Лекция № 13.

4.Измерение частоты при круговой развертке.

При круговой развертке напряжение измеряемой частоты через фазорасщепитель подают сразу на оба входа осциллографа Х и Y, а напряжение образцовой частоты подают на вход канала Z. На экране осциллографа будем иметь изображение.

, где n – число штрихов на окружности.

Если частоты не кратны, то штрихи сливаются и измерение затруднено. Если значение образцовой частоты меньше измеряемой, то положение частот меняется местами. На входы Х и Y подается образцовая частота через фазорасщепитель, а на вход Z – измеряемая частота. .

Способ нулевых биений (гетеродинный способ).

Данный способ используется для измерения высоких частот. Два гармонических (синусоидальных) напряжений подают на линейный элемент – смеситель. На выходе смесителя появляется набор комбинационных частот. В этом наборе имеется частота, представляющая собой разность частот первых гармоник. Эта частота называется частотой биений. Если измеряемая и образцовая частоты будут равны друг другу, то частота биений будет равно нулю. Поэтому данный способ измерения частоты называют способом нулевых биений.

С труктурная схема. Работа схемы.

Напряжение образцовой и измеряемой частоты подают на смеситель (См). На его выходе включают индикатор биений (телефон). В телефоне будет слышен тон разностной частоты, понижающейся по мере приближения образцовой частоты к измеряемой. Телефон играет роль фильтра низкой частоты.

Особенности восприятия.

Ухо человека реагирует только на определенный диапазон частот от 20 кГц до 16 Гц, то есть имеем момент начала реагирования – точка "б" и конец реагирования – зона "а".

Погрешность реагирования равна 16 Гц. Для уменьшения этой погрешности используют: 1)Вилочковый отсчет. Среднеарифметическое двух симметрий отсчетов равно измеряемой частоте. 2)Используют за место телефона в качестве индикатора магнитоэлектрический миллиамперметр. При частоте биения меньше 10 Гц стрелка прибора колеблется с частотой биения и при равенстве частот устанавливается на нуле.

Гетеродинные частотомеры.

Структурная схема. Работа схемы.

Генератор перестраиваемой частоты имеет линейно-зависимое значение частоты на своем выходе от положения ротора конденсатора настройки. На смеситель (См) подаем два напряжения: напряжение образцовой частоты с перестраиваемого генератора и напряжение измеряемого сигнала. В смесителе они смешиваются, образуя комбинационные частоты. Усилитель низкой частоты (УНЧ), как фильтр, из всего спектра частот пропускает только сигнал разностной частоты. Индикатор (И) фиксирует момент равенства частот. Отсчет значения измеряемой частоты производят по положению ротора конденсатора настройки. Конденсатор С_к и генератор калибровки используются для калибровки перестраиваемого генератора образцовой частоты. Калибровка так же производится по методу нулевых биений, изменением значения С_к до получения равенства частот по индикатору.

Резонансный метод.

Он применяется на высоких и сверхвысоких частотах. Основан на использование явления электрического резонанса, возникающего в колебательном контуре.

Структурная схема. Работа схемы.

Источник напряжения измеряемой частоты через электромагнитное поле связывается с резонансным частотомером. Резонансный частотомер представляет собой высококачественный измерительный контур с точно градуированным механизмом настройки. При измерении частоты контур настраивается на резонанс по максимальному отклонению указателя индикатора (И). Отсчет значения частоты производится по шкале механизма настройки. В качестве индикатора резонанса используются полупроводниковый детектор или магнитоэлектрический микроамперметр.

Основными характеристиками резонансного частотомера являются: диапазон измеряемых частот, погрешность измерения и чувствительность. Чувствительность определяется мощностью, передаваемой частотомеру от источника сигнала.