МОДИФИКАЦИЯ УЗЛОВ КОМПЛЕКСА
Рассмотрим только расширение частотного диапазона частотомера до 160 — 200 мГц; введение в вольтметр преобразователя среднеквадратического значе-ния при измерении КНИ и уровня шумов (взамен средневыпрямленного); введение в вольтметр взвешивающего фильтра с частотной характеристикой МЭК-А.
Предварительный делитель для частотомера (подробно описан в [7]) предназначен для расширения частотного диапазона частотомера с 10 — 20 до 150 — 200 МГц. Входное сопротивление делителя 75 Ом, максимальное действующее входное напряжение 2 В. Максимальная чувствительность изменяется от 20 (на частоте 1 МГц) до 100 мВ (на частоте 160 — 200 МГц). Выходные импульсы имеют амплитуду 0,8 В при длительности фронтов около 2 не. Электрйчес-кая схема делителя изображена на рис. 67.
Первые два каскада делителя представляют собой дифференциальные усилители на элементах DD1.1, DD1.2. Входной сигнал поступает через конденсатор С1 на вход дифференциального усилителя DD1, другой — через С2 соединен с общим проводом. С выхода второго каскада усиленный сигнал поступает на триггер Шмитта DD1.3 и резисторы R9 — R12. Триггер Шмитта формирует прямоугольные импульсы во всем рабочем диапазоне частот.
С триггера Шмитта сигнал поступает на микросхему DD2.1, выполняющую ;§оль делителя частоты импульсов на два. На элементах DD2.2, DD3.1, DD3.2 собран делитель частоты на пять. Делитель выполнен по схеме сдвигающего регистра с перекрестными связями.
Уменьшение коэффициента деления-с 6 до 5 достигается здесь за счет объединения прямого (DD3.2) и инверсного (DD3.1) выходов триггеров для обра-зевания схемы ИЛИ по выходу. Такое объединение возможно, так как выходами элементов являются ненагруженные эмиттерные повторители. Резистор R6 является общей нагрузкой этих выходов.
Печатную плату делителя устанавливают в непосредственной близости от входного разъема. Выход делителя подключают к формирователю частотомера через переключатель поддиапазона измеряемой частоты.
При входной частоте, меньшей 1 — 10 МГц, целесообразно пользоваться собственным формирователем (разрешающая способность измерения увеличивается на порядок).
Преобразователь среднеквадратического значения. (За основу взята схема, «публикованная в «Радио», 1981 г., № 11.)
Рис. 87. Схема предварительного делителя для частетамера
Максимальное действующее значение входного сигнала 1 В. Частотный диапазон входных сигналов 10 Гц — 1 МГц. Наибольший коэффициент амплитуды входного сигнала при сохранении основной погрешности преобразования равен 15. Погрешность преобразования не более 2%. Функциональная схема этого преобразователя была рассмотрена ранее на рис. 22.
Рис. 68. Электрическая схема среднеквадратического преобразователя
Преобразователь (рис. 68) состоит из повторителя напряжения с большим входным сопротивлением, узла выделения абсолютного значения напряжения и среднеквадратического преобразователя. Повторитель напряжения собран на ОУ DA1. Для расширения амплитудного диапазона входных сигналов на входе повторителя необходимо иметь частотно-компенсированный аттенюатор. С повторителя напряжения DA1 сигнал через конденсатор С2 поступает на вход узла выделения абсолютного значения напряжения, собранного на ОУ DA2 по схеме; прецизионного двухполупериодного выпрямителя. Суммирование прямаго и инвертированного сигналов осуществляется на инвертирующем входе ОУ DA3. При этом прямой сигнал подается через R14, а инвертированный для отрицательной полуволны — через R10, R11. Собственно среднеквадратический преобразователь собран на ОУ DA3, DA4. (Принцип работы преобразователя описан на стр. 26).
В качестве диодов, показанных на структурной схеме, здесь использованы согласованные транзисторы микросхемы DA5. Это обеспечивает малый температурный дрейф и исключает необходимость регулярно выполнять коррекцию нуля. С выхода DA4 постоянное положительное напряжение, соответствующее среднеквадратическому значению входного, может быть подано на цифровой вольтметр постоянного тока.
Рис. 69. Взвешивающий фильтр МЭК-А
Налаживать преобразователь необходимо в следующей последовательности: при закороченном входе резистором R3 установить на выходе DA1 нулевое напряжение; резистором R7 установить нулевое напряжение в точке соединения VD2, R9 — iRll; резистором R13 установить на выходе DA3 отрицательное напряжение — 1 В (при нулевом входном напряжении); резистором R17 установить на выходе преобразователя нолевое напряжение. На этом налаживание преобразователя можно считать законченным.
Для проверки работы преобразователя можно подать на его вход последовательность импульсов прямоугольной формы с известными периодом повторения Т, длительностью т и амплитудой Um и скважностью от 4 до 200. (Длительность фронтов импульсов не должна превышать 10% длительности импульса.) По этим данным вычисляют расчетное значение среднеквадратического напряжения, соответствующего данной последовательности импульсов (с учетом входного аттенюатора).
Полученное расчетное значение сравнивают с показаниями прибора. Погрешность прибора не должна превышать 2%. При этом погрешность измерения параметров последовательности импульсов не должна превышать 0,2-0,5%.
Взвешивающий фильтр. Он служит для приведения АЧХ измерительного прибора, например среднеквадратического вольтметра, в соответствии с частотной характеристикой чувствительности человеческого уха. Эта характеристика имеет максимум на частотах примерно 1 — 5 кГц. На частоте 50 Гц характеристика имеет спад —30 дБ, на частоте 20 кГц — 10 дБ.
Схема взвешивающего фильтра приведена на рис. 69. Устройство представляет собой двухкаскадный усилитель на транзисторах VT1, VT2 с частотно-зависимой отрицательной обратной связью; она образована элементами R6, СЗ, С4. В области верхних частот характеристику усилителя формируют элементы R3, С4, а в области нижних частот — элементы R6, СЗ. Кроме указанных элементов характеристику усилителя на нижних частотах дополнительно формирует цепь С6, R9.
