Главная Промышленная автоматика. Таблица 13.3. Параметры приемников-компараторов Таблица 13.4. Параметры частотных компараторов
Компаратор частоты состоит из четырех аналогичных декад умножения разности входных сигналов, блоков фазовых детекторов и преобразователя. Коэффициент умножения зависит от частоты входного сигнала и составляет для сигнала с частотой 1 МГц 1; 10; 100; 1000 и 10 ООО. Таким образом, при прямом умножении частоты электронно-счетным частотомером во столько же раз повышается разрешающая способность измерения частоты, которая составляет, например, для времени усредненяя 1; 0,1 и 0,01 с соответственно ±l-10-i">; ± 1-10- и ± 1-10-. Такая точность измерения может оказаться недостаточной для измерения кратковременной нестабильности частоты. Точность измерения можно повысить измерением периода колебаний. В этом случае измеряемая частота задает время измерения, а частота заполнения задается внутренним генератором частотомера и может быть для. прибора 43-54 10" Гц, где я = 3; 4;, 5; 6; 7; 8, т. е. частота заполнения может изменяться от 1 кГц до 100 МГц. При частоте заполнения 100 МГц измерением периода колебаний с выхода Го кГц можно измерить нестабильность частоты с гораздо большей точностью: например, при времени усреднения 1; 0,1 и 0,01 с соответственно ± l-lO-i; ± МО-" и ± МО-". Основные параметры частотных компараторов приведены в табл. 13.4. Высокая точность измерения нестабильности частоты, в том числе и за малые промежутки времени, обеспечивает возможность измерения кратковременной нестабильности частоты. Для измерения кратковременной нестабильности следует произвести 20-50 замеров частоты на заданном времени измерения, и среднеквадратиче-ское отклонение частоты будет характеризовать кратковременную нестабильность частоты опорного генератора.
• Отношение мощности сигнала Рс к мощности шума компаратора Рт прн полосе анализа б±2 Гц на частотах сигналов 1 МГц (в скобках-5 МГц). Пря отстройках 15 Гц для Ч7-5; 20 Гц для 47-12. Частотные компараторы совместно с аиализаторамя спектра позволяют измерить спектр фазовых флуктуации. Можно измерять спектр фазовых флуктуации без использования выходных устройств. В этом случае используется выход компаратора с частотой 1 Л1Гц, а измерение производится анализатором спектра С4-16 (С4-46). Если в качестве эталонного генератора используется генератор с идентичным спектром фазовых флуктуации, измеренные значения шумовых составляющих следует разделить на вследствие того, что мощности шумов некогерентиых сигналов складываются. При измерении спектра фазовых флуктуации с блоком фазовых детекторов анализ спектра производится при нулевой разности частот низкочастотным анализатором спектра (например, С4-48, СК4-55, СК4-56). Для поддержания нулевой разницы исследуемый генератор может синхронизироваться по опорному генератору с помощью фазового детектора. Таблица 13.5. Параметры цифровых вольтметров
Примечания: 1. Диапазон измерения напряжения для В7-18 -с приборомВ9 I. 2. ка, kt, ftr - отношения измеряемых величин к верхнему значению установленного поддиапазона напряжения, тока, сопротивления соответственно: - измеряемая частота-Тсч - время счета. ii.l. Аппаратура для измерений параметров КГ Универсальные цифровые вольтметры. Применение цифровых вольтметров постоянного тока повышает точность измерения постоянного напряжения и сопротивлений, что особенно необходимо прн проектировании и регулировке генераторов с цифровой компенсацией температурной нестабильности частоты. Интегрирующие цифровые вольтметры измеряют среднее значение напряжения за заданный интервал времени и, как правило, используют преобразование напряжения в частоту. Универсальные цифровые вольтметры позволяют измерить с высокой точностью (десятые и даже сотые доли процентов) напряжение постоянного тока в широком диапазоне напряжений. Этот класс вольтметров измеряет н переменное напряжение иа частотах до 1-6 МГц с высокой точностью, а также силу постоянного тока и сопротивления с точностью десятых сотых долей процента. Некоторые приборы, например В7-18, В7-25, позволяют с высокой точностью измерять частоту, а прибор В7-27А - температуру от - 30 до 100° С с точностью до ± 2° С. Основные параметры вольтметров приведены в табл. 13.5. Селективные вольтметры позволяют измерять напряжение в узкой полосе частот, в отличие от широкополосных вольтметров. Оии используют узкополосные фильтры, обеспечивающие полосу пропускания примерно 1 кГц. Обычно селективные вольтметры имеют и более широкую полосу пропускания - около 10 кГц. Вольтметры обладают высокой чувствительностью и широким диапазоном измерения и позволяют производить измерение отдельных спектральных составляющих сложных сигналов. Диапазон частот приборов - от 20 Гц до 35 МГц. Селективные вольтметры, по существу, представляют собой чувствительный приемник, как правило, супергетеродинного типа. Погрешность вольтметров составляет 6- 25% в зависимости от типа прибора, диапазона частот и пределов измерения. Собственные шумы селективных вольтметров малы и не превышают 0,7 мкВ. Параметры селективных вольтметров приведены в табл. 13.6. Анализаторы спектра. Для определения спектра колебаний применяются анализаторы спектра, имеющие узкие полосы, примерно 3-5 Гц, и больший диапазон частот ло сравнению с селективными вольтметрами. Они позволяют последовательно во времени выделить спектральные составляющие сигнала в рабочем диапазоне частот. Анализаторы спектра широко используются для изучения спектра периодических процессов и стационарных шумов. Низкочастотные приборы позволяют анализировать частоты, начиная с 10 Гц, в то время как высокочастотные работают до частот десятка гигагерц (табл. 13.7). Некоторые анализаторы спектра имеют высокую чувствительность - до 0,03 мкВ и динамический диапазон до 90 дБ (приборы СК4-55, СК4-56). Эти приборы, как и приборы СК4-57 и СК4-58, отличаются типами применяемых индикаторов. Приборы СК4-55 и СК4-57 имеют стрелочные индикаторы, позволяющие уменьшить погрешность измерения, а приборы СК4-56 и СК4-58 используют электронно-лучевые трубки, дающие возможность наглядно сравнивать спектральный состав различных сигналов. Эти приборы выполнены полностью на полупроводниковых элементах и микросхемах. § я л к о т а а 3- 1-1- д I о" о о i2-H a (- - о • 05 о Ю -< CO d СЧ X о ст> II о о о о о ti СЧ ю со ем -j;: I I со со о" о" со°- - 77 о счю.* -о о" о4- с ю со со 00 00 о о i2 о" •2??1 ° 5 " а 2 t- L я а: "и 8 о- W С с; « О = п 2 ° О) т к о. V m « о ° « = о S о „ ilili <0 о. с 2 - о S л S S о о о а. £ с S о гз 5 РЗ О и. вГ 3 а. а. о 3 •5 .1 о. U н у .2J2 а 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [33] 34 35 36 37 38 0.0019 |