Оқулық "Білім беруді дамытудың федералдық институты" Федералдық мемлекеттік автономдық мекемесі "

 
a 
және жоғары жиілікті кіріс 
 
б 
 
в 
14.10-сурет. Ұқсас электрондық вольтметрлердің  құрылымдық сұлбасы: 
а — тұрақты тоқтың; б — үлкен деңгейдің кернеуінің; в — милливольтметрдің; 
ТТК - тұрақты тоқтың күшейткіші; > — ауыспалы тоқтың күшейткіші; МЭС - магниттік-
электрлік сызба 
 
 
14.10  суретте  қойылған,  үлкен  сезімталдыққа  ие  болатындықтан, 
милливольтметрде  қолданылады.  Соңғысы  қосымша  күшейткіштің 
болуымен  байланысты,  алайда  мұндай  сызбаның  жиіліктік 
диапазоны төменде (жүзге дейін килогерц), себебі ауыспалы тоқтың 
кең жолақты күшейткішін құру кезінде қиындықтар туындайды. 
Детекторлар.  Айнымалы  ток  вольтметрлерін  жасау  кезінде 
пайдаланылатын  элементтік  база  техника  деңгейімен  вольтметрді 
жасау  сəтінде  қолданылатынмен  анықталады  (жартылай  өткізгішті 
үлгілерден  бастап  микроинтегралдық  орындауға  дейін),  бірақ 
блоктардың  функционалдық  тағайындалуы  ұқсас.  Бұл  ретте 
айнымалы  кернеуді  тұрақты  кернеуге  түрлендіргіштер  маңызды 
қызметке  ие.  Детекторларды  кіріс  кернеудің  шығыс  кернеуге 
түрлену  қызметі  бойынша  келесі  типтерге  жіктеуге  болады: 
амплитудалық (шектік), орташа квадраттық жəне орташа түзетілген 
мəндер.  Детектордың  типі  көбінесе  аспаптың  қасиеттерін 
анықтайды:  амплитудалық  детекторлары  бар  вольтмтерлер    ең 
жоғары  жиілікті  болып  табылады;  орташа  квадраттық  мəн 
детекторлары  бар  вольтметрлер  кез  келген  формадағы  кернеуді 
өлшеуге мүмкіндік береді; орташа түзетілген мəннің вольтметрлері 
тек  үйлесімді  дабылды  өлшеу  үшін  ғана  жарамды,  бірақ  ең 
қарапайым,  сенімді  жəне  арзан  болып  табылады.  Одан  əрі 
детекторлардың  кейбір  қарапайым  құрылымдық  сұлбалары 
келтіріледі. 
Амплитудалық  детектор  -  шығысындағы  кернеу,  яғни 
жүктемедегі 
кернеу 
өлшенетін 
дабылдың 
максималдық 
(амплитудалық)  
276 
Кіріс 
құрылғысы 
МЭС қатысуы 
Кіріс 
құрылғысы 
Түрлендіргіш 
Түрлендіргіш 
Кіріс 
құрылғысы 

мəніне сəйкес келетін құрылғы. Бұл конденсатордағы кернеуді есте 
сақтау  есебінен  жүзеге  асырылады  (қуаттың  жинақталуы  кезінде 
ток диод арқылы өтеді) 
Кез  келген  детектордың  нақты  жүктеу  тізбегінің  пайдалы 
сигналды  (тұрақты  құрамдас  бөлікті)  тиімді  фильтрлеуі  жəне  
паразиттік  жоғары  жиіліктегі  гармониканы  басу  үшін  келесі 
теңсіздікті орындау қажет: 
 
.
1
H
H
R
C


 
мұнда  С
н
  —  шығыс  фильтрдің  теңсіздіктері;  R
н
  —  детектор 
жүктемесінің кедергісі. 
Детектор  жұмысының  тағы  бір  шарты:  жүктеме  резисторының 
кедергісі  Л
н
  диодтың  кедергісінен  оның  тікелей  өткізгіштік 
бағытында біршама үлкен болуы тиіс. 
 14.11-суретте принципиалдық жəне баламалы тізбектер, сондай-
ақ,  диод  параллельді  қосылатын  амплитудалық  детектордың 
уақыттық диаграммалары (жабық кірісі бар детектор) көрсетілген. 
Жабық  кірісі  бар  (14.11,  а-сурет)  детекторға  қарапайым 
үйлесімді кернеуді берген кездегі жұмысын қарастырайық. 
u
x
 = U
m
 sin ωt. 
Кіріске  оң  толқын  түскен  кездегі  уақыт  моменттерінде 
конденсатор С диод арқылы зарядталады, оның кедергісі 
 
