12,14. Измеряемый интервал

Г_ж=Л^г2л;/шр-|-Атдк, (12.9)

где Дтдк — погрешность дис­кретности, равномерно распре­деленная в интервале от 0 до 2я/«о_р.

Пренебрегая Дт_дк и подставляя (12.9) в (12.8), получаем

E/E₀ = e^Nn/Q. (12.10)

Если Е/Е₀⁼е^п, то уравнение (12.10) будет справедливо при N = Q. Следовательно, при задании опорного уровня Е₀ = Ее~^п чи­сло импульсов счетчика будет равно добротности. Погрешность измерений обусловлена нестабильностью опорного уровня, пог­решностью дискретности, а также шунтирующим действием цепей формирования на исследуемый контур.

6. ИЗМЕРЕНИЕ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ И ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Важнейшей характеристикой четырехполюсника является ко­эффициент передачи К=|К|е¹⁽Р или матричный коэффициент *521 (|5₂ij называют коэффициентом ослабления). Зависимость мо­дуля коэффициента передачи от частоты /((со) называется ампли­тудно-частотной характеристикой (АЧХ). Зависимость разности фаз между выходным напряжением и входным от частоты ф(со) называется фазочастотной характеристикой (ФЧХ), а производ­ная по частоте ф'_ш (со) — частотной характеристикой группового Бремени задержки.

Наибольшее распространение получили панорамные измерите­ли АЧХ (XI), позволяющие наблюдать на экране ЭЛТ АЧХ иссле­дуемых четырехполюсников. Применяются также панорамные из­мерители ФЧХ. Приборы имеют много общих функциональных узлов. Поэтому обе характеристики могут измеряться, по суще­ству, одним прибором с двухлучевой ЭЛТ. Отметим, что в ряде случаев вместо АЧХ исследуют импульсные или переходные ха­рактеристики.

Структурная схема обобщенного панорамного измерителя АЧХ показана на рис. 12.15,а.

На вход исследуемого четырехполюсника подается постоянное по амплитуде частотно-модулированное (ЧМ) колебание. Благо-

Рис. .12.15

даря специальному устройству линеаризации закон изменения ча­стоты /_г ЧМ-генератора (ГКЧ) повторяет во времени закон измене­ния напряжения развертки «_р, вырабатываемого генератором раз­вертки G2. Обычно используется пилообразная форма напряжения развертки, которое подается также на Х-пластины ЭЛТ VL1. За­кон изменения во времени амплитуды напряжения на выходе ис­следуемого четырехполюсника будет повторять форму АЧХ. Ес­ли подать это напряжение на У-пластины ЭЛТ, на экране появит­ся изображение АЧХ. Напряжение на ЭЛТ можно подавать не­посредственно с выхода четырехполюсника или после детектора и усилителя (Ul, А1) (положения 1 или 2 переключателя S1). На рис. 12.15,6 и в изображены соответствующие этим случаям изо­бражения АЧХ. Нулевая линия на экране ЭЛТ прочерчивается во время обратного хода луча. Генератор на время обратного хо­да запирается. Детекторная головка и усилитель должны быть широкополосны и иметь линейные амплитудные характеристики. Для исключения изменения амплитуды при изменении частоты применяется система автоматической регулировки амплитуды (АРА), поддерживающая амплитуду на входе четырехполюсника на постоянном уровне. Регулировка уровня осуществляется атте­нюатором. Калибровка АЧХ по оси частот производится с' помо­щью частотных меток, вырабатываемых генератором частотных меток G3. Частотные метки представляют собой периодический си­гнал с линейчатым спектром.

Заметим, что структурная схема панорамного измерителя АЧХ аналогична схеме гетеродинного спектроанализатора, рассмотрен­ного в § 10.2. Действие обоих приборов основано на получении на экране ЭЛТ частотной характеристики некоторой избиратель­ной системы: входной сигнал, четырехполюсник, выходной сигнал. Различие состоит в том, что в спектроанализаторе выходной сиг­нал, поступающий на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ при заданной характеристике УПЧ, характеризует входной сиг- 320

нал, а в случае измерителя АЧХ выходной сигнал при заданном входном сигнале характеризует АЧХ четырехполюсника.

Идентичны требования к характеристикам ряда элементов структурных схем: линейность модуляционной характеристики ЧМ- генератора, постоянство амплитуды генерируемого им напряжения, линейность амплитудной характеристики детектора, усилителя, ЭЛТ.

Различаются же требования к точности воспроизведения ча­стотной характеристики избирательной цепи и допустимой динами­ческой погрешности. В спектроанализаторе допустима работа в динамическом режиме, и время то пребывания частоты сигнала в пределах полосы УПЧ выбирают равным времени установления Гу колебаний на выходе УПЧ.

В измерителе АЧХ динамические искажения недопустимы. Ес­ли время пребывания частоты ЧМ-генератора в полосе пропуска­ния соизмеримо или меньше постоянной времени этой цепи, то переходные процессы искажают форму огибающей напряжения на выходе. Изображение на экране измерителя АЧХ вследствие это­го может значительно отличаться от истинной (статической) АЧХ. Отклонения формы АЧХ от статической характеристики, обуслов­ленные конечной скоростью изменения частоты, рассматриваются как динамические погрешности.

Условие малой динамической погрешности то^ (10... 20)т_у. В этом случае время анализа АЧХ: Г_а = (10 ... 20) (f_max—/min)/А/, где fmax f min диапазон изменения частоты сигнала ЧМ-генератора, Af — полоса пропускания исследуемого четырехполюсника.

Обратим внимание, что время анализа при линейной развертке оказывается минимальным; вообще говоря, можно было бы ис­пользовать и, например, синусоидальную развертку.

Простейший способ контроля динамических погрешностей со­стоит в уменьшении частоты модулирующего напряжения или по­лосы качания. Если при этом не наблюдается существенное из­менение формы кривой, то динамические искажения малы.

Другой способ исключения динамических погрешностей в па­норамных АЧХ состоит в применении развертки, изменяющейся по треугольному закону. Генератор на время обратного хода не запирается. Луч на экране трубки прочерчивает две АЧХ: одну — при возрастании частоты, другую — при убывании. Уменьшая ча­стоту развертки либо полосу качания частоты, добиваются сов­падения кривых, что свидетельствует о малости динамической по­грешности.

Промышленность выпускает панорамные приборы для наблю­дения АЧХ четырехполюсников. Это, например, низкочастотные измерители АЧХ: Х1-40 (20 кГц... 1 МГц), Х1-48 (0,1 ... 150 МГц), а также высокочастотные: Xl-47 (1 ... 250 МГц), Х1-50 (0,36.. ... 1002 МГц) и XI-43 (0,5... 1250 МГц).

Погрешность определения частоты у этих приборов составляет (2... 3)10~⁴ f+0,05Af _д, где А/д — девиация частоты.