Каталог радиолюбительских схем

А. Лиепиньш, Я. Сиксна

В комплект приборов для налаживания и измерения параметров низкочастотных усилителей входит измеритель нелинейных искажений. Один из таких приборов описан в публикуемой статье.

Обычно коэффициент нелинейных искажений вычисляют как отношение суммы эффективных напряжений гармоник к эффективному напряжению основной частоты. В данном измерителе в целях упрощения определяется отношение средних значений этих напряжений. Точность измерений при этом вполне достаточна для радиолюбительских целей.

Структурная схема прибора показана на рис. 1.

Основными узлами измерителя являются регулятор входного напряжения R1, предварительный усилитель У1, режекторный фильтр Ф1, задерживающий напряжение основной частоты, выходной усилитель У2, милливольтметр ИП1.

Каскады прибора охвачены глубокой отрицательной обратной связью, напряжение которой подается с выхода усилителя У2 на вход предварительного усилителя.

Применение обратной связи позволило выровнять амплитудно-частотную характеристику прибора на частотах гармонических составляющих сигнала (рис 2).

Принципиальная схема измерителя нелинейных искажений изображена на рис. 3. Регулятор входного уровня R1 и выключатель BI, шунтирующий дополнительный резистор R2, обеспечивают измерение сигнала амплитудой от 50 мВ до 20 В.

Предварительный усилитель У1 собран на транзисторах 77 — ТЗ и охвачен отрицательной обратной связью по постоянному и переменному току соответственно через резистор R8 и цепочку R9C4. Это позволило существенно уменьшить собственную нелинейность усилителя.

Режекторный фильтр выполнен по мостовой схеме на элементах R11 — R14, R15 — R26 и С5 — С7. Балансируют мост переменными резисторами R13 (грубо) и R14 (точно), включенными в коллекторную цепь транзисторов Т2, ТЗ. Требуемый частотный поддиапазон выбирают переключателем ВЗ. Настраивают режекторный фильтр переменными конденсаторами С7.1 — С7.3.

Выходной усилитель У2 собран на транзисторах Т4 — Т6. Применение полевого транзистора КП103И (Т5) позволило получить высокое входное сопротивление усилителя. Нагрузка этого транзистора — динамическая, транзистор Т4 Эмиттерный повторитель на транзисторе Т6 согласует выход усилителя с входом милливольтметра.

На резисторах R32 — R38 собран входной делитель, а на транзисторах Т7 — Т8 — усилитель милливольтметра. Все три каскада через цепь C13R46R42R41 охвачены глубокой отрицательной обратной связью. К выходу усилителя подключен выпрямительный мост на диодах Д4 — Д7. В одну из его диагоналей включен измерительный прибор ИП1 и элементы R50, R51 и СП.

Питается измеритель от стабилизованного источника напряжением 22 В. Для улучшения развязки по питанию в избирательном усилителе и в милливольтметре имеются дополнительная стабилизация и фильтрация питающего напряжения.

В приборе применен блок переменных конденсаторов КПЕ-3 с верньером, имеющим передаточное отношение 1:1,5. Корпус блока переменных конденсаторов изолирован от шасси.

Все резисторы — МЛТ. Сопротивления резисторов делителя напряжения R32 — R38 не должны отличаться от указанных по схеме больше чем на ±3%.

Переключатели В1, В2 и В5 — ТВ-2-1, ВЗ и В4 — галетные ПГ11П2Н.

Транзистор Т11 установлен на радиаторе.

Трансформатор Tp1 выполнен на магнитопроводе Ш20 X 30. Первичная обмотка содержит 2100 витков провода ПЭВ-1 0,15, вторичная — 290 витков провода ПЭВ-1 0,31.

Измерительный прибор ИП1 — микроамперметр М24 с током полного отклонения 100 мкА.

Налаживание прибора начинают с проверки напряжений питания узлов измерителя и напряжения на выходе стабилизированного выпрямителя.

При налаживании милливольтметра конденсатор С10 отключают от входного делителя, переключатель В4 устанавливают в положение “10%”. С образцового генератора на вход милливольтметра подают сигнал напряжением 