Гетеродинные волномеры

Гетеродинные волномеры позволяют измерять высокие частоты с большой точностью, поскольку они выполняются по схеме уравновешивающего преобразования.

Г - генератор-гетеродин

С - смеситель

Кг - кварцевый генератор для настройки гетеродина

Ус – усилитель низкой частоты

Ук – указатель.

Перед началом работы волномера проверяется работа ”Г” сравнением его частоты с частотой “КГ”. Затем на вход волномера падают колебания измеряемой частоты, и гетеродин настраивают на нулевые биения. Погрешность измеряемой частоты 0,0005%.

Фазометры

Измерение фазовых сдвигов может осуществляться двумя путями:

1. без преобразования фазовых сдвигов в какую-либо промежуточную величину;

2. с преобразованием фазовых сдвигов в промежуточную величину.

В электронных фазометрах первой группы фазовый сдвиг, т.е. сдвиг двух напряжений во времени, непосредственно преобразуется в пропорциональный ему сдвиг каких-либо отметок в пространстве. Чаще всего эти отметки наблюдаются, на экране двухлучевого ЭО и по расстоянию между ними судят, о величине фазового сдвига. Можно для этой цели использовать и однолучевой осциллограф со специальным электронным коммутатором.

Картина, получаемая на экране, имеет вид, показанный на рисунке. Здесь

Таким образом, можно измерять углы от 0 до .

Можно осуществлять измерение фазового сдвига с помощью ЭО, когда одно из исследуемых напряжений подается на вертикальные отклоняющиеся пластины, а второе – на горизонтальные.

отклонения по соответствующим осям

(1)

(2)

коэффициенты преобразования

но из (1)

(3)

Частные случаи:

1) ;

прямая.

2)

эллипс.

Если окружность.

Определим точки пересечения кривой (3) с осями координат:

С осью

тогда (3) примет вид

т.к.

С осью

и (3) примет вид:

Точность данных методов мала, т.к. она определяется точностью измерения отрезков на экране ЭО. Погрешность измерения составляет несколько градусов.

Фазометры с преобразованием фазового сдвига в промежуточную величину бывают двух видов:

1. с формированием коротких импульсов;

2. С формированием прямоугольных импульсов.

В первом случае блок-схема фазометра содержит- усилители –

ограничители, которые из синусоидальных напряжений разной амплитуды

иформируют напряжения прямоугольной формы.

ДЦ – дифференцирующая цепь, осуществляет дифференцирование напряжения прямоугольной формы: и.

Образуются короткие импульсы, которые поступают на два ключа, в качестве которых используются мультивибраторы и.

ДЦ одновременно играет роль распределительного устройства: на вход поступают положительные импульсы первого канала и отрицательные второго, а на вход - отрицательные первого канала и положительные второго. На прибор поступают импульсы длительности “ “. Предел измерения от 0 до

Блок-схема фазометра с формированием прямоугольных импульсов имеет следующий вид:

Здесь должны быть использованы суммирующие схемы или схемы совпадения. И–усилители-ограничители, которые из синусоидальных сигналов разной амплитудыиформируют сигналы прямоугольной формы, равной амплитудысохраняя между ними сдвиг по фазе, равный.ипоступают на вход сумматора, а затем на выпрямитель.

Напряжение

имеет амплитуду и длительность . Напряжениепредставляет собой прямоугольные импульсы амплитуды длительностью период, которых равен, т.е. оно содержит постоянную составляющую

(*).

т.е. средний ток линейно зависит от .

соответствуети следовательно максимальному углу отклонения.

соответствует, т.е. шкала прибора будет обратная.

Как видно из (*) нормальная работа обеспечивается если .

Есть еще способ измерение фазы по геометрической сумме и разности напряжений, имея в виду, что если два напряжения имеют одинаковую амплитуду и сдвинуты на угол , то

где

Амплитуды “ “ и “ “ являются функциями угла сдвига между напряжениями, если .

Целесообразно углы измерять по методу разности напряжений, а– по методу суммы напряжений, чтобы получить высокую чувствительность при измерениив интервале 0