14.11-Сурет. Параллель 
диодпен амплитудасы бар 
детектор: 
 
а — принципиалдық сұлба; б - 
баламалы сұлба; в - уақыттық 
диаграммалар 
 
 
277 
Iске қосу 
Ағызу 

ашық  күйде  R
0
  аз  болады  (R  <<  R
n
).  т
3
  =  R
0
C    зарядының  тұрақты 
уақыты  аз  жəне  максималдық  мəнге  дейін  конденсатор  заряды  U
m
 
жылдам жүреді. Теріс жартылай толқын уақытында конденсатор  С 
зарядталады,  себебі  жүктеменің  кедергісі  жеткілікті  түрде  үлкен 
таңдалады (50.. .1000 МОм). Осылайша, тұрақты бəсеңдету  т
р
 = RC 
айнымалы  кернеудің  кезеңінен  біршама  үлкен  T  =  2n/a  болады. 
Нəтижесніде  конденсатор  U
c
  =  U
m
  =  и
вых 
жуық  кернеуге  дейін 
зарядталған 
күйде 
қалады. 
Амплитудалық 
детектордың 
жеңілдетілген  эквиваленттік  сұлбасы  мен  оның  жұмысын 
түсіндіретін уақыттық диаграммалар  14.11, б, в суретте көрсетілген. 
РН  жүктемелік  кедергісінің  кернеуінің  өзгеруі  кіріс  кернеуінің 
амплитудасының 
жəне 
конденсатордағы 
кернеудің 
U
c
 
айырмашылығымен анықталады 
U
R 
= U
x
 - U
c
. 
ОСылайша,  шығыс  кернеу    U
R 
өлшенетін  кернеудің  екі 
еселенген  лүпілдік  амплитудасы  болады,    ол  14.11,  в-суретте 
көрсетілген.  Бұл  қарапайым  математикалық  есептеумен  де 
расталады: 
U = U
m
 sin ωt - U
c
 ≈ U
m
 sin ωt - U
m
. 
sin ωt = 1 U
R
 = 0 кезінде; sin ωt = 0 U
R
 = - U
m 
кезінде; sin ωt = -1 
U
R
 = -2 U
m
 кезінде. 
Дабылдың  тұрақты  құраушысын  белгілеу  үшін  U  =  -  U
c
 
детекордың  шығысында  сыйымдылықты  фильтр  қойылады,  ол 
токтың барлық қалған гармоникасын басады. 
Баяндалғаннан  зерттелетін  дабыл  қаншалықты  аз  болса  (жиілік 
қаншалықты  көп  болса),  U
c
  =  U
m
.теңдігі  соншалықты  дəл 
орындалады  Бұнымен  детектордың  жоғары  жиілікті  қасиеттері 
түсіндіріледі. Амплитудалық детекторы бар вольтмерлермен жұмыс 
кезінде бұл аспаптардың көбінесе синусоидалық дабылдың орташа 
квадраттық  мəндерінде  градусталатындығын  назарға  алу  керек, 
яғни 
аспаптың 
көрсеткіштері 
синусоида 
амплитудасының 
коэффициентіне бөлінген амплитудалық мəнге тең U^ = U
m
 /K
a
. 
Орташа  квадраттық  мәндердің  детекторы  -  айнымалы 
кернеуді  өлшенетін  кернеудің  қолданыстағы  мəнінің  квадратына 
пропорционалды тұрақты кернеуге түрлендіру. Яғни, қолданыстағы 
кернеуді өлшеу үш операцияны орындаумен байланысты: дабылдың 
лездік  мəнін  шаршыға  шығару,  орталау  нəтижесінен  түбірді 
орташалау  жəне  алу  (соңғы  операция  əдетте  вольтмет  шкаласын 
градустеу  кезінде  іске  асырылады).  Лездік  мəнді  шаршыға  шығау, 
əдетте,  жартылай  өткізгішті  элементі  ба  ұяшықпен  оның 
сипаттамасының 
шаршылық 
бөлігін 
пайдалану 
жолымен 
жүргізіледі; кейде бұл бөлік жасанды түрде жасалады. 
278 

