Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Атамалян Э.Г. Методы и средства измерения электрических величин учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
185
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.26 Mб
Скачать

внешнего или собственного генератора СО запускающие импульсы синхронизации подаются на вход блока синхронизации БС, в котором осуществляется усиление и формирование синхронизирующих импуль­ сов (частотой следования не выше 100 кГц). Синхронизирующие им­ пульсы запускают генератор быстрого пилообразного напряжения ГБПН и генератор ступенчатого напряжения ГСПН, который явля­ ется также и генератором развертывающего напряжения осциллог-

й)

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т„

 

I

1_____ I_____ L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

В)

и

 

 

А

,

 

 

 

*

 

/ 1?

 

 

 

 

 

 

/!

 

1

 

1

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

| Ь

н - /

 

 

 

ь

 

 

„/St

ь Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В)

и,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛЬ

 

 

Ш

 

ш

5А Ь

ь

г)

и

 

 

 

Г

г

Г

 

L .А i l___ .

 

А

' /

O l H

 

V

 

t*

 

 

 

 

 

 

 

ь

 

\

Т и .

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

и

 

 

ТГ

Т

 

 

 

 

 

 

 

Т'П - т Т и = п Т с -ц

 

 

 

Рис. 3-12. Временные диаграммы, поясняющие ра­ боту стробоскопического осциллографа

рафа. ГБПН работает в ждущем режиме, крутизна генерируемого на­ пряжения S5 а период повторения равен периоду исследуемого сигнала Т„. С приходом каждого синхронизирующего импульса (рис. 3-12, а) напряжение ГСПН возрастает на ступеньку Д ( р и с . 3-12, б). Период ступенчатого пилообразного напряжения много больше пери­ ода быстрого пилообразного напряжения. С выхода обоих генерато­ ров сигналы подаются на схему сравнения СС. В пределах одного пери­ ода развертки ступенчатого пилообразного напряжения сравнение быстрого пилообразного напряжения со ступенчатым происходит каждый раз на более высоком уровне A UC1.

Таким образом, момент равенства напряжений смещен на величину времени At относительно предыдущего момента. Величина автомати­ ческого временного сдвига выходного импульса СС

Al —AUcJ S q.

(3-29)

70

Выходной импульс СС запускает генератор строб-импульсов ГСИ, который вырабатывает короткие прямоугольные импульсы длитель­

ностью тс_и

много меньше длительности

исследуемого

импульса т„

и периодом

повторения 7V„ (рис. 3—12,

в). Каждый

последующий

строб-импульс сдвинут относительно предыдущего на время Дt. Таким образом, строб-импульсы в определенной временной последовательности поступают на вход преобразователя П (см. рис. 3.11). Одновременно строб-импульс, поступая на ГПБН, срывает его колебания и перево­ дит последний в ждущий режим, до прихода следующего запускающего импульса. На другой вход П одновременно со строб-импульсом подают исследуемый сигнал длительностью т„ и периодом Т„.

П представляет собой электронный ключ, открываемый на время, равное длительности строб-импульса. Но так как на П подан еще и исследуемый сигнал, то на выходе П возникает импульс тока, ампли­ туда которого пропорциональна мгновенному значению исследуемого сигнала в момент прихода строб-импульса (рис. 3-12, а). Огибающая строб-импульсов повторяет форму исследуемого сигнала, но следует во времени с более низкой частотой и может быть выделена с помощью фильтра низкой частоты. В СО выделение огибающей осуществляется методом накопления заряда в конденсаторе.

Во время действия строб-импульса (ключ открыт) -конденсатор быстро заряжается. Когда же прекращается строб-импульс (ключ за­ крыт) конденсатор будет медленно разряжаться. Выходные короткие импульсы тока преобразовываются в более длинные импульсы напря­ жения. Эти импульсы напряжения усиливаются обычными импульс­ ными усилителями У и обязательно расширяются. В схеме удлини­ теля Удл расширенные импульсы через усилитель вертикального откло­ нения УВО поступают на вертикально-отклоняющие пластины ЭЛТ.

На экране осциллографа будет изображена серия импульсов, оги­ бающая которых дает форму исследуемого сигнала. Преобразованный импульс по длительности оказывается в т раз больше исследуемого

сигнала. В свою очередь

длительность

преобразованного

импульса

в п раз больше периода строб-импульса

Тс_„ (рис. 3-12, 3):

 

 

ТС-„ =

Г„ + А/,

 

 

(3-30)

Т' е-

тп =

л7’с- и,

 

,

(3-31)

а длительность исследуемого сигнала

 

 

 

 

ти = ti&t,

 

 

(3-32)

где Д^ —шаг считывания,

дискретизации;

п число интервалов, на

которые разбит исследуемый импульс.

 

 

 

Масштаб увеличения т длительности исследуемого сигнала

т = тп/тп = (пТс-„)/(пД/) =

Tz-jAt,

(3-33)

т. е. растягивание исследуемого сигнала во времени равно отноше­ нию периода строб-импульсов к шагу считывания. Примерная вели­ чина необходимого1шага считывания

Д/ = 0,5//в,

(3-34)

где /а — наивысшая частота в спектре исследуемого сигнала.

71

Для нормальной работы в осциллографе обеспечивается:

1. Получение на входе преобразователя строб-нмпульсов, сдвину­

тых

относительно начала исследуемого сигнала на интервалы At,

t,

ЗДt, ..., tiAt.

2.Синхронизация первого строб-импульса с исследуемым сигналом.

3.Синхронизация начала напряжения горизонтальной развертки

спервым строб-импульсом.

В осциллографе предусмотрено блокировочное устройство Б (см. рис. 3.11.) Для того чтобы запускающие импульсы не нарушали режим работы генераторов развертки и сдвига, Б закрывает БС сразу же после прихода первого запускающего импульса до момента окон­ чания сравнения, т. е. до появления строб-импульса. В момент воз­ никновения строб-импульса блок подсвета Б Подсв. обеспечивает подсветку луча.

СО типа С7-11, предназначенный для исследования одного или двух синхронных сигналов, имеет полосу пропускания 0 н- 5 ГГц и коэффициент отклонения 5 ч- 200 мВ/дел.

Результаты исследования сигналов можно наблюдать на экране ЭЛТ, фотографировать или записывать на внешние устройства.

СО типа С7-9 (С1-60) состоит из осциллографа и аналого-цифрового преобразователя. Результаты измерения временных и амплитудных параметров выдаются в цифровом виде с погрешностью 5%. Прибор имеет внутреннее и внешнее программное управление.

Запоминающие осциллографы. Эти осциллографы применяют для изучения однократных и редко повторяющихся процессов, переход­ ных характеристик электронных элементов,- работающих в режиме переключения, регистрации импульсов биотока, и т. п.

Запоминающие осциллографы (30) выполняют на специальных «запоминающих» трубках, которые записывают исследуемый сиг­ нал, хранят эту запись и затем воспроизводят в нужный момент вре­ мени. Основным узлом 3 0 является запоминающая ЭЛТ с видимым изображением. Эти ЭЛТ по принципу действия разделяют на полуто­ новые и бистабильные.

П о л у т о н о в ы е з а п о м и н а ю щ и е Э Л Т . Эти ЭЛТ преобразуют электрические сигналы в видимое изображение с полуто­ нами, т. е. такое изображение, яркость которого в каждой точке пропорциональна величине электрического сигнала.

Б и с т а б и л ь н ы е з а п о м и н а ю щ и е

Э Л Т . Данные ЭЛТ

преобразуют электрический сигнал в видимое

изображение, не име­

ющее полутонов, т. е. в такое изображение, которое имеет только два тона: светлый и темный, и яркость его не зависит от величины иссле­ дуемого сигнала.

Полутоновые и бистабильные трубки могут быть с непосредствен­ ным переносом изображения на экран без изменения его масштаба

ис увеличением масштаба. Современные запоминающие полутоновые

ибистабильные ЭЛТ имеют два отдельных прожектора для записи и воспроизведения изображения.

Взависимости от типа трубки в 3 0 время воспроизведения записан­

ного изображения лежит в пределах 1 ч- 30 мин. При выключенном

72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 3-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М а к с и м а л ь н а я

П о г р е ш н о с т ь и з м е р е н и я , %

Т и п

П о л о с а п р о ­

К о э ф ф и ц и е н т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р а з в е р т к а о с ц и л л о г р а ф о в

В х о д н о е с о п р о т и в ­

ч а с т о т а с и н ­

 

 

 

п р и б о р а

п у с к а н и я , М Г ц

о т к л о н е н и я

л е н и е , е м к о с т ь

х р о н и з а ц и и ,

а м п л и т у д ы

в р е м е н н ы х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М Г ц

и н т е р в а л о в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Однолучевых

 

 

 

 

 

 

