Одним из хорошо известных устройств измерительной техники еще недавно был радиочастотный измеритель добротности (Q-метр). Однако в последнее время приборы этого типа на рынке исчезли. Их место заняли дешевые цифровые ЛСХ-измерители, измерения добротности у которых выполняются в лучшем случае на нескольких фиксированных и достаточно низких частотах. Между тем, при настройке и исследовании колебательных контуров, различных резонансных цепей и фильтров весьма важно их изучение на тех частотах, на которых они реально работают. Связано это с тем, что из- за поверхностного эффекта сопротивление потерь LCR-цепей на частотах резонанса намного отличается от сопротивления потерь на низких (измерительных) частотах. Необходимо также получать их реальные АЧХ,. измерители которых ныне тоже стали редкими и дорогими приборами.
Лаборатория, содержащая генератор AFG3000 и осциллограф TDS 2000В, вполне способна восстановить статус-кво в этой области. Генераторы серии AFG3000 перекрывают исключительно широкий диапазон частот синусоидальных колебаний — от 1 мГц (и даже 1 мкГц с новой прошивкой) до 50, 100 и 240 МГц в зависимости от используемой модификации. Автор использовал, к примеру, прибор AFG3101 с максимальной частотой генерации синусоидальных колебаний до 100 МГц. Это позволяет исследовать практически все возможные линейные устройства и системы с сосредоточенными постоянными R, L и С — от сверхнизкочастотных до радиочастотных и ближней области СВЧ.
Существует в корне неверное мнение о том, что генераторы с цифровым синтезом частоты (к ним относятся AFG3000) неудобны для снятия характеристик высокодобротных цепей с узкими резонансными кривыми из-за дискретности изменения частоты при ее изменении. На самом деле генераторы серии AFG3000 прекрасно приспособлены для этого. Простым нажатием кнопок и —> под единственной круглой ручкой регулировки выбранного параметра (в нашем случае частоты) можно менять разрешение от 0,001 (и даже 10"6) Гц до 10 МГц, а вращением универсальной круглой ручки ступенчато менять частоту с выбранным разрешением. При малых разрешениях изменение частоты на каждом шаге получается настолько малым, что ощущается практически как плавное.
Куда важнее, что при этом сохраняется высочайшая стабильность частоты (до 10"6 в течение года!), совершенно недостижимая в старых моделях генераторов и Q- метров с обычными недостаточно стабильными ХС-генераторами. Это облегчает поиск острых пиков резонансных кривых у высокодобротных цепей и фиксацию частоты в них.
Немаловажным достоинством генераторов серии AFG3000 является высокая стабильность амплитуды генерируемых сигналов (в том числе синусоидальных) и малая неравномерность зависимости амплитуды от частоты в пределах всего частотного диапазона. Это позволяет отказаться от коррекции амплитуды испытательного сигнала. Кроме того, есть возможность изменения выходного сопротивления (по умолчанию 50 Ом) и высокоточного цифрового контроля всех параметров сигналов.
Рис. 5.37 показывает измерительную схему для исследования и настройки резонансных ZCK-контуров. Основой схемы является резонансный последовательный контур, подключенный к генератору синусоидальных колебаний AFG3000 через согласующий делитель напряжения с входным сопротивлением 50 Ом и выходным 0,5 Ом. Коэффициент передачи делителя равен 1:100, так что при подаче {7=10 В (межпикового напряжения) на контур подается напряжение {7вх=0,1 В. Этого напряжения вполне достаточно для раскачки контура. Малое выходное сопротивление делителя, намного меньшее последовательного сопротивления /"большинства контуров, позволяет оценивать реальную добротность Q радиочастотных и (тем более) низкочастотных контуров.
где 2Af — полоса пропускания, измеренная на уровне спада резонансной кривой до уровня 0,707 от максимума.
Частоту резонанса^ можно определить по установке частоты генератора и по показаниям встроенного в осциллограф цифрового частотомера в точке максимума выходного напряжения. А в режиме автоматических измерений осциллографа TDS 2000В нетрудно определить U и оценить добротность Q= U / Ubx. Например, для контура с Х=470 мкГн и С= 135 пФ экспериментально была определена частота^=629,8 кГц при расчетном значении 631,8 кГц. Расхождение находится в пределах допусков на величины X и С. При U =0,1 В и U =8,2 В измеренное значение 0=82. Зная L, С и Q,
г вх ‘ вых у г ^ 7 7
можно из формулы (2) определить сопротивление потерь контура г на резонансной частоте.
Сделав на основе схемы (рис. 5.37) небольшую приставку к генератору и милливольтметру (или осциллографу), можно получить вполне полноценный Q-метр. Конденсатор Сможно выполнить в виде переменного конденсатора, отградуированного в пикофарадах. Это облегчит испытание контуров, резонирующих на заданной частоте, например входных контуров радиоприемных устройств.
Источник: Дьяконов В. П. Генерация и генераторы сигналов / В. П. Дьяконов. — М. : ДМК Пресс, 2009. — 384 е., ил.
- Предыдущая запись: Генератор сигналов VC2003 фирмы VICTOR
- Следующая запись: Генераторы серии AWG7000
- ИНДИКАТОР СТАТУСА АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ (0)
- КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР C ПЕРЕСТРОЙКОЙ ЧАСТОТЫ (0)
- КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР C КОММУТАЦИЕЙ СИГНАЛА ПОСТОЯННОГО TOKA (0)
- КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР Il (0)
- КВАРЦЕВЫЙ ГЕНЕРАТОР C УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ (0)
- ДЕТЕКТОР AM СИГНАЛА ЧАСТОТОЙ 455 КГЦ (0)
- ПЕРЕДАТЧИК ТЕЛЕВИЗИОННОЙ СИСТЕМЫ МОЩНОСТЬЮ 5 BT И ЧАСТОТОЙ 440 МГЦ (0)