Импульсная техника конспект лекций

Импульсная техника может быть построена на основе элементов аналоговой и цифровой техники. К аналоговой элементам относятся: транзисторы, диоды, операционные усилители, лампы, R,C,L элементы, и т.д.. Цифровые устройства строятся на основе цифровых элементов (И, ИЛИ, НЕ, триггеры, сумматоры, шифраторы, мультиплексоры, кодеры).

Реальный прямоугольный импульс.

U

Конспект лекции импульсная техника на техник.ру













Амплитуда Um – максимальное значение функции во время импульса.
t00 – длительность импульса на нулевом уровне не оценивается, оценка делается только на уровне 0,1 Um.
tu01 длительность импульса на уровне 0,1 .
Uп+ перепад амплитуды от уровня 0,9 до 1.
Перепад Uп+ возникает в результате следующих причин:
  1. нестабильность ИП (источника питания)
  2. нестабильность рабочей точки транзистора
  3. помехи (внутренние и внешние)
    1. Внутренние помехи:
      1. Нестабильность температуры
      2. Нестабильность параметров элементов R,C,L, транзисторов
      3. Короткие замыкания
      4. Паразитные ёмкости (ёмкости монтажа и между разъёмами)
    2. Внешние:
      1. Электрические поля
      2. Магнитные поля
      3. Электромагнитные поля
      4. Гравитационные поля (в т.ч. вибрации)
Uп- - перепад амплитуды в отрицательной области. В аналоговой технике образуется всегда. Устраняется только при помощи схемных решений, например, диодов, стабилитронов и других элементов.
Основная причина перепада это разряд паразитных емкостей. Паразитная ёмкость, которая даёт отрицательный выброс при разряде её через нагрузку.
tф – длительность уровня фронта на уровне 0.1
tсп – длительность спада импульса, длительность заднего фронта.

Идеальный прямоугольный импульс.

U

Конспект лекции импульсная техника на техник.ру




t

Скважность показывает во сколько раз период больше длительности импульса. Скважность обычно равна 50-100. В цифровом телевидении скважность от 400 до 800.
Коэффициент заполнения – это величина, обратная скважности, которая всегда меньше единицы.

U

Конспект лекции импульсная техника на техник.ру


t

U0 - постоянная составляющая последовательности импульсных сигналов.
При необходимости постоянную составляющую U0 можно убрать за счёт схемного решения.

Параметры гармонического сигнала

UКонспект лекции импульсная техника на техник.ру



t




К параметрам гармонического сигнала относятся:
1.Амплитуда Um,
2.Период следования сигнала T,
3. Фаза сигнала φ.
4. Четность-нечетность функции (синусоидальные или косинусоидальные сигналы),
Способы представления сигнала:
  1. графический (в виде рисунка).
  2. математический (виде формул).
  3. спектральный (виде спектральной характеристики).

Спектральный способ представления сигнала.

Любой импульс можно разложить на гармоники.
Гармоника – это синусоидальный или косинусоидальный сигнал. Математическое представление гармонического сигнала, где U(t) – функция, по которой изменяется сигнал в зависимости от времени.
Um – амплитуда
круговая частота
F(f)- циклическая частота
Математическое представление гармонического сигнала
Спектральная характеристика гармонического сигнала (одной гармоники)

Конспект лекции импульсная техника на техник.ру




 
Спектральная характеристика – это зависимость амплитуды разных гармоник от их частоты.

Математическое представление импульсного сигнала.

где:
- фаза гармоники
n – номер гармоники
N – количество учитываемых гармоник в импульсе
U0постоянная составляющая

UКонспект лекции импульсная техника на техник.руmn







f

Способ определения частоты и амплитуды спектральной характеристики по
заданным параметрам импульсной последовательности.