С1-19Б

0 — 1

 

2

мВ/см

10 мкс/см— 10 с/см

1 МОм; 40 пФ

1

10

 

10

С1-49

0 - 5

16,6

мВ/см

0,066

мкс/см— 0,08 с/см

1 МОм; 50 пФ

5

10

 

10

С1-54

0—20

100

мВ/см

0,025

мкс/см — 5

с/см

0,5

МОм; 40 пФ

5

5

 

5

 

2 Гц — 2 МГц

10 мВ/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С1-65

0—35

5

мВ/дел

0,01

мкс/дел — 50

мс/дел

1 МОм; 30 пФ

35

5

 

5

'С1-64

0—50

5

мВ/дел

0,1 мкс/дел— 1 с/дел

1 МОм; 25 пФ

50

5

 

5

С1-31

0 - 8 0

100

мВ/см

50

нс/см — 50

мс/см,

0,1

МОм

100

10

 

5; 10

 

 

 

 

 

1

мкс/см— 0,5

с/см

17

пФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двухлучевых

 

 

 

 

 

 

 

0— 1

20

мВ/см

1

мкс/см — 5 с/см

 

0,5

МОм

1 .

10

 

 

 

0—0,6

10

мВ/см

 

 

 

 

 

50

пФ

 

 

 

 

 

1

5

мВ/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0—0,3

2

мВ/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 - 0 ,2

1

мВ/см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 - 1 0

10

мВ/дел

0,02

мкс/дел — 20

мс/дел

1 МОм; 40 пФ

10

8

 

 

I

Т а б л и ц а 3-4

 

 

 

М а к с и м а л ь ­

В х о д н о е

 

М а к с и ­

 

 

 

 

м а л ь н а я

 

П о л о с а

В р е м я у с т а н о в ­

н ы й к о э ф ф и ­

с о п р о т и в ­

 

Т и п п р и б о р а

Р а з в е р т к а ж д у щ а я

ч а с т о т а

п р о п у с к а н и я

л е н и я , нс

ц и е н т

л е н и е ,

 

с и н х р о ­

 

 

 

о т к л о н е н и я

е м к о с т ь

 

 

 

 

 

н и з а ц и и

 

 

 

 

 

 

П о г р е ш н о с т ь и з м е р е н и я . %

а м п л и ­

в р е м е н н ы х

и н т е р ­

т у д ы

в а л о в

 

С1-15 И С1-17

1 кГц- 3 5 0 МГц

1,2

(при входе

20

мВ/см

75

Ом

2—50 нс/см

350 МГц

10

10

со сменным

 

 

75 Ом),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

блоком

 

 

1,5

(высоко-

50

мВ/см

500

кОм

 

 

 

 

 

 

ЯЧС-48

 

 

омный вход)

 

 

 

15

пФ

 

 

 

 

 

 

(С1-15/8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

700 МГц

10

10

С1-39М с бло-

0—700

МГц

 

0,5

10

мВ/см

100

кОм

0,1

нс/см— 10 мкс/см

КОМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я2-16

0—2

ГГц

 

0,17

10 мВ/см

50

Ом

 

 

 

 

 

 

С7-9 (С1-60) со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сменными бло-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ками:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

ГГц

4

4

45ПС-1

0—700

МГц

 

0,5

10 мВ/дел

100

кОм,

0,1

нс/дел — 10 мкс/дел

 

 

 

 

 

 

-

 

3

пФ

 

 

 

 

 

4

45ПС-2

0—2

ГГц

 

0,17

10 мВ/дел

50

Ом

0,1

нс/дел — 10 мкс/дел

1

ГГц'

4

45ПС-3

0—5

ГГц

 

0,07

10 мВ/дел

50

Ом

0,1 нс/дел— 10 мкс/дел

1

ГГц

4

С7-10А

0 - 1 ,2

ГГц

 

 

100 мВ/мм

50

Ом

2,5 — 1000 нс/см

 

 

20

10

(С1-61А)

 

 

 

 

200

мВ/мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С7-11

0 —5

ГГц

 

 

5—200 мВ/дел

 

50 Ом;

0,05 нс/дел — 10 мкс/дел

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

100

кОм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6;

4;

2 пФ

 

 

 

 

 

 

(С1-66)

 

 

 

 

 

 

500

Ом или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

кОм,

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

1

пФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т н п

П о л о с а

С к о р о с т ь

п р и б о р а

п р о п у с к а ­

з а п и с и ,

 

н и я , М Г ц

к м / с

М а к с и ­

 

 

 

м а л ь н ы й

В х о д н о е

 

к о э ф ф и ц и ­

Р а з в е р т к а ж д у щ а я

с о п р о т и в л е ­

е н т о т к л о ­

о с ц и л л о г р а ф о в

н е н и я ,

н и е .