 
14.12-сурет. Қолданыстағы мəннің детекторы: 
а - диодтық ұяшық; б - мінсіздендірілген сипаттама; в -  
шаршылық детектор сұлбасы 
14.12, а-суретте VD1  — R
1C
,диодтық ұяшық көрсетілген, мұнда 
тұрақты  кернеу  Е
1
  диодқа    VD1  ол  резистордағы  R1    өлшенетін 
кернеу  u
x
(t)  шамадан  Ej  артқанға  дейін  жабық  болатындай  түрде 
қойылған. 
Жартылай  өткізгішті  диодтың  вольтамперлік  сипаттамасыны 
бастапқы  учаскесі  əдетте  аз  созылыңқылыққа  ие  (14.14,  б-сурет), 
сондықтан  да  шаршылық  бөлікті  жасанды  түде  бөлікті-сызықты 
аппроксимация  əдісімен  ұзартады.  Ол  үшін  детектор  сұлбасында 
бірнеше диодтық ұяшықтар қолданылады (14.12, в-сурет). 
14.13 суретте R
1C
, R
2C
, R
3C
 кедергілерінің тізбектерін VD1,  VD2, 
VD3диодтармен ретімен қосқан кездегі шаршылық сипаттама қалай 
алынатындығы  көрсетілген.  VD1  диод  бастапқыда  кернеумен    E1 
жабық болады, содан кейін кернеудің артуы шамасы бойынша u
x
(t) 
ол    ашылады  жəне  оның  идеалдандырылған  сипаттамасының 
бастапқы бөлігі артады. 
14.12,  в-суретте  ұсынлған  сұлбада  алдымен  VD1,  VD2,  VD3 
диодтары  Е
1
,  Е
2
,  Е
3
,  ығысу  кернеулерімен  жабылған  жəне  аз 
дабылдарда u
x
(t)ток миллиамперметрлер арқылы  i
0
. тең. Сосын бұл 
диодтардың барлығы ретімен ашылады, жиынтықты ток 
279 

 
Е з 
 
14.13-сурет. Шаршылы вольт-амперлік сипаттамасының 
аппроксимациясы 
миллиамперметр 
арқылы 
өседі. 
Нəтижесінде 
жиынтықты 
вольтамперлік  сипаттама  қисыққа  шаршы  форма  бойынша 
жақындайды. 
Орташа  шаршылық  мəндерг  аспаптарды  құрастыру  кезінде 
біршама  қиындықтар  туындайды,  соның  ішінде  кең  жиілікті 
диапазонды  қамтамасыз  етумен.  Дегенмен  бұл  аспаптар  ең 
қажеттілері  болып  табылады,  себебі  олар  кез  келген  күрделі 
формадағы кернеуді өлшеуге мүмкіндік береді. 
Орташа  түзетілген  мән  детекторы  -  ауыспалы  кернеуді 
тұрақты  токқа  түрлендіретін  құрылғы,  ол  кернеудің  орташа 
түзетілген  мəніне  пропорционалды.  Орташа  түзетілген  мəн 
детекторы  бар  өлшеуіш  аспаптың  шығыс  тогының  құрылымы 
түзету  жүйесінің  бұрын  қарастырылған  түйініне  ұқсас  жəне 
сондықтан  да  олардың  қасиеттері  көп  жағынан  ұқсас  болады. 
Орташа  түзетілген  мəннің  ұқсас  электрондық  вольтметрі  түзету 
сұлбасы бар аспапқа қарағанда біршама жоғары сезімталдыққа жəне 
өлшеу тізбегінің қуаттылықты аз тұтынуына ие. 

жүктеу/скачать 4,38 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: