Каталог радиолюбительских схем

В. Трусов

Описываемый прибор предназначен для измерения коэффициента нелинейных искажений усилителей низкой частоты радиоприемников, телевизоров, магнитофонов и т. п. Принцип работы прибора основан на сравнении высших гармонических составляющих сигнала с амплитудой полного сигнала.

Прибор позволяет измерять коэффициент нелинейных искажений в интервале 0,05—100%. Диапазон измерений разбит на пять поддиапазонов (верхние пределы 0,3; 1; 3; 10; 100%). Измерения проводятся на частотах 80 и 450 Гц, 1 и 11 кГц. Рабочий диапазон входных напряжений от 0,05 до 10 В разбит на 5 поддиапазонов (пределы 0,15; 0,5; 1,5; 4 и 10 В). Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Габариты прибора 305Х145Х95 мм.

Принципиальная схема прибора приведена на рисунке. Он состоит из входного делителя напряжения, согласующего каскада, фильтра, усилителя гармоник и квадратичного вольтметра.

Сигнал с испытуемого устройства через входной делитель и переменный резистор R5 поступает на базу транзистора Т1, включенного по схеме эмиттерного повторителя. Этот каскад необходим для согласования сопротивления делителя с входным сопротивлением фильтра.

Фильтр, представляющий собой двойной Т-образный RC фильтр (конденсаторы С4—С11, С15—С18, резисторы R8—R13). служит для подавления первой гармоники сигнала. Грубую настройку фильтра производят кнопками К.н2—Кн5 (“Поддиапизон”), а точную—переменными резисторами R8, R11 и R12. При нажатом положении кнопки Кн1 (“Калибр.”) производят калибровку прибора. В этом режиме вход и выход фильтра соединены между собой. С выхода фильтра гармоники сигнала подаются на усилитель, выполненный на транзисторах Т2—Т4. Усилитель и фильтр через конденсатор С21 и резистор R20 охвачены глубокой отрицательной обратной связью. Напряжение гармоник с выхода усилителя поступает на электронный квадратичный вольтметр, имеющий пять пределов измерения. Усилитель вольтметра (транзисторы Т5—Т7) охвачен отрицательной обратной связью через резистор R36. К выходу усилителя подключен измерительный прибор ИП1.

Диоды Д1, Д2 двухполупериодного выпрямителя работают в режиме, обеспечивающем характеристику вольтметра, близкую к квадратичной. Так как показания квадратичного вольтметра пропорциональны действующему значению измеряемого напряжения, он пригоден для измерения несинусоидального напряжения, которым и является напряжение гармоник сигнала.

Погрешность измерений зависит от точности настройки фильтра на частоту первой гармоники сигнала. Даже небольшая неточность настройки приводит к появлению напряжения основной частоты на выходе прибора, а следовательно, и к кажущемуся возрастанию нелинейных искажений испытуемого устройства. Для контроля настройки фильтра в приборе предусмотрено подключение осциллографа к выходу квадратичного вольтметра. Блок питания состоит из выпрямителя (диоды Д4 --Д7) и электронного стабилизатора на транзисторах Т8—Т10, имеющих большой коэффициент передачи тока.

Конструкция и детали. Прибор выполнен в корпусе настольного типа, изготовленном из листовой стали толщиной 0,5 мм. Корпус одновременно выполняет и роль экрана. На передней панели расположены все органы управления: переключатель поддиапазонов Кн1—Кн5 (П2К), ручки переменных резисторов для плавной настройки фильтра, переключатели пределов измерения В2 и входного делителя В1 (ПМ5П1Н), ручка переменного резистора R5, выключатель напряжения сети ВЗ, неоновая лампа, входные гнезда прибора и гнезда для подключения осциллографа. Основная часть элементов прибора размещена на печатной плате из фольгированного гетинакса размером 297Х135 мм. Все резисторы МЛТ-0,25, электролитические конденсаторы К50-3, К50-6, ЭТО-2. Конденсаторы фильтра БМ, КТ-1. Подстроечный резистор R37 — ПП1-1. В приборе использован микроамперметр М49 с током полного отклонения 100 мкА. Его шкала заменена новой. Трансформатор Тр1 намотан на сердечнике Ш16х24. Первичная обмотка содержит 2530 витков провода ПЭВ-2 0,12, вторичная—200 витков провода ПЭВ-2 0,27.

При монтаже прибора следует учесть большую чувствительность элементов фильтра к электрическим наводкам. Провода, идущие к трансформатору питания, выключателю сети и неоновой лампе, должны быть заэкранированы и иметь минимальную длину.

Налаживание прибора начинают с подбора резистора R46 в стабилизаторе, с тем чтобы получить на его выходе напряжение 12 В. Напряжение пульсации с подключенной к стабилизатору нагрузкой не должно превышать 1—2 мВ. После этого приступают к установке режимов работы транзисторов по постоянному току (см. таблицу).

Чувствительность вольтметра регулируют резистором R37. Шкалу градуируют следующим образом. На вход делителя квадратичного вольтметра (резистор R28} подают сигнал с генератора НЧ частотой 1000 Гц, проверяют квадратичность амплитудной характеристики детектора и одновременно градуируют шкалу. Отклонение стрелки микроамперметра должно быть пропорционально квадрату напряжения, подаваемого на вход делителя. Если в начале шкалы получится большая погрешность, следует подобрать диоды Д1 и Д2. Настройку делителя начинают с предела 10%. Нажимают кнопку К.н.1 (“Калибр.”) и устанавливают полное отклонение стрелки измерительного прибора. Затем напряжение с генератора НЧ уменьшают в 10 раз и переводят переключатель В2 в положение “10%”. Подбором резистора R31 устанавливают стрелку измерительного прибора на последнюю отметку. Аналогично настраивают прибор и на остальных пределах. Подбор резисторов удобно производить подпайкой параллельных резисторов, имеющих в 10—20 раз большее сопротивление.

После налаживания вольтметра переключатель В2 устанавливают в положение “Калибр.”, нажимают кнопку Кн1 и аналогично производят подбор резисторов входного делителя. Затем приступают к настройке фильтра. Конденсаторы С4, С5, С6, С7,

С8, С9, С10, С11 подбирают попарно. Движки переменных резисторов R8, R11, R12 устанавливают в среднее положение. С генератора НЧ на вход прибора подают сигнал одной из рабочих частот. Переменным резистором R5 устанавливают стрелку на последнюю отметку шкалы (100%). Затем нажимают одну из кнопок, соответствующую настраиваемой частоте, и подбором конденсаторов фильтра добиваются минимального отклонения стрелки микроамперметра. По мере уменьшения отклонения стрелки переключатель 82 переводят в положение, соответствующее более высокой

чувствительности. При точной настройке фильтра на частоту сигнала любое отклонение движков переменных резисторов от установленного вызывает резкое увеличение напряжения па выходе прибора.

Настройку фильтра проводят на каждом из четырех поддиапазонов.

Работа с прибором. На вход испытуемого усилителя НЧ с низкочастотного генератора подают сигнал одной из рабочих частот прибора, обычно 1000 Гц. Выход усилителя подключают ко входу измерителя нелинейных искажений. Переключатель В2 устанавливают в положение “Калибр.” и нажимают кнопку Кн1. Переключателем В1 и ручкой “Калибр.” устанавливают стрелку микроамперметра на последнюю отметку шкалы. Затем одной из кнопок Кн2—Кн5 устанавливают нужную частоту и вращением ручек “Баланс” добиваются минимального отклонения стрелки прибора.

Для контроля к прибору можно подключить осциллограф.

Если не удается сбалансировать прибор, нужно в небольших пределах подстроить частоту генератора НЧ. По мере уточнения баланса переключатель В2 переводится на большую чувствительность. Коэффициент нелинейных искажений отсчитывается по шкале прибора.