Струнный микробарометр (Теоретические сведения, описание и порядок выполнения лабораторной работы № 9), страница 3

 Выбор рабочего кварца осуществляется переключателем на передней панели прибора. Переключатель имеет четыре положения, отмеченные цифрами и соответствующие четырем кварцам.

 После балансного смесителя сигнал, имеющий разностную частоту , подается на усилитель (см. рис. 9.4), а далее на транзистор VT.

 

Транзистор открывается при подаче на базу отрицательного полупериода и закрывается при подаче положительного. Таким образом, в цепи “коллектор-эмиттер” проходит импульсный ток, причем частота импульсов равна разностной частоте  сигнала с усилителя. Электромеханический счетчик (ЭМС) передвигает стрелку по шкале на одно деление при прохождении одного импульса тока. Круглая шкала ЭМС разделена на 100 делений, рядом находится еще одна шкала, каждое деление которой соответствует одному полному обороту стрелки по первой шкале (подобно минутной и часовой стрелке циферблата). Таким образом, включив ключ (К), наблюдатель подает напряжение на схему; ЭМС начинает подсчет импульсов. Через фиксированное время наблюдатель выключает ключ К и подсчитывает число импульсов по шкалам ЭМС. Предусмотрена возможность каждый раз перед отсчетом поворачивать шкалы ЭМС так, чтобы стрелки занимали бы нулевое положение.

Дополнение *

Принципиальная схема балансного смесителя.

 Принципиальная схема балансного смесителя изображена на рис. 9.5.  Сигнал от струнного генератора используется в балансном смесителе в качестве опорного. Он подается на входной резистор R3, общий для обеих частей смесителя. Сигнал от кварцевого генератора играет роль исследуемого. Перед смесителем он проходит через фазоинверсный каскад - усилитель, собранный на транзисторе VT.

 

Выходные сигналы с этого усилителя снимаются как с коллектора, так и с эмиттера; они сдвинуты по фазе на 180⁰ и имеют частоту . Схема симметрична, поэтому разность напряжений между сигналами удваивается. Это удвоенное напряжение подается  через конденсаторы С1 и С2 на второй вход балансного смесителя - на цепь резисторов R1 и R2, одинаковых по значению. Таким образом амплитуды напряжений         на резисторах R3 и R1, R3 и R2 оказываются одинаковыми. В результате векторного сложения и вычитания напряжений в верхней (R3 - R1 - VD1 -R4) и в нижней (R3 - R2 - VD2 - R5)частях смесителя на выходе его - резисторах R4 и R5, шунтированных по высокой частоте емкостями С3 и С4, вырабатывается периодическое низкочастотное напряжение с разностной частотой .

 Подробнее о принципе действия балансного смесителя (дискриминатора) см. в книгах [1] и [3].

3. Порядок выполнения работы.

 1. Включите прибор в сеть. Проверьте рабочие напряжения источника питания, поставив ручку “проверка питания” в положения 1...3. При этом на всех диапазонах стрелка контрольного прибора должна находиться в пределах закрашенного сектора шкалы.

 2. Включите питание счетного пульта, поставив ручку “кварцы” из положения “выкл” в положение 1. Через некоторое время начинает работать кварцевый генератор (при этом хорошо слышно характерное гудение). С помощью ручек установите обе шкалы счетчика на нуль. Затем одновременно включите счетчик (тумблер “счетчик”) и секундомер. Через 100 секунд выключите счетчик, снимите его показания и найдите (с точностью до сотых) разностную частоту .

 Имейте в виду, что если разностная частота оказывается слишком велика (а это зависит от атмосферного давления!), то измерения с соответствующими кварцами оказываются невозможным. В этом легко убедиться - при включении счетчика стрелка перемещается неравномерно, рывками, а частота сигнала воспринимается на слух, как высокая. В этом случае не проводите измерения с первым кварцем, а сразу перейдите ко второму (третьему или четвертому).

 Проведите измерения со всеми кварцами (если это окажется возможным). В результате Вы должны получить четыре значения разностных частот: , ,  и , где - частота струнного генератора,  - опорные частоты кварцев.