е м к о с т ь

 

 

 

 

м В / с м

М а к с и ­

П о г р е ш н о с т ь

и з м е р е н и я , %

м а л ь н а я

 

 

ч а с т о т а

 

 

с и н х р о ­

 

в р е м е н ­

н и з а ц и и ,

а м п л и ­

н ы х и н ­

М Г ц

т у д ы

т е р в а л о в

Т а б л и ц а 3-5

В р е м я

п а м я т и

п р и

в о с ­

п р о и з в е ­

д е н и и

и з о ­

бр а ж е н и я ,

ми н .

В р е м я

па м я т и

бе з в о с ­

пр о и з в е ­

д е н и я и з о ­ б р а ж е н и я

 

 

 

 

 

 

 

Однолучевых

 

 

 

 

 

 

С8-9А

0—2

120 1

100

0,5

МОм,

1

мкс/см — 0,5 с/см

1

10

10

1

16

ч

(С1-29)^

 

 

 

45

пФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75

Ом

55

нс/дел — 0,5

с/дел

 

 

 

 

 

 

С8-8

0— 1

 

5 4 -1 0

0,5

МОм

0,5

мкс/дел — 5

с/дел

 

10

5

 

 

 

 

 

 

 

100 пФ

с

пятикратной рас­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тяжкой

 

 

 

 

 

 

 

С8-7А

0— 20

1000

50

0,5

МОм

50

нс/дел — 0,5

с/дел

5

10

10

1

1

 

 

 

(С1-47А)

 

 

 

55

пФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Двухлучевых

 

 

 

 

 

 

С8-11

0— 1

5

10

0,5

МОм

0,5

мкс/дел — 25

с/дел

1

10

10

30

7 суток

(С1-51)

 

 

 

40

пФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С8-2

0—7

500

38

0,5

МОм

0,05 мкс/дел — 25 с/дел

10

10

10

1

24

ч

(С1-42)

 

 

 

55

пФ

 

(1 дел — 8 мм)

 

 

 

 

 

 

3 0 время сохранения записанного изображения может быть от несколь­ ких часов до нескольких суток. Бистабильные ЭЛТ, конструктивно отличающиеся от полутоновых, сохраняют информацию в течение более длительного промежутка времени, чем полутоновые; имеют в два раза большую разрешающую способность и в сто раз выше яркость. Ско­ рость же записи у бистабильных ЭЛТ гораздо ниже, чем у полутоно­ вых ЭЛТ.

В 3 0 предусматривают ручное и автоматическое стирание записан­ ного процесса.

3 0 типа С8-12 является универсальным прибором, имеет комплект сменных блоков, выполненных на полупроводниковых элементах с применением микросхем; полосу пропускания от постоянного тока до 3,5 ГГц; развертки с растяжкой; время воспроизведения 40 с.

30 типа С8-8 является автоматизированным прибором с програм­ мным управлением, выдает результаты в виде осциллограмм, осущест­ вляет измерение амплитудных, временных параметров сигнала, пло­ щади осциллограмм и др.

3 0 типа С8-2 (С1-42) исследует два сигнала.

Технические данные осциллографов приведены в табл. 3-3, 3-4, 3-5.

§ 3-3. Электронные вольтметры

Общие сведения. Электронные вольтметры (ЭВ) представляют собой сочетание электронного преобразователя (лампового или полу­ проводникового) с измерительным прибором, чаще всего магнитоэлек­ трической системы. Широкое применение ЭВ в практике радиоэлектрон­ ных измерений обусловлено следующими причинами:

1) обладают широким амплитудным и частотным диапазоном (при высокой и регулируемой чувствительности пределы измерения у ЭВ составляют величину от единиц микровольт до сотен вольт; диапазон частот простирается от десятков герц до сотен мегагерц. У ЭВ с тран­ зисторным преобразователем диапазон частот 20 Гц -ь 1 МГц,

сламповым — 20 Гц -н 500 МГц);

2)потребляют малую мощность от объекта измерения, но разви­ вают достаточную мощность для приведения в действие измеритель­ ного выходного прибора (благодаря, этому посредством ЭВ производят измерения в маломощных цепях без нарушения режима их работы); это качество, характеризуется величиной входных параметров (ЭВ имеют высокое входное сопротивление, которое на низких частотах достигает величин 0,5 ч- 20 МОм, в специальных схемах — до 10° МОм,

ана высоких частотах — несколько десятков килоом; малую входную емкость 1 -г- 30 пФ);

3)надежны в работе и хорошо переносят перегрузки.

