Принципиальная схема балансного смесителя.

 Принципиальная схема балансного смесителя изображена на рис. 9.5.  Сигнал от струнного генератора используется в балансном смесителе в качестве опорного. Он подается на входной резистор R3, общий для обеих частей смесителя. Сигнал от кварцевого генератора играет роль исследуемого. Перед смесителем он проходит через фазоинверсный каскад - усилитель, собранный на транзисторе VT.

Выходные сигналы с этого усилителя снимаются как с коллектора, так и с эмиттера; они сдвинуты по фазе на 180⁰ и имеют частоту . Схема симметрична, поэтому разность напряжений между сигналами удваивается. Это удвоенное напряжение подается через конденсаторы С1 и С2 на второй вход балансного смесителя - на цепь резисторов R1 и R2, одинаковых по значению. Таким образом амплитуды напряжений на резисторах R3 и R1, R3 и R2 оказываются одинаковыми. В результате векторного сложения и вычитания напряжений в верхней (R3 - R1 - VD1 -R4) и в нижней (R3 - R2 - VD2 - R5)частях смесителя на выходе его - резисторах R4 и R5, шунтированных по высокой частоте емкостями С3 и С4, вырабатывается периодическое низкочастотное напряжение с разностной частотой .

 Подробнее о принципе действия балансного смесителя (дискриминатора) см. в книгах [1] и [3].

3. Порядок выполнения работы.

 1. Включите прибор в сеть. Проверьте рабочие напряжения источника питания, поставив ручку “проверка питания” в положения 1...3. При этом на всех диапазонах стрелка контрольного прибора должна находиться в пределах закрашенного сектора шкалы.

 2. Включите питание счетного пульта, поставив ручку “кварцы” из положения “выкл” в положение 1. Через некоторое время начинает работать кварцевый генератор (при этом хорошо слышно характерное гудение). С помощью ручек установите обе шкалы счетчика на нуль. Затем одновременно включите счетчик (тумблер “счетчик”) и секундомер. Через 100 секунд выключите счетчик, снимите его показания и найдите (с точностью до сотых) разностную частоту .

 Имейте в виду, что если разностная частота оказывается слишком велика (а это зависит от атмосферного давления!), то измерения с соответствующими кварцами оказываются невозможным. В этом легко убедиться - при включении счетчика стрелка перемещается неравномерно, рывками, а частота сигнала воспринимается на слух, как высокая. В этом случае не проводите измерения с первым кварцем, а сразу перейдите ко второму (третьему или четвертому).

 Проведите измерения со всеми кварцами (если это окажется возможным). В результате Вы должны получить четыре значения разностных частот: , , и , где - частота струнного генератора, - опорные частоты кварцев.

 3. Теперь определите примерно частоту струнного генератора и выберите рабочий кварц. Для этого из всех полученных Вами значений выберите два наименьших. Желательно, чтобы оба эти значения соответствовали правилу:

5 Гц < < 50 Гц.

Далее определите путем решения пары уравнений:

,

где , - полученные Вами значения разностной частоты с i-м и i+1-м кварцем.

 Из первого уравнения следуют два возможных ответа:

. (9.6)

 Из второго уравнения также следуют два возможных ответа:

. (9.7)

 Выберите из этих четырех ответов два совпадающих (совпадение должно быть приблизительное, но погрешность не должна превышать одного герца). Это и будет значение приближенное частоты струнного генератора.

 В качестве рабочего кварца выберите из этой пары тот, который строго отвечает рекомендации 5 Гц < < 50 Гц.

 4. Проделайте с выбранным рабочим кварцем несколько (4-5) экспериментов по определению разностной частоты . Поскольку теперь Вы знаете приближенное значение частоты струнного генератора , то Вы знаете и знак, который нужно избрать при решении уравнения (9.6) или (9.7). Определите значение частоты струнного генератора по Вашим экспериментам. Окончательное определение частоты производится путем осреднения полученных значений.

 Внимание! Все указанные расчеты должны быть проведены непосредственно при выполнении экспериментов! Поэтому при выполнении работы рекомендуется иметь при себе калькулятор.

 5. По формуле (9.3) определите атмосферное давление, подставив в нее полученное Вами значение и необходимые константы.

 6. Измерьте атмосферное давление другим имеющимся в лаборатории прибором - например, барометром-анероидом. Сравните значение давления, измеренное по струнному микробарометру со значением, измеренным по барометру-анероиду. Если барометр-анероид не имеет шкалы, градуированной в гектопаскалях, переведите измеренное значение в миллиметрах в гектопаскали по формуле: Р_гпа = 1.33Р_мм.

 7. Выключите прибор из сети и уберите свое рабочее место.