Частота первой гармоники ,
Частота гармоники, амплитуда которой равно нулю
Частота n-ной гармоники ,
Частота n-ных гармоник, амплитуда которых равно нулю
Полоса частот первого лепестка спектральной характеристики .
Найденная полоса частот должна быть равна полосе пропускания частот радиотехнической приёмной аппаратуры.
fn – частота n-ной гармоники
f01 – частота гармоники с периодом скважности Q
полоса пропускания
Каждая гармоника в приемной аппаратуре ( например в телевидении) даёт разную градацию принимаемого сигнала.
90% энергии сигнала сосредоточено в первом лепестке, поэтому при обработке радиотелевизионного сигнала учитывают только гармоники этого первого лепестка.
Амплитуда гармоник определяется по формуле: При решении интеграла ,
В спектральной характеристике могут присутствовать как косинусоидальные гармоники, так и синусоидальные, либо и те и другие.. Спектральные характеристики будут различными в зависимости от присутствия различного типа гармоник. При этом амплитуда меняется, либо по вогнутой экспоненте, либо по выпуклой.

 

 

Эквивалентная схема усилителя.

R1,R2 – это делитель, создающий смещение на базе Ub0(смещение в статическом режиме.
Rk – коллекторное сопротивление, создающее смещение на коллекторе в статическом режиме U­k0.
Rэ Cэ – цепочка, создающая отрицательную обратную связь на базе. R по постоянному току, C по переменному.
ООС – создаётся для уменьшения помех, для стабилизации рабочего режима транзистора, для стабилизации рабочей точки.
Rф,Cф – сопротивление и ёмкость фильтров.
L – служит для коррекции передних и задних фронтов импульса.
Cr1,Cr2 – разделительные ёмкости на входе усилителя и на выходе.
Um = K в
Tu = K мкс
T = 5K мкс

К – кол-во букв в фамилии(в данном задании).

Um = 6 в
Tu = 6 мкс
T = 30 мкс
Umn = В
В
В
В
В
В
U
Гц



R1,R2 – делитель создающий на базе Ub0 в статическом режиме
R3,R5 – Сопротивление коллектора, создающее смещение на коллекторе
R4,C4 – Цепь создающая отрицательную обратную связь на базе: R4 – в статическом режиме, C4 – в динамическом режиме. Статический режим транзистора при протекании по нему постоянных токов, при E питания, Uвх=0.
С1,С5 – фильтр RC для пропускания высших и низших гармоник.
L – для коррекции амплитуды импульса, которая происходит в результате резонансного явления L и паразитного C.
C2,C3 – разделительные ёмкости, играющие существенную роль. Главная их функция – это формирование формы импульса.

Эквивалентная схема импульсного усилителя.


Разделяется на две схемы:
  1. Эквивалентная схема входной цепи
  1. Эквивалентная схема выходной цепи

Входная и выходная цепь определяет передние и задние фронты формируемые на входе и на выходе усилителя.
Упрощая эту схему получаем цепочку RC на входной и выходной цепи.
Рассмотрим работу цепочки RC. В зависимости от параметров цепочки RC будет различным режим работы импульсного усилителя. В импульсном усилителя кроме задания рабочей точки в импульсных усилителях необходимо задавать режиме работы цепочек RC на входе и на выходе. Существуют цепочки RL и RC.


Принцип действия цепочки RC.


Пока не выключится напряжение (импульс) Uc будет удерживаться равным Um, а ток равным 0.
















Интегрирующая цепь.







Переходный процесс

Условия перехода
dU – производная переменной функции U в зависимости от времени.
– дифференциал, который показывает приращение функции U в зависимости от аргумента t
Во время переходного процесс происходят быстрые изменения токов и напряжения в устройстве, т.е. возникают высокочастотные гармоники.
Таким образом во время переднего и заднего фронтов устройстве будет много ВЧ-гармоник. Во время плоской вершины токи и напряжения в устройстве стабилизируются и , поэтому плоская вершина определяется НЧ-гармониками.
Работа фильтра импульсного усилителя C1R5 . Рассмотрим путь коллекторного тока….
При работе коллекторного усилителя существует и другой путь – через C1, который пропускает либо больше ВЧ и НЧ гармоник или наоборот (больше НЧ и меньше ВЧ). Разграничение гармоник зависит от величины C1.
  1. С1 падает, XC1 растёт, а НЧ гармоник будет меньше, но больше НЧ гармоник пойдёт через R5, поэтому коллекторный ток для этих НЧ гармоник будет усилен в большей степени. Для тех гармоник, что пойдут через R5 коэффициент усиления будет больше ( ).
Следовательно, с помощью фильтра можно регулировать фронты и плоскую вершину импульса. Меняя C1, можно изменит форму импульсного усилителя.
Кроме этого форма импульса будет зависеть от параметров входной RC-цепи (С2, R экв), а также параметром выходной цепи (C3,Rэкв).

Типы RC-цепей.

В зависимости от параметров RC-цепи эти цепи могут быть:
  1. Дифференцирующие если U
  2. Укорачивающие цепи
  3. Переходные
  4. Удлиняющие
  5. Интегрирующие U

Параметры цепи R=100Ом
C=0.5 пф
Длительность 0.5 миллисекунд
Определить тип цепи зарисовать графики. U

Интегрирующая цепь.








 
Возникает ЭДС индукция. E= -Ldi/dt. Где E - ЭДС индукции, L – величина индуктивности, di/dt – изменение тока в зависимости от времени. di/dt – величина изменяемая. Если ток будет постоянный, то ЭДС индукции будет равна 0. Если ток постоянный, то XL=0, E=0. Во время переднего фронта di/dt ? бесконечности. Ток будет идти. XL=2*Pi*f*L, XL?бесконечность, при t=0 i=0. Потому что всё входное напряжение падает на L и, поэтому, сопротивление на L максимально.










 

Задача.  
Причины коррекции импульса.
  1. Передний фронт достаточно крутой, но сдвинут
  2. Причина смещения импульса
    1. это не правильный выбор рабочей точки транзистора
    2. не правильный выбор транзистора, выбран ВЧ транзистор, а усиление импульса требует низкочастотных составляющих
    3. амплитуда больше чем Um – Амплитуда импульса больше, чем Um­ из-за перекоррекции усилителя. В результате появившегося резонансного контура L и Cпаразитное.
  3. Передний фронт можно сделать круче емкость нужно увеличивать.

Амплитудные ограничитель.


Строятся на основе диодов или транзистора работающего в двух режимах: насыщения и отсечки.

Диодные ограничители.





Последовательное и параллельное включение диодов рассматривается относительно сопротивления нагрузки.
Параллельное включение диода
Так как диод включён парралельно нагрузке следовательно при положительной полуволне сигнал проходит через диод и закарачивает нагрузку.


 

 


 

 

Последовательный диодный ограничитель.

1)




















































 

 

 

 

 

 

 

 

Параллельные включения стабилитронов.

















 

Усилитель ограничитель.

Работающий в режиме отсечки и насыщения создаёт ограничение положительной и отрицательной полуволн синусоидального сигнала. Амплитуда синусоидального сигнала должна быть больше половины напряжения коллекторного смещения.

Влияние паразитных емкостей.


















 

 

Влияние CD и C нагрузки.

Восстановление постоянной составляющей.

Цепочка RC характеризует работу импульсного усилителя, в котором существует входная и выходная цепочки.
От параметров входной и выходной цепочек RC зависит работа импульсного усилителя.
Восстановление постоянной составляющей сверху от положительных импульсов восстановление постоянной составляющей снизу будет происходить при отрицательных импульсах. Чем более интегрированная цепочка, тем восстановление постоянной будет более выраженной.
Дана схема, напряжение стабилизации стабилитрона равно 10 вольт, входное напряжение определяется законом 20sin wt,
На выходе никакого напряжения не будет из-за:
1. Диод D1 пропускает только синусоидальный сигнал с напряжением более 10 вольт и отрицательное более 10 вольт. После D2 напряжение Uвых=0, т.к. d2 шунтирует нагрузку и будет короткое замыкание.















 
Отрицательная волна проходит через диод D1, а положительная полуволна проходит через диод D1. При напряжениях точках AB больше 10 вольт диод D2 шунтирует напряжение более 10 вольт. На выходе получится трапецеидальный импульс.
Определить амплитуду и длительность импульса на выходе диференциирующей цепи если ti=100микросек., tспада=10 напр. входа =

Задача

Дана цепь Rl с параметрами R=10 КОм L=5 микрогенри, на входе сигнал амплитудой 40 В, длительность равна 100 миллисекунд, определить амплитуду выходного сигнала и его длительность
Решение
Определяем постоянную времени цепи
1)
2) вх
Отсюда видно, что тау значительно меньше ti входа, отсюда сеть дифференцирующая.
4)Определяем длительность импульса на выходе, известно, что импульс изменяется по экспоненте.
Длительность импульса определяется на уровне 0.1Um
Во всех дифференцирующих цепях длительность импулса определяется по формуле
Дана интегрирующая цепь со следующими параметрами R=10 Ом L=5мкГн
Параметры.
1)Определяем постоянную цепи – .
Переходный процесс в импульсной цепи – это переход схемы из одного состояния в другое, время переходного процесса для всех импульсных цепей равно .
2) Цепь будет интегрирующей.
C2 – тактируемая ёмкость, заряжается и разряжается при опрокидывании мультивибратора
R – ограничивающие ток при передаче импульса с выхода T2 на вход T1, это сделано для того, чтобы управление запускающим импульсом было более эффективным.
Ёмкость C ускоряющий конденсатор как в насыщенных ключах.
Сr – разделительная ёмкость
+Eб – постоянное смещение на базе транзистора T1.

Принцип действия ждущего мультивибратора.

Конструктивно схема построена так, что один транзистор Т2 всегда будет стремиться быть открытым, а Т1 будет закрытым (в нормальном состоянии). При воздействии запускающего импульса Uзап T1 открывается и соответственно T2 будет закрываться. То есть происходит опрокидывание мультивибратора.
Через время схема возвращается в исходное состояние, т.е. T2 -открыт T1 – закрыт, при следующем запускающем импульсе Т1 открывается, а Т2 закрывается.
Мультивибратор на операционном усилителе.
Операционный усилитель работает в двух режимах: +Uнас Uнас .











ОУ работае по принципу компоратору, на нижний не инвертированный вход подаётся напряжение .
U1 = входное переменное напряжение
Точки А и B – это точки, в которых происходит опрокидывание схемы
Опрокидывание происходит при равенстве U1=U2. ПД показан на диаграммах.
Uвых – это сигналы, сниаемые с выхода мультивибратора. Прямоугольность Uвых достигается за счёт ВАХ характеристики ОУ. β – коэффициент усиления ОУ β=Rу/(R3+R4)
Кr Сопротивление коллектораФильтр RFCF для коррекции передних и задних фронтов за счёт изменения полосы пропускания каскада. Трансформатор импульсный имеет 3 обмотки.
Wк – первичная, находится в сети коллектора
Wн – вторичная обмотка импульсного трансформаторная (нагрузочная), к которой подключается сопротивление нагрузки MN. Вторичная обмотка в цепи базы транзистора для создания ЭДС во вторичной обмотки, для заряда ёмкости C.
С – тактируемая, т.е. задаёт такт или период следования импульсов. Находится в цепи базы транзистора.
Rб – сопротивление базы
Rдоп – находится в цепи базы транзистора, является дополнительным сопротивлением для Rб транзистора.
Цепочка Rш Rд – гасящая цепочка паразитных колебаний, возникающих за счёт паразитных межвитковых емкостей.
Путь заряда главного элемента C. W+Wб+С+земля.
Мощность выходного сигнала зависит от коллекторного тока и коэффициента трансформации этого трансформатора.
Выходной сигнал пропорционален импульсу вырабатываемому на коллекторе.
Врезка1


Врезка3


f1

f2

f3

f4

XC

159154

1591.549

1.591549

0.001591

XL

1989436

1989.436

1.989436

0.001989436

Z

19815.548352

3037.1736946

3.5803349453

0.0035809754


 
 
Назначение элементов:
R3 – регулирует смещение на коллекторе
R1,R2 – делитель для установки смещения на базе
C1 – разделительная ёмкость, разделяет переменную и постоянную составляющие
C2 – тактируемая ёмкость, главный элемент схемы, определяет частоту вырабатываемых сигналов.
Заряд – через R3, разряд – через транзистор.
Принцип действия.
В исходном состоянии транзистор закрыт, при этом C2 заряжается через R3, при подаче управляющего импульса на базу транзистор открывается и ёмкость C2 разряжается.
Таким образом при заряде получается прямой ход развёртки, а при разряде обратных ход развёртки. На выходе ставится диод, который пробивается при определённой величине. Для использования в этой схеме только учстка заряда ёмкости эта схема усовершенствуется различными средствами. Самый простой способ – это применение стабилитрона на выходе этой схемы, который пробивается при достижении напряжения больше достижимого.

Триггеры.

Триггеры – устройства, имеющие 2 устойчивых состояния. Строятся на аналоговой и цифровой технике.

Rk1,Rk2 – коллекторное сопротивление
R Cэ – цепочка в цепи эмитора для создания ООС и стабилизации напряжения
Cr1,Cr2 – разделительные ёмкости
R1, R2 – сопротивления для передачи импульсов с выхода коллектора на вход (базы).
C1,C2 – ускоряющие конденсаторы, для уменьшения задних и передних фронтов импульса. схема триггера
Принцип действия.
При подаче импульса Uзапуска1 транзистор T1 закрывается, соответственно T2 будет открываться.
Задача. Определить условия согласования, если входная ёмкость каскада 10пкФ, входная индуктивность 0.01 мкГн. Волновое выходное сопротивление предыдущего каскада равно 100Ом.. Условие согласования Zвых<<Zвх. .
Лирическое отступление. Волновое сопротивление – это реактивное сопротивление кабеля, связанное с его индуктивными свойствами.

Zвх = 32, условий согласования нет.
Для согласования каскадов необходимо:
  1. Использовать эмитерный повторитель(буферный каскад)
  2. Изменить волновое сопротивление так, чтобы волновое сопротивление было больше.
Рис 63
При увеличении Rk1 передний фронт исказится(ещё больше).
Tз – время заряда C2. При увеличении Rk1 в 2 раза время заряда увеличится в 2 раза, форма импулса ухудшается, длительность импулса остаётся прежней как и частота.
Что изменится в симметричном мультивибраторе, если Rб2 уменьшить в 2 раза. Как изменится амплитуда импульсов, Если C1 увелисить в 2 раза, а Ек уменьшить в 2 раза.

Тип микросхемы

Uвых

Uинж

Uвх

Iвых

Iвх

tзд.р

Сн

В

В

В

мкА

мкА

нс

пФ

1

2

3

4

5

6

7

8

582ИК1(А)


0,4

1,5

-1,5

320

600

500

400

582ИК3(А)

0,4

1,5

-1,3

200

250

530

200

Электронные вольтметры.


Через измерительный индикатор проходит только положительная полуволна, которая усредняется за период измеряемого напряжения за счет инерционности прибора, таким образом, выпрямительный прибор измеряет Uср.

Вольтметры с двух полупериодной схемой выпрямления.

