44

Лабораторна робота 4 Вимірювання коефіцієнта нелінійних спотворень

Мета роботи - вивчення методів вимірювання коефіцієнта нелінійних спотворень (КНС), основних характеристик та конструкції вимірювача нелінійних спотворень С6-7, опанування методики вимірювання КНС.

4.1 Опис вимірювальної установки

С

Генератор

Г3-34

ВНС

С6-7

Осцилограф

хеми вимірювальних установок, призначених для вимірювання параметрів генератора та підсилювача, показані на мал. 4.1 та мал.4.2 відповідно. Джерелом гармонійного коливання є генератор, який працює у діапазонi

М алюнок 4.1 - Схема вимірювальноі установки

з

ВНС

С6-7

вукових частот. Сигнал генератора подається або напряму, або через досліджуваний підсилювач. Форма сигналу та процес пригнічення вимірювачем нелінійних спотворень першої гармоніки спостерігаються на осцилографі.

Генератор

Г3-34

Осцилограф

Малюнок 4.2 - Схема установки для вимірювання КНС підсилювача

4.2 Завдання до експериментальної частини

1. Проведіть вимірювання КНС генератора у діапазоні звукових частот для фіксованої величини напруги генератора.

2. Виконайте вимірювання залежності коефіцієнта гармонік генератора від значення його вихідної напруги при фіксованій частоті.

3. Проведіть повірку вольтметра генератора за допомогою вимірювача нелінійних спотворень.

4. Проведіть вимірювання коефіцієнта нелінійних спотворень підсилювача у діапазоні частот 200-10000 Гц при постійному значенні напруги генератора (250 мВ).

5. Отримані дані занесіть у наведені нижче таблиці. По результатам побудуйте графiки.

4.3 Порядок виконання роботи

1. Зберіть установку у відповідності до мал. 4.1.

2. Підготуйте ВНС до роботи. Для цього треба встановити органи керування у такі положення:

а) перемикач КАЛИБР - положення "0.3" V;

б) перемикач КАЛИБР, Кг, V - в положення V;

в) перемикач межи вимірювання dB, Кг%, mV - у положення КАЛИБР V;

г) перемикач ЧАСТОТА кНz - у вільне положення;

д) кнопка ФИЛЬТР 1кНz - не натиснута;

е) тумблер СЕТЬ - вимкнено.

3. Ввімкніть ВНС, генератор, осцилограф для 15 хв. прогріву.

4. Відкалібруйте вольтметр приладу змінним резистором у ручці перемикача dB, Кг%, mV, встановивши стрілку приладу КгV на відмітку "10".

5. Перевірте калібрувальний рівень. Для цього встановіть:

— перемикач КАЛИБР, Кг, V- у положення КАЛИБР;

— перемикач (dB, Кг%, mV - у положення "100%".Подати на вхід приладу від генератора сигнал напругою 150 мВ частотою 1 кГц та змінним резистором у ручці перемикача КАЛИБР встановити стрілку приладу на відмітку "10". Встановлений рівень стабілізується системою АРУ при зміні вхідної напруги на 10 дБ в межах одного з піддіапазонів 0.1-0.3; 0.3-1; 1-3; 3-10; 10-30 В. Вказані піддіапазони встановлюються перемикачем КАЛИБР.

Стрілка індикатора КОНТРОЛЬ АРУ при нормальній роботі системи АРУ показує помилку астатизму АРУ і може відхилятись від відмітки "О" на +2 поділки. Відхилення стрілки ліворуч більш ніж на 2 поділки свідчить про те, що вхідна напруга менша за нижню межу вибраного діапазону і перемикач КАЛІБР потрібно перемкнути по годинниковій стрілці. Відхилення стрілки праворуч більш ніж на 2 поділки свідчить про перевищення вхідної напруги над верхньою межею вибраного піддіапазону, у цьому разі перемикач КАЛИБР потрібно перемкнути проти годинникової стрілки.

6. Для вимірювання змінних напруг необхідно:

а) виконати п.4;

б) натиснути кнопку V перемикача КАЛИБР, Кг, V. Досліджуваний сигнал з напругою до 10 В подається безпосередньо на гніздо ВХОД приладу, з напругою більш 10 В - подається через зовнішній дільник напруги "1:10".

Вимірювана напруга відповідає показанню приладу з урахуванням положення перемикача меж вимірювання dB, Кг%,

mV та подільника.

