Усадьба ЗНАМЕНСКОЕ-САДКИ

Статьи

Измерители нелинейных искажений

Опубликовано: 24.08.2018

При прохождении электрического колебания по цепям, содержащим элементы с нелинейными вольт-амперными характеристиками, возникают нелинейные искажения, которые проявляются в изменении его формы. Сущность этих искажений заключается, как известно, в том, что в составе колебания появляются дополнительные составляющие гармонических и комбинационных частот. Оценка искажений сложного колебания, содержащего составляющие ряда основных частот, затруднительна из-за бесконечного разнообразия возможных вариаций. Поэтому обычно ограничиваются оценкой искажений лишь таких колебаний, которые должны иметь синусоидальную форму, как, например, в случае, когда их источником является генератор гармонических сигналов или усилитель, возбуждаемый входным сигналом одной частоты. При этом искажённое колебание, помимо составляющей основной частоты (первой гармоники) f, будет содержать составляющие с частотами 2f, 3f и т. д., амплитуды которых, как правило, быстро уменьшаются с возрастанием номера гармоники.

Отличие формы данного периодического напряжения от синусоидальной характеризуется коэффициентом гармоник

Кг = Uг/U1 = (U22 + U32 +...+ UN2)0,5 /U1 ,

равным отношению среднеквадратического напряжения Uг суммы всех гармоник сигнала, кроме первой, к среднеквадратическому напряжению U1 первой гармоники. Обычно значение Кг выражают в процентах.

При Кг > 5% нелинейные искажения можно обнаружить визуально, наблюдая форму исследуемого колебания на экране осциллографа. Меньшие искажения выявляются при подаче напряжения на вход осциллографа через дифференцирующую RC-цепочку, конденсатор которой имеет сопротивление 1/(2πfC) ≈ 10 R; в этом случае амплитуды 2, 3-й и т. д. гармоник на выходе цепочки возрастают соответственно в 2, 3 и т. д. раз при почти неизменной амплитуде первой гармоники.

Количественная оценка нелинейных искажений осуществляется с помощью специальных приборов. Они обычно измеряют не коэффициент гармоник Кг, а близкий к нему коэффициент знаменатель в формуле которого представляет собой среднеквадратическое значение полного напряжения U исследуемого сигнала. Эти коэффициенты связаны равенством:

Кг = Кг1/(1 -Кг1)0,5 , и при Кг ≤ 0,2 они различаются не более чем на 2%.

Рис. 1. Функциональная схема измерителя нелинейных искажений.

Измерение нелинейных искажений чаще всего осуществляется методом подавления основной частоты (рис. 1). Исследуемое напряжение, при необходимости ограничиваемое входным делителем и усиливаемое широкополосным усилителем, полоса пропускания которого должна охватывать, кроме основной частоты f, не менее 5-7 её первых гармоник, подводится к заградительному фильтру. Последний пропускает почти без ослабления все высшие гармоники, начиная со второй, и практически полностью подавляет первую гармонику. При установке переключателя В в положение «Калибровка» квадратичный вольтметр с большим входным сопротивлением измеряет на входе фильтра напряжение U исследуемого сигнала; последнее регуляторами делителя и усилителя приводится к определённому (опорному) уровню (например, 1 В), при котором стрелка вольтметра отклоняется на всю шкалу. Затем в положении переключателя «Измерение» с выхода фильтра к вольтметру подводится напряжение Uг, лишённое первой гармоники; отсчёт по шкале вольтметра даёт выраженное в процентах (а иногда дополнительно и в децибелах) значение коэффициента Kг1 = (Uг/U)*100%. Помимо предела измерений 1 В, вольтметр часто имеет несколько пределов измерений более высокой чувствительности, что обеспечивает измерение малых значений Кг1, когда Uг << U.

Вход вольтметра обычно имеет внешний вывод, что позволяет использовать вольтметр самостоятельно (в положении «Вольтметр» переключателя В ), а также даёт возможность просматривать на осциллографе форму кривой подводимого к вольтметру напряжения U или Uг.

