Определение результата измерения тока, напряжения, коэффициента корреляции между их случайными отклонениями, страница 2

Существует два основных типа диодных детекторов: последовательный и параллельный (Рисунок 2), называемые детекторами с открытым и закрытым входом. Детекторы с открытым входом реагируют не только на переменную, но и на постоянную составляющие исследуемого напряжения, т.к. постоянное напряжение положительной полярности через открытый диод попадает на нагрузочное сопротивление . В вольтметрах переменного напряжения применяют преимущественно детекторы с закрытым входом, реагирующими только на переменную составляющую напряжения.

Найдем показания вольтметра в схеме с закрытым входом, воспользовавшись следующей формулой

В.

Как видно из рисунка 2 напряжение в детекторах с открытым входом полностью переходит с входа устройства на его выход. То есть вольтметр с открытым входом при подаче на него сигнала с мВ покажет мВ.

Рисунок 2 – Эквивалентные схемы приборов а) с открытым входом; б) с закрытым входом.

3.8 Имеются три импульсных сигнала с параметрами:

1.  Максимальное значение напряжения мВ, частота следования импульсов Гц, длительность импульса мс.

2.  мкВ, МГЦ, нс.

3.  мВ, МГц, мкс

Укажите каким видом осциллографа из С1, С7, С8 следует наблюдать каждый из указанных сигналов.

Решение:

Известно, что осциллографы маркируются следующим образом:

С1 – универсальные. Позволяют исследовать электрические сигналы с длительностью от единиц наносекунд до нескольких секунд в диапазоне от долей милливольт до сотен вольт.

С7 – скоростные стробоскопические. Отличаются высокой чувствительностью и широкой (до 25 ГГц) рабочей полосой.

С8 – запоминающие осциллографы. Имеют почти те же характеристики, что и универсальные, однако отличаются расширенными функциональными возможностями (сохранение и воспроизведение изображения сигнала).

Из вышеизложенного можно заключить, что амплитуда сигнала не является лимитирующим фактором для какого либо вида осциллографов.

Определим требуемую верхнюю частоту осциллографа для каждого из импульсных сигналов , где  - длительность импульса.

Гц;       МГц;     МГц.

Очевидно, что основываясь на требуемой верхней частоте первый и третий сигналы можно наблюдать на осциллографах вида С1, а второй сигнал на осциллографе вида С7 (скоростные стробоскопические). Но учитывая большую скважность первого сигнала его целесообразнее наблюдать на осциллографе вида С8 (запоминающие).

3.23 Какое физическое явление используется в дисперсионном АС, в чем преимущества и недостатки таких АС по сравнению с гетеродинными?

Решение:

В последнее время появилась возможность реализовать дисперсионно-временной метод спектрального анализа. Основу анализатора составляет дисперсионная линия задержки (ДЛЗ), в которой запаздывание гармонического сигнала зависит от его частоты. Исследуемое колебание подводят ко входу линии, а спектр измеряют по форме огибающей, наблюдаемой на экране ЭЛТ.

Возможность спектрального анализа с помощью ДЛЗ обусловлена линейной частотной зависимостью задержки  гармонического сигнала, прошедшего линию (рисунок 3).

Рисунок 3 – Прохождение гармонического сигнала через ДЛЗ.

Поясним качественную сторону спектрального анализа. Пусть ко входу линии подведен единичный радиоимпульс, спектральная плотность  которого лежит в полосе пропускания линии, как показано на рисунке 3. Для определения выходного напряжения линии можно рассмотреть, как проходят через ДЛЗ отдельные спектральные составляющие исследуемого импульса. Из рисунка 3 следует, что задержка спектральных составляющих возрастает с ростом их частот. Следовательно, на выходе последовательно во времени появятся сначала низкочастотные, а затем и высокочастотные составляющие спектра. В силу линейной зависимости задержки от частоты отклики ДЛЗ на отдельные спектральные составляющие расположатся на временной оси так же как и соответствующие спектральные составляющие на оси частот. Следовательно, огибающая выходного напряжения воспроизведет модуль спектральной плотности исследуемого импульса, а по огибающей можно измерять параметры спектра импульса.

Спектральный анализ с помощью ДЛЗ происходит за очень малый промежуток времени, определяемый длительностью импульса выходного напряжения ДЛЗ. Предельная его длительность составляет , этим же значением можно оценить и время анализа.