Amplifikatörün ana parametrelerini ölçme yöntemleri. Frekans ölçümü Endüstriyel ses yüksek frekanslı voltaj ölçümü

İlk kez, ses frekans yükselticileri için gereksinimler, 60'lı yılların ortalarında Alman standardı DIN 45500 tarafından belirlendi. Ardından Uluslararası Elektroteknik Komisyonu IEC 268-3, IEC-581-6'nın tavsiyeleri onaylandı. Amplifikatörlerin ana parametrelerini ölçmek için araç ve koşulları ölçme ve test etme yöntemleri GOST 23849-90 “Ev elektronik ekipmanı tarafından belirlenir. Ses frekans amplifikatörlerinin elektriksel parametrelerini ölçme yöntemleri”, GOST 24388-88 (ST SEV 1079-78) “Ev tipi ses frekans sinyal amplifikatörleri. Genel teknik gereksinimler”, GOST 36033-91 “DC akım ve DC voltaj yükselticilerinin ölçülmesi. Genel teknik gereksinimler ve test yöntemleri”, GOST 12090-80 “Akustik ölçümler için frekanslar. Tercih Edilen Sıralar

Amplifikatörün ana parametreleri ölçülürken gerçekleştirilen ana işlemler aşağıdaki gibidir:

Genlik karakteristiğine göre, amplifikatörün dinamik aralığını belirleriz.

D = 20 lg U, maks / U min; (1.94)

Amplifikatörün nominal gücünü belirlemek için, amplifikatörün genlik özelliğini (Şekil 1.94) ve Şekil 1.95'te gösterilen cihaz bağlantı şemasını kullanırız. Genlik karakteristiğinin bükülmesi (nokta A) genellikle anma gücüne ve ayrıca teknik özelliklerde belirtilen çıkış voltajının harmonik faktörüne karşılık gelir.

R nom. = U 2 inç maksimum 1000 / R n. (1,95)

burada U in.max.1000 - akımdaki maksimum voltaj a;

R n - yük direnci.

Eşit olmayan frekans yanıtı için genel olarak kabul edilen toleransa karşılık gelen -3 dB seviyesinde yatay bir düz çizgi çiziyoruz. Ve amplifikatörün bant genişliğini P belirleriz.

4. Tanım duyarlılık amplifikatör.

"Hassasiyet" parametresi genellikle, yükte nominal başlangıç ​​gücünü elde etmek için amplifikatörün girişine uygulanması gereken düşük frekanslı sinyalin voltajı olarak anlaşılır. Giriş hassasiyeti 1000 Hz frekansta belirlenir. Hacim (kazanç) kontrolü daha sonra maksimum ses konumuna ve nominal koşullara karşılık gelen diğer kontrollerin konumuna ayarlanır.

5 biz tanımlarız ses kontrol limitleri yukarıdaki koşullar altında ölçülür. İlk olarak, amplifikatörün çıkışındaki voltajı ölçün. Ses kontrol sürgüsünün konumu, amplifikatör girişindeki voltaj aniden değişene kadar yumuşak bir ayarlamayla değiştirilir. Daha sonra çıkış voltajı tekrar ölçülür.

Ölçüm sonuçları, formülle desibel cinsinden hesaplanan hacim kontrol limiti Dg değerine göre belirlenir.

D g \u003d 20 lq (U çıkışı maks / U çıkışı min), (1,96)

burada U out max, ses kontrolü maksimum ses konumundayken amplifikatörün çıkışındaki voltajdır;

U min - ses kontrolü minimum ses konumundayken amplifikatörün çıkışındaki voltaj.

6. biz tanımlarız ton kontrol limitleri- düşük ve yüksek frekanslar için. Ton Kontrol Limitleri (bkz. Şekil 1.95) nominal gerilim değerinin 0,3'üne eşit bir giriş geriliminde teknik şartnamede belirtilen frekanslarda belirlenir.

Bu tür yükselteçlerde frekans karakteristikleri en az üç kez alınır. İlk olarak, her iki ton kontrolü, aşırı düşük ve yüksek frekansların en büyük blokajına karşılık gelen konumlara ayarlanır. Ortaya çıkan karakteristik, Şekil 1.97'de 1 rakamıyla gösterilen bir eğri şeklini alabilir. Ardından, her iki ton kontrolünün düğmesi, maksimum düşük ve yüksek frekanslara karşılık gelen diğer uç konuma geri döndürülür ve ölçüm şu şekilde yapılır: nominalden on kat (20 dB) daha az olan giriş voltajında ​​yapılır. Bu özellik, Şekil 1.97'deki eğri 2 şeklini alabilir. Daha sonra her iki regülatörün düğmeleri orta konuma getirilir ve üçüncü ölçüm yapılır. Bir karakteristik elde edilirse veya eğri 3'e yakın yanıt verilirse, bu ölçüm tamamlanır. Bu eğriden önemli ölçüde farklıysa, regülatör düğmelerinin bu tür konumları örneklenerek bulunur; bu konumlarda, karakteristik en açık şekilde ortaya çıkar ve regülatör düğmeleri üzerinde uygun tahminler yapılır.

Şekil 1.97 - Tınının frekans tepkisi

Şekil 1.97'deki grafikten, bu tür özelliklere sahip bir amplifikatör için, düşük frekanslarda ton kontrol sınırının f n \u003d 70 Hz ve en yüksekte \u003d 7500 kHz'de f'ye eşit olduğu görülebilir. Ton kontrolü +5 dB ile -10 dB arasında gerçekleştirilir.

F n ve F b frekanslarında tını kontrol sınırlarının (yükselme ve düşme) D değeri, formülle desibel cinsinden belirlenir.

D t \u003d 20 lq (U çıkışı / U 1000), (1.97)

burada Uout, ton kontrollerinin belirli konumlarında (yükselme ve düşme) sırasıyla Fh ve Fb frekanslarında çıkış voltajıdır; U 1000 - P çıkışı \u003d P nom'da 1000 Hz frekansta çıkış voltajı.

7. harmonik katsayısı özel aletler - doğrusal olmayan distorsiyon ölçerler veya spektrum analizörleri kullanılarak ölçülür (Şekil 1.95) Ölçümler, spesifikasyonlarda belirtilen frekanslarda yapılır. Harmonik bozulma ölçer ölçeğinde, harmonik bozulmayı doğrudan belirleyebilirsiniz.

8. belirlerken modüller arası bozulma faktörü ölçümlerin yapıldığı frekansları ayarlamak için iki ölçüm üreteci kullanmak gereklidir. Amplifikatörün frekans aralığına bağlı olarak, bu frekansların değerleri düzenleyici ve teknik belgelerde belirtilmiştir. Örneğin, GOST 23849-87'ye göre 40 Hz ... 16 kHz aralığına sahip düşük frekanslı amplifikatörler için bu frekanslar sırasıyla 250 Hz ve 8 kHz'dir.

Ölçüm devresi (Şekil 1.98) jeneratörler, bir harmonik toplayıcı, bir spektrum analizörü ve test edilen bir yükselticiden oluşur.

Şekil 1. 98 - Modüller arası bozulmayı ölçmek için cihazların bağlantı şeması

Birinci jeneratörün çıkışında, değeri nominal gerilim değerinin 0,8'ine eşit olan bir gerilim ayarlanır; ve saniyenin çıkışında - 0,2 U nom. Yükteki ses kontrolü yardımıyla, güç nominal olana eşitlenir. Spektrum analizörü çıkış voltajını aşağıdaki frekans kombinasyonlarında ölçer: (F 2 +F 1), (F 2 - F l), (F 2 +2F 1), (F 2 -2F1) ....

Ölçümün sonucu, formülle hesaplanan modüller arası bozulma katsayısının değeridir.

K g \u003d V 2 + 2 / U F 2 100,%. (1,98)

Bireysel işlemleri gerçekleştirmek için yukarıdaki prosedür GOST 23849-87 "Ev elektronik ekipmanı, ses frekans yükselticilerinin elektriksel parametrelerini ölçme yöntemleri" tarafından tavsiye edilmektedir.

Ölçüm amplifikatörlerinin kalibrasyonunun amacı, verilen metrolojik özelliklere göre uygunluklarını belirlemektir. Ölçüm amplifikatörleri de dahil olmak üzere ölçüm cihazlarının kalibrasyonu, Ukrayna devlet standardı olan mevcut düzenleyici ve teknik belgeler temelinde gerçekleştirilir. Ölçüm amplifikatörlerinin kalibrasyonu ve test edilmesiyle ilgili temel belgeler DSTU 3989-2000.Metrology'dir. Vimiruval ekipmanının kalibrasyonu. Temel hükümler, organizasyon, yürütme sırası ve sonuçların kaydı. Kalibrasyon, eyalet veya departman metrolojik servisleri tarafından periyodik olarak gerçekleştirilir. DSTU 2708:2006. Metroloji. Vimiruval tekniğinin doğrulanması. Organizasyon ve prosedür. DSTU 3406:2006. Metroloji. Vimiruvalnoy tekniğinin testinde hükümdarlar. Sonuçların yürütülmesi ve gözden geçirilmesi için temel hükümler, organizasyon, prosedür.

Kalibrasyona geçmeden önce, bu amplifikatörün teknik dokümantasyonu ve kalibrasyon yöntemi hakkında bilgi sahibi olmanız gerekir. Daha sonra örnek ve yardımcı ölçü aletleri seçilir ve bu aletlerin giriş ve çıkış parametreleri ile test edilen yükselticinin eşleştirilmesi konusuna karar verilir. Kalibrasyon, daha doğru örnek ölçüm cihazları kullanılarak gerçekleştirilir. Örnek ve doğrulanmış araçların izin verilen minimum hata oranı 1:3'tür. Örnek bir ölçüm cihazı seçerken, sadece genel olarak doğruluğu dikkate alınmaz, aynı zamanda örnek ve kalibre edilmiş ölçüm cihazının hatalarını belirlemenin güvenilirlik derecesi de değerlendirilir. Voltmetreler, zayıflatıcılar, doğrusal olmayan distorsiyon ölçerler, spektrum analizörleri, frekans ve geçici özellik ölçerler, ölçüm jeneratörleri, ölçüm amplifikatörlerini kalibre ederken ölçüm araçları olarak kullanılır. Ek olarak, amplifikatörlerin kalibrasyonu için, 20 Hz ... 200 kHz frekans aralığında kullanılan ve göreceli olarak 10 ila 10 6 arasında voltaj oranını ayarlamanıza izin veren K2-41 tipi bir kurulum üretilir. %0.3 ölçüm hatası.

Amplifikatörlerin kalibrasyonu, harici bir inceleme, test etme (çalışabilirlik kontrolü), metrolojik özelliklerin ve parametrelerin belirlenmesinden oluşur. Metrolojik özellikleri ve parametreleri belirlemeye yönelik ana işlemler şunlardır: F(değeri, cihazın standart veya teknik açıklamasında belirtilmiştir; düşük frekanslı amplifikatörler için - 1 kHz); frekansa göre eşit olmayan frekans tepkisi F;çıkış voltajının harmonik katsayısı; girişe bağlı amplifikatörün gürültü voltajı. Kazanç ayarı hatası, örnek bir zayıflatıcı veya K2-41 kurulumu kullanılarak ikame yöntemiyle doğrudan gösterge ölçeğindeki hatayı okuyarak belirlenir. Diğer işlemleri gerçekleştirme prosedürü, amplifikatörleri test ederken yukarıda tartışılan elektriksel ölçüm yöntemlerine benzer.

Radyo dergisinde ve diğer radyo teknik literatüründe yayınlanan düşük frekanslı amplifikatörlerin açıklamalarında, nominal güçlerini, doğrusal olmayan bozulma katsayılarını, hassasiyetlerini ve frekans tepkilerini belirtmek gelenekseldir. Bu dört ana parametre ile, amplifikatörün kalitesi ve belirli amaçlar için uygunluğu zaten değerlendirilebilir.

LF amplifikatörünün bu parametreleri nelerdir? Gücün daha da artmasıyla bozulma önemli ölçüde artar. Distorsiyonun %10'a ulaştığı güç maksimum (P max) olarak kabul edilir.

Doğrusal olmayan bozulma. Transistörlerin, vakum tüplerinin, transformatörlerin ve bir dizi diğer ekipman elemanının özelliklerinin doğrusal olmaması nedeniyle, herhangi bir, hatta tamamen sinüzoidal bir sinyali yükseltme sürecinde, yükseltilmiş sinyalde harmonikler görünür - frekansları 2 olan salınımlar, Temel frekanstan 3 veya daha fazla kat daha yüksek. Bu, amplifikatörün yüke verdiği güç arttıkça artan doğrusal olmayan veya harmonik bozulmadır. Harmonik bozulma faktörü ile derecelendirilirler.

Sabit frekanslı sinüzoidal bir giriş sinyali ile ölçülen harmonik bozulma katsayısı (Kg), tüm harmoniklerin Ug toplam voltajının çıkış voltajına U çıkış yüzdesi olarak ifade edilir

İzin verilen K g, ilgili standartlar (GOST) tarafından belirlenir. Örneğin, düşük frekanslı radyo alıcıları, radyo, kayıt cihazları, elektrofonların amplifikatörleri için, ev tipi kayıt cihazları için -% 5 -% 5-7 olabilir. Telsiz ekipmanının sınıfı ne kadar yüksekse, Kg'si o kadar az olmalıdır.

Duyarlılık. Duyarlılık terimi genellikle, yükte nominal çıkış gücünü elde etmek için amplifikatörün girişine uygulanması gereken düşük frekanslı sinyalin milivolt cinsinden voltajı olarak anlaşılır. Kayıtların oynatılması için çoğu amplifikatörün hassasiyeti 100-200 mV'dir ve ev tipi kayıt cihazlarının kayıt amplifikatörlerinin mikrofon girişinden ölçülen hassasiyeti 1-2 mV'dir.

Amplifikatörün frekans tepkisi, sabit bir Uin giriş voltajında ​​çıkış sinyali voltajının frekansa bağımlılığıdır. Birkaç nedenden dolayı, LF amplifikatörleri farklı frekanslardaki sinyalleri eşit olmayan bir şekilde yükseltir. Genellikle, en düşük olanlar (f n) ve en yüksek olanlar (f c) en kötü yükseltilenlerdir, bu nedenle amplifikatörlerin frekans özellikleri eşit değildir ve kenarlarda girintiler veya blokajlar vardır. Kazancın %30 (-ZdB) azaldığı aşırı frekanslar, yükseltilmiş frekans bandının sınırları olarak kabul edilir, bunlar amplifikatörün pasaport verilerinde belirtilir. Düşük frekanslı ağ radyo alıcılarının yükselticilerinin frekans yanıtı veya yükseltilmiş frekans bandı 100 ila 10.000 Hz arasında ve küçük boyutlu transistör alıcılarının yükselticileri - 200 ila 3500 Hz arasında olabilir Amplifikatör sınıfı ne kadar yüksek olursa, bant o kadar geniş olur güçlendirilmiş frekanslar.

Bu parametrelere ek olarak, başkaları da vardır, ancak bunlar ikincildir veya ana parametrelerden kaynaklanmaktadır.

Ancak radyo amatörleri amplifikatörü monte etti, test etti ve ayarladı. Verilenlerle karşılaştırmak için ana parametreleri nasıl ölçülür?

Düşük frekanslı amplifikatörlerin parametrelerinin ölçümleri genellikle özel yüksek hassasiyetli ölçüm ekipmanı kullanılarak gerçekleştirilir. Ancak amatör koşullarda bu, örneğin 1971 ve 1972'de dergimizde açıklanan basit ölçü aletleri kullanılarak yapılabilir. Radyo Amatör Laboratuvarı başlığı altında. Bu cihazların ayrı güç kaynağı için düşük frekanslı bir jeneratöre, bir AC transistör milivoltmetreye ve doğrultuculara ihtiyacınız olacak. Test edilen amplifikatörün genellikle kendi güç kaynağı vardır. Ayrıca, direnci amplifikatörde kullanılan hoparlörün ses bobininin direncine eşit olan bir yük eşdeğeri R e - bir tel direncine veya Radyo No'da yayınlanan Evrensel yük eşdeğeri makalesinde açıklanan özel bir cihaza ihtiyacınız vardır. 1973 için 12.

Radyo Amatör Laboratuvarı enstrüman setinde doğrusal olmayan distorsiyon ölçer (INI) yoktur, bu nedenle, bu amplifikatör parametresinin ölçümlerinin, ek olarak herhangi bir düşük frekanslı elektronik osiloskop kullanılarak basitleştirilmiş bir yönteme göre yapılması gerekecektir. örneğin ÖÇ-70. Bu durumda, ölçümler, amplifikatörün genlik özelliklerinin kaldırılmasıyla başlar - güçlendirilmiş sinyalden çıkan U çıkış voltajının, 1000 Hz (1 kHz) frekansında ölçülen giriş voltajı U inç'e bağımlılığı. sabit yük R n \u003d R e.

Böylece, amplifikatörün genlik özelliklerinin kaldırılmasına geçiyoruz. Ölçüm cihazlarının test edilen amplifikatöre bağlantı şeması Şek. 1a (güç devreleri gösterilmemiştir). LF (LF) jeneratörünün çıkışından 1000 Hz frekanslı bir sinyal, blendajlı iki telli bir kabloyla LF (ULF) amplifikatörün girişine beslenir. Kablo örgüsünü ve damarlarından birini amplifikatörün girişinde topraklıyoruz. Jeneratör çıkışının Kontrol soketlerine milivoltmetreyi bağlarız. Jeneratör sinyal genliğini sorunsuz bir şekilde 0,3 V'luk bir voltaja yükseltiyoruz. Bu durumda, sinyali 10 kat zayıflatan jeneratör zayıflatıcısından çıkarıldığı için amplifikatör girişindeki gerçek sinyal voltajı 30 mV olacaktır (1: 10). U giriş voltajını ölçtükten sonra milivoltmetreyi 10 V'luk ölçüm sınırına getiriyoruz ve eşdeğer yük Re'de çıkış voltajını U ölçüyoruz (Şekil 1, b). U çıkış voltajının 1,2 V olduğunu varsayalım. Bir tablo derliyoruz (Tablo 1) ve içine ölçüm sonuçlarını yazıyoruz: U giriş \u003d 30 mV, U çıkış \u003d 1,2 V. Ardından, giriş voltajını 10'luk adımlarla artırıyoruz mV ve ölçüm sonuçlarını tabloya yazın. Ve böylece çıkış voltajındaki U çıkışındaki artışın orantılılığı ihlal edilene kadar devam eder. Bu durumda, osiloskopun ekranında sinüzoidin üst kısımlarında gözle görülür bir kesik gözlemlenmelidir (Şekil 1, c). Kırpma, çıkış sinyali amplitüdünün simetrik sınırlaması nedeniyle meydana gelir ve bozulmada yaklaşık %10'a varan bir artış eşlik eder. Bu, amplifikatörün maksimum gücüne (P maks) ulaştığı anlamına gelir. Ardından, sinüzoidin distorsiyonu kaybolana kadar U'yu hafifçe azaltırız (bkz. Şekil 1, b) ve şimdi amplifikatörün nominal gücü P nom verdiğini düşünüyoruz. R max ve R nom'a karşılık gelen çıkış gerilimleri, örneğin 4,1 ve 3,6V, tabloda vurgulanmıştır.

Şimdi, Tablodaki verileri kullanarak. 1, amplifikatörün genlik özelliğini oluşturuyoruz (Şekil 2). Bunu yapmak için, sıfırın sağındaki yatay eksende, giriş voltajlarını U milivolt olarak ve dikey eksen boyunca yukarı - çıkış voltajlarını U çıkış volt olarak işaretleriz. Uout'un ölçülen tüm değerlerini grafikte artılarla işaretliyoruz ve içlerinden düzgün bir çizgi çiziyoruz. Bu çizgi, a noktasına kadar düzdür ve daha sonra gözle görülür şekilde aşağı doğru sapar; bu, U çıkışı / U girişi doğrudan bağımlılığının ihlal edildiğini ve bozulmada keskin bir artışı gösterir.

U çıkış voltajını ve eşdeğer yük R e direncini bilerek, çeşitli U çıkış voltajları için amplifikatörün çıkış gücünü P hesaplayabilirsiniz.

Çıkış gücü Pout, Ohm kanunundan aşağıdaki formüle göre hesaplanır:

Örneğin, P n = 6,5 Ohm ve Uout = 1,0 V'de

U'da 1,8 V'a karşılık gelen çıkış, Pout ≈ 0,5 W, vb. Şek. Şekil 2'de, hesaplanan çıkış güçlerinin (Pout) işaretlendiği Uout eksenine paralel ikinci bir dikey eksen çizilir.

Genlik karakteristiğinin bükülmesi, bizim örneğimizde genellikle amplifikatörün nominal gücüne Rnom karşılık gelir, 2 W (maksimum güç P maks ≈ 2,5 W). Karakteristiğin bükülmesi açıkça ifade edilmiyorsa, tekrarlanan ölçümlerle osiloskop kullanılarak düzeltilir. Sonra aritmetik ortalama U'yu çıkarırlar, osiloskop ekranında sinüzoidin distorsiyonu gözle ayırt edilemez hale gelir.

Harmonik bozulma faktörü Kg'nin sayısal değeri, 1 kHz'lik bir temel frekansa ayarlanmış bir tuzak filtre kullanılarak ölçülebilir. Filtre, düşük frekanslı amplifikatörün çıkışı ile milivoltmetre arasına bağlanır (Şekil 3). Öncelikle B anahtarının birinci konumunda U çıkışı ölçülür. 3,6 V (3600 mV) olduğunu varsayalım. Ardından, filtreyi açmak için anahtarı ikinci konuma getirerek, U g harmonik voltajını ölçün, 72 mV diyelim. Bundan sonra, harmonik katsayısı daha önce verilen formüle göre hesaplanır:

Şimdi genlik özelliğini kullanarak amplifikatörün hassasiyetini belirliyoruz. P nom'da U in 90 mV olduğundan, amplifikatörün nominal hassasiyeti de 90 mV'dir,

Frekans cevabını ölçmek için cihazları bir amplifikatöre bağlama şeması aynı kalır (bkz. Şekil 1). Giriş sinyalinin orijinal frekansı aynıdır - 1000 Hz. Jeneratör genlik düğmesi ile U voltajını 20 mV'a eşitliyoruz, daha sonra tüm frekanslarda sabit tutacağız (amplifikatörün nominal hassasiyetinden neredeyse beş kat daha az olan bu voltaj, okuma kolaylığı için seçildi) avometre komparatörü ölçeğinde ölçüm sonuçları). Ardından, voltmetreyi amplifikatörün çıkışına çevirerek, eşdeğer R e yükündeki voltajı ölçeriz. Ölçüm sonuçları tabloya kaydedilir. İki satırda 2: birincisinde - giriş sinyalinin f frekansı, ikincisinde - çıkış voltajı U çıkışı. Tablonun başlığına amplifikatörün adını, eşdeğer yükün direncini (R e), ölçtüğümüz U giriş voltajını (bu örnekte 20 mV) yazıyoruz.

1000 Hz frekansta ölçüm sonuçlarını kaydettikten sonra, LF jeneratörünü başlayalım frekansa geçiriyoruz, 72 mV'ye eşittir. Bundan sonra, harmonik katsayısı daha önce verilen formüle göre hesaplanır:

Şimdi genlik özelliğini kullanarak amplifikatörün hassasiyetini belirliyoruz. P nom'da U in 90 mV olduğundan, amplifikatörün nominal hassasiyeti de 90 mV'dir.

Amplifikatörün frekans tepkisi, nominalden önemli ölçüde daha düşük bir çıkış gücünde ölçülür, bu da amplifikatörün aşırı yüklenmesini ortadan kaldırır. Örneğin, endüstriyel alıcı yükselticilerin frekans özellikleri, 50 ve hatta 5 mW'lık bir çıkış gücünde ölçülür.

Amplifikatör nispeten basitse ve herhangi bir ton kontrolü yoksa, ses kontrolü maksimuma ayarlanır ve frekans yanıtı sırasında konumu değişmez. İnce kompanzasyonlu bir ses kontrolünün varlığında, tasarımcının talebi üzerine ses kontrolünün ara pozisyonlarında maksimum, minimum ve birkaç frekans yanıtı alınır.

Frekans cevabını ölçmek için cihazları bir amplifikatöre bağlama şeması aynı kalır (bkz. Şekil 1). Giriş sinyalinin orijinal frekansı aynıdır - 1000 Hz. Jeneratör genlik düğmesi ile U voltajını 20 mV'a eşitliyoruz, daha sonra tüm frekanslarda sabit tutacağız (amplifikatörün nominal hassasiyetinden neredeyse beş kat daha az olan bu voltaj, okuma kolaylığı için seçildi) avometre komparatörü ölçeğinde ölçüm sonuçları). Ardından, voltmetreyi amplifikatörün çıkışına çevirerek, eşdeğer R e yükündeki voltajı ölçeriz. Ölçüm sonuçları tabloya kaydedilir. İki satırda 2: birincisinde - giriş sinyalinin f frekansı, ikincisinde - çıkış voltajı U çıkışı. Tablonun başlığına amplifikatörün adını, eşdeğer yükün direncini (R e), ölçtüğümüz U giriş voltajını (bu örnekte 20 mV) yazıyoruz.

Ölçüm sonuçlarını 1000 Hz frekansta kaydettikten sonra, LF jeneratörünü 500 Hz frekansa geçiriyoruz. 20 mV giriş voltajını bir voltmetre ile kontrol ediyoruz, ardından mümkün olduğu kadar doğru bir şekilde, amplifikatörün çıkış voltajını eşdeğer R e yükünde ölçüyoruz. Ayrıca aynı şekilde 250, 150, 100, 75, 50 Hz frekanslarında ölçümler yapıyoruz ve ölçüm sonuçlarını bir tabloya kaydediyoruz (25 Hz frekanstaki amatör amplifikatörler genellikle kontrol etmiyor). Bundan sonra, amplifikatörün ve ölçüm cihazlarının kararlılığını kontrol etmek için 1000 Hz frekansta tekrarlanan bir kontrol ölçümü gerçekleştiriyoruz.

Daha sonra daha yüksek frekanslarda ölçümler yapılır. 1000 Hz kontrol frekansından sonra amplifikatörün girişine 2.5 frekanslı sinyaller uyguluyoruz; 5; 7.5; 10; 15 kHz (20 kHz frekanstaki ölçümler yalnızca birinci sınıf amplifikatörler test edilirken yapılır). Ölçüm sonuçlarını bir tabloya yazarız ve bunları Uin çıkış gerilimlerinin U1000 kontrol frekans gerilimine oranlarını hesaplamak için kullanırız. Ortaya çıkan oranlar tablonun ilgili satırına kaydedilir.

Örneğin. 50 Hz ve 15 kHz frekanslarında, çıkış voltajı Uout = 300 mV. Bu nedenle ilişki

100 Hz ve 10 kHz frekanslarında oranlara sahibiz

Şimdi, tüm ön verilere sahip olarak, amplifikatörün frekans tepkisini çizmeye devam ediyoruz (Şekil 4). Genellikle bu amaçla özel logaritmik kağıt kullanılır (farklı frekans ve şiddetteki seslerin işitsel algısı logaritmik yasaya uyar). Ancak, frekans yanıtını oluşturmak için herhangi bir kareli kağıt veya grafik kağıdı kullanabilirsiniz. Şekil l'de gösterildiği gibi işaretlenmiştir. 4. Önce frekans değerlerini yatay y ekseni boyunca çizin. Şek. 4'te, üst sıradaki sayılar Radyo Amatör Laboratuvarı'nın LF üretecinin sabit frekanslarına karşılık gelir. Renkli olarak vurgulanan alt sıradaki sayılar, endüstriyel ölçüm ekipmanı kullanılarak karakterizasyon için GOST tarafından önerilen frekanslara karşılık gelir.

Daha sonra, dikey eksen boyunca, daha önce üzerinde eşit aralıklarla 8-10 işaret yaptıktan sonra, U f /U 1000 desibel cinsinden oranlar. Tarafımızdan ölçülen frekans yanıtının düşüşü veya blokajı 6 dB'yi geçmediği için 6. işaret seviyesinde sıfır çizgisini çizip sola 0, -1, -2 ... -6 dB rakamlarını koyuyoruz. . Ayrıca 1000 Hz'lik bir kontrol frekansı çizgisi çiziyoruz. Ardından, Tablodaki verileri kullanarak. 2, sürekli olarak 50 Hz ila 15 kHz arasındaki ölçüm frekanslarını işaretliyoruz. Karakteristiğin kenarlarında bir durgunluk olduğu için işaretleri sıfır çizgisinden aşağıya desibel olarak koyuyoruz. Örneğin, 50 Hz frekansta 6 dB'lik bir düşüş oldu, bu nedenle işareti - 6 dB seviyesinde belirledik. 75 Hz'lik bir frekans için işareti - 3 dB vb. Düzeyine yerleştiririz. Bu işaretlerin içinden çizilen düz bir çizgi, frekans yanıtı olacaktır. Frekans yanıtının düzlüğü için genel olarak kabul edilen toleransa karşılık gelen -3 dB'deki yatay çizgi, bu özelliği 75 Hz ve yaklaşık 12 kHz frekanslarında keser. Bu nedenle, yükseltilecek bant genişliği veya test edilen amplifikatörün bant genişliği, 3 dB dalgalanma ile 75-12.000 Hz'dir.

Yüksek kaliteli bas amplifikatörleri, ses kontrollerine ek olarak genellikle iki ayrı ton kontrolüne sahiptir - düşük ve yüksek frekanslar için. Bu tür amplifikatörlerin frekans özellikleri en az üç kez alınır. İlk olarak, her iki ton kontrolü de aşırı düşük ve yüksek frekansların en büyük blokajına karşılık gelen konumlara ayarlanır. Ortaya çıkan karakteristik, Şek. Daha sonra her iki ton kontrolünün düğmeleri alt ve üst frekanslardaki maksimum artışa karşılık gelen diğer uç konuma çevrilir ve on kat (20 dB) daha düşük bir giriş voltajında ​​ölçümler yapılır. nominal olandan daha. Bu özellik eğri 2 şeklini alabilir (Şekil 5).

Daha sonra her iki regülatörün kulpları orta konuma getirilir ve üçüncü ölçü alınır. Elde edilen karakteristik eğri 3'e karşılık geliyorsa veya yakınsa, ölçümler tamamlanır. Bu eğriden önemli ölçüde farklıysa, regülatör düğmelerinin bu tür konumları örneklenerek bulunur, burada karakteristik en açık olarak elde edilir ve regülatör düğmeleri üzerinde uygun işaretler yapılır.

Şekil l'deki grafikten Bu tür özelliklere sahip bir bas amplifikatörü için, 63 Hz'lik (GOST'a göre) en düşük frekanstaki ton kontrol sınırının +6 ve -6 dB ve en yüksekte, yaklaşık + 12 kHz'e eşit olduğu açıkça görülmektedir. 5 ila -10 dB .

Hoparlörleri, hoparlörleri veya kulaklıkları kontrol etmeden önce, amplifikatörünüzün (sabit veya yerleşik aktif hoparlörler veya bir bilgisayar ses kartı) yeterince iyi teknik özelliklere (parametreler) sahip olduğundan emin olun. Onlar. ne kadar düz ve geniş frekans tepkisi, hepsini verebilir mi? frekanslar aynı seviyede, düşük frekanslarda tıkanma olmadan (bu genellikle düşük kaliteli amplifikatörlerin hatasıdır).

Aynı zamanda, üreticinin beyan ettiği özellikleri geliştirip geliştirmediğini de belirleyebilirsiniz. maksimum güç(Pmax) ve ne çıkış empedansı(Rout) vardır.

Genlik-frekans karakteristiğini kontrol etme tekniği

Genlik-frekans özelliğini ölçmek için ( frekans tepkisi) amplifikatör yükü olarak bir sütun yerine kanallardan birine (sol veya sağ) 5-10 ohm dirençli iletkenleri bağlayın. Dirençle paralel olarak bir AC voltmetre bağlayın (bu durumda dijital, bir işaretçiden daha uygundur) ve bilgisayardan bir sinyal verdikten sonra ses frekans üreteci(22Kb.) 1000 hertz frekansta, çıkış voltajını örneğin 1 volt (1000 milivolt) ayarlamak için ses kontrolünü kullanın, ardından sinyal seviyesini değiştirmeden jeneratörün frekansını azaltın (aralığında) "-100" butonu ile 1000-100 hertz, 100-20 hertz butonu "-10") aralığında 1000Hz'den başlayarak. ve 20Hz'e kadar. dahil (aynı zamanda, amplifikatördeki ton kontrolleri orta konumda veya devre dışı bırakılmış olmalıdır, yani frekans yanıtı doğrusal (yatay) olmalıdır.

Amplifikatörün çıkışındaki voltaj ±2 desibelden (veya 1,25 kat) fazla DEĞİŞMEMELİDİR, ancak ne kadar küçük olursa o kadar iyidir (bizim durumumuzda 0,8-1,25 volt veya 800-1250 milivolt arasında olmalıdır). İdeal olarak, tüm frekansların çıkışı aynı seviyededir.

Pekala, düşük frekanslardaki voltaj düşüşü 2 veya daha fazla ise, bu da 6 desibele veya daha fazlasına karşılık gelir (yani voltaj 0,5 volt veya altına düşer), o zaman hoparlörleriniz asla tüm ihtişamıyla ses çıkaramaz. Ek olarak, doğrusal olmayan bir amplifikatör yanıtı ile hoparlörlerin rezonans frekansını doğru bir şekilde belirleyemezsiniz. Böyle doğrusal olmayan bir frekans yanıtının bir örneği soldaki şekilde gösterilmiştir (mavi eğriye bakın).

Amplifikatörün ikinci kanalı da aynı şekilde kontrol edilir. Düşük frekanslarda sinyalde önemli bir düşüş olması durumunda, amplifikatörün daha iyisiyle değiştirilmesi tavsiye edilir.

Amplifikatör Çıkış Empedansı Ölçümü

Sönümleme faktörü ve modüller arası bozulma, çıkış empedansının değerine bağlıdır ve aynı zamanda sistemin genel kalite faktörünü de doğrudan etkiler. Güç amplifikatörünün çıkış empedansı, yük direncinin 1/10-1/1000'i içinde olmalıdır ve modern amplifikatörler için 0.01-0.1 Ohm mertebesinde bir değere sahiptir.

Bir amplifikatör yükü olarak ölçmek için, iletkenleri uygun gücün 4 veya 8 ohm'luk direnciyle bağlayın. Amplifikatörün çıkışına paralel olarak bir AC voltmetre bağlayın (bu durumda dijital, bir işaretçiden daha uygundur) ve bilgisayardan bir sinyal uyguladıktan sonra ses frekans üreteci(22Kb.) 1000 hertz frekansta, çıkış voltajını 1 ila 5 volt aralığında ayarlamak için ses kontrolünü kullanın.

Öncelikle, amplifikatörün çıkış voltajını rölantide (yüksüz) ölçmeniz gerekir. Ardından direnç üzerine yükleyerek aynısını yapın. Rload dahil tüm miktarlar mümkün olduğunca doğru ölçülmelidir. Çıkış empedansı formülle hesaplanır
Yönlendirme=[(Uхх/Uload)-1]×Rload veya
Yönlendirme=[(Uхх-Uload)/Uload]×Rload. örnek: [(5-4,9)/4,9]×8=0,163 ohm.

Böylece hem ikinci kanalda hem de herhangi bir frekansta çıkış empedansını belirlemek mümkündür.

Maksimum güç ölçümü

Bazı kullanıcılar, üreticilerin beyan ettiği özelliklere güvenmeden, amplifikatörlerinin gerçekte yüke ne kadar güç sağladığını bilmek ister. Yapılabilir, ancak ihtiyacınız olacak:

1. güçlü yük direnci
2. ses frekans üreteci
3. AC gerilim voltmetre
4. osiloskop.

En zor şey, kendiniz güçlü bir yük direnci satın almak veya yapmak ve bir osiloskop bulmaktır. Aşırı durumlarda, bir osiloskop olarak, (hacim 0,3 Mb.) "Sanal Osiloskop" programıyla bir bilgisayar veya dizüstü bilgisayar kullanabilirsiniz. Çalışmasının ayrıntılı bir açıklaması ve bir adaptör şeması (bilgisayar ses kartının girişini incelenmekte olan bir voltaj kaynağıyla eşleştirmek için bir voltaj bölücü) program yardımında mevcuttur. Direnç, eski bir demir bobinden, elektrikli sobadan veya fanlı ısıtıcıdan yapılabilir.

Kanallardan birinde (sol veya sağ), hoparlör yerine iletkenleri, amplifikatörünüzün hesaplanan yük direncine karşılık gelen bir dirençle amplifikatör yükü olarak bağlayın. Ekipmanın talimatlarında belirtilmiştir ve genellikle 8 veya 4 ohm'dur. Direncin gücü, çalışma sırasında yanmaması için yeterli olmalıdır, yani. amplifikatörün beklenen çıkış gücünden az olmamalıdır (amplifikatörün kanal başına 100 watt olduğu bildirilmişse, direnç gücü 100 watt veya daha fazla olmalıdır).

Dirençe paralel olarak, bir AC voltmetre (tercihen bir işaretçi, etkin voltaj değerini gösterir) ve bir osiloskop bağlayın ve bilgisayardan bir sinyal gönderdikten sonra ses frekans üreteci( 22Kb.) 1000 hertz frekansta, çıkış voltajını ayarlamak için ses kontrolünü kullanın, örneğin 1 volt (1000 milivolt). Osiloskopta dalga formunu gözlemleyin, ardından frekansı değiştirmeden sinyalin genliğini artırın.

Sinüzoid artacak yüksekliğinde, şeklini bozmadan ancak bir noktada kırpılacak, "tavana ve zemine" yaslanmış gibi görünecek, yuvarlak olmak yerine üst ve / veya alt kısımları, şekildeki gibi yatay hale gelecektir. doğru, yani sinyal genlik olarak sınırlı olacaktır. Sinyalin kırpılma eşiğinde olması için genliği azaltın (hala yuvarlak bir şekli korur). Bu anda voltmetrede gösterilen voltaj Umax'tır. P=U²/R formülünü kullanarak amplifikatörün maksimum gücünü hesaplayın.

Örneğin, Umax=21v. R=4om. Pmaks=21²/4=110W. R \u003d 8 ohm ise, Pmax \u003d 55 watt.

Aynı şekilde, amplifikatörün daha düşük frekans tepkisinde (20 hertz) veya hoparlörleriniz için belirlenen frekans aralığının daha düşük frekansında (örneğin 40, 45 veya 50 hertz) maksimum çıkış gücünü kontrol edebilirsiniz. Sinüzoidin genlikte sınırlandırılması, ideal olarak, sinyalin her iki yarım dalgasında da kesinlikle simetrik olarak gerçekleşmelidir.

Benzer şekilde, amplifikatörün ikinci kanalındaki gücü ölçün.

DIŞARI ÇIKMAK içindekiler tablosuna

Telif hakkı © Poluboyartsev A.V.

Periyodik süreçlerin en önemli özelliği, birim zaman aralığında salınımların tam döngü (periyot) sayısı ile belirlenen frekanstır. İhtiyaç için frekans ölçümü bilim ve teknolojinin birçok alanında ve özellikle de sıklıkla, düşük frekanslardan ultra yüksek frekanslara kadar geniş bir elektriksel salınım aralığını kapsayan radyo elektroniğinde meydana gelir.

Elektrikli radyo cihazlarının güç kaynaklarının frekansını ölçmek için, elektromanyetik, elektro- ve ferrodinamik frekans ölçerler, oranmetrik bir ölçer ölçeğinde doğrudan bir değerlendirme ile ve ayrıca ayar çatalı frekans ölçerler kullanılır. Bu enstrümanlar dar ölçüm limitlerine sahiptir, tipik olarak 25, 50, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 430, 500, 800, 1000, 1500 ve 2400 Hz nominal frekanslarından birinin +-%10'u dahilindedir ve 36, 110, 115, 127, 220 veya 380 V nominal gerilimde çalışır.

Çok düşük frekanslar (5 Hz'den az), örneğin incelenen devreye dahil edilmiş bir manyetoelektrik cihaz ve bir kronometre kullanılarak sabit bir süre içindeki tam salınım periyotlarının sayısı sayılarak yaklaşık olarak belirlenebilir; istenen frekans, alet iğnesinin 1 s'deki ortalama salınım periyodu sayısına eşittir. Düşük frekanslar, bir voltmetre yöntemi, bir köprü yöntemi ve ayrıca akustik vuruşlar veya bir elektron ışını osiloskopu kullanılarak bir referans frekansıyla karşılaştırma yöntemleri kullanılarak ölçülebilir. Düşük ve yüksek frekansların geniş bir aralığında, bir kondansatörün şarj-deşarj yöntemlerine dayalı frekans sayaçları ve ayrık sayım çalışmaları. Yüksek ve ultra yüksek frekansları ölçmek için (50 kHz ve üzeri), rezonans ve heterodin yöntemlerine dayalı frekans ölçerler kullanılır. Mikrodalga frekanslarında (100 MHz ve üzeri), ölçüm hatları kullanılarak elektromanyetik salınımların dalga boyunun doğrudan tahmin edilmesi yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.

İncelenen salınımların sinüzoidalden farklı bir şekli varsa, kural olarak bu salınımların temel harmoniğinin frekansı ölçülür. Karmaşık bir salınımın frekans bileşimini analiz etmek gerekirse, özel cihazlar kullanılır - frekans spektrumu analizörleri.

Modern ölçüm ekipmanı, 10-11'e kadar bağıl hata ile yüksek frekansların ölçülmesine izin verir; bu, yaklaşık 10 MHz'lik bir frekansın, 0,0001 Hz'den fazla olmayan bir hatayla belirlenebileceği anlamına gelir. Kuvars, moleküler ve atomik üreteçler, oldukça kararlı örnek frekansların kaynakları olarak kullanılır ve düşük frekans bölgesinde diyapazon üreteçleri kullanılır. Yayın istasyonlarında kullanılan frekans sabitleme yöntemleri, frekansı 10-6'dan fazla olmayan bir bağıl hata ile korumayı mümkün kılar, böylece taşıyıcı frekansları, frekans ölçümlerinde referans frekanslar olarak başarıyla kullanılabilir. Ek olarak, SSCB Devlet Zaman ve Frekans Hizmetinin radyo istasyonları aracılığıyla, modüle edilmemiş bir taşıyıcı olan bir dizi örnek frekansın (100 ve 200 kHz, 2.5; 5; 10 ve 15 MHz) dalgalanmaları düzenli olarak iletilir. çağrı işaretleri ve tam zaman sinyalleri ile periyodik olarak kesintiye uğrar.

Birçok radyo mühendisliği uygulamasında, düşük frekansları ölçerken %5-10'a kadar bir hataya izin verilebilir ve yüksek frekansları ölçerken - %0.1-1'e kadar bir hataya izin verilebilir, bu da devre ve tasarım gereksinimlerini kolaylaştırır. Kullanılan frekans ölçerler

Voltmetre ile frekans ölçümü

En basit olanı, reaktif elemanların direncinin içlerinden akan akımın frekansına bağlılığına dayanan dolaylı bir frekans ölçme yöntemidir. Muhtemel bir ölçüm şeması, Şek. 1.

Pirinç. 1. Bir voltmetre kullanarak frekansı ölçmek için şema

Reaktif olmayan bir direnç R zinciri ve düşük kayıplı bir kapasitör C, parametreleri tam olarak bilinen frekans salınımları F x kaynağına bağlanır. Giriş voltajının değerine yakın bir ölçüm limitine sahip yüksek dirençli bir AC voltmetre V, dönüşümlü olarak zincirin elemanları üzerindeki UR ve U C voltajlarını ölçer. U*R = I*R ve U C = I/(2πF x C) olduğundan (burada I devredeki akımdır), o zaman U R /U C = 2πF x RC oranı şu anlama gelir:

F x \u003d 1 / (2πRC) * U R / R C

Voltmetre V'nin giriş direnci, devrenin her bir elemanının direncinin en az 10 katı olmalıdır. Bununla birlikte, bir voltmetrenin etkisi, yalnızca UR ve UC voltajlarının eşitliğinin bir göstergesi olarak kullanılıyorsa, örneğin direnç R'de yumuşak bir değişiklikle elde edilirse hariç tutulabilir. Bu durumda, ölçülen frekans şu şekilde belirlenir: basit bir formül:

Fx = 1/(2πRC) ≈ 0,16/(RC),

ve kapasitör C'nin sabit bir kapasitansı ile, değişken direnç R'ye F x değerlerinde bir rapor içeren bir ölçek sağlanabilir.

Ölçülen frekansların olası sırasını tahmin edelim. R direncinin maksimum direnci R M \u003d 100 kOhm ise, C \u003d 0,01 μF, 1000 ve 100 pF'de, üst ölçüm sınırı sırasıyla 160, 1600 ve 16000 Hz olacaktır. RM \u003d 10 kOhm ve aynı kapasitans değerleri seçilirken bu sınırlar 1600 Hz, 16 ve 160 kHz'e eşit olacaktır. Yöntemin etkinliği, mezhep seçiminin doğruluğuna ve RC zincirinin elemanlarının kalitesine bağlıdır.

Kapasitif frekans sayaçları

Pratik amaçlar için, incelenen salınımların frekansının bir ibre ölçer ölçeğinde sürekli olarak izlenmesini sağlayan doğrudan okumalı frekans ölçerler en uygunudur. Bunlar, her şeyden önce, çalışması, referans kapasitörün şarj veya deşarj akımının ortalama değerinin ölçülmesine dayanan, periyodik olarak ölçülen frekansın voltajıyla yeniden şarj edilen kapasitif frekans ölçerleri içerir fx . Bu cihazlar 5-10 Hz ile 200-500 kHz arasındaki frekansları ölçmek için kullanılır. Yaklaşık% 3-5'lik izin verilen bir ölçüm hatasıyla, varyantlarından biri Şekil 1'de gösterilen basit şemalara göre gerçekleştirilebilirler. 2. Burada, anahtar modunda çalışan transistör T1, giriş potansiyometresi R1'den tabanına beslenen bir frekans voltajı f x tarafından kontrol edilir. Bir giriş sinyalinin yokluğunda, tabanı güç kaynağının negatif kutbuna R3 ve R2 dirençleri aracılığıyla bağlandığından, transistör T1 açıktır. Bu durumda, bölücü R5, R2'nin direnci R5 üzerinde bir voltaj düşüşü U oluşturulur; ikincisi, büyük bir kapasitör C2'nin varlığından dolayı, transistör aşamasının besleme voltajı olarak sabitlenir ve transistör modundaki hızlı periyodik değişikliklerle neredeyse değişmez. anahtarı ayarlarken İÇİNDE“U-” konumuna, ek direnç R6 ile seri olarak bağlanan AND ölçer, kullanarak belirli bir seviyede, örneğin 15 V tutulan C2 kondansatörü üzerindeki U sabit voltajını ölçen bir voltmetre oluşturur. ayar direnci R2.Düşünülen yerine, tipik bir devre, sistematik izleme gerektirmeyen zener diyotta parametrik voltaj stabilizasyonu başarıyla uygulanabilir.