7. Для вимірювання коефіцієнта гармонік необхідно провести такі операції:

а) виконати п.4;

б) органи керування встановити у такі положення:

— перемикач КАЛИБР, Кг, V- в положення Кг;

— перемикач КАЛИБР в положення "30" V;

— перемикач dB, Кг%, mV - в положення "100%";

— перемикач кНz - в положення, яке відповідає піддіапазону, в межах якого знаходиться основна частина досліджуваного сигналу;

в) дослідний сигнал з напругою до 30 В подати безпосередньо на гніздо ВХОД приладу, а з напругою більш 30 В подати через зовнішній подільник напруги "1:17" та по індикатору КОНТРОЛЬ АРУ за допомогою перемикача КАЛИБР встановити піддіапазон, який відповідає напрузі досліджуваного сигналу.

г) натиснути та відпустити кнопку ПУСК, при цьому починає автоматично перестроюватися режекторний фільтр від верхньої до нижньої межи частоти вибраного піддіапазону. Процес переналагоджування фільтру спостерігається по індикатору КОНТРОЛЬ АПФ: стрілка індикатора повільно наближується від крайнього правого положення до відмітки "О", та в залежності від частоти досліджуваного сигналу, може займати положення поділки +4 відносно відмітки "О". Крім цього, процес пригнічення основної гармоніки спостерігається безпосередньо по вимірювальному приладу. По мірі пригнічення основної гармоніки до рівня менша за 1/3 шкали, необхідно перемикачем dB, Кг%, mV збільшити чутність вольтметру приладу до встановлення показань приладу в останніх 2/3 шкали. Відлік показань потрібно проводити по стрілці вимірювального приладу, що установилася.

Примітки:

1) після перевантажень та подальшого зменшення вхідного сигналу допускаються випадки, коли стрілка індикатора може залишатися на правому упорі та повертатися у робоче положення при легкому постукуванні по склу індикатора.

2) при вимірюванні коефіцієнта гармонік процес пригнічення та характер спотворень можна спостерігати на екрані осцилографа, який підключено до гнізда ОСЦИЛОГРАФ, приладу.

3) у процесі вимірювань необхідно контролювати та при необхідності проводити калібрування приладу у режимі КАЛИБР і V після перших 30 хв. та далі після кожної години безперервної роботи.

8. Провести вимірювання КНС вихідного сигналу генератора в діапазоні частот від 20 Гц до 20 кГц при постійному значенні вихідної напруги генератора, яка дорівнює 500 мВ, для значень частот, вказаних у табл. 4.1, встановивши перед цим на генераторі ручку "ВЬІХ.

СОПРОТИВЛ." в положення 600 Ом.

Результати вимірювань К1 та обчислювань К2 звести у таблицю 4.1, по даним якої побудувати графік залежності К1 та К2 вихідного сигналу генератора від його частоти. Частоту відкладувати у логарифмічному масштабі.

Таблица 4.1

F, кГц	0,02	0,03	0,05	0,1	0,5	1,0	2,0	5,0	10,0	20,0
K1, %
K2, %

9. Провести вимірювання КНС вихідного сигналу генератора на частоті 1.0 кГц. Вимірювання проводити починаючи з 500 мВ до 10В (8-11 точок). По виміряним значенням КНС розрахувати дійсні значення К коефіцієнтів гармонік. Результати вимірювань та розрахунків занести у таблицю 4.2. По даним таблиці 4.2 побудувати графік залежності КНС вихідного сигналу генератору від величини його вихідної напруги.

Таблиця 4.2

U, B	0,5										10,0
K1, %
K2, %

10. Перевірка лампового вольтметра генератора низької частоти за допомогою зразкового вольтметра С6-7. Встановити перемикач "ШКАЛА ПРИБОРА" в положення "XI". Перевірку вольтметра провести для напруг від 1 до 10 В. Визначити абсолютну та відносну помилки для кожної оцифрованої точки шкали, а також поправку. По результатам вимірювань та розрахунків (табл. 4.3) побудувати поправочний графік для вольтметра генератора низької частоти.

Таблиця 4.3

Напруга вольтметра С6-7, В	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Напруга ГНЧ, В
Абсолютна помилка, В
Поправка, В
Відносна помилка, %

11. Провести вимірювання КНС підсилювача низької частоти в діапазоні від 200 Гц до 1ОкГц. Для цього з'єднати прилади як показано на мал. 4.4.

основні технічні характеристики ВНС.

6. Перерахуйте та поясніть фактори, які впливають на похибку автоматизованих методів, вимірювання КНС.