Измерение АЧХ

Лекция 16

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) это зависимость модуля коэффициента передачи от частоты.

Для неискажающего сигнал тракта (его модель – четырехполюсник) эта характеристика представляет собой горизонтальную прямую, что означает одинаковый коэффициент усиления для всех частотных составляющих сигнала K(w)=const, как показано на рис.10-1.

Рис.10.1

По определению АЧХ можно записать

Как следует из этой формулы, схема для снятия АЧХ должна быть представлена в следующем виде:

Рис.10.2

Процесс измерения заключается в изменении частоты сигнала генератора синусоидального сигнала, измерении напряжения на входе и выходе, нахождении их отношения и построения по точкам зависимости

Затем точки соединяются и получается график АЧХ (рис.10.3):

K(w)

Выброс АЧХ между точками

w

Рис.10.3

Такой метод достаточно прост, но обладает рядом недостатков:

1. Большое время измерений, за которое АЧХ под воздействием различных влияющих факторов может измениться.
2. Необходимость деления двух величин.
3. Если частоты генератора менять с большим шагом, то можно пропустить отдельные элементы (например, выброса) АЧХ (рис.10.3)
4. Метод приемлем, если вход и выход четырехполюсника доступен оператору (например, все приборы и четырехполюсник можно расположить на столе). Но в случае, если измеряют протяженный канал (например, Москва-Владивосток), то оператору доступен только вход или выход.

Вышесказанное приводит к очевидному выводу, что необходимо организовать измерение АЧХ так, чтобы оператор мог находиться на одном конце, отсутствовала необходимость деления, а результаты были наглядными и без построения графика по точкам.

Все эти задачи решаются в приборе для снятия АЧХ.

1) Операцию деления исключают, обеспечив , тогда .

2) Наглядное изображение АЧХ можно получить, если в качестве индикатора использовать электронно-лучевую трубку

На экране ЭЛТ кривая АЧХ должна изображаться в координатах напряжение (по вертикали) и частота (по оси Х). Аналогичная задача стояла в анализаторе спектра – так же она и решается.

Упрощенная структура такого прибора (часто его называют характериографом) может быть изображена на рисунке 10.4:

Рис.10.4

Рассмотрим блоки и определим их назначение.

ГКЧ- генератор качающейся частоты, частота которого управляется через блок управления (БУ) напряжением генератора пилообразного напряжения (ГПН), являющимся для ЭЛТ генератором развертки т.е. так же как в анализаторе спектра.

Напряжение с выхода ГКЧ через усилитель и регулируемый аттенюатор поступает на вход исследуемого четырехполюсника. Амплитуда этого напряжения должна быть постоянной и ранятся условной единице, а частота меняться по пилообразному закону.

С выхода исследуемого четырехполюсника сигнал через аттенюатор поступает на предварительный усилитель, затем детектируется линейным детектором, выделяющим огибающую, и через усилитель «У» поступает на пластины вертикального отклонения трубки