Методи виміру робочого загасання і робочого посилення чотириполюсника.

Схеми вимірювання, джерела похибок.

Загасання -- енергетична мера передачі гармонійного сигналу через чотириполюсника. Розрізняють 3 види загасання: робоче, що вноситься і власне, які характеризують чотириполюсника, призначені для передачі інформації.

Робоче загасання визначається за формулою

дБ

P1 -- удавана потужність, яку може віддати генератор на узгоджену з ним навантаження. Величини Р1 і Р2 пов'язані з величиною ЕРС генератора Е і напругою на навантаженні Uн відомими співвідношеннями:

; модулі повних опорів генератора і навантаження.

Існує 2 різних методи виміру робочого загасання і посилення чотириполюсника:

Метод відомого генератора

Метод відомого генератора

Метод відомого генератора заснований на використанні вимірювального генератора з відомим внутрішнім опором Zr і ЕРС Е. Для визначення робочого загасання чотириполюсника цим методом достатньо виміряти напругу U на вихід чотириполюсника. Можна напруга на навантаженні Визначається за допомогою вимірювача рівня.

Схема вимірювання робочого загасання методом відомого генератора

Даний режим виміру дозволяє прискорити і автоматизувати процес зняття частотних характеристик робочого загасання.

Значення ЕРС і внутрішнього опору генератора в робочому діапазоні частот можуть змінюватися під впливом паразитних параметрів вхідного блоку генератора і коливання значення опору навантаження, тому під час вимірювання робочого загасання необхідно стежити за сталістю ЕРС і внутрішнього опору генератора. Для стабілізації параметрів на виході генератора часто включають резисторні подовжувачі, що представляють собою ланки Т і П-подібних чотириполюсників, загасання яких відповідає загасання електрично довгої лінії, тобто 15-20дБ. У результаті отримують «відомий» генератор з більш стабільними параметрами: внутрішнім опором, що дорівнює характеристичного опору подовжувача, і ЕРС, яка дорівнює напрузі на вихід без навантаження. Похибка виміру робочого загасання методом відомого генератора визначається в основному похибкою вимірювального приладу і становить звичайно 0,1-0,8 дБ.

Вимірювання робочого загасання методом Z

Вимірювання робочого загасання методом Z здійснюється за допомогою такої схеми:

Вимірювання робочого загасання методом Z

Схема порівняння для несиметричних чотириполюсників

Похибка виміру робочого загасання, як і в попередньому випадку, визначається похибкою вимірювань рівнів напруг U1 та Uн і становить 0,1-1,8 дБ. З метою підвищення точності вимірювань методом Z користуються схемами порівняння симетричних і несиметричних чотириполюсників. Робоче загасання вимірюваного чотириполюсника порівнюється з загасанням зразкового магазину загасання МОЗ. Процес вимірювання полягає в регулюванні загасання зразкового МОЗ до тих пір, поки напруга на його виході U `н не стане рівним напрузі на навантаженні Uн, що реєструється індикатором з високим вхідним опором за допомогою перемикача П. Робоче загасання визначається з наступних співвідношень:

Похибка виміру робочого загасання в цьому випадку визначається, головним чином, похибкою зразкового МОЗ, обумовленої помилкою дискретності, що дорівнює приблизно половині найменшого значення загасання зразкового магазину загасання. Ця помилка в залежності від класу точності і діапазону робочих частот становить 0,05-0,1 дБ. Індикатор не робить помітного впливу на результуючу помилку вимірювання.

Для зменшення помилки дискретності застосовують спосіб вимірювання робочого загасання, заснований на методі Z? використовує схему порівняння і безпосередньо вимірювання. У цьому випадку відлік вимірюваного загасання проводиться не тільки по показання зразкового магазину загасання, але і за шкалою стрілочного приладу, яка калібрується по зразкового магазину загасання.

Вимірювання робочого посилення

При вимірі робочого посилення необхідно стежити за тим, щоб напругу вхідного вимірювального сигналу не перевантажували підсилювач. Необхідний рівень вхідного сигналу встановлюється за допомогою дільника вимірювального генератора або зразкового магазину загасання, що включається перед підсилювачем. Робоче посилення визначається за формулою:

Схеми вимірювання робочого посилення методом відомого генератора і методом Z не відрізняються від схем вимірювання загасання. При високоточних вимірах робочого посилення, наприклад вимірювальних підсилювачів, застосовується метод Z зі схемою порівняння.

Схема, придатна для визначення посилення підсилювачів, що мають постійне активну опір у всьому діапазоні робочих частот. Вхідна напруга регулюється МЗ1. На навантаженні вимірюваного підсилювача за допомогою МЗ2 встановлюється напругу, рівну Е/2. Характерістіческіе опору магазинів МЗ1 і МЗ2 повинні бути рівні вхідних і вихідних характеристичним опорам вимірюваного підсилювача відповідно.

Опору резисторів дільника повинні забезпечувати необхідну точність розподілу напруги Е. Значення цих опорів вибирається таким, щоб вони не шунтувати вихід генератора і сімметрірующій трансформатор і в той же час були значно менше вхідного опору покажчика рівня або іншого індикатора.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.shpora-zon.narod.ru/