

3.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ ВИДЕОСИГНАЛА

Электрические процессы, протекающие в схемах телевизионных приемников, являются весьма сложными и определяются большим числом параметров, непосредственное измерение которых стрелочными приборами не всегда возможно и рационально.

Для полной характеристики таких процессов необходимо знать закон их изменения во времени.

Электроннолучевые осциллографы применяются как в виде отдельных приборов, так и в качестве компонентов измерительных установок, позволяющих воспроизводить на экране трубки вольт-амперные, частотные, амплитуд-

ные, фазовые, переходные и прочие характеристики исследуемых цепей.

Помимо универсальных электроннолучевых осциллографов широкого применения, существуют специальные виды осциллографов, например телевизионные, предназначенные для исследования телевизионного сигнала при его прохождении через тракт телевизора (см. Приложение 5.).

Электроннолучевые осциллографы облегчают проверку, регулировку и отыскание неисправностей в электронной аппаратуре. Они позволяют по форме кривой колебаний судить о качестве работы, как телевизионного приемника в целом, так и отдельных его узлов.

3.2.1 ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

Электроннолучевой осциллограф - универсальный измерительный прибор широкого применения. С его помощью можно наблюдать непрерывные и импульсные электрические процессы, непериодические, случайные и одиночные явления.

Исследуемый процесс отображается на экране осциллографа в виде светящейся линии или фигуры называемых осциллограммами.

Осциллограмма представляет собой функциональную зависимость двух или трех величин. Электроннолучевые осциллографы применяются также для измерения напряжения, частоты, фазового сдвига, временных интервалов.

Полоса пропускания усилителя вертикального отклонения луча - пожалуй, самый важный параметр осциллографа. Для того, чтобы увидеть на экране истинную форму исследуемого напряжения, необходимо равномерно усилить все составляющие, из которых складывается данная форма напряжения.

Любое несинусоидальное напряжение можно представить в виде постоянной и суммы гармонических составляющих. Чем больше число составляющих, тем ближе форма результирующей кривой к форме данного колебания.

На рис. 1.20 показано, как результирующая кривая получается при суммировании составляющих спектра (1 и 2-й гармоник).

Усилитель вертикального отклонения для воспроизведения на экране осциллографа прямоугольного импульса (а это наиболее «тяжелый» случай) должен обладать верхней границей полосы пропускания F в:

t ф

где t ф - длительность фронта прямоугольного импульса (в секундах).

Основное достоинство осциллографического метода измерения - наглядность.

На базе осциллографа созданы приборы для измерения частотных, временных и амплитудных характеристик различных электро- и радиотехнических устройств.

Осциллографы подразделяют на универсальные, стробоскопические, запоминающие и специальные. Они могут быть одно-и двухлучевые.

В дальнейшем, под осциллографом будем понимать универсальный осциллограф.

Структурная схема однолучевого осциллографа представлена на рис. 3.8.