Pirinç. 2. Kapasitif bir frekans ölçer şeması

f x frekansının giriş voltajının pozitif yarım döngüsünde, transistör T1 kapanır ve kollektöründeki voltaj keskin bir şekilde U değerine yükselir; bu durumda, şarj akımı sayaçtan akan kapasitörlerden biri olan U'ya yakın bir voltaja hızlı bir şarj meydana gelir. VE ve diyot D2. Negatif yarım döngüde, transistör T1 açılır, direnci çok küçük hale gelir, bu da D1 diyotundan akan akımla C kondansatörünün hızlı ve neredeyse tamamen boşalmasına yol açar. Ölçülen frekansın bir periyodu için, kondansatöre şarj sırasında verilen ve deşarj sırasında verdiği elektrik miktarı, q ≈ CU. Şarj - deşarj işlemi f x frekansı ile tekrarlandığından, ortalama değer BEN metre tarafından kaydedilen şarj akımı VE, bu frekansla orantılı olduğu ortaya çıkıyor:

ben = q*f x ≈ C*U*f x .

Bu, ölçüm cihazını doğrudan ölçülen frekansların değerlerinde kalibre edilmiş doğrusal bir ölçekle donatmanıza olanak tanır.

Sayacın I toplam sapma akımı ve sabit voltaj U biliniyorsa, ölçülen frekansların belirli bir sınır değerinde f p kondansatörün bir kapasitansı olmalıdır.

C \u003d ben ve / (U * f p).

Örneğin, Şekil 1'de gösterilen devre elemanlarının değerleri ile. 2, frekans sayacı 100 Hz, 1, 10 ve 100 kHz üst limitlerinde çalışacak şekilde ayarlanabilir.

Bu devrede, transistör T1 üzerindeki anahtar aynı anda sınırlayıcı bir amplifikatörün işlevlerini yerine getirir, bu nedenle frekans ölçer okumaları giriş voltajının şekline çok fazla bağlı değildir. Yaklaşık 0,5 V ve üzeri genliğe sahip herhangi bir periyodik giriş voltajı, frekans ölçerin ölçüm (sayma) devresini besleyen sabit bir Uf genliği ile neredeyse dikdörtgen darbe voltajına dönüştürülür. Metreyi şöntleyen kapasitör C3, genel aralığın en düşük frekanslarını ölçerken ikincisinin okunun dalgalanmasını yumuşatır.

Sayaca paralel bağlanan düzeltici direnç R7, çalışması sırasında frekans ölçerin ölçeğini düzeltmeye yarar. Aynı zamanda, bir ölçüm jeneratöründen veya bir alternatif akım şebekesinden (50 Hz) frekans ölçerin girişine bir referans frekans voltajı sağlanır ve R7 direncini ayarlayarak, sayaç iğnesi frekansın karşılık gelen bölümüne saptırılır ölçek. Bu ayar, direnç R2 kullanılarak gerçekleştirilen U besleme voltajının yukarıdaki ayarıyla değiştirerek birkaç kez tekrarlanır.

0,3-0,5 V'tan düşük bir giriş voltajı, pozitif yarı döngünün çoğu sırasında transistör T1'i kapatmak için yeterli olmayabilir; o zaman kapasitör C'nin U voltajına kadar şarj olma zamanı olmayacak ve frekans ölçer okumaları hafife alınacaktır. Giriş voltajının hassasiyetini 20-50 mV'a çıkarmak için, bir elektronik anahtardan önce bazen ortak bir emitör devresine göre gerçekleştirilen bir yükseltme aşaması gelir.

Giriş voltajı çok yüksekse, giriş transistörü zarar görebilir; bu, girişteki sınırlayıcı veya ayarlayıcı elemanları açma ihtiyacına yol açar, örneğin, Şekil 2'deki devrede R1 potansiyometresi. 2. Giriş voltajı, frekans ölçerin okumalarını takiben kademeli olarak artırılmalıdır ve ikincisi, belirli bir artış aralığından sonra stabilize olduğunda, frekans f x tahmin edilebilir. Bu frekans ölçer için en uygun seviyeye, örneğin 1,5 V'a ayarlamak amacıyla giriş voltajını kontrol etmek faydalıdır. D1, D2 diyotları ve R4 direnci, R1 potansiyometresinden alınan voltajı kontrol eden yaklaşık 3 V'luk bir ölçüm limiti ile bir AC voltmetre akımı oluşturur.

Dikkate alınana benzer şemalara göre yapılan frekans ölçerler, yalnızca cihazın hata ayıklamasında ve kalibrasyonunda kullanılan voltajlara (genellikle sinüzoidal) yakın giriş voltajlarında yeterince doğru okumalar verir. Üniversal kapasitif frekans ölçerler, çok çeşitli frekanslarda ve giriş gerilimlerinde herhangi bir şekil ve polaritedeki hem sürekli hem de darbeli gerilimlerin frekanslarını ölçmenizi sağlar 1. En genel durumda, işlevsel şemaları seri olarak bağlanmış aşağıdaki bileşenleri içerir: giriş bölücü - eşleştirme aşaması - amplifikatör - Schmitt tetikleyici - filtreleme diyotlu farklılaştırma devresi - bekleyen bir multivibratör - bir sayma devresi. Genellikle kademeli olan yüksek dirençli bir giriş bölücü, izin verilen maksimum giriş voltajlarını yüzlerce volta yükseltir. Verici veya kaynak izleyici, cihazın yüksek giriş empedansını sağlayarak incelenen devre üzerindeki etkisini zayıflatır. Amplifikatör, izin verilen maksimum giriş voltajını onlarca milivolta düşürür. Onun tarafından yükseltilen fx frekans dalgalanmaları, fx tekrarlama frekansına sahip dikdörtgen darbeler üreten Schmitt tetikleyicisini periyodik olarak tetikler.

Pirinç. 3. Evrensel bir kapasitif frekans ölçer şeması

Bu darbelerin süresi, giriş sinyalinin frekansına ve genliğine bağlı olduğundan, doğru frekans ölçümleri için uygun değildir. Bu nedenle, farklılaşan bir RC devresinin yardımıyla, her bir dikdörtgen tetik darbesi, farklı polariteye sahip bir çift sivri darbeye dönüştürülür. Kare dalganın bozunması sırasında meydana gelen bu darbelerden biri, bir diyot kullanılarak filtrelenir ve tetikleyici kare dalganın kenarına karşılık gelen ikincisi, bekleyen multivibratörü başlatmak için kullanılır. İkincisi, kesinlikle tanımlanmış bir süre ve genliğe sahip dikdörtgen darbeler üretir; bunların tekrarlama frekansı, açıkça f x'e eşittir. Sonuç olarak, çeşitli derecelerde anahtarlamalı kapasitörler, doğrultucu elemanlar ve bir gösterge ölçer içeren bir sayma devresi, sayımın giriş voltajının genliğinden ve şeklinden tamamen bağımsız olarak f x frekansının ölçülmesini sağlar. Ölçüm hatasını azaltmak için (en iyi örneklerde %1'i aşmayan), multivibratör darbelerinin optimum süresi, her frekans sınırında, bu ölçüm sınırının en yüksek frekans periyodunun yaklaşık yarısına eşit olacak şekilde ayarlanır. Üniversal frekans ölçer AC şebekesinden besleniyorsa, doğrultulmuş voltajın parametrik stabilizasyonu zorunludur ve ölçek düzeltmesi için referans olarak 50 Hz şebeke frekansı veya iki katı 100 Hz değeri (darbe frekansı) kullanılır.

Belirli cihazlarda, dikkate alınan işlevsel şema çeşitli versiyonlarda uygulanır. Şek. Şekil 3, üst ölçüm limitleri 200, 2000 ve 20.000 Hz olan nispeten basit bir evrensel frekans ölçerin şemasını göstermektedir; VE 1-3 mA tam sapma akımı ile. Cihaz, bir giriş adımı bölücü R1-R3, bir transistör T1 üzerinde bir amplifikatör, T2 ve T3 transistörleri üzerinde bir Schmitt tetikleyici, yalnızca pozitif polarite darbelerini geçiren bir diyot D2 ile bir farklılaştırıcı devre C3, R13 ve transistörlerde bekleyen bir multivibratör içerir. T4, T5. Frekans ölçerin bir özelliği, özel doğrultucu elemanların olmamasıdır. AND ölçer, multivibratörün kollarından birine dahil edilmiştir, farklılaştırılmış tetik darbeleriyle sabit bir zaman aralığı için açılır ve fx frekansıyla orantılı toplayıcı akımının ortalama değerini kaydeder. Üst ölçüm sınırları fp, R18-R20 düzeltme dirençleri kullanılarak C4-C6 kapasitörlerinin değerleri seçilerek ayarlanan multivibratör darbelerinin süresi ile belirlenir. Bu devrede tüm sayma RC devreleri birbirine bağlı olduğundan, aşağıdaki sırayla ayarlanmaları gerekir: C4-R18, C5-R19 ve C6-R20, ardından tüm limitler R18-R20 dirençleriyle yeniden ayarlanır.

Frekans ölçerin ölçüm hatası, esas olarak yedek multivibratörün ayarlama doğruluğu ve kararlılığı ile belirlenir, bu nedenle ikincisinin besleme voltajı, direnç R12 ve zener diyot D1 tarafından stabilize edilir. Kırpıcı direnci R4, transistör T1'e (4-5 V) dayalı olarak optimum sapmayı seçer. Yüksek frekanslı bir ölçüm sınırının varlığında (örneğin, 200 kHz'e kadar), tetikleyicinin ve multivibratörün hızını artırmak için, küçük kapasitörleri (onlarca pikofarad) R10 ve R15 dirençlerine paralel olarak bağlamak yararlıdır.

T1 transistörü üzerindeki amplifikatör, 10-20 V'a kadar giriş voltajlarıyla genlik sınırlama modunda çalıştığından, giriş voltajı bölücü olmadan yapabilirsiniz; aynı zamanda girişe bir sınırlayıcı direnç dahil edilmelidir.

Elektronik sayma (dijital) frekans ölçerler

Yeteneklerine göre, elektronik sayma frekans ölçerler evrensel cihazlardır. Ana amaçları, geniş bir frekans aralığında (yaklaşık 10 Hz ila 100 MHz) gerçekleştirilen sürekli ve darbeli salınımların frekansını% 0,0005'ten fazla olmayan bir ölçüm hatasıyla ölçmektir. Ayrıca, düşük frekanslı salınımların periyotlarını, darbe sürelerini, iki frekansın oranını (periyotlar) vs. ölçmenizi sağlarlar.

Elektronik sayma frekans ölçerlerin eylemi, kalibre edilmiş bir zaman aralığı için dijital göstergeli bir elektronik sayaca alınan darbe sayısının ayrı bir sayımına dayanır. Şek. Şekil 4, cihazın basitleştirilmiş bir işlevsel diyagramını göstermektedir. Yükseltme-şekillendirme cihazında ölçülen frekans fx'in voltajı, aynı frekans fx ile tekrarlanan bir tek kutuplu darbeler dizisine dönüştürülür. Bu amaçla, çıkışta bir farklılaştırma devresi ve bir diyot sınırlayıcı ile desteklenen bir sınırlayıcı amplifikatör ve bir Schmitt tetikleyici sistemi sıklıkla kullanılır (ayrıca bkz. Şekil 3). Zaman seçici (iki girişli elektronik anahtar), bu darbeleri yalnızca, ikinci girişine etki eden dikdörtgen darbenin süresi tarafından belirlenen, kesinlikle sabit bir zaman aralığı Δt sırasında elektronik sayaca iletir. Sayaç m darbe kaydettiğinde, ölçülen frekans formül tarafından belirlenir.

Örneğin, Δt = 0,01 s süresi boyunca 5765 darbe not edilirse, o zaman f x = 576,5 kHz olur.

Frekans ölçüm hatası, esas olarak seçilen sayma zaman aralığının kalibrasyon hatası tarafından belirlenir. Bu aralığı oluşturmak için sistemdeki ana bileşen, diyelim ki 100 kHz frekanslı oldukça kararlı bir kuvars osilatördür. Seri bağlı bir grup frekans bölücü yardımıyla oluşturduğu salınımlar, (f 0) 10 ve 1 kHz, 100, 10, 1 ve 0,1 Hz frekanslı salınımlara dönüştürülür. (T 0) 0.0001 dönemlerine karşılık gelen; 0,001; 0,01; 0,1; 1 ve 10 s (belirtilen f 0 ve T 0 değerlerinin son bir veya ikisi bazı frekans sayaçları için mevcut değildir).

Seçilen f 0 frekansının salınımları (anahtar B2 ile) (sonuncusunun sayısal değeri, sayaçtaki okumanın bir çarpanıdır), bir Schmitt tetikleyici kullanılarak f 0 tekrarlama frekansına sahip dikdörtgen salınımlara dönüştürülür. Eylemleri altında, kontrol cihazında Δt = T 0 = 1/f 0 süreli tam olarak dikdörtgen şeklinde bir aralık darbesi oluşur. Bu darbe, önceki sayaç okumalarını sıfırlar ve ardından (birkaç mikrosaniyelik bir gecikmeyle) seçiciye girer ve fx tekrarlama oranına sahip darbeleri geçmek için bir Δt süresi boyunca seçiciyi açar. Seçiciyi kapattıktan sonra, içinden geçen darbe sayısı m sayaç göstergesi ile sabitlenir ve ölçülen frekans f x \u003d m * f 0 formülü ile belirlenir.

Pirinç. 4. Bir elektronik sayma (dijital) frekans ölçerin basitleştirilmiş işlevsel diyagramı

Seçici kontrol devresi manuel olarak başlatılabilir ("Başlat" düğmesine basarak); bu durumda, kontrol cihazı seçiciye Δt süreli tek bir darbe gönderir ve sayaç, sınırsız gösterge süresi ile tek bir ölçüm sonucu üretir. Otomatik frekans ölçüm modunda, zaman rölesi darbeleri periyodik olarak tekrarlanır ve ölçüm sonuçları seçilen zaman aralıklarında güncellenir.

Frekans ölçer, kuvars osilatör, çarpan ve frekans bölücüler kullanılarak elde edilen ve özel bir çıktıdan alınan f 0 referans frekanslarının bir salınım kaynağı olarak hizmet edebilir. Frekans ölçerin girişine uygulanan aynı titreşimler, sayaç okumalarının doğruluğunu kontrol etmeye hizmet edebilir.

Frekans sayacı, tetik devreleri ve dijital gösterge lambaları üzerinde 4-7 sayma onyıllarından monte edilir. On yılların sayısı, ölçüm sonuçlarındaki maksimum anlamlı rakam (rakam) sayısını belirler. Ayrıklaştırma hatası olarak adlandırılan olası bir sayma hatası, en önemsiz basamağın basamağında bir birimdir. Bu nedenle, maksimum sayaç hanesi sayısının kullanıldığı böyle bir sayma zaman aralığının (At) seçilmesi arzu edilir. Dolayısıyla, yukarıda ele alınan örnekte, Δt = 0,01 s (f 0 = 100 Hz) ile sayıcının dört hanesi sayım için yeterli çıktı ve ölçüm sonucu f x = 576,5 kHz + -100 Hz oldu. Ölçümlerin Δt = 0,1 s'de (f 0 = 10 Hz) tekrarlandığını ve m = 57653 darbe okuması elde edildiğini varsayalım. O zaman fx = 576,53 kHz + -10 Hz. Δt = 1 s'de daha da küçük bir ayrıklaştırma hatası (+-1 Hz) elde edilecektir (bu durumda, sayacın en az altmışlı olması gerekir).

Frekans ölçerin ölçüm aralığını yüksek frekanslara doğru genişletirken, sınırlayıcı faktör dönüştürme onyıllarının hızıdır. Tabanda yaklaşık 10 ns'lik bir şarj emilim süresine sahip yüksek frekanslı silikon transistörlerde (örneğin, KT316A tipi) tetikleme devreleri gerçekleştirirken, ölçülen üst sınırlayıcı frekans onlarca megahertz'e ulaşabilir. Bazı cihazlarda, örneğin 10 MHz'i aşan yüksek frekansları ölçerken, heterodin yöntemi kullanılarak önceden 10 MHz'den daha düşük bir frekansa (örneğin, 86.347 MHz'den 6.347 MHz'e) dönüştürülürler (bkz. ).

Ölçülen frekansın alt sınırını sınırlayan faktör ölçüm süresidir. Örneğin, birçok frekans ölçer için en uzun sayma zaman aralığını Δt = 1 s ayarlarsak, sayaç 10 darbe kaydettiğinde, ölçüm sonucu frekans f x = 10 = + -1 Hz olacaktır, yani. ölçüm hatası% 10'a ulaşabilir. Hatayı, diyelim ki %0,01'e düşürmek için, Δt = 1000 s süresi boyunca darbeleri saymak gerekli olacaktır. 1 Hz veya daha düşük frekansları doğru bir şekilde ölçmek için daha da fazla zaman gerekir. Bu nedenle, elektronik sayma frekans ölçerlerde, çok düşük frekansların f x ölçümü, salınım periyodunun ölçümü T x \u003d 1 / f x ile değiştirilir. Anahtar ayarlanarak salınım periyodu ölçüm devresi oluşturulur. 1'DE“Tx” konumuna getirin (Şek. 4). Schmitt tetikleyicisindeki dönüşümden sonra incelenen voltaj, zaman seçiciyi açık durumda tutan dikdörtgen bir süre Tx darbesinin oluşturulduğu kontrol cihazına etki eder; bu süre boyunca sayaç, anahtarın ayarıyla belirlenen referans frekanslardan birinin salınımlarından üretilen darbeleri kaydeder. 2'DE. İşaretli darbelerin sayısı m ile ölçülen periyot

Örneğin, m = 15625 ve f 0 = 1000 Hz'de, f x = 1/T x = 0,054 Hz frekansına karşılık gelen T x = 15,625 s periyodu. Hatalarını azaltmak için ölçümlerin mümkün olan en yüksek frekansta yapılması arzu edilir f o (tabii ki karşı aşırı yük hariç). Eğer periyot T x< 1 с (f x >1 Hz), o zaman frekans çarpanlarından sonra elde edilen f 0'ın 1 veya 10 MHz'e eşit frekans dalgalanmalarını kullanmak mantıklı olabilir. Bu durumda ölçülen frekansların alt sınırı 0,01 Hz'e kadar genişletilebilir.

İki frekans f 1 /f 2 (f 1 > f 2) oranının ölçümü, B2 anahtarlarının "Kapalı" konumuna ve B1'in "f x" konumuna ayarlanmasına karşılık gelir. "f o" terminallerine daha düşük frekanslı bir f 2 gerilimi uygulanır ve periyodu sayma zaman aralığını Δt belirler. Girişe sağlanan frekans voltajı f 1, Δt = 1/f 2 süresi boyunca sayısı (m) sayaç tarafından kaydedilen darbelere dönüştürülür. İstenen frekans oranı f 1 / f 2 \u003d m (bire kadar hata ile). Bu şekilde, yalnızca önemli ölçüde farklı frekansların oranını bulmanın mantıklı olduğu açıktır.

Elektronik sayma frekans ölçerlerin dezavantajları, devrelerinin karmaşıklığını, önemli boyutlarını ve ağırlıklarını ve yüksek maliyetlerini içerir.

Osilografik frekans ölçüm yöntemleri

Ölçülen frekans, bilinen bir referans frekansı f o ile karşılaştırılarak belirlenebilir. Böyle bir karşılaştırma çoğunlukla bir elektron ışını osiloskopu veya vuruş yöntemleri kullanılarak yapılır.

Elektron ışını osiloskopları, yaklaşık 10 Hz'den sapma kanallarının bant genişliğinin üst sınırı tarafından belirlenen değere kadar olan frekans aralığında esas olarak sinüzoidal bir formun salınım frekanslarını ölçmek için kullanılır; ölçüm hatası pratik olarak f 0 referans frekansının salınım kaynağının (jeneratör) kalibrasyon hatasına eşittir. Çoğu zaman, ölçümler, Şekil 1'de gösterilen bağlantı şeması kullanılarak osiloskop taraması kapalıyken gerçekleştirilir. 5. Ölçülen ve bilinen frekansların gerilimleri, doğrudan veya yükselteçler aracılığıyla çeşitli CRT saptırma plakası çiftlerine sağlanır (bu gerilimlerin osiloskopun hangi girişine etki ettiğine bağlı olarak, frekanslarını f x ve f y olarak göstereceğiz). Bu frekanslar birbirleriyle tamsayılar olarak ilişkiliyse, örneğin 1:1, 1:2, 2:3, vb. ekranda gözlemlendi. Bu şeklin şekli, karşılaştırılan salınımların genliklerinin, frekanslarının ve başlangıç ​​fazlarının oranına bağlıdır.

Pirinç. 5. Lissajous şekil yöntemiyle frekansı ölçmek için şema

Şek. Şekil 6, aynı frekansa ve eşit genliğe sahip, ancak farklı başlangıç ​​fazlarına sahip iki sinüzoidal salınım tüpün saptırıcı plakalarına maruz kaldığında bir Lissajous şeklinin oluşumunu gösterir. Bu şekil, 0 ve 180°'lik salınımlar arasındaki faz kaymaları ile düz eğimli bir çizgiye dalan ve 90° ve 270°'lik faz kaymaları ile bir daireye dönüşen eğimli bir elips biçimine sahiptir (şartlı olarak dikkate alıyoruz). her iki plaka çiftinin de sapmaya duyarlılığı aynı olmalıdır). f x ve f y frekanslarının voltaj genlikleri eşit değilse, ikinci durumda, ekranda bir daire yerine, eksenleri saptırma plakalarının düzlemlerine paralel olan bir elips gözlenecektir.

Pirinç. 6. Karşılaştırılan frekansların oranı f x /f y = 1 olan bir osilogramın oluşturulması

Frekans oranı f x /f y (veya f y /f x) ikiye eşitse, ekrandaki şekil, 90 ve 270°'lik ilk faz kaymalarında bir yay şeklinde daralan bir sekiz şekli alır. (İlk faz kayması her zaman daha yüksek frekansın gerilim periyoduna göre değerlendirilir). Şekil l'de gösterilen tablodan Şekil 7'de, karşılaştırılan frekansların oranını karakterize eden kesir sayısı ne kadar büyükse, ekranda gözlenen Lissajous şeklinin o kadar karmaşık olduğu görülebilir.

Ölçüm yaparken, f 0 referans osilatörünün frekansı (f x veya f y'ye eşittir), Lissajous şekillerinden biri ekranda mümkün olan en basit biçimde görünene kadar yumuşak bir şekilde değiştirilir. Bu rakam, X1, X2 ve Y1, Y2 saptırma plakalarının düzlemlerine paralel xx ve yy çizgileri ile zihinsel olarak çaprazlanır ve çizgilerin her birinin şekil ile kesişme sayısı sayılır. Elde edilen sayıların oranı, çizilen çizgilerin şeklin düğüm noktalarından geçmemesi veya ona teğet olması ve karşılaştırılan salınımların şeklinin yakın olması koşuluyla f x:f y frekanslarının oranına tam olarak eşittir. sinüzoidal.

Pirinç. 7. Farklı f x /f y frekans oranlarında ekranda görülen rakamlar

f x:f y oranını belirledikten ve frekanslardan birini, örneğin f y'yi bilerek, ikinci frekansı bulmak kolaydır.

Bilinen bir frekans f y = 1000 Hz'de ekranda Şekil 1'deki şeklin elde edildiğini varsayalım. 5. Çizimde gösterilen yapıdan, bu rakamın f x: f y \u003d 3: 4 frekans oranına karşılık geldiği görülebilir, buradan f x \u003d 750 Hz.

Karşılaştırılan frekansların bazı istikrarsızlıkları nedeniyle, aralarında kurulan tamsayı veya kesirli-rasyonel oran sürekli olarak ihlal edilir, bu da gözlenen şeklin şeklinde kademeli bir değişikliğe yol açar ve tüm olası faz durumlarından art arda geçer. Şeklin tam bir faz değişim döngüsüne (0'dan 360°'ye) geçtiği süre Δt'yi sabitlersek, karşılaştırılan |f x - f y | = 1/Δt, işareti f 0 frekansındaki küçük bir değişiklik vasıtasıyla deneysel olarak kolayca belirlenebilir. Yüksek frekanslarda, frekanslardan birinin çok küçük bir istikrarsızlığı bile Lissajous figüründe o kadar hızlı değişikliklere neden olur ki, frekans oranını belirlemek imkansız hale gelir. Bu, ölçülen frekansların üst sınırını yaklaşık 10 MHz ile sınırlar.

Pirinç. 8. Parlaklık modülasyonlu dairesel tarama yöntemiyle frekansı ölçmek için şema

Lissajous şeklinin karmaşıklığından dolayı, karşılaştırılan frekansların tamsayı oranı 8-10'u aşan veya payda veya paydaki sayılarla kesirli oranı 4-5'ten büyük olduğunda, gerçek frekans oranını belirlemede hata olasılığı artışlar. Nispeten büyük tamsayı frekans oranlarının (30-50'ye kadar) hassas tespiti, görüntü parlaklık modülasyonuna sahip dairesel tarama yöntemi kullanılarak gerçekleştirilebilir (Şekil 8). Bu durumda, daha düşük frekanslı f 1 gerilimi, iki özdeş faz-bölücü RC zincirinin yardımıyla, fazda karşılıklı olarak 90° kaydırılmış, aynı frekansta iki gerilime dönüştürülür. Bu gerilimler sırasıyla osiloskobun Y ve X girişlerine uygulanıp genliklerinin oranı R dirençleri ve Y ve X kanallarının kazanç kontrolleri ile ayarlandığında ekrandaki ışık noktası bir daireye yakın eğri; ikincisi, parlaklık kontrolü kullanılarak açıkça görünür şekilde ayarlanır. Modülatör M'nin (veya Z kanalının) girişine daha yüksek frekanslı bir voltaj f2 sağlanır ve elektron ışınının yoğunluğunu ve dolayısıyla ekrandaki süpürme eğrisinin tek tek bölümlerinin parlaklığını periyodik olarak artıracak ve azaltacaktır. Bir tamsayı frekans oranı f 2: f 1 = m ile, bunlardan birinin değiştirilmesiyle elde edilir, gözlenen dairenin eğrisi kesikli hale gelir, aşağıdakilerden oluşur F karanlık boşluklarla ayrılmış, eşit uzunlukta sabit ışıklı bölümler. Tamsayı oranı ihlal edildiğinde, kesikli daire, dairenin dolu göründüğü yüksek bir hızda döner.

Ele alınan yöntem, impuls salınımlarının tekrarlama frekansını (fp) ölçmek için de uygulanabilir. Aynı zamanda, f 0 referans frekansı voltajı dairesel bir tarama gerçekleştirir, parlaklık kontrolü, modülatöre sağlanan darbeli salınımların polaritesine (sırasıyla negatif veya pozitif) bağlı olarak bunu görünür veya görünmez olarak ayarlar. İkincisi, ilk durumda tarama çizgisinde koyu kırılmalar ve ikinci durumda parlak noktalar oluşturacaktır. f® frekansını yumuşak bir şekilde değiştirerek (mümkün olan minimum değerinden), tarama hattında bir sabit veya yavaş hareket eden nabız izi elde edilirken, f p \u003d f 0.

İmpuls salınımlarının fp frekansının ölçümü, Şekil 2'deki şemaya göre de gerçekleştirilebilir. 5 X girişine f 0 referans frekansının sinüzoidal voltajını ve osiloskobun Y girişine darbeli voltajı uygularken. Tarama frekansı f 0 \u003d f x, en düşük değerinden başlayarak, ekranda f p \u003d f 0'da meydana gelen yeterince kararlı bir darbe görüntüsü görünene kadar kademeli olarak artırılır. Böyle bir ölçüm tekniği, hata olasılığını ortadan kaldırır, çünkü birden büyük, f 0: f p tamsayı frekans oranlarında bile ekranda tek bir darbe gözlenecektir.

Beat yöntemleriyle frekans ölçümü

Referans frekanslarının salınımlarının kaynağı genellikle, f 0'ın ölçülen frekans f x'e eşit olarak ayarlanabildiği, düzgün veya yumuşak adımlı bir ayara sahip bir ölçüm osilatörüdür. f 0 ve f x frekansları ses ise, eşitlikleri yaklaşık olarak telefonlar veya bir hoparlör kullanarak oluşturdukları titreşimlerin tonlarını dinleyerek değerlendirilebilir.

Karşılaştırılan her iki frekansın elektriksel salınımları, Şekil 1'deki şemaya göre telefonlara aynı anda uygulanırsa, ölçüm hatası neredeyse ölçüm üretecinin kalibrasyon hatasına düşer. 9, bir. f 0 ve f x frekansları birbirine yakınsa, karşılık gelen titreşimler eklendiğinde, telefonlarda duyulan T f tonunun yoğunluğunda periyodik bir artış ve azalma ile kendini gösteren akustik vuruşlar ortaya çıkar. vuruş frekansı

sabit bir süre boyunca ton yoğunluğundaki artışların veya düşüşlerin sayısı kulak tarafından sayılarak belirlenebilir. Vuruşların yeterince keskin görünmesi için, f 0 ve f x frekanslarının salınımlarının genlikleri yaklaşık olarak aynı ayarlanmalıdır; bu, Şekil 1'in incelenmesinden kaynaklanmaktadır. Şekil 9b'de, F frekansıyla titreşen salınımların ortalama eğrisi, f0 ve fx frekanslarına karşılık gelen üst ve alt salınım eğrilerinin eklenmesinin sonucudur.

Pirinç. 9. Akustik vuruş yöntemiyle düşük frekansları ölçme ilkesine

Jeneratör ayarları değiştirilerek, f 0 frekansı, atım periyodundaki artışla tespit edilen f x frekansına yaklaştırılır. Karşılaştırılan frekanslar çakışırsa, vuruşlar kaybolur ve telefonlarda monoton bir ton duyulur. Vuruş göstergesi olarak telefonlar yerine bir AC voltmetre kullanılabilir; bu özellikle tonu telefonlarda net olarak duyulmayan 5 kHz'in üzerindeki frekansları ölçerken kullanışlıdır.

Yüksek frekanslarda, f 0 ve f x frekanslarının karşılaştırılması çoğunlukla sıfır vuruş yöntemiyle gerçekleştirilir. Şek. 10 en basit ölçüm şemasını göstermektedir. Frekans dalgalanmaları f 0 ve f x eş zamanlı olarak L1, L2 ve L kuplaj bobinleri aracılığıyla diyot D devresine verilir. Diyot devresindeki toplam salınımın saptanmasının bir sonucu olarak, f 0 ve f x temel frekanslarının bileşenlerini ve ayrıca daha yüksek harmonik bileşenlerini ve f 0 + f x ve |f 0 - f x | . f 0 ve f x frekansları birbirine yakınsa, o zaman fark atım frekansı F = |f 0 - f x | ses frekansları dahilinde olabilir ve bu frekansın tonu, kapasitör C tarafından yüksek frekanslı akımlardan korunan telefonlarda (Tf) duyulacaktır.

Pirinç. 10. Sıfır vuruş yöntemiyle yüksek frekansları ölçme ilkesi üzerine

Frekanslardan birini değiştirirseniz, örneğin f o , başka bir frekansa yaklaştırırsanız f x , telefonlardaki ton azalır ve bu frekanslar eşitse sıfır vuruşlar gözlenir, bu da sesin kaybolmasıyla algılanır. telefonlar. Böylece frekans ölçümü, referans osilatörün sıfır vuruşların meydana geldiği frekansını belirlemeye indirgenir. Şekil l'deki grafikten de görülebileceği gibi. 11, a, sıfır atım noktasından uzaklaşırken, fark frekansı F, jeneratör frekansı f 0'da hem bir artış hem de bir azalma ile artar.