К недостаткам ЭВ следует отнести необходимость вспомогательного источника питания, компенсации начального анодного тока, влияние смены ламп, транзисторов на градуировку шкалы.

ЭВ можно различать по:

назначению: постоянного, переменного напряжения и импульсного напряжений; фазочувствительные; селективные; универсальные;

76

Рис. 3-13. Структурная схема электр(?р- ного вольтметра постоянного тока

методу измерения: непосредственного измерения и измерения сравнением;

значению измеряемого напряжения: пиковые (амплитудные); действующего значения; среднего значения;

типу основных электронных приборов, на которых выполнена схема: ламповые, полупровод­ никовые, интегральные;

частотному диапазону: низко­ частотные; высокочастотные; сверхвысокочастотные;

схеме входа (относительно постоянной составляющей тока): с открытым и закрытым входом;

способу отсчета измеряемого напряжения: стрелочные (аналоговые)

ицифровые (дискретные).

Врассматриваемых ниже стрелочных ЭВ выходным индикатором, как правило, является прибор магнитоэлектрической и реже электро­ статической систем.

Электронные вольтметры постоянного тока. В отличие от стрелоч­ ных вольтметров электромеханической группы ЭВ постоянного тока (рис. 3-13) обладают большим входным сопротивлением и высокой чувствительностью.

Измеряемое напряжение поступает на входное устройство Вх.У, представляющее собой высокоомный делитель на резисторах. С выхода Вх.У напряжение поступает на усилитель постоянного тока УПТ.

УПТ являясь усилителем мощности, согласует высокое сопротив­ ление входной цепи с малым сопротивлением измерительного прибора ИП магнитоэлектрической системы

 

 

- 0

и -увеличивает мощность измеряе­

 

 

 

 

'.й

 

мого

напряжения до

величины,

 

 

необходимой

для создания

доста­

 

 

 

точного

вращающего

момента у

 

Яф

 

прибора.

УПТ

выполняются по

 

 

симметричным

мостовым

схемам,

0—СП

 

 

охваченным

глубокой

отрицатель­

 

i $ C # i

 

их

 

ной

обратной

связью

(последнее

0+

Т

 

повышает стабильность работы мо­

 

стовой схемы).

 

 

 

 

Рис. 3-14. Схема УПТ

 

На рис. 3-14 показана мостовая

 

 

схема, образованная

резисторами

 

 

 

Rlt R2 и лампами Лх и Л2. Отрица­ тельная обратная связь осуществляется через сопротивление R3. Уста­ новку измерительного прибора на нуль выполняют с помощью потен­ циометра /?р при накоротко замкнутом входе. При подаче на вход измеряемого постоянного напряжения Ux минусом на сетку лампы Лх анодный ток лампы Лх уменьшится, а внутреннее сопротивление увеличится. Уменьшение падения напряжения на сопротивлении R3 обратной связи приводит к увеличению потенциала на сетке лампы Л2, а следовательно, к уменьшению внутреннего сопротивления лампы.

77

При этом нарушается баланс мостовой схемы и появляется ток в цепи измерительного прибора.

Если на вход УПТ подать измеряемое постоянное напряжение плюсом на сетку Лъ то ток через измерительный прибор будет прохо­ дить в противоположном направлении. Включенный на входе УПТ фильтр /?фСф устраняет влияние переменной составляющей измеряе­ мого напряжения.

В современных ЭВ постоянного тока применяют двухкаскадные УПТ с глубокой отрицательной обратной связью. Расширение преде­ лов измерения ЭВ осуществляют с помощью делителя и сопротивления обратной связи.

Простейшая схема транзисторного вольтметра постоянного тока приведена на рис. 3-15. Здесь УПТ представляет собой мостовую схему с плечами Rlt R2, Rp и транзистором 7\, включенным в плечо моста по схеме с общим эмиттером. Резистор RU1служит для подгонки требу­

 

емой

чувствительности

при­

 

бора,

а

резистор

Rp — для

 

установки нуля. Расчет доба­

 

вочного

сопротивления

Rд

 

производится так же, как и

 

для

магнитоэлектрических

1,5В

вольтметров.

