11.4.4 Анализаторы спектра, измерители нелинейный искажений
Анализаторы спектра, называемые также анализаторами гармоник, предназначены для исследования спектра амплитуд сигналов.
Анализ спектра может производиться
двумя способами: первый способ анализа
называется последовательным. Поскольку
гармоники определяются поочередно;
второй способ – параллельным (или
одновременным), так как гармоники
определяются одновременно. На рисунке
приведена структурная схема анализатора
спектра, основанная на последовательном
способе анализа. Исследуемое напряжение
после усилителя
поступает на фильтр
,
который последовательно настраивается
на частоту первой, второй, третьей и
т.д. гармоник. По шкале настройки фильтра
определяют частоты гармоник, а по
показаниям электронного вольтметра
- их действующие значения.
Широко распространенный анализатор гармоник имеет диапазон частотой 20 Гц – 20 кГц, пределы измерения напряжений 10 мВ – 10 В, погрешность измерения напряжения 5%, погрешность измерения частоты 3% , есть и другие анализаторы с другими параметрами.
Анализатор спектра параллельного действия.
Применяем для анализа высокочастотных колебаний и одиночных импульсов.
Ф1 - Фn - фильтры, настроенные на различные частоты.
В1 – В- выпрямители
К - коммутатор
ГР – генератор развертки, работа его синхронизирована с работой К и управляется тяговым генератором ТГ.
В результате на экране электронно –
лучевой трубки за период развертки
возникают импульсы, расстояние между
которыми пропорционально частотному
интервалу между гармониками, а амплитуда
пропорциональна спектральной плотности
сигнала на соответствующей частоте,
т.е. таким образом воспроизводится
спектр исследуемого сигнала.
Для оценки отличия сигнала от синусоидальной формы выпускают приборы – измерители нелинейных искажений. Количественно искажения сигнала оцениваются двумя коэффициентами нелинейных искажений
и коэффициентом гармоник
где
- действующее значение напряжения
- й гармоники.
Измерители нелинейных искажений состоят
из избирательной системы, подавляющей
основную гармонику и пропускающей без
ослабления все остальные гармоники, и
электронного вольтметра действующего
значения. Электронным вольтметром путем
переключения измеряется напряжение на
входе и выходе избирательной системы.
Отношение этих напряжений определяет
коэффициент
.
Коэффициент гармоник определяется по
формуле
.
При малых значениях (
.
Приборы предназначенный для работы в диапазоне частот 20 Гц – 20 кГц, имеет пределы измерений коэффициента гармоник 0,1 – 100%, основную погрешность 5%, пределы измерений напряжения 0,1 – 100В.
11.4.5 Особенности регистрирующих приборов прямого преобразования
В практике электрических измерений часто требуется не только измерить величину в данный момент времени, не только увидеть характер изменения её мгновенных значений, но и зафиксировать эти изменения для исследующей обработки измерительной информации.
С этой целью применяют регистрирующие приборы.
В эту группу входят приборы прямого преобразования: электронные осциллографы с фотоприставками, либо с запоминающей трубкой, самопишущие приборы прямого преобразования, светолучевые осциллографы (электромеханические), цифровые осциллографы.
Примечание: в эту группу входят и автоматические приборы уравновешивающего преобразования (мосты и компенсаторы).
Особенности построения регистрирующих приборов изучить самостоятельно.