Задачи по схемотехнике. Методические указания для лабораторного практикума Новосибирск 2014 удк 681.(076)
 Скачать 6.82 Mb.
|
П1.3. Милливольтметр ВЗ-38Милливольтметр ВЗ-38 предназначен для измерения напряжения переменного тока. Шкала прибора проградуирована в эффективных значениях синусоидального напряжения. Прибор имеет следующие технические данные. 1. Диапазон измеряемых напряжений определяется пределами: 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ; 1, 3, 10, 30, 100, 300 В. 2. Диапазон частот измеряемых напряжений от 20 Гц до 5 МГц. 3. Погрешность прибора, выраженная в процентах от конечного значения установленного предела измерения, не превышает + 2,5 % на пределах измерения от 1 мВ до 300 мВ и ± 4 % на пределах измерения от 1 В до 300 В в диапазоне частот от 45 Гц до 1МГц. Погрешность прибора в диапазоне от 1 до 3 МГц не превышает ± 4 % (пределы 1÷300 мВ) и ± 6 % в диапазоне от 3 до 5 МГц (пределы 1÷300 В). Прибор сохраняет свои характеристики при питании сети переменного тока 220 В + 10% , частоте 50 Гц. 4. Входная емкость не превышает: 30 пФ на пределах÷ 1300 мВ; 15 пФ на пределах 1÷300 В. Емкость кабеля не превышает 80 пФ. 5. Прибор допускает непрерывную работу в течение 8 часов. 6. Мощность, потребляемая прибором от сети, не превышает 10 Вт при номинальном напряжении сети. Работа с прибором1. Перед включением прибора проверьте заземление корпуса прибора. 2. Подключить кабель со штепселями при работе на частотах до 1 МГц или кабель со штекером при работе с частотами свыше 1 МГц. 3. Включить тумблер «СЕТЬ» прибора. Прогреть прибор в течение 5-10 мин. и после этого провести измерение. 4. Установить требуемый предел измерения напряжения. Для уменьшения погрешности измерений переключатель диапазонов измеряемых напряжений необходимо установить в такое положение, чтобы стрелка прибора максимально отклонилась в правое положение (не допускать «зашкаливание» прибора!). 5. Для отсчета напряжений используется либо верхняя шкала прибора, проградуированная от 0 до 10, если предел измерений установлен в положение, кратном десяти (1мВ, 10мВ, 100мВ, 1В и т.д.), либо средняя шкала, проградуированная от 0 до 30, если установлены пределы измерений, кратные трем (3мВ, 30мВ, 300мВ, 3В и т.д.). П2. ОСНОВЫ ИСПЫТАНИЯ УСИЛИТЕЛЕЙИспытание или исследование усилителя состоит в измерении отдельных параметров и снятии характеристик усилителя. Важно, чтобы условия измерений были выбраны правильно. Например, измерения линейных параметров и характеристик (коэффициента усиления, частотной характеристики, выходного сопротивления и т.д.) должны производиться в условиях, исключающих влияние перегрузки (нелинейности) усилителя и его шумов. Для этого уровень сигнала на, входе усилителя при снятии линейных характеристик должен быть в 2-3 раза меньше номинального уровня, при котором начинают возникать нелинейные искажения, а помехи еще незаметны. П2.1 Определение номинальных напряжений Если имеют дело с незнакомым усилителем, то начинают его испытания с определения номинального входного напряжения или номинального напряжения источника сигнала Еист ном. Номинальным называется такое максимальное напряжение, при котором на выходе не проявляются нелинейные искажения. Для измерения номинальных напряжений к входу усилителя подводится синусоидальное напряжение средней частоты (1000 Гц для звуковых усилителей). Амплитуда сигнала (с помощью ручки плавной регулировки выходного напряжения генератора) постепенно увеличивается. Сигнал на выходе усилителя контролируется осциллографом. При достижении едва заметных на глаз искажений формы синусоидального сигнала, имеет значениеUвых ном и соответствующее ему Еист ном. Следует убедиться, что искажения синусоидального сигнала вызваны усилителем, а не перегрузкой осциллографа или выходного каскада генератора. Для этого достаточно попробовать ослабить сигнал делителем на входе осциллографа или генератора. Последующие измерения линейных параметров и характеристик усилителя обычно проводят при Uвх ≤ 0,5Uвх ном(Еист ≤ 0,5Еист ном), чтобы на измерения не влияла нелинейность усилителя. П2.2 Измерение амплитудной характеристики Амплитудная характеристика усилителя Uвых= f(Uвх) или сквозная амплитудная характеристика Uвых= f(Еист) позволяет приближенно оценить линейность характеристики усилителя, определить номинальные уровни напряжений, которые можно подавать, на вход и получать с выхода усилителя. Типичный вид амплитудной характеристики приведен на рисунке П2.1. В скобках по оси абсцисс приведены параметры для сквозной амплитудной характеристики. Измерения проводятся на средней частоте усилителя (там, где влияние реактивных элементов незаметно). Входное напряжение изменяют от нуля до примерно полуторакратного номинального значения. Для выявления линейного участка характеристики на него должно приходиться не менее пяти точек. Несовпадение показаний на различных пределах шкал вольтметров может вызвать нелинейность амплитудной характеристики. Во избежание этого, следует сверять показания при переходе со шкалы на шкалу. Измерение первой точки амплитудной характеристики – напряжения собственных помех Uпом – производится при Uвх = 0. Для получения Uвх = 0 нельзя отключать провода, идущие от генератора к усилителю. Это может вызвать наводки, которых не было при нормальной работе усилителя. Напряжение Uвх = 0 следует получать путем установки на минимум ручки плавной регулировки напряжения и на максимум – ступенчатого регулятора ослабления генератора. Напряжение Uпом обычно невелико. Поэтому следует пользоваться более чувствительной шкалой вольтметра. По амплитудной характеристике можно определить динамический диапазон усилителя, который оценивает величину линейного участка     идеальная реальная Uвых Uвых макс    (Uвых ном) Uвых мин   Uпом   Uвх мин Uвх Uвх макс 0 (Еист макс) (Еист) (Еист мин) Рисунок П2.1 – Амплитудная характеристика усилителя П2.3. Измерение амплитудно-частотной характеристики на реальном макете При снятии амплитудно – частотной К(f) (или сквозной амплитудно – частотной К*(f)) характеристики (АЧХ) нужно обращать особое внимание на тщательность установки выбранного значения Uвх (или Еист)и отсчета напряжения Uвых, поскольку при малых частотных искажениях даже небольшие неточности сильно изменяют характер получаемой кривой. В связи с этим, полезно выбрать такое значение Uвх ≤ 0,5Uвх ном, для которого на шкале прибора имеется риска, чтобы легче было поддерживать неизменное значение Uвх при изменении частоты. При отсчете Uвых следует записывать доли делений шкалы прибора. Важно помнить, что дополнительные цепи, подключаемые к измеряемому усилителю, могут заметно изменить емкость С0 (показана пунктиром на рисунке П2.2, учитывает влияние паразитных емкостей, параллельных сопротивлению нагрузки: емкости монтажа, выходной емкости усилительного элемента, входных емкостей измерительных приборов) определяющую частотную характеристику каскада в области высших частот. Поэтому необходимо использовать вольтметры, имеющие минимальную входную емкость, а провода, идущие к осциллографу от исследуемого каскада, отключить на время снятия частотной характеристики (особенно для широкополосных каскадов). Пределы изменения частоты, если нет особых указаний, выбираются так, чтобы получить на краях полосы частот снижение выходного напряжения в 1,5 ÷ 2 раза по сравнению со средней частотой. Значения частоты выбирают так, чтобы в соседних точках они отличались в 1,5 ÷ 2 раза. При обнаружении подъема частотной характеристики следует определить частоту и значение напряжения в точке максимума или провести в области подъема измерения в дополнительных точках. По оси абсцисс обычно откладывается частота в логарифмическом масштабе. Это позволяет подробно исследовать частотные искажения не только на высоких, но и на низких частотах. Кроме того, логарифмическая шкала учитывает переменный шаг изменения частоты при измерении АЧХ. Типовая АЧХ усилителя приведена на рисунке П2.2. В скобках по оси ординат указаны параметры сквозной АЧХ. |