Снятие АЧХ четырехполюсника

1.

Снятие АЧХ
четырехполюсника

2.

При контроле технического состояния электронных
устройств важное место занимает измерение
частотных характеристик различных их узлов, а
именно АЧХ.
В электронике широко используют линейные
четырехполюсники, АЧХ которых определяется
зависимостью модуля коэффициента передачи от
частоты сигнала.

3.

Коэффициент передачи k в цепях с сосредоточенными постоянными представляет
собой отношение комплексных амплитуд
выходного и входного гармонических напряжений
одной частоты при условии отсутствия отражения
на входе, как показано на схеме
четырехполюсника

4.

Если U2 < U1 , то происходит ослабление
сигнала при прохождении его через
четырехполюсник (в этом случае —
пассивный), а коэффициент передачи k < 1.
Если U2 > U1, то сигнал усиливается,
четырехполюсник является активным, a k > 1.

5.

Значения коэффициента передачи
четырехполюсника и частоты сигнала, на
которой проводится его измерение, образуют
точку в системе соответствующих координат, а
совокупность таких же точек образуют АЧХ в
рассматриваемом частотном диапазоне.

6.

Измерения параметров АЧХ четырехполюсника
выполняются одним из двух методов:
• снятием зависимости модуля коэффициента
передачи от частоты по точкам с последующим
интерполированием кривой АЧХ;
• получением панорамного изображения АЧХ с
использованием генератора качающейся частоты и
индикатора

7.

На практике при исследовании четырехполюсников
определяют чаще всего АЧХ , которая отражает его
свойства в исследуемой полосе частот — полосе
пропускания, в которой модуль коэффициента
передачи не должен быть меньше 0,7 kmaх. Полоса
пропускания линейного четырехполюсника
ограничивается нижней fн и верхнейfв частотой,
поэтому его ширина составляет:

8.

АЧХ четырехполюсника

9.

Структурная схема соединения приборов при снятии АЧХ четырехполюсника по
точкам
Метод снятия АЧХ по точкам реализуется с помощью
диапазонного генератора синусоидального сигнала и
вольтметра . Изменяя частоту гармонических
колебаний в исследуемой полосе частот, измеряют
вольтметром напряжение на выходе проверяемого
четырехполюсника при постоянстве значения входного
напряжения.

10.

Модуль коэффициента передачи рассчитывается по формуле:
По результатам измерений графически строят АЧХ

11.

Метод получения панорамного изображения
лежит в основе работы специальных
панорамных приборов — характериографов
(X1 по каталоговой классификации). Этот метод
лишен недостатков, присущих методу снятия
АЧХ по точкам, но имеет меньшую точность
измерения из-за короткого времени
измерения в каждой точке кривой АЧХ

12.

Структурная схема простейшего измерителя АЧХ состоит
из генератора качающейся частоты (ГКЧ), частота которого
плавно изменяется по определенному закону в
рассматриваемой полосе частот, и индикатора,
воспроизводящего кривую АЧХ. В качестве индикатора
обычно используется осциллограф.

13.

Сигнал с ГКЧ подается на вход
исследуемого четырехполюсника.
Поскольку модуль коэффициента
передачи четырехполюсника зависит от
частоты сигнала на входе, то на его выходе
сигнал изменяется по амплитуде.

14.

Огибающая этого сигнала, выделяемая
детектором, который входит в состав
индикатора, управляет отклонением луча
индикатора по вертикали, изображая кривую
АЧХ. Одновременно блок модулирующего
напряжения синхронизирует работу ГКЧ и индикатора и управляет частотой ГКЧ и
отклонением луча индикатора по горизонтали.

15.

В рассмотренном измерителе АЧХ
горизонтальное отклонение луча на экране
индикатора соответствует частоте на входе
исследуемого четырехполюсника, а
вертикальное — значению модуля коэффициента передачи на этой частоте. В
результате на экране автоматически
воспроизводится кривая АЧХ исследуемого
объекта.

16.

Форма модулирующего напряжения в этом случае
может быть любой, но чаше применяется
пилообразное напряжение, обеспечивающее
одинаковую яркость всех участков АЧХ. Важно,
чтобы закон изменения частоты совпадал с законом
отклонения луча индикатора по горизонтали —
только при этом условии создается линейный частотный масштаб.

17.

Для обеспечения отсчета частоты формируется
система частотных меток, которые получают в
результате детектирования сигнала,
прошедшего через резонансный частотомер,
либо смешиванием сигналов ГКЧ и
встроенного кварцевого генератора.

18.

Измерение модуля коэффициента передачи
основано на методе замещения. Для этого
перед началом измерения прибор калибруется
сигналом, подаваемым с ГКЧ непосредственно
на индикатор, а имеющийся на выходе ГКЧ
аттенюатор устанавливается в положение
максимального ослабления, условно
принимаемого за нуль.

19.

После подключения четырехполюсника
восстанавливают показания индикатора, которые
соответствовали его положению при калибровке,
изменяя ослабление аттенюатора ГКЧ, определяют
ослабление или усиление четырехполюсника. При
заранее калиброванной шкале осциллографического
индикатора также можно провести измерение АЧХ,
не отключая четырехполюсник.

20.

Спасибо за внимание