1) Амплитудный (пиковый)- детектор с открытым и закрытым входом.

2) Детектор средневыпрямленных значений.

3) Детектор среднеквадратичных значений.

Амплитудный детектор.

В основу принципа действия положено использование запоминающего элемента – конденсатора, с помощью которого на выходе схемы выделяется напряжение близкое максимальному значению напряжения.

За время положительного полупериода измеряемого напряжения, напряжение на конденсаторе растет до максимального значения

Uc=Um

Далее конденсатор начинает разряжаться. Однако параметры схемы выбираются таким образом , чтобы время разряда было значительно больше времени заряда. В этом случае конденсатор разряжается не значительно.

,

Ri- источник

Rд- диод

Следующая положительная полуволна измеряемого напряжения подзаряжает конденсатор, в результате измерительный механизм показывает 0,98 – 0,99 Uмах, т.е практически максимальное значение измеряемого напряжения.

Градуировка шкал вольтметров с амплитудным детектором.

На выходе амплитудного детектора Um, шкалы градуируются в среднеквадратических значениях. Эти два параметра связаны коэффициентом амплитуды

откуда

При измерении несинусоидального напряжения стрелка прибора отклоняется на какое-то значение λ. Для определения среднеквадратического значения несинусоидального напряжения необходимо (λ*1,41)/Ка.

При измерении несинусоидального напряжения электронными вольтметрами со среднеквадратической градуировкой и различными типами детекторов первоначально определяется тот параметр, который соответствует типу детектора данного вольтметра.

При разработке амплитудных преобразователей стремятся к к получению возможно меньших значений Lвх и Cвх, чтобы резонансная частота равная

была возможно выше. Для этого амплитудный преобразователь выполняется в виде отдельной коаксиальной конструкции называемый пробником. Пробник обычно снабжается делителем в виде насадки.

Детектор среднеквадратичных значений

Элементы, на которых могут строиться детекторы среднеквадратичных значений должны выполнять следующие функции: возведение в квадрат, извлечение квадратного корня, нахождение среднеквадратического значения различных составных напряжения. Среднеквадратичный детектор можно построить на цепочках полупроводниковых диодов, используя их квадратические участки характеристик, на электронных лампах и термопреобразователях. Одним из простейших детекторов является детектор на термопреобразователях:

Исследуемое напряжение Ux поступает на подогреватель ТП1, постоянное напряжение на концах термопара пропорциональна cсреднеквадратическому значению Ux. Для исключения нелинейности преобразования включается подогреватель ТП2 , на которые подается постоянное напряжение обратной связи. Термопары на входе дифференцированного усилителя включены встречно , что преобразует погрешность и поэтому входное постоянное напряжение на входе усилителя пропорционально среднеквадратическому значению Ux. По такой схеме построены вольтметры В3-40, В3-42,В3-56, В3-57 и другие.

В электронных вольтметрах применяются одно- и двухполупериодные схемы выпрямления. Только кроме схем выпрямления в состав ЭВ входят усилительные элементы, повышающие входное сопротивление, чувствительность и диапазоны измеряемых напряжений. По схеме детектора средневыпрямленного значения строятся ЭВ: В3-3, В3-38, В3-55 и другие.

Усилители ЭВ

К УПН предъявляют требования обеспечения постоянства коэффициента усиления во всем диапазоне частот исследуемого напряжения.

К УПТ предъявляют требования обеспечения постоянства коэффициента усиления во всем диапазоне значений частот исследуемого напряжения.

Индикаторы

В качестве индикаторов аналоговых ЭВ применяют стрелочные приборы МЭС высокой чувствительности, с током полного отклонения 25-100 мкА.

Особенности измерения напряжения высокой частоты

Эквивалентная схема входной цепи вольтметра на ВЧ имеет вид

Л юбой вольтметр обладает входной емкостью Свх и входным сопротивлением Rвх. Для подключения к цепи нужны провода, которые обладают индуктивностью Lпр и емкостью Спр. На ВЧ начинают появляться резонансные свойства входной цепи вольтметра Lпр, Спр, Свх образуют последовательный колебательный контур с резонансной частотой:

Если частота измеряемого напряжения будет приближаться к резонансной частоте входа вольтметра , то напряжение на реактивных элементах будет увеличиваться и будет значительно превышать значение измеряемого напряжения. Поэтому необходимо, чтобы резонансная частота входной цепи вольтметра была в 10 раз больше частоты измеряемого напряжения. Чтобы расширить частотный диапазон необходимо вольтметра необходимо стремиться уменьшить L и С. Чтобы снизить входную емкость применяют специальные лампы с малой межэлектронной связью ,чтобы снизить Lпр и Спр, которые зависят от длины проводимых проводов, детектор прибора размещают в специальном выносном пробнике, который подносят непосредственно к точке измерения, снижая тем самым длину проводов.