Параметры резонансных частотомеров

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

Тип прибора	Диапазон частот.1Тц	Чувствительность	ВЧ-тракт
Ч2-9А Ч2-33 Ч2-32 Ч2-31 Ч2-37А Ч2-36А	1,765-3,75 7-9 8,8-12,1 12-16,7 7,7-10,7 5,5-7,7	1мВт (НГ) 0,2 мкВт (ИМ) 5 мВт 5 мВт 5 мВт 0,5 мВт (НГ) 0,5 мкВт (ИМ) 0,5 мВт (НГ) 0,2 мВт (ИМ)	50 Ом 28,5х12,6 мм² 23х10 мм² 17х8 мм² 50 Ом 50 Ом

Гетеродинные частотомеры.

Наиболее точными измерителями частоты являются приборы, основанные на сравнении частоты исследуемого сигнала с частотой высокостабильного источника. Различают методы сравнения частот: нулевые биения, интерполяционный генератор и последовательное уменьшение частоты.

Рис. 8. Рис. 9.

На линейный элемент-смеситель (рис. 8) подаются ВЧ-сигнал с неизвестной частотой f_x и сигнал с частотой f _оп от опорного источника. На выходе смесителя получаются сигналы с этими же частотами, а также их гармоники и сигналы с частотами биений. Так как амплитуды гармонических составляющих невелики, а следовательно, невелики и сигналы их разностной частоты, то для индикации удобно использовать сигнал с частотой биений f _б = f _х – f _оп =0. Отсюда и название метода-метод нулевых биений. На выходе нелинейного элемента включается индикатор, например телефон, пропускающий только сигналы звуковой частоты. Если плавно изменять частоту опорного генератора, то при f _х - f _оп<15000 Гц в телефоне появляется тон разностной частоты, который понижается три сближении f _х и f _оп.

На (рис. 9) показан характер изменения f _б при фиксированной неизвестной частоте f _х и перестраиваемой частоте f _оп. При f _б <16 Гц человеческое ухо перестает воспринимать низкие частоты, и погрешность вследствие этого может достичь 32 Гц. Для уменьшения погрешности следует воспользоваться «вилочным» отсчетом: запоминают на слух некоторый тон биений, например соответствующий частоте f _оп1. Затем отмечают частоту f _оп2, при которой в телефоне прослушивается тот же тон биений. Искомая частота f _х есть среднее арифметическое отмеченных частот.

В реальных условиях в смесителе вырабатываются одновременно и гармонические составляющие основных сигналов, поэтому нулевые биения отмечают при равенстве частот гармоник nf _х=m f _оп, где n , т=1,2,3 ... Чтобы исключить в этом случае погрешность в выборе гармоники, нужно предварительно каким-либо способом, например резонансным, ориентировочно измерить неизвестную частоту.

Если измеряемая частота лежит за пределами диапазона частот опорного генератора, то ее измеряют методом биений между гармоническими составляющими и сигналом основной частоты. Так, если f _х << f _оп, то поочередно настраивают опорный генератор на нулевые биения с любыми двумя соседними гармоническими составляющими измеряемой частоты: f _оп1 =п f _х и f_оп2 =(п±1) f _х .

Отсюда

. (9)

Если f_x₁>>f_оа, то настраивают опорный генератор на такие две частоты f_оп1 и f_оп2, чтобы f_x=m f_оп1 и f_x=(m±1)f_оп2. Тогда

( 10 )

Схема. 2.

Поскольку трудно сделать опорный генератор с плавной перестройкой и высокой стабильностью частоты, то прибегают к интерполяционному методу. В этом случае в схему 1 наряду с интертюляционным генератором, частоту которого можно плавно менять, вводят образцовый генератор с фиксированной сеткой частот. Процедура измерений состоит в следующем. Последовательно настраивают интерполяционный генератор на нулевые биения с измеряемым сигналом частоты f_x и с соседними гармоническими составляющими опорной частоты образцового генератора т f_x и (m+1)f_оп по обе стороны от частоты f_x. Отсчеты по шкале интерполяционного генератора будут соответственно α_х, α₁, α_2. В этом случае

(11)

Точность измерений тем выше, чем меньше разность частот между соседними гармониками образцового генератора, линейнее шкала настройки интерполяционного генератора и выше его разрешающая способность.

Когда разность частот f _х - f _оп больше предельной частоты измерителя звуковой частоты, можно применять двойное гетеродинирование, используя схему 2. Измерения по такой схеме более точны, поскольку проще создать измеритель частоты с высокой стабильностью и повышенной точностью измерений, используя интерполяционный генератор с небольшим диапазоном перестройки частоты.

Погрешности гетеродинных частотомеров определяются, прежде всего, погрешностями кварцевого и интерполяционного генераторов. Так, кварцевые генераторы имеют относительную частотную погрешность ±10^-8–10^-9. Интерполяционный генератор вносит дополнительную погрешность, обусловленную изменением частоты генератора за время измерений, неточностью градуировки шкалы и погрешностью отсчета. В результате погрешность таких частотомеров составляет ±5•10^-6. Следует заметить, что указанное значение погрешности получается лишь после продолжительного прогрева прибора (до 1–1,5 ч).

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 183; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!