Файл: Найдеров, В. З. Специальные радиотехнические измерения.pdf

Пости, что вызывает изменение размеров резонатора и диэлектри­

с люфтами в механизме перемещения органа настройки и зависит также от цены деления отсчетных устройств. В волномерах ис­ пользуются микрометрические винты и. верньерные устройства с числом делений шкалы до 1000. Эти устройства позволяют опреде­ лять положение элементов настройки с ошибкой в единицы мкм (погрешность измерения частоты составляет тысячные — сотые доли процента в зависимости от длины волны).

Погрешность за счет влияния температуры уменьшают приме­ нением специальных сплавов с малым температурным коэффи­ циентом расширения. Влияние влажности учитывается поправка­ ми, вводимыми с помощью таблиц или номограмм.

84

§5.5. МЕТОД ЗАРЯДА И РАЗРЯДА КОНДЕНСАТОРА

Воснову метода заряда и разряда конденсатора положен сле­ дующий принцип. Если конденсатор периодически заряжать от ис­ точника некоторого постоянного напряжения, а затем разряжать его через магнитоэлектрический измерительный прибор, измеряю­ щий среднее значение тока, то отклонение подвижной части при­

бора будет пропорционально частоте перезаряда конденсатора. При этом, конечно, необходимо, чтобы параметры импульсов тока разряда (амплитуда, длительность, форма) были неизменными. Шкала прибора в данном случае может быть проградуирована не­ посредственно в значениях частоты перезаряда конденсатора.

На этом принципе созданы измерители частоты с непосредст­ венным отсчетом, в которых конденсатор переключается напряже­ нием неизвестной частоты. Включение в схему нескольких конден­ саторов с разной емкостью позволяет получить одинаковое макси­ мальное значение то«а через индикаторный прибор при различных значениях частоты, т. е. получить несколько поддиапазонов изме­ рения.

В состав частотомера, основанного на описываемом методе, кроме конденсатора и измерительного прибора, входит ряд эле­ ментов, устраняющих зависимость параметров импульса тока раз­ ряда от частоты перезаряда. Принцип построения схемы такого частотомера, ее работу и назначение отдельных элементов рас­ смотрим, воспользовавшись рис. 5.16 и 5.17.

Входное переменное напряжение (рис. 5.17,а), частоту F кото­ рого нужно измерить, усиливается и ограничивается усилителемограничителем (рис. 5.16), на выходе которого получаются почти прямоугольные импульсы ик различной полярности (рис. 5.17,6), поступающие на вход электронного коммутатора. Под воздейст­ вием положительного импульса ключ К коммутатора замыкается, под воздействием отрицательного импульса — размыкается.

85

Будем считать, что при і= 0 в схеме имеет место установив­ шийся режим, когда конденсатор С заряжен до некоторого напря­ жения Е1. Под воздействием отрицательного импульса ключ К раз­ мыкается и начинается заряд конденсатора С через резистор Ri и диод Ді от источника Ди. Однако до величины Еи конденсатор за­ рядиться не сможет, так как, когда напряжение на конденсаторе

Однако как только напряжение на конденсаторе достигает величи­ ны Еі (потенциал катода лампы Л\), открывается диод Д4 и верх­ ний электрод конденсатора С соединяется с катодом лампы Л1. Разряд конденсатора прекращается и до прихода отрицательного импульса на конденсаторе сохраняется напряжение Е\.

честву электричества, приобретаемому за время заряда), равно

<7Р = С [Ег — Еі).

80

сти С, можно изменять пределы частот, измеряемых таким часто­ томером. Большее распространение нашел второй вариант. Погреш­ ность таких частотомеров (иногда их называют конденсаторны­ ми) обусловлена в первую очередь нестабильностью емкости конденсатора и непостоянством падения напряжения на стабилиза­ торе, а также непостоянством параметров элементов, входящих в цепи заряда и разряда конденсатора.

Примером частотомера, реализующего метод заряда и разря­ да конденсатора, является прибор типа 43-7. Диапазон измеряемых частот от 10 Гц до 500 кГц разделен на 12 поддиапазонов. По­ грешность прибора лежит в пределах 1,5—2%. Прибор позволяет

Зависимость вида изображения на экране электроннолучевой трубки от формы и частоты напряжений, поступающих на электро­ ды трубки, обусловили широкое применение осциллографа в ка­ честве индикатора совпадения или кратного, отношения частот двух (иногда трех) источников. Наличие трех входов, возможность получения различных по форме кривых на экране электроннолуче­ вой трубки привели к большому разнообразию осциллографических методов измерения частоты. Наибольшее распространение на практике получили два метода: метод фигур Лиссажу и метод круговой развертки с модуляцией яркости.

Метод фигур Лиссажу (метод интерференционных фигур). Ес­ ли на входы каналов вертикального и горизонтального отклонения

87

подать синусоидальные напряжения, частоты .которых относятся как простые целые числа, то в зависимости от соотношения час тот и от сдвига фаз между колебаниями на экране можно наблю­ дать различные кривые, некоторые варианты которых представ­

лены на рис. 5.18.

Отношение частот может быть подсчитано на основании сле­ дующих соображений. За каждый период напряжения, поданного на вход канала вертикального отклонения, луч дважды пересечет горизонтальную ось. Точно также он дважды пересечет вертикаль-

ную ось за период напряжения, поданного на вход канала горизон­ тального отклонения. Поэтому, подсчитав число пересечений кри­

пересечений, можно определить вторую частоту. Чтобы избежать ошибок при подсчете числа пересечений, нужно проводить гори­ зонталь и вертикаль не через узловые точки кривой.

При больших величинах N z и N y использование метода фигур Лиссажу затруднено из-за малой стабильности измеряемой часто­ ты, так как изменение этой частоты относительно второй, образцо­ вой, частоты вызывает движение кривой на экране осциллографа, в результате чего становится трудно подсчитать число пересечений.

88