ИНДУКТИВНО-ЧАСТОТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ВЫБОР ТИПА ДИСКРИМИНАТОРА ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СХЕМ

Если к измерительной схеме предъявляется требование наиболь­шей чувствительности и линейности при узком рабочем диапазоне частот, наилучшие результаты могут быть получены при использо­вании частотного дискриминатора с двумя настроенными контурами, имеющими высокую добротность (Q= 100-т- 200). Дискриминатор этого типа характеризуется высоким коэффициентом полезного дей­ствия. При использовании в каскаде ограничителя лампы 6ЖЗП или 6Ж4П с напряжениями £/а=300 в; Uc2=150 в при (3 = 2^3 и непосредственном подключении диодной нагрузки к контурам ди­скриминатора чувствительность может достигать 200—300 в на 1% девиации частоты. Линейный участок выходной характеристики соот­ветствует 1-Й,5% девиации. Недостатком дискриминатора данного типа является большое выходное сопротивление (порядка 1 — 1,5 Мом). Поэтому для согласования его выхода со следующим кас­кадом следует применять катодный повторитель. Для обеспечения возможности работы дискриминатора непосредственно на низкоом­ную нагрузку диоды включаются через обмотки связи, что приво­дит к некоторому снижению чувствительности дискриминатора по напряжению. Так, для работы дискриминатора при (3 = 3 на самопи­сец с /?вн = 3 ком и при сопротивлении нагрузки на контур RH = = 0,5 Мом Следует учитывать, что применение дискриминаторов с настро­енными контурами, работающих в весьма узком частотном диапазо­не, повышает требования к стабильности частоты измерительного генератора.

Дискриминатор с двумя взаимно расстроенными контурами уступает по своим характеристикам (линейность, чувствительность) предыдущему типу дискриминатора, но имеет и ряд преимуществ, самое существенное из которых — обеспечение возможности работы в более широком частотном диапазоне (3—15% девиации частоты) при высоком к. п. д. Поэтому и требования к стабильности измери­тельного генератора в этом случае менее жесткие. Оба контура ди

скриминатора могут иметь одинаковые катушки индуктивности и разные контурные емкости. Это облегчает изготовление дискрими­натора. Согласование контуров с нагрузкой осуществляется подбо­ром коэффициентов трансформации. При использовании в качестве ограничителя ламп 6П1П на выходе дискриминатора может быть получена мощность порядка 0,3—0,5 вт. Поэтому нагрузкой дискри­минаторов этого типа могут быть самопишущие приборы.

Дискриминатор с #С-фильтрами пригоден при девиации часто­ты от 20 до 100%. Он обеспечивает линейную зависимость выход­ного напряжения от частоты и постоянную чувствительность при различной величине взаимной расстройки фильтров. Данный дискри­минатор может работать как на самых низких частотах, так и на ча­стотах порядка нескольких мегагерц. Недостатком его является зна­чительная величина вносимого затухания. Так, при входном напря­жении 40 в и настройке фильтров на частоты 30 и 60 кгц макси­мальное выходное напряжение дискриминатора составляет ±10 в на сопротивлении нагрузки 100 ком.

Дискриминаторы с минимально фазовыми и неминимально фа­зовыми цепями, а также простейшие схемы на RL - и RC-цепочках обладают большим затуханием и требуют в большинстве случаев усиления сигнала перед детектированием. Достоинством их являет­ся возможность использования при больших девиациях частоты входного сигнала.

Линейность общей характеристики измерительной системы, в ко­торую включен дискриминатор, часто нарушается за счет нелиней­ности функции (преобразования первичного элемента, различия пара­метров полупроводниковых диодов и т. д. В ряде случаев эта нели­нейность может быть скорректирована частотным дискриминатором. При использовании дискриминатора с настроенными контурами кор­рекция осуществляется за счет расстройки первичного контура. Со­ответствующие характеристики при различных расстройках приведе­ны на )рне. 3-8.

В случае дискриминатора с двумя взаимно расстроенными кон­турами коррекция достигается изменением нагрузочных сопротив­лений в цепи диодов, что приводит к изменению эквивалентной доб­ротности контуров.

В дискриминаторах с ЯС-фильтрами для коррекции характери­стики измерительной системы можно изменять коэффициент k (рис. 3-2,д), определяющий затухание фильтров. Практически кор­рекция легко осуществляется, если сопротивления kRi и kR2 регу­лируемые.

В (последующих главах при рассмотрении конкретных приборов будут приведены линеаризованные характеристики измерительных систем.