Рис. 2. Схема заградительного фильтра.

В качестве заградительных фильтров используются частотно-зависимые мосты переменного тока , настраиваемые на частоту того колебания, которое должно быть задержано. На рис. 2 приведена схема фильтра, выполненного на основе Т-образного моста. На выходе отсутствует напряжение частоты

f = 1/(π*(LC)0,5)

при условии, что сопротивление R1 = L/(2RC), где под С понимается полная ёмкость каждого из двух идентичных ёмкостных плеч. Фильтр настраивается (по минимуму показаний вольтметра V) регулировкой значений элементов С и R1. При полном подавлении колебаний основной частоты f гармоники ослабляются незначительно. С целью повышения входного сопротивления желательно иметь сопротивление резистора R малым; на низких частотах его роль может играть активное сопротивление дросселя Др, индуктивность которого достигает 10-20 Г.

Примерами измерителей нелинейных искажений могут служить приборы типа С6-1А (диапазон частот 20 Гц-20 кГц, пределы измерения коэффициента Кг 0,1 - 100% при погрешности измерения 5%) и С6-3 (соответственно 10 кГц-1 МГц, 1-50%, до 15%).

А.Меерсон

BACK

Новости

Староладожский историко-архитектурный и археологический музей — заповедник
Ладога – по праву этот город можно считать самым старым на всей Северной Руси, основание которого пришлось на 753 год. Ладога – это первый  территориальное образование, в котором присутствовал порт

Проект «Homo Virtualis» в Государственном музее изобразительных искусств имени А.С. Пушкина


Факультет музыкального искусства
Степанова Светлана Геннадьевна декан факультета музыкального искусства,  кандидат педагогических наук, доцент. Контактная информация:   Телефон: +79148479628 email: [email protected]

Официальный сайт Министерства культуры Чеченской Республики - ГБУ «Аргунский государственный историко-архитектурный и природный музей – заповедник»
Аргунский государственный историко-архитектурный и природный музей-заповедник образован постановлением Совета Министров ЧИ АССР от 15 ноября 1988 г. № 388 на основании постановления СМ РСФСР от 2 июня

Сегодня во флигеле музея-усадьбы "Пружанскі палацык" открывается гончарная мастерская
В целях возрождения аутентичного мастерства керамики сегодня в Пружанах открывается гончарная мастерская,  сообщила корреспонденту БЕЛТА региональный координатор проекта ЕС/ПРООН "Содействие развитию

Музеи МГТУ
Контакты: 183010, г. Мурманск, ул. Спортивная, 13 тел.: (8152) 40-35-23 факс: (8152) 40-35-56 Режим работы: пн–пт: с 09:00 до 17:00 сб, вс: выходные дни Музей истории Мурманского государственного

Нить Ариадны: Путеводитель ~ Франция ~ Ницца ~ Музей Марка Шагала
Музей Марка Шагала Ниже: описание, адрес (как найти), место на карте, официальный сайт в Сети, веб-камеры и комментарии! Музей Марка Шагала - Le Musee National Message Biblique Marc Chagall. Национальный

Лобковицкий дворец на Градчанах и музей-памятник народного прошлого
Строительство дворца заканчивал Ярослав из Пернштейна (владел дворцом с 1554г.), затем вновь проходили работы по реконструкции. В 1627 дворец выкупила Поликсена из Пернштейна (с ее именем связана святыня

Музыка весны
Культура | | Молодёжный фестиваль-конкурс «Сиреневый май» уже в четвёртый раз собрал в воронежском пригороде Сомово молодых исполнителей, работающих в самых разных жанрах Лучших предполагалось определить

Полная программа: «Ночь музеев — 2018» – Большая Деревня
19 мая в Самаре пройдет традиционная «Ночь музеев». В 2018 году ее тема звучит как «Шедевры из запасников»: главные арт-площадки Самары должны будут показать зрителю то,

Редактор - Малышкова М.И. - webдизайн - Толмачев М.В. -Copyright©2000
rss