В данной схеме два ВАХ, справа для положительной полуволны, левая для отрицательных полуволн.
Путь прохождения тока положительной полуволны: +1-А-Д1-С-И-Д-В-2(сплошной линией).
Путь прохождения тока отрицательной полуволны: -2-Б-Д2-И-Д4-А-1.
Обе полуволны проходят через И и измеряются этим И.
Обе полуволны усредняются за счет инерционности И, который измеряет Uср2.
Uср2=2Uср(1 полупериодной схемы).

Цифровые вольтметры с промежуточными преобразованием

амплитуды во временной интервал.


Преимущества:
1)высокая точность;
2)стабильность результатов измерения;
3)минимальное влияние климат условий;
4)минимальное влияние климат условий(температура, давление, влажность , гравитация).
1.преобразователь переменного U в постоянное (дискретизация).
Плавно меняющиеся U преобразуется в постоянное.
2.Управляющее устройство вырабатывает короткие дифиренцирующие импульсы для запуска генератора напряжения, открывание ключа, и запуска счетчика.
3.Генератор комплектующего U диаграмма U, вырабатывает пилообразное напряжение.
4.Компоратор-устройство сравнения 2-х сигналов измеряемого и пилообразного. Начало сравнения Т «пуск» и вырабатывается прямоугольный импульс. Окончание прямоугольных импульсов в Т «стоп», когда Uизмер.=Uпилообраз. Длительность импульса пропорциональна измеряемому сигналу.
5.Электронный ключ открывается на время прямоугольного импульса и пропускает через себя на счетчик импульса образцовой частоты(д.).
6.Счетчик считает только прошедшие на счетчик во время прямоугольного импульса.
7.Отсчетное устройство отображает результат.
Схема включения амперметра электрической схемы.

Электродинамическая система построена по принципу 2-х электромагнитного подвижного и нет. Вращательный момент создается за счет измеряемого тока.
Измеряемый ток =I1+I2
Rg1, Rg2- сопротивления уменьшающие ток в цепи.
Вольтметры построены на принципе электродинамических приборов, стрелка прикрепляется к подвижной катушке и имеет равномерную шкалу.
Измерение мощности на переменном токе.
Виды: 1)активная P=I*U*cos (альфа)
Альфа- угол между током и напряжением (сдвиг фаз);
2) реактивная Q=I*U*sin(альфа);
3)кажущаяся S=U*I.
Мощность в импульсной цепи.
1.Мощность в импульсе Pu=W/Tu;

W-энергия в импульсе;

Tu-длительность импульса;

2.Средняя импульсная мощность Pср=W/T
T-период следования импулсов.

Схема включения вольтметра

*-общие клеммы токовой и обмотки напряжения, соединяются между собой.

Электронные вольтметры.
Бывают:
  1. Выпрямительные измеряют среднее значение напряжения. Делятся на 2 вида: а)с однополупериодной схемой; б) с двухполупериодной схемой.

  2. Детекторные (пиковые) измеряют амплитудное значение напряжения. А)с закрытым входом б)с открытым.

  3. Тепловые, измеряют действительное значение напряжения.

  4. Цифровые, измеряют действующее значение напряжения.



Индукционная система приборов.
Представляет собой 2 электронных магнита между которыми вращается легкий алюминиевый диск за счет вихревых токов.
Вихревые токи возникают в диске за счет взаимодействия диска с магнитным полем.
Денфир -успокоитель стрелки, который удерживает подъемник стрелки.
Виды напряжений (токов).
1.Амплитудное значение напряжения.
Амплитуда – максимальное значение напряжения за период Т.
Т- период следования гармонического сигнала.
Действующее (эффективное) напряжение определяется как (формула………………..)
Физически это напряжение, при котором тепла выделяется столько же сколько при постоянном токе.
Мгновенное напряжение- напряжение в данный момент времени.
Резонанс- явление, при котором внешние колебания совпадают с внутренними, т.е. напряжение генератора совпадает с частотой.
Каскад- устройство в основе которого находится 1 транзистор.
Измерение сдвига фаз между двумя сигналами происходит с помощью круговой развертки.
Круговая развертка- частный случай фигур Лиссажу, при получении круга f1=f2 и здвиге фаз между ними.
U2- напряжение которое подается на цепочку RC. Известно что ток в С отстает от тока в R на 90 градусов.
Поэтому на вертикальные пластины напряжение подается с емкости, а на горизонтальные пластины со всей цепочки RC. Поэтому с помощью U2 и RC получают круговую развертку.
U1- подается на модулятор при этом экран высвечивается только при положительном напряжении на модуляторе.
От точки А и В сигнала U1 экран высвечивается, от точки В и С нет изображения.
Меняем U1 на U2 и получаем прерывистый полукруг, определяем разницу между полукругами.
Избирательность усилителя по каналам.
Избирательность оценивается по резонансной прямой.
Вращение фигур происходит потому что отсутствует синхронизация Ux и Uу.
Измерительный прибор можно проградуировать в единицу измерения величины.
Генераторы биения применяются для измерения частоты.
Биения- сигналы частот которых стремятся к 0.

Структурная схема генератора биений.
F1= F2- известная частота
Фильтр 1,2- выделяют определенную полосу пропускания, выделяется много гармоник.
При приближении известной частоты к неизвестной образуется сигнал.
Биения - звуковой сигнал очень низкой частоты около 20 Гц.
Диоды.
Диоды бывают: опорные( диоды с повышенным напряжением), туннельные ( с 3 устойчивыми состояниями).
Динисторы, тиристоры, стабилитроны ( пропускает ток после определенного напряжения), светодиоды.
Диоды проверяют по следующим параметрам:
Rпр. << Rоб. Сопротивление проверяется омметрами или мультиметрами
Uпр.<< Uоб.
Транзисторы.
Транзисторы бывают: полевые и биполярные.
Проверяют 12-54 по следующим параметрам:
1.h11= Uб./ Iб. Входное сопротивление
2.h12 = Iк./Iб. Коэффициент передачи по току
3.h21=Uк./Uб.
4.h22 = Iк./ Uк. выходная проводимость генератора. Фигуры Лиссажу получают в зависимости от измеряемой частоты генератора.

Измеритель АЧХ.
Применяется для снятия АЧХ.
АЧХ- амплитудно-частотная характеристика, зависимость амплитуды выходного сигнала прибора (каскада) от частоты входного генератора при неизменной амплитуде.
f- граничная нижняя частота на уровне 0.7,
f-граничная высокая частота на уровне
d Uвых/dt.
Структурная схема измерителя АЧХ.
2-развертка
3-амплитудно-модулированный сигнал на выходе испытуемого устройства и низкочастотная составляющая сигнала АЧХ.
ГКЧ- генератор качающей частоты выходной сигнал, которого изменяется в зависимости от величины сигнала развертки.
Детектор- преобразует амплитудно-модулируемый сигнал в низкочастотный сигнал, который подается на вход осциллографа.
На вход ГКЧ подается развертка, синхронизированная с генератором, на выходе которого получается частотно-модулированный сигнал, подается на испытуемое устройство.
Детектор выделяет НЧ-составляющую и падает на вход осциллографа, т.е. выходного максимальное напряжение, на ось Х подается развертка, таким образом, на выходе будет АЧХ.

Измерение емкости и индуктивности.
В основе метода, формула резонансной частоты контура:

Реализация метода выполнена в виде схем.
Измерение длины волны в СВЧ диапазоне.
Измерить период (частоту) невозможно. Поэтому измеряется только длина волны
Где с-скорость света.
Длина волны измеряется с помощью измерительной линии представляющую собой волновод или его отрезок с чувствительным элементом, который определяет кучности электромагнитной волны.
Расстояние между пучностями =
Измерение длины волны.
Среди приборов промышленного типа для измерения длины волны наибольшее распространение получили резонансные частотомеры. В диапазоне от 100 до 1000 МГц применяются частотомеры с контурами переходного типа. Контур такого частотомера состоит из двухпластичного конденсатора переменной емкости и индуктивности, распределенной по ободу статора. В качестве индикатора резонанса служит электронный вольтметр.
На частотах выше 1000 МГц применяются частотомеры с колебательным контуром. Его принцип действия основан на том что при проведении электромагнитной энергии к короткозамкнутой или разомкнутой линии в них создаются стоячие волны электромагнитные поля имеющие максимальную напряженность при резонансе. Таким образом микрометрический винт, связанный с поршнем для изменения длины линии, можно проградуировать в значениях альфа или f.
Вследствие высокой добротности используемых контуров резонансные частотомеры с отрезком коаксиальной линии имеют сравнительно большую точность измерения. Примером такого частотомера является прибор 42-28, работающий в диапазоне частот 2000-3000 МГц.
В резонансных частотомерах используют так же полосковые линии симметричные и нет. Настройка таких контуров обычно определяется емкостью.
Частотомеры волноводные, т.е. с объемными резонатором, работают на том же принципе, что и с короткозамкнутой коаксиальной линией, и характеризуется применением контуров с еще большей добротностью, для 7-79 ГГц.
Объемные резонаторы обычно имеют круглое или прямоугольное сечение.
Возбуждение резонатора частотомера чаще всего осуществляется петлей связи или при помощи щели.
Недостаток таких частотомеров в одновременном образовании электромагнитных полей различных типов с разной длиной волны. Поэтому их строят так чтобы уменьшить образование паразитных волн. Для повышения их точности пользуются поправочными графиками позволяющими учесть влияние температуры и влажности на изменение частоты. Основная причина погрешности состоит в недостаточно высокой точности механизма настройки частотомера. Примеры таких приборов: 42-34, 42-37.
Блок питания прибора представляет собой выпрямитель переменного напряжения сети мостового типа. Кроме того прибор можно питать от отдельного источника постоянного тока напряжением 12 В. В настоящее время наша промышленность выпускает переносчики частоты, представляющие собой гетеродиодные преобразователи и используемые совместно с электронными счетчиками.

Фигуры Лиссажу в осциллографе.
Получаются если на ось х и у подавать синусоидальных сигнал, т.е. в результате воздействия на электронный луч напряжений горизонтальных и вертикальных пластин будут получатся фигуры Лиссажу.


На осциллографе:
«род работы» в положении усилитель «делитель» в положении 1к1, 1к10, 1к100 «усиление» регулирует амплитуду по оси у «синхронизация» величину по оси х.
Размер по вертикали изменяется от величины выходного сигнала КОВ – коэффициент обратной волны.
КОВ= 1/КСВ
График:
А) Z согласовано с сопротивлением волновода (?), только в этом случае будут существовать бегущие волны. Р=0 т.к. отраженная волна=0. КСВ=1 т.к. Umax=Umin.
Б) Z = бесконечности. Существует только отраженные волны КСВ= бесконечности т.к. Umin=0, Р=1 отраженная волна падающей.
В) Z=0, т.к. линия накоротко замкнутая КСВ= бесконечности, Р=-1 фаза поменялась на 180 градусов.
Г) Смешанные волны.
Способы передачи СВЧ излучений.
  1. Окружающая среда, распространяется только по прямой линии.

  2. Коаксиальные кабели, представляющие собой жилу и оплетку между которыми диэлектрик.

  3. Фидерные линии (2 провода) между которыми сохраняется магнитное излучение.

  4. Волноводные линии, представляющие собой круглого или прямоугольного сечения, для уменьшения сопротивления их покрывают серебром, золотом или платиной.


Рейтинг@Mail.ru