Недостатком

 

прибора является

невысокая

 

точность измерений из-за

 

трудности

подбора

стабиль­

Рис. 3-15. Схема транзисторного вольтметра

ных

высокоомных

резисто­

постоянного тока

ров

и дрейфа нуля, обус­

 

ловленного

неустойчивостью

параметров. Для повышения точности схему усилителя выполняют по симметричной балансной схеме с двумя идентичными транзисторами, а перед измерениями производят калибровку шкалы вольтметра на одном из пределов по образцовому напряжению.

Выпускаемые ЭВ постоянного тока (например, В2-3) многопре­ дельны, позволяют измерять напряжения от сотен микровольт до нескольких вольт и имеют внутреннее сопротивление 2 ч- 5 МОм.

Электронные вольтметры переменного тока. Схемы, позволяющие непосредственно преобразовывать измеряемое переменное напряжение в постоянное, обладают обычно малой чувствительностью и непригод­ ны для измерения малых величин напряжения. Поэтому измерительный прибор включается после соответствующего усилителя. Структурная схема ЭВ переменного тока типа детектор-усилитель (Д—У) дана на рис. 3-16,а. Измеряемое переменное напряжение Ux подают на детектор Д непосредственно либо через входное устройство Вх.У, представляю­ щее, собой делитель напряжения. Д преобразовывает переменное напря­ жение в постоянное, которое с выхода Д поступает на УПТ. В УПТ напряжение усиливается и измеряется измерительным прибором ИП. Детектор, используемый в схеме, — пиковый, чаще лампового испол­ нения. Вольтметры, выполняемые по схеме Д —У, обладают широким частотным диапазоном 20 Гц -н 500 МГц, но недостаточно высокой

78

чувствительностью. Поэтому их выполняют на относительно большие напряжения (150 -ь 300 В).'При меньших напряжениях резко падает коэффициент выпрямления диода детектора, так как прямое и обратное сопротивления становятся одного порядка.

Шкалу ЭВ переключают путем изменения глубины отрицательной обратной связи в УПТ и сопротивления шунтов прибора.

Универсальный ЭВ для измерения постоянного и переменного напряжения сочетает в себе обе схемы, показанные на рис. 3-13 и 3-16,а.

ЭВ переменного тока выполняют также по схеме У—Д (рис. 3-16, б). В вольтметрах типа У—Д измеряемое переменное напряжение Ux вначале усиливается усилителем переменного тока УПер. Т, а уже затем с помощью детектора среднего или действующего значений (чаще полу­ проводникового исполнения) преобразовывается в постоянное напря­ жение, которое и измеряется прибором.

Широкополосный усилитель переменного тока УПер.Т представляет собой обычно трехкаскадный усилитель, стабилизированный отрица-

Рис. 3-16. Структурная схема ЭВ переменного тока

тельной обратной связью. В диапазоне рабочих частот обеспечивается высокий коэффициент усиления, малые нелинейные искажения. Вольтметры типа У—Д обладают высокой чувствительностью, выпол­ няются с пределами измерения от единиц микровольт до сотен вольт (нижний предел этих измерителей напряжения ограничивается только шумами; частотный диапазон ограничен полосой пропускания усили­ теля 10 Гц -г- 10 МГц). Переключение пределов измерения обычно осу­ ществляют с помощью делителей напряжения Вх.У (аттенюаторов). Эти делители состоят из резисторов большого сопротивления и конден­ саторов малой емкости, коэффициент деления которых в рабочем диа­ пазоне не зависит от частоты. Делители выполняются на разные пре­ делы измерений — 5, 10, 15, 20 кВ и выше. По схеме У—Д выполнены ЭВ ВЗ-4, ВЗ-6.ВЗ-7, ВЗ-18 и др.

Шкалы большинства ЭВ переменного тока градуируют в единицах действующих значений синусоидального напряжения. Шкалы импуль­ сных вольтметров — в единицах амплитудных (пиковых) значений. ЭВ имеют также шкалу, отградуированную в децибелах. Ослабление

сигнала

отсчитывается

относительно

нулевого

уровня,

равного

0,775 В (0 дБ).

в к л ю ч е н и я

ЭВ п е р е м е н ­

О с о б е н н о с т и

н о г о

т о к а .

Эквивалентная схема

входной

цепи ЭВ такая же,

как у любого

электронного прибора,

используемого для

измерения

79