Pirinç. 11. Vuruş frekansının referans frekans üretecinin ayarına bağımlılığının grafikleri

Frekans ölçüm hatası esas olarak referans osilatörün frekans kalibrasyon hatası f 0 tarafından belirlenir. Bununla birlikte, doğru ölçümlerde, insan işitme cihazının belirli bir frekans F n'nin altındaki frekanstaki tonları algılamaması nedeniyle, birkaç on hertzlik olası bir hata hesaba katılmalıdır; ikincisinin farklı insanlarda değerleri 10-30 Hz aralığındadır. Bu hatayı ortadan kaldırmak için, T f telefonlarla seri olarak, oku çok düşük bir fark frekansı F'de bu frekansla titreşen bir manyetoelektrik akım ölçeri açabilirsiniz. Sıfır vuruşa yaklaşırken okun salınımları yavaşlar ve bunları sabit bir süre boyunca saymak kolaydır.

Referans osilatörü ile ölçülen frekansın kaynağı arasındaki bağlantı, ölçüm hatasında bir artışa yol açan "yakalama" fenomeninin oluşmasını önlemek için güçlü olmamalıdır. Ayarları arasındaki frekans farkı küçük olan iki osilatör arasında güçlü bir bağlantı ile osilatörlerden biri diğerine kendi frekansını empoze edebilir ve her iki osilatör de aynı frekansta salınım yapar. Bu durumda, vuruş frekansı F, Şekil 1'deki grafiğe göre değişir. 11b, yani tüm “yakalama” bölgesinde sıfıra eşit çıkıyor ve telefonlarda ses yok.

Sıfır atımların hassas bir göstergesi olarak, tercihen Y kanalı üzerinden açık girişi olan bir elektron ışını osiloskopu kullanabilirsiniz.Aynı zamanda, telefon yerine 50-200 kOhm dirençli bir direnç açılır. osiloskobun Y girişine voltajın uygulandığı dedektör devresinin yükü (Şekil 10). Süpürme açıkken, F atım frekansının voltaj eğrisi ekranda görünür.Sıfır atımlara yaklaştıkça, bu voltajın periyodu artacaktır ve f 0 = f x'te ekranda sadece yatay bir tarama çizgisi görünür. . Ölçümler süpürme kapalıyken yapılırsa, ekranda f 0 = f x'te görülen dikey çizgi bir noktaya dönüşür.

Kuvars kalibratörlerinin ve heterodin frekans ölçerlerin çalışması, sıfır atım yöntemiyle yüksek frekansları ölçme ilkesine dayanır.

Kuvars kalibratörleri

Yüksek frekansları ölçmek için kullanılan yüksek hassasiyetli aletler arasında en basiti kuvars kalibratörleridir. Radyo alma ve iletme (jeneratör) cihazlarının ölçeklerini, kesin olarak tanımlanmış (referans) frekanslara karşılık gelen bir dizi noktada kontrol etmenizi sağlar.

Pirinç. 12. Kuvars kalibratörün fonksiyonel diyagramı

Kuvars kalibratörün fonksiyonel şeması, şekil 2'deki en eksiksiz versiyonda gösterilmektedir. 12. Cihazın ana bileşeni, harekete geçirdiği salınımların sinüzoidalden keskin bir şekilde farklı bir şekle sahip olduğu ve bu nedenle temel frekans bileşenine ek olarak f 0 , çok sayıda içerdiği bir modda çalışan bir kuvars osilatördür. frekansları 2f 0, 3f 0, 4f 0, vb.'ye eşit olan harmonikler, genlikler ise artan frekansla kademeli olarak azalır. Özel cihazların yokluğunda bir kuvars rezonatör (kuvars) tarafından stabilize edilen f 0) frekansı ile aynı yüksek stabiliteye (genellikle% 0,01 - 0,001 içinde) sahip olan onlarca ila birkaç yüz harmonik arasındaki ölçümler için kullanmak genellikle mümkündür ( örneğin termostatlar), stabilizasyon etkisini arttırır.

Bir kuvars osilatörün uyardığı salınımlar, küçük bir iletken veya ona bağlı pim ile birlikte, kullanımın doğasına bağlı olarak bir alıcı veya verici anten rolü oynayan An bağlantısının soketine (veya kelepçesine) beslenir. cihazın. Ekranlama amacıyla, cihaz genellikle metal bir kasaya yerleştirilir.

Kalibratör, radyo alıcılarının ölçeklerini kontrol ederken, iletişim kablosu aracılığıyla yayılan bir dizi referans frekansı için bir salınım kaynağı görevi görür. Alıcı, kuvars osilatörün çeşitli harmoniklerine sırayla ayarlanır ve karşılık gelen ölçek noktaları belirlenir. Alıcı telgraf modunda çalışıyorsa, jeneratörün harmoniğine ayarlanması, telefonlarda duyulan ikinci yerel osilatörün frekansıyla veya alıcı çıkışına bağlı bir hoparlörle sıfır vuruşlarla sabitlenir. Doğrudan kazanç alıcılarının ölçekleri, üretime getirilen geri bildirim ile kontrol edilir. Yalnızca telefon modunda, örneğin yayında çalışan alıcıların kalibrasyonunu kontrol etmek için, bir kuvars osilatörün salınımları, kalibratöre 400 veya 1000 Hz'lik bir frekans salınım üretecinin (içinde) eklenmesini gerektiren bir ses frekansı ile modüle edilmelidir. şebeke gücüne sahip cihazlarda, 50 veya 100 frekanslı voltaj bazen modülasyon için kullanılır Hz). Aynı zamanda, alıcı, hoparlör tarafından üretilen tonun en yüksek ses seviyesine göre veya çok daha kesin olarak alıcı çıkışına bağlı voltmetrenin maksimum okumalarına göre kuvars osilatörün harmoniğine ayarlanmıştır.

Kuvars kalibratörünün ayrıca radyo vericileri gibi yüksek frekanslı jeneratörlerin terazilerini test etmesi amaçlanıyorsa, girişi An bağlantı soketine ve çıkışı kuvars çıkışına bağlı olan bir dedektör (mikser) ile desteklenir. osilatör. Test edilen vericinin iletişim iletkeninde indüklenen salınımları, frekans olarak kendilerine en yakın kuvars osilatörün harmoniği ile vuruşlar oluşturur; Tespitin bir sonucu olarak, amplifikasyondan sonra T f telefonlarında duyulan atımların fark frekansındaki salınımlar ayırt edilir. Verici, sıfır vuruşlarla bir dizi jeneratör harmoniğinin frekanslarına sırayla ayarlanır ve böylece verici frekans ölçeğinde karşılık gelen noktalar belirlenir.

Kuvars kalibratörlerinin ana dezavantajı, ölçüm sonuçlarının belirsizliğidir, çünkü sıfır atımlar, bu harmoniğin sayısını sabitlemeden yalnızca ölçülen frekansın kristal osilatörün harmoniklerinden birine eşit olduğu gerçeğini belirlemeyi mümkün kılar. Sıfır atım oluşturan harmoniğin frekansının ayarlanmasında hatalardan kaçınmak için, incelenen cihazın, net bir frekans tahmini olan bazı cihazlar (rezonans frekans ölçer, ölçüm üreteci, vb.) kullanılarak yaklaşık olarak kalibre edilmiş bir frekans ölçeğine sahip olması arzu edilir. .), ölçüm doğruluğu küçük olabilir.

Kalibratörün bitişik referans noktaları arasındaki frekans farkı kristal osilatörün f 0 temel frekansına eşittir. Ana yayın bantlarını kapsamak için, f 0 frekansı genellikle 100 kHz'e eşit alınır, bu da radyo cihazlarının ölçeklerinin 10 MHz (λ = 30 m) mertebesindeki frekanslara kadar kontrol edilmesini sağlar. Ölçülen frekans aralığını daha kısa dalgalara doğru genişletmek ve kullanılan harmoniğin frekansını belirlemedeki hataları ortadan kaldırmak için, kuvars osilatörün iki stabilize ve 10 kat temel frekansta, genellikle 100 ve 1000 kHz'e eşit olarak çalıştırılması mümkündür. Bu frekansların her birinin kendi referans noktaları ızgarası vardır. Her iki temel frekansı paylaşma prensibi aşağıdaki örnekten anlaşılabilir. Vericinin 7300 kHz frekansta ayarlanmasının kontrol edildiğini varsayalım. Daha sonra kalibratör başlangıçta 1000 kHz'lik bir temel frekansta açılır. Verici, istenen frekansa en yakın frekansa, yani 1000 kHz'in bir katına, yani 7000 kHz'lik bir frekansa sıfır vuruşlarla ayarlanır. Bu frekansta, referans noktaları 1000 kHz'den sonra nadiren bulunduğundan, hata olasılığı pratik olarak hariç tutulur. Kalibratör daha sonra 100 kHz'lik bir temel frekansa geçirilir; Kuvarsın tam olarak oturması ile sıfır atım korunmalıdır. Verici ayarı sorunsuz bir şekilde istenen frekansa doğru değiştirilir ve 7100, 7200 ve 7300 kHz frekanslarındaki sıfır vuruşlara karşılık gelen ölçek noktaları sırayla işaretlenir.

Bitişik referans frekansları arasındaki aralığı azaltmak gerekirse, genellikle alt harmonik giriş sinyali üzerinde senkronize edilen multivibratör devresine göre gerçekleştirilen frekans bölücüler kullanılır. Bu nedenle, bölme faktörleri 10'a eşit olan, kuvars osilatörün temel frekansı 1 MHz olan iki bölme aşaması kullanılarak, temel frekansları 100 ve 10 kHz olan salınımlar ve çok sayıda harmonik elde edilebilir. Daha sonra, örneğin 7320 kHz frekansına karşılık gelen ölçek noktası, 7000, 7100, 7200, 7300, 7310 ve 7320 kHz frekanslarındaki referans noktalarından geçerken tespit edilecektir. 100 kHz'lik bir temel frekansla, iki bölücü kullanılarak, 10 ve 1 (veya 2) kHz'lik temel frekanslara sahip salınımlar elde edilebilir, ancak bunların yüksek frekanslardaki harmonikleri çok zayıf olacaktır. Referans noktaları arasında küçük aralıklarla, ancak önemli bir yoğunluğa sahip kombinasyon frekans salınımları, birkaç temel frekansın salınımlarının karıştırılmasıyla elde edilebilir.

Pirinç. 13. Üniversal kuvars kalibratörün şeması

Şek. Şekil 13, jeneratörlerin ve radyo alıcılarının frekansını ölçmek için uygun basit bir kuvars kalibratörün bir diyagramını göstermektedir. T2 transistörü üzerindeki kristal osilatör, anahtarın ayarına bağlı olarak 100 veya 1000 kHz'lik temel frekanstaki salınımları uyarır. 2'DE. Ana frekansların değerlere hassas ayarı, L1 ve L2 bobinlerinin çekirdeklerinin ayarlanmasıyla gerçekleştirilir. Çok sayıda harmonik bileşen elde etmek için gerekli olan dalga biçiminin bozulması, yayıcı ile transistör T2'nin tabanı arasına bir diyot D1 bağlanarak elde edilir. Bu salınımları B1 anahtarıyla modüle etmek gerekirse, T1 transistöründe düşük frekanslı bir jeneratör çalıştırılır. Vuruş tespiti, diyot D2 tarafından gerçekleştirilir, doğrultulmuş akımın yüksek frekanslı bileşenleri, kapasitör C9 tarafından filtrelenir.

T3 transistörü tarafından yükseltilen atım frekansı voltajı, T f telefonlarda ses titreşimleri oluşturur.

Pirinç. 14. Frekans bölücülü bir kuvars kalibratörün şeması

Şek. Şekil 14, radyo alıcılarının frekans ölçeklerini kalibre etmek için tasarlanmış bir kuvars kalibratörün bir diyagramını göstermektedir. T1 ve T2 transistörlerindeki bir kuvars osilatör, 100 kHz'lik frekans salınımlarını uyarır. Frekansın nominal değere ince ayarı, C2 kapasitörünün kapasitansı veya kuvars tutucunun kontaklarına paralel bağlı küçük bir kapasitansa sahip bir düzeltici kapasitör seçilerek gerçekleştirilebilir. Frekansı 10 kez bölmeye yarayan T3, T4 transistörleri üzerindeki multivibratörün parametreleri, serbest kendi kendine salınım modunda 10 kHz'den biraz daha az frekansta salınımlar üretecek şekilde seçilir. Ardından, bir kuvars osilatörün salınımlarına maruz kaldığında, 10 kHz frekansta senkronize olacaktır; bu, cihaz kurulurken dikkatlice kontrol edilmelidir: 100 kHz frekansındaki bitişik harmoniklerin salınımları arasında, 10 kHz frekansındaki harmonikler, test edilen cihazın ölçeğinde 9 noktada görünmelidir. Harmoniklerin bolluğu, farklılaşan C3, R6 ve C6, R12 zincirlerinin yardımıyla darbelerin süresinin azaltılması ve ayrıca çıkışta açılan T5 transistörü üzerindeki bir darbe yükselticisi ile darbelerin yükseltilmesiyle kolaylaştırılır.

Kuvars kalibratörlerini çalıştırırken, eskimeye bağlı olarak kuvars rezonatörlerin doğal frekansının zamanla biraz değiştiği dikkate alınmalıdır.

Heterodin frekans sayaçları

Heterodin frekans sayaçları, düzgün bir yüksek frekans aralığında doğru frekans ölçümleri için kullanılır. Prensip olarak, bir heterodin frekans ölçer, Şekil 2'deki fonksiyonel diyagrama göre yapılmış bir kuvars kalibratöründen farklıdır. 12, yalnızca bir kuvars osilatör yerine yerel bir osilatör, yani sürekli ayarlanabilen ayar frekansına sahip düşük güçlü bir osilatör kullanması gerçeğiyle. Bir mikserin varlığı, cihazın yalnızca radyo alıcılarının frekans ölçeklerini kalibre etmek için değil, aynı zamanda jeneratörlerin frekansını sıfır atım yöntemiyle ölçmek için de kullanılmasına izin verir. Sıfır atım göstergesi, telefonlar, osilografik ve elektronik ışıklı göstergeler ve işaret ölçerler tarafından gerçekleştirilir.

Bir heterodin frekans ölçerin ölçüm hatası, esas olarak yerel osilatör frekansının kararlılığı ve kurulum hatası ile belirlenir. Bu nedenle, yerel osilatörlerin elektron tüpleri üzerinde gerçekleştirilmesi sıklıkla tercih edilir. Doğru devre seçimi ve yerel osilatörün tasarımı, içinde düşük sıcaklık katsayısına sahip parçaların kullanılması, yerel osilatör ile çıkış devreleri arasına bir tampon aşamasının dahil edilmesi, stabilizasyon ile frekans kararlılığının artması kolaylaştırılır. besleme voltajları ve ölçümlerden önce cihazın akım altında uzun süreli ısınması. Ayarın düzgünlüğünü ve frekans ayarının doğruluğunu iyileştirmek için, yerel osilatör ayar kapasitörü genellikle büyük bir yavaşlamayla (100-300 kata kadar) bir sürmeli mekanizma aracılığıyla kontrol edilir. Değişken kapasiteli bir kapasitörün ölçeğinde frekansın doğrudan okunması yalnızca en basit tasarımlarda gerçekleştirilir; çoğu cihazda, ölçek çok sayıda bölümle (birkaç bine kadar) tek tiptir ve üzerindeki okuma, tablolar veya grafikler kullanılarak frekansa dönüştürülür.

Frekans alt aralıklarının sayısını azaltmak ve frekans kararlılığını artırmak için, yerel osilatörler genellikle nispeten düşük frekansların (iki örtüşme faktörü ile) ve hem üretilen salınımların temel frekanslarının hem de bunların harmoniklerinin dar bir bölümünde çalışır. ölçümler için kullanılır; ikincisinin oluşumu, yerel osilatörün veya tampon amplifikatörün çalışma modunun seçilmesiyle sağlanır. Örneğin, toplam ölçülen frekans aralığı 125 kHz ila 20 MHz olan Ch4-1 tipi geniş uygulamalı bir frekans ölçerde, yerel osilatörün temel frekansların iki yumuşak alt aralığı vardır: 125-250 kHz ve 2-4 MHz. Birinci alt bantta, birinci, ikinci, dördüncü ve sekizinci harmonikler kullanıldığında, 125-2000 kHz frekans bandını sorunsuz bir şekilde kaplamak mümkündür; ikinci alt bantta, birinci, ikinci, dördüncü ve kısmen beşinci harmonikler kullanılırken, 2-20 MHz frekans bandı örtüşür. Böylece, yerel osilatör ayar düğmesinin her konumu, değerleri kalibrasyon tablosundan belirlenebilen üç veya dört çalışma frekansına karşılık gelir. Örneğin, 175, 350, 700 ve 1400 kHz frekanslarının ölçümü, f g = 175 kHz temel frekansına yerel osilatörün aynı ayarıyla gerçekleştirilir.

Lokal osilatör ayarlama frekanslarının belirsizliği, ölçülen frekans f x'teki dalgalanmaların atımlar oluşturduğu harmoniğin kurulmasında bir hata olasılığı yaratır. Bu nedenle, ölçümlere başlarken, f x frekansının yaklaşık değerini bilmek gerekir. Bununla birlikte, ikincisi, heterodin frekans ölçerin kendisi kullanılarak yapılan hesaplamalarla da belirlenebilir.

Yerel osilatörün ayarını değiştirirken, yerel osilatörün aynı alt bandının f g1 ve f g2 temel frekanslarının iki bitişik değerinde f x frekansıyla sıfır atım elde edildiğini varsayalım. Açıktır ki, f x frekansı aynı anda bu iki frekansın bir harmoniğidir, yani.

f x \u003d n * f g1 \u003d (n + 1) * f g2.

burada n ve (n + 1), f r1 ve f r2 temel frekansları için sırasıyla harmonik sayılarıdır (f r2 için< f г1).

Ortaya çıkan eşitliği n'ye göre çözerek, buluruz

n \u003d f g2 / (f g1 -f g2).

Bu nedenle, ölçülen frekans

f x \u003d n * f g1 \u003d f g1 * f g2 / (f g1 -f g2).

Örneğin f g1 ≈ 1650 kHz ve f g2 ≈ 1500 kHz temel frekanslarında sıfır atım elde edilirse, o zaman yaklaşık f x ≈ 1650*1500/(1650 - 1500) = 16500 kHz.

Frekansı ölçerken, yerel osilatörün salınımları ile ölçülen frekansın harmoniği arasında vuruş olasılığı nedeniyle hataya dikkat edilmelidir; bu nedenle ölçümler, incelenen frekans ölçer ile jeneratör arasında zayıf bir bağlantı ile yapılmalıdır. Cihaz modüle edilmiş salınımlara maruz kaldığında ölçüm hatası da artar; bu durumda, ana (taşıyıcı) frekanslı vuruşlar, yan frekanslı vuruşların gürültülü arka planında duyulacaktır.

Ele alınan tipteki heterodin frekans sayaçları, yaklaşık %1'lik bir hata ile yüksek frekansların ölçülmesini sağlar. Ölçüm hatasının %0,01 veya altına düşürülmesi, ölçümlere başlamadan önce yerel osilatör ölçeğinin bir dizi referans noktasında kontrol edilmesini ve düzeltilmesini mümkün kılan bir kuvars osilatör ile frekans ölçerin desteklenmesiyle elde edilir.

Doğruluğu artırılmış bir heterodin frekans ölçerin ayrıntılı bir işlevsel diyagramı, şekil 2'de gösterilmektedir. 15. Yerel osilatörün, ayarı C3 ve C4 kapasitörlerini ayarlayarak gerçekleştirilen iki alt aralığı vardır. Ana salınımların frekansı, doğrudan frekanslı bir değişken kondansatör C1 tarafından ayarlanır. Giriş (çıkış) sinyalinin seviyesi, potansiyometre R tarafından ayarlanır. Kristal osilatör, temel frekansı genellikle 1 MHz'e eşit alınan harmonik bakımından zengin salınımlar yaratır. Cihazın çalışma tipinin seçimi, tek tek bileşenlerin gücünü açıp kapatarak kademeler arası bağlantıları bozmadan yapılır. B2 anahtarı 3 konumuna ("Kuvars") ayarlandığında, yerel osilatör kapatılır ve kristal osilatör açılır; bu durumda frekans ölçer, jeneratörün harmonikleri üzerindeki frekans ölçümleri için kuvars kalibratörü olarak kullanılabilir. Anahtar konumu 1'de (“LO”), aksine, kristal osilatör kapalıdır ve yerel osilatör açıktır. Bu, sayacın normal çalışma modudur.

Pirinç. 15. Doğruluğu artırılmış bir heterodin frekans ölçerin işlevsel diyagramı

Yerel osilatörün frekans ölçeği, hem yerel osilatör hem de jeneratör aynı anda açıldığında, salınımları dedektöre beslenen B2 anahtarını 2 konumuna ayarlayarak kontrol edilir (“Kontrol”). Bu salınımların belirli bir frekans veya harmonik oranında, frekansı formülle belirlenen ses vuruşları ortaya çıkar.

F \u003d | m * f g - n * f - |,

burada f g ve f k, sırasıyla yerel osilatörün ve kuvars osilatörün temel frekanslarıdır ve m ve n, etkileşen harmoniklerin sayısına karşılık gelen tam sayılardır.

Yerel osilatör aralığında koşulu sağlayan bir dizi frekans için vuruş frekansı sıfıra eşit olur (F = 0).

f g \u003d (n / m) * f k.

Bu frekanslara referans denir ve kalibrasyon tablolarında özel olarak vurgulanır. Örneğin, kuvars osilatörün ana frekansı f k \u003d 1000 kHz ise, 2000-4000 kHz yerel osilatör aralığının referans frekanslarını (f 0) bulalım:

m = 1 ve n = 2, 3 ve 4 f 0 = 2000, 3000 ve 4000 kHz'de; m = 2 ve n = 5 ve 7 f 0 = 2500 ve 3500 kHz'de;

m = 3 ve n = 7, 8, 10 ve 11'de f 0 = 2333, 2667, 3333 ve 3667 kHz, vb.

Etkileşen harmoniklerin sayısı arttıkça vuruş genliğinin azaldığı dikkate alınmalıdır.

Yerel osilatörün ölçeğinin kalibrasyonu ihlal edilirse, ayar düğmesi referans frekanslardan birine ayarlandığında ve kuvars osilatörü sıfır atım yerine açıldığında, amplifikasyondan sonra duyulan ses frekansı salınımları oluşturulur. telefonlarda T f. Düzeltme (kalibrasyon) için, ana ayar kapasitörü C1 ile paralel bağlanan küçük kapasiteli bir kapasitör C2 kullanılır: bunun yardımıyla, ölçümlere başlamadan önce, ölçülen frekansa en yakın referans noktasında sıfır atım elde edilir.

Aşağıdaki örnekte bir heterodin frekans ölçer kurma prosedürünü ele alalım. 10700 kHz frekansta vericinin doğru ölçeğini kontrol etmek istediğinizi varsayalım. Frekans ölçerin kalibrasyon tablosuna bakıldığında, bu frekansın ana frekans 10700/4 = 2675 kHz'e karşılık geldiğini görüyoruz. Ana noktaların tablosuna veya ölçeğine göre, en yakın referans frekansının 2667 kHz olduğunu belirleriz. Ardından, C1 kondansatörünün ölçeğinde, frekansı 2667 kHz'e ayarladık ve B2 anahtarını “Kontrol” konumuna (2) getirerek, düzeltici C2 ile sıfır atım elde ediyoruz. Ardından B2 anahtarını “Yerel osilatör” konumuna (1) getiriyoruz ve yerel osilatör frekansını 2675 kHz'e ayarlayarak, bu frekanstaki verici ölçeğini kontrol ediyoruz.

Bilinmeyen bir frekans (fx) ölçülürken, yerel osilatör ölçeği bu frekansın beklenen değerine en yakın referans noktasında kalibre edilir ve ardından ölçüm modunda, yerel osilatör frekansı ayarlanarak sıfır atım ayarlanır.

Yerel osilatör ölçeğini kalibre ederken ve ayrıca jeneratörlerin frekansını ölçerken, modülatör kapatılmalıdır; alıcıların ayar frekansını ölçerken, cihazın düşük frekans birimine gerek yoktur. Kullanılmayan sayaç bileşenlerini kapatmak için anahtarı kullanın. 3'TE.

Toplu olarak çeşitli endüstriyel üretim türlerinin heterodin frekans ölçerleri, + - (5 * 10 -4 ... 5 * 10 -6) içindeki ölçüm hatalarıyla 100 kHz'den 80 GHz'e kadar ölçülen frekans bandını kapsar. Çok yüksek frekanslarda sıfır atım elde etmek zordur. Bu nedenle, mikrodalga frekans ölçerlerde, bazen gösterge olarak düşük frekanslı bir frekans ölçer (örneğin kapasitif) kullanılır; boyutu ölçüm sonuçları için düzeltilmiş fark atım frekansı F'yi belirlemek için kullanılır.

Çok geniş bir frekans aralığında (düşükten çok yükseğe) çok küçük bir ölçüm hatası, iki frekans ölçerin birleştirilmesiyle elde edilir: heterodin ve elektronik sayım. İkincisi, doğal frekans aralığında bağımsız kullanımına ek olarak, sıfır vuruşa ulaşıldığında yerel osilatör ayarlama frekansını doğru bir şekilde ölçmek için kullanılabilir; bu durumda bir kuvars osilatörü, kalibrasyon tabloları ve grafikleri gereksiz hale gelir.

rezonans frekans sayaçları

Yüksek ve çok yüksek frekansları ölçmek için kullanılan rezonans frekans ölçerlerin özellikleri, tasarımın basitliği, çalışma hızı ve ölçüm sonuçlarının netliğidir; ölçüm hatası %0.1-3'tür.

Bir rezonans frekans ölçer, kuplaj elemanı aracılığıyla incelenen kaynaktan gelen, onu harekete geçiren salınımların ölçülen frekansı f x ile rezonansa ayarlanmış bir salınım sistemidir. Rezonans frekansı, kalibre edilmiş ayar gövdesinin okumalarından belirlenir. Rezonansın durumu dahili veya harici bir gösterge kullanılarak kaydedilir.

50 kHz'den 100-200 MHz'e kadar frekansları ölçen frekans ölçerler, toplu sabitlere sahip elemanların salınımlı bir devresi şeklinde yapılır: bir indüktör L 0 ve değişken bir kapasitör C 0 (Şekil 16). E.D.S., frekans ölçer devresinde indüklenir. ölçülen frekans f x, örneğin L 0 bobini veya An soketine bağlı küçük bir kamçı anten aracılığıyla salınım kaynağı ile endüktif bağlantı nedeniyle. Düşük güç kaynağıyla, ikincisi ile iletişim, bir bağlantı kapasitörü C sv (birkaç pikofarad kapasitesi) ve bir iletişim iletkeni aracılığıyla kapasitif olabilir. Kapasitör C 0'ın kapasitansını değiştirerek devre, rezonans göstergesinin maksimum okumalarına göre fx frekansı ile rezonansa ayarlanır. Bu durumda, ölçülen frekans f x , devrenin doğal frekansına eşittir:

f 0 \u003d 1 / (2π * (L0C0) 0,5),

C 0 kapasitörünün ölçeği ile belirlenir.

Sabit bir L 0 endüktansı ile, ölçülen frekansların aralığı, devre kapasitansı başlangıç ​​​​değerinden C değiştiğinde, frekans ölçerin maksimum ayar frekansı f m'nin en düşük frekansa f n oranı olarak anlaşılan örtüşme faktörü ile sınırlıdır. n ila maksimum C m Devrenin başlangıç ​​kapasitansı C n kapasitörün başlangıç ​​kapasitansından, montaj kapasitanslarından ve gerekli örtüşme oranını elde etmek için devreye dahil edilen sabit veya trimer kapasitörlerin kapasitanslarından oluşur veya diğer amaçlar (Şek. 17). Ölçülen frekans aralığını genişletmek gerekirse, frekans ölçer, değiştirilebilir (Şek. 16) veya değiştirilebilir (Şek. 17) farklı endüktanslı birkaç bobinle donatılmıştır. İkinci durumda, kullanılmayan bobinlerin (korumalı değillerse) frekans ölçer devresinden bu bobinlerin doğal frekanslarına yakın ayar frekanslarında enerji emmelerini önlemek için kısa devre yapılması tavsiye edilir; bu durumda, salınım kaynağı ile iletişim, bağlantı soketi An aracılığıyla veya devreye esnek bir yüksek frekans kablosuyla bağlanan bir veya birkaç turdan harici bir bağlantı bobini L sv aracılığıyla gerçekleştirilir (Şekil 17). .

Rezonans göstergeleri, rezonans durumunu devredeki maksimum akım veya devre elemanları üzerindeki maksimum voltaj ile sabitlemenizi sağlar. Mevcut göstergeler düşük dirençli ve voltaj göstergeleri - yüksek dirençli olmalıdır; o zaman devreye getirdikleri kayıplar, devrenin rezonans özelliğinde gözle görülür bir körelmeye neden olmaz.

Pirinç. 16. Akım göstergeli ve değiştirilebilir döngü bobinli bir rezonans frekans ölçer şeması

Akım göstergeleri olarak, bazen frekans ölçer devresine seri olarak bağlanan toplam sapma akımı 10 mA'ya kadar olan termoelektrik miliampermetreler kullanılır (Şekil 16); böyle bir frekans ölçeri çalıştırırken, kişi ölçüm nesnesi ile çok dikkatli bir şekilde bağlantı kurmalı ve rezonansa yaklaşırken termal cihazı aşırı yüklemekten kaçınmalıdır. Akımın en basit göstergesi, minyatür bir akkor ampul L olarak hizmet edebilir; bu durumda ölçüm hatası doğal olarak artar.

Modern frekans ölçerlerde, voltaj göstergeleri en sık kullanılır - işaret ölçerli yüksek frekanslı voltmetreler; iyi aşırı yük direnci ile yüksek gösterge doğruluğu sağlarlar. Bu türden en basit gösterge (Şekil 17, a) bir nokta diyot D ve hassas bir manyetoelektrik ölçerden oluşur. VE, doğrultulmuş akımın yüksek frekanslı bileşenlerinden C2 kondansatörü tarafından şöntlendi. Verici antenlerin radyasyon modellerini alırken alan gücünün bir göstergesi olarak işaretçi ölçerli bir frekans ölçer kullanılabilir.

Pirinç. 17. Gerilim göstergeli ve değiştirilebilir döngü bobinli rezonans frekans ölçer şemaları

Çalışılan salınımlar modüle edilirse, yüksek dirençli bir telefon T f (Şekil 17, a) bir gösterge görevi görebilir. Bu durumda, rezonans, modüle edici frekansın tonunun en yüksek hacmi ile not edilir. Böyle bir frekans ölçer, telsiz telefon vericilerinin işitsel kalite kontrolü için uygundur.

Rezonans frekans ölçerler, hassasiyetle, yani kendilerine sağlanan yüksek frekanslı gücün minimum değeri ile karakterize edilir ve burada net bir rezonans göstergesi sağlanır; genellikle 0,1-5 mW aralığındadır ve akkor ampul kullanıldığında 0,1 W'a çıkar. Hassasiyeti artırmak için, bazen rezonans göstergesine (dedektörden sonra) büyük bir giriş direncine sahip bir transistör DC amplifikatörü eklenir; Böyle bir amplifikatörün en basit devresi, Şek. 17, b.

Mikrodalga frekanslarında, topaklanmış sabit devreler, kalite faktörlerindeki keskin düşüş nedeniyle etkisiz hale gelir. 100 ila 1000 MHz frekans aralığında, toplu kapasitansa ve dağıtılmış endüktansa sahip karma tip devrelere sahip frekans sayaçlarında oldukça iyi sonuçlar elde edilir (Şekil 18). L0 endüktans elemanı olarak, 2-5 mm çapında gümüş kaplı bakır tel veya borunun kavisli bir parçası (bobin) kullanılır. Anahtar B, ölçüm alt aralığını belirler. Frekans ölçer, bir döner kontak sürgüsü aracılığıyla endüktans döngüsünün L0 çalışma uzunluğu değiştirilerek ayarlanır. Ölçülen frekansların üst sınırı, C m kurulumunun kapasitans değeri ile sınırlıdır İncelenen salınımların kaynağı ile iletişim, L1 bağlantı döngüsü aracılığıyla gerçekleştirilir.

Pirinç. 18. Karışık tip devreli bir rezonans frekans ölçer şeması

Şek. Şekil 19, 5-10 aralığında bir örtüşme faktörüne sahip bir geniş aralıklı tek limitli frekans ölçerin bir diyagramını göstermektedir; burada, devrenin endüktansının elemanı, bir yay şeklinde bükülmüş ve değişken kapasiteli bir kapasitörün statörüne (St) bağlı bir metal plaka (Pl)'dır. Kapasitörün rotor Rot'una mekanik ve elektriksel olarak bağlı bir sürgü, plaka boyunca kayar. Rotor döndüğünde, devrenin hem kapasitansı hem de endüktansı aynı anda artar (veya azalır). Bu tür frekans ölçerler, geniş bir ölçüm aralığı ile birlikte, küçük boyutlarda oldukça yüksek bir kalite faktörüne sahiptir. Elektromanyetik salınımların parametrelerini ölçmek için metre, desimetre ve santimetre dalga aralıklarında, dağıtılmış sabitlere sahip salınım sistemleri kullanan cihazlar kullanılır - iletim hatları segmentleri ve boşluk rezonatörleri.

Pirinç. 19. Geniş aralıklı tek limitli rezonans mikrodalga frekans ölçer şeması

Kalibrasyon karakteristiğinin kararlılığını artırmak için, frekans ölçer devresinin elemanları güçlü ve sağlam bir tasarıma sahip olmalı ve düşük sıcaklık katsayısına sahip malzemelerden yapılmalıdır. Dış faktörlerin etkisinden kaynaklanan en büyük hata, kapasitör C 0'ın kapasitansı küçük olduğunda, her bir alt bandın en yüksek frekanslarını ölçerken ortaya çıkar. Bu hatayı azaltmak için, bazen devrenin ilk kapasitansı, kapasitör C 0'a paralel olarak sabit veya düzeltici bir kapasitör bağlanarak artırılır (Şekil 17, a'da C1). Bu durumda, frekans örtüşme oranı azalır, bu da frekans ölçüm hatasını azaltmaya yardımcı olur, ancak aynı zamanda gerekli alt aralıkların sayısını da artırır. Ayar gövdesi, birkaç on kez yavaşlayan bir sürmeli cihaz aracılığıyla kontrol edilirse, ölçüm hatası da azalır. Endüstriyel cihazlarda, sürmeli tutamak genellikle 100 bölüme ayrılmış bir ölçekle sağlanır ve bölmeler, sürmeli kolun tam dönüş sayısını işaretleyerek frekans ölçer ayar gövdesinin ana ölçeğine uygulanır. Her iki ölçek birlikte kullanıldığında birkaç bin referans noktası elde etmek mümkündür; karşılık gelen frekansları tablolar veya grafikler kullanılarak belirlenir.

Frekans ölçerin f x frekans salınımlarının kaynağı tarafından uyarılan yeniden yapılandırılması, ikincisinin rezonans eğrisine göre devresindeki akımda bir değişikliğe neden olur (Şekil 20). Devrenin kalite faktörü ne kadar yüksek olursa, rezonans eğrisi o kadar keskin ve rezonansı sabitlerken olası hata o kadar küçük olur. Yüksek bir kalite faktörü elde etmek için, devre elemanlarının kayıpları düşük olmalı ve devrenin rezonans göstergesi ve incelenen kaynak ile bağlantısı mümkün olduğunca zayıf olmalıdır.

Gösterge ile iletişim, örneğin kapasitans oranı C2 / C1 >> 1 olan bir kapasitif gerilim bölücü (Şekil 17, b) kullanılarak azaltılabilir. devre, göstergenin duyarlılığını artırma veya araştırma kaynağı ile bağlantıyı güçlendirme ihtiyacına yol açar.

Bir frekans ölçerde doğrudan frekans kondansatörü kullanırken, neredeyse tekdüze bir frekans ölçeği elde edebilirsiniz. Rezonans frekans ölçerler, örnek teşkil eden heterodin frekans ölçerler kullanılarak kalibre edilir ve mikrodalga aralıklarında bunun için ölçüm hatları kullanılır. Düzgün bir frekans aralığına sahip bir ölçüm üreteci veya vericiye sahip olarak yaklaşık kalibrasyon gerçekleştirilebilir.

Pirinç. 20. Rezonans frekans ölçerin rezonans karakteristiği

Ölçümler sırasında, frekans ölçer veya bağlantı elemanı, incelenen kaynağın radyasyon bölgesine sokulur. Göreceli konumlarını seçerek, rezonansta gösterge iğnesi yaklaşık olarak ölçeğin ortasında olacak şekilde bir bağlantı kurulur.

Frekans ölçerin düşük hassasiyeti ile titreşim kaynağı ile bağlantıyı güçlendirmek gerekir; bu, frekans ölçerin rezonans karakteristiğinin düzleşmesine yol açar, bu da rezonans durumunun doğru bir şekilde sabitlenmesini zorlaştırır. Olası hatayı azaltmak için iki okuma yöntemi kullanılır. Frekans ölçeri ölçülen frekans f x kapasitans C 0 değişimi ile rezonansa yaklaşık olarak ayarladıktan sonra, devre aynı gösterge okuması (I 1-2) elde edilene kadar rezonans frekansından önce bir yönde ve ardından diğer yönde ayarlanır I m'nin yaklaşık %50-70 rezonans değeri içinde (Şekil 20). Bu, rezonans eğrisinin dik eğimlerini kullandığından, akıma karşılık gelen f 1 ve f 2 devresinin ayarlama frekanslarını büyük bir doğrulukla belirlemek mümkündür. Ölçülen frekans f x \u003d (f 1 + f 2) / 2.

Araştırılan salınımlar sinüzoidal değilse, frekans ölçer harmoniklerden birine ayarlanabilir. Bu durumda, frekans ölçer, ana salınım frekansının katları olan bir dizi başka frekansa ayarı algılayacaktır. İkincisi, bulunan rezonans frekanslarının en düşük olanı olarak tanımlanacaktır.

Frekans ölçer devresinde indüklenen EMF, rezonans göstergesinin normal çalışması için yetersizse, ölçüm reaksiyon yöntemiyle (emilim, absorpsiyon) gerçekleştirilebilir: rezonansa ayar, frekans ölçerin üzerindeki etkisiyle belirlenir. ölçüm devresinin bir miktar enerjiyi emdiği jeneratör modu. Jeneratörün devreleri ile frekans ölçer arasında yeterince güçlü bir bağlantı kurulur ve ikincisinin ayarı sorunsuz bir şekilde değiştirilir. Rezonansta, jeneratörün anot (veya toplayıcı) akımının sabit bileşeni maksimuma ulaşır ve kontrol şebekesi (veya taban) akımının sabit bileşeni, birine hassas bir DC metre bağlandığında tespit edilebilen keskin bir şekilde düşer. bu devrelerden Frekans ölçer, üretilen salınımların frekansını etkilemez çünkü rezonansta jeneratör devresine yalnızca aktif direnç sağlar.

Rezonans frekans ölçer pasif bir cihazdır, çünkü çalışması ölçülen frekansın kaynağından enerjinin emilmesine dayanır. Bu nedenle, radyo alıcılarının ve izole salınımlı devrelerin ayar frekansının doğrudan ölçümü için uygun değildir. Ancak alıcının ayarlı olduğu radyo istasyonunun taşıyıcı frekansı reaksiyon yöntemi ile oldukça doğru bir şekilde ölçülebilir. Bunun için frekans ölçer devresi alıcının anten devresine bu devrede bulunan bir kuplaj bobini vasıtasıyla veya manyetik bir antene yaklaşılarak bağlanır. Frekans ölçer ayarı, alıcı tarafından üretilen ses sinyallerinin hacminde keskin bir düşüşle tespit edilen rezonans elde edilene kadar değiştirilir.

Gerilim ve akım gücü gibi göstergelerle karşılaştırıldığında, alternatif akımın frekansını tam olarak bulmak çok sık gerekli değildir. Örneğin akım gücünü ölçmek için ölçüm kelepçeleri kullanabilirsiniz, bunun için iletken parçalara temas etmeye bile gerek yoktur ve herhangi bir kadran veya dijital multimetre voltajı kontrol eder. Bununla birlikte, alternatif akım devrelerinde polaritenin değişme sıklığını, yani tam periyotlarının sayısını kontrol etmek için bir frekans ölçer kullanılır. Prensip olarak, aynı ada sahip bir cihaz, belirli bir süre boyunca mekanik titreşimlerin sayısını da ölçebilir, ancak bu makale yalnızca elektriksel bir miktarla ilgilenecektir. Ardından, alternatif akımın frekansını bir multimetre ve bir frekans ölçer ile nasıl ölçeceğinizi anlatacağız.

Hangi cihazlar kullanılabilir?

Frekans sayaçlarının sınıflandırılması

Tüm bu cihazlar kullanım alanlarına göre iki ana gruba ayrılır:

1. Elektrik ölçümü. AC devrelerinde evsel veya endüstriyel frekans ölçümü için kullanılırlar. Asenkron motorların hızının frekans regülasyonu için kullanılırlar, çünkü bu durumda hızın frekans ölçüm tipi en etkili ve yaygın olanıdır.
2. Radyo ölçümü. Uygulama alanı yalnızca radyo mühendisliğinde bulunur ve çok çeşitli yüksek frekanslı voltajı ölçebilir.

Tasarım gereği, frekans ölçerler panel, sabit ve taşınabilir olarak ayrılmıştır. Doğal olarak, radyo amatörleri tarafından yaygın olarak kullanılan taşınabilir cihazlar daha kompakt, çok yönlü ve mobildir.

Her tür frekans ölçer için, prensipte bir kişinin satın alırken dikkat etmesi gereken en önemli özellikler şunlardır:

• Cihazın ölçebileceği frekans aralığı. 50 Hz standart endüstriyel değerle çalışmayı planlarken, tüm cihazlar göremeyeceğinden talimatları dikkatlice okumanız gerekir.
• Ölçüm işinin yapılacağı devrelerdeki çalışma gerilimi.
• Hassasiyet, RF cihazlar için bu değer daha önemlidir.
• Ölçüm yapabileceği hata.

AC frekans multimetre

Frekans dalgalanmalarının büyüklüğünü öğrenebileceğiniz ve ücretsiz olarak temin edebileceğiniz en yaygın cihaz bir multimetredir. İşlevselliğine dikkat etmeniz gerekir, çünkü bu tür her cihaz bir prizdeki veya başka bir elektrik devresindeki alternatif akımın frekansını ölçemez.

Böyle bir test cihazı genellikle çok kompakttır, böylece bir çantaya kolayca sığar ve olabildiğince işlevseldir, frekansa ek olarak voltajı, akımı, direnci ve hatta bazen hava sıcaklığını, kapasitansı ve endüktansı ölçer. Multimetrenin modern görünümü ve devresi, daha doğru ölçüm için tamamen dijital elektroniğe dayanmaktadır. Bu multimetre şunlardan oluşur:

• Çoğu zaman yapının üst kısmında bulunan ölçüm sonuçlarını görüntülemek için sıvı kristal bilgilendirici gösterge.
• Anahtar, temel olarak, bir değerin ölçülmesinden diğerine hızlı bir şekilde geçmenizi sağlayan mekanik bir eleman şeklinde yapılır. Çok dikkatli olmalısınız, çünkü örneğin voltajı ölçerseniz ve anahtar "I" işaretindeyse, yani akım gücü, o zaman bunun sonucu kaçınılmaz olarak olacaktır, bu da sadece yol açmayacaktır. cihazın arızalanmasına neden olabilir, ancak aynı zamanda bir kişinin ellerinde ve yüzünde bir yay ile termal yanıklara neden olabilir.
• Prob soketi. Onların yardımıyla, cihazın ölçülen iletken nesne ile elektrik bağlantısı doğrudan gerçekleşir. Tellerin izolasyonunda, özellikle uçlarında, ölçüm yapan kişinin elinde olacak şekilde çatlak ve kopukluk olmamalıdır.

Ayrıca, standart bir sete sahip geleneksel bir cihazın fonksiyon sayısını artırmak için özel olarak tasarlanmış ve mevcut olan multimetreye özel eklerden bahsetmek isterim.

Frekans nasıl ölçülür?

Bir multimetre ve özellikle bir frekans ölçer kullanmadan önce, ölçebildiği parametreleri dikkatlice yeniden öğrenmeniz gerekir. Bunları doğru bir şekilde ölçmek için birkaç adımda ustalaşmanız gerekir:

1. Cihazı kasadaki karşılık gelen düğmeyle açın, çoğu zaman parlak renkte vurgulanır.
2. Anahtarı AC frekans ölçümüne getirin.
3. İki probu alıp uygun soketlerdeki talimatlara göre bağlayarak ölçüm cihazını test edeceğiz. Öncelikle standart bir 220 Volt ağda voltaj frekansını bulmaya çalışmalısınız, 50 Hz olmalıdır (sapma onda birkaç olabilir). Bu değer, elektrik enerjisi tedarikçisi tarafından açıkça kontrol edilir, çünkü değişirse elektrikli cihazlar arızalanabilir. Sağlanan elektriğin kalitesinden tedarikçi sorumludur ve tüm parametrelerini kesinlikle gözlemler. Bu arada, bu değer tüm ülkelerde standart değildir. Frekans ölçerin çıkışlarını soketin çıkışlarına bağlayarak cihaz üzerinde yaklaşık 50 Hz değerinde bir değer görüntülenecektir. Gösterge farklıysa, bu onun hatası olacaktır ve bunun sonraki ölçümlerde dikkate alınması gerekecektir.

Diğer alternatif ölçüm yöntemleri

Frekansı kontrol etmenin en verimli ve en kolay yolu bir osiloskop kullanmaktır. Tüm profesyonel elektronik mühendislerinin kullandığı osiloskoptur, çünkü üzerinde sadece sayıları değil, diyagramın kendisini de görsel olarak görebilirsiniz. Bu durumda yerleşik jeneratörü kapatmak gerekir. Elektroniğe yeni başlayan birinin bu cihazı kullanarak bu ölçümleri yapması oldukça problemli olacaktır. Bunu ayrı bir makalede anlattık.

İkinci seçenek, 10 Hz-1 MHz ölçüm aralığına ve yaklaşık %2 hataya sahip bir kondansatör frekans ölçer kullanılarak yapılan bir ölçümdür. Frekansla orantılı olacak ve manyetoelektrik ampermetre kullanılarak dolaylı olarak ölçülen deşarj ve şarj akımının ortalama değerini özel bir ölçekle belirler.

Diğer bir yönteme rezonans denir ve bir elektrik devresinde meydana gelen rezonans olgusuna dayanır. Ayrıca ince ayar mekanizmasına sahip bir skalaya sahiptir. Ancak 50 Hz'lik endüstriyel değer bu yöntemle doğrulanamaz, 50.000 Hz'den çalışır.

Ayrıca bir frekans rölesi olduğunu da bilmelisiniz. Genellikle işletmelerde, trafo merkezlerinde, enerji santrallerinde - bu, frekanstaki değişikliği kontrol eden ana cihazdır. Bu röle, frekansı gerekli seviyede tutmak için diğer koruma ve otomasyon cihazlarına etki eder. Farklı işlevlere sahip farklı tipte frekans röleleri vardır, bunun hakkında başka yayınlarda konuşacağız.

Yine de multimetreler ve elektronik dijital frekans ölçerler, hem darbeli hem de diğer alternatif voltajların ayrılmaz bir parçası olan ve belirli bir süre boyunca sinüzoidal olması gerekmeyen olağan darbe sayısında çalışırken maksimum doğruluk ve en geniş aralığı sağlar.