Измерение АЧХ.

Исследование амплитудно-частотных характеристик (АЧХ)

В отличие от отдельных физических величин, для определения которых достаточно произвести одно измерение, АЧХ радиоустройства представляет собой совокупность измерений — кривую зависимости амплитуды выходного напряжения четырехполюсника от частоты напряжения при постоянстве амплитуды сигнала на входе. Такую характеристику можно получить, имея, во-первых, перестраиваемый генератор, и вольтметр, снимая ее по точкам. Однако число таких точек для получения необходимой точности может быть велико, и процесс измерения займет значительный интервал времени. Во-вторых, в виду того, что кривая воспроизводится по точкам, возможны упущения изменений характеристики в промежутках между ними. В-третьих, за длительный интервал времени, необходимый для измерения характеристики, АЧХ измеряемого объекта может измениться, например, из-за влияния окружающей температуры или нестабильности питания. Указанные недостатки в значительной мере устраняются при использовании специального прибора для исследования АЧХ с осциллографическим индикатором или двухкоординатного механического самописца. На экране или листе индикаторной бумаги этих приборов автоматически прочерчивается АЧХ исследуемого четырехполюсника.

Рис. 10.1

Функциональная схема простейшего измерителя АЧХ с ЭЛТ изображена на рис, 10.1, а, а временные диаграммы даны на рис. 10.1, б.

Генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН) одновременно осуществляет частотную (ЧМ) модуляцию генератора синусоидальных колебаний и горизонтальную развертку. Частотно-модулированный сигнал постоянной амплитуды U₂ с ЧМ-генератора (генератора качающейся частоты) поступает на вход исследуемого 4-полюсника. Так как коэффициент передачи исследуемого 4-полюсника на различных частотах может быть различен, то и его выходной сигнал U₃ различен по амплитуде на разных частотах.

Амплитудный детектор обеспечивает получение напряжения U₄, пропорционального изменению амплитуды выходного напряжения исследуемого 4-полюсника за период изменения частоты (период напряжения U₁). Луч на экране ЭЛТ по горизонтали отклоняется линейно, т.е. пропорционально изменению частоты ЧМ-генератора, а по вертикали — в соответствии с коэффициентом передачи исследуемого 4-полюсника на этой частоте. Таким образом, луч на экране вычерчивает кривую, соответствующую АЧХ исследуемого 4-полюсника.

В современных измерителях АЧХ, кроме перечисленных выше, имеется ряд вспомогательных узлов, повышающих качество измерений: система стабилизации выходной амплитуды генератора ЧМ-колебаний, блок частотных меток и т.п. Иногда применяются двухканальные индикаторы, устройства перемещающейся метки, предусматривается возможность подключения цифрового частотомера для точ­ного определения частоты в произвольной точке АЧХ.

Основные параметры измерителей АЧХ. Измеритель АЧХ совмещает в себе функции как генератора, так и регистрирующего устрой­ства, причем иногда даже конструктивно это различные блоки, и поэтому следует рассматривать входные и выходные параметры прибора.

Параметры выходного сигнала, относящиеся в основном к генератору ЧМ-колебаний:

рабочий диапазон частот; максимальный и минимальный сдвиги частоты (в процентах от основной частоты); время изменения частоты от ƒ _min до ƒ _max; значение выходного напряжения, возможность регулировки; выходное сопротивление.

Параметры входного сигнала относятся к осциллографическому индикатору и поэтому во многом аналогичны параметрам электронных осциллографов.

Общие параметры характеризуют погрешность измерения частоты и амплитуды отдельных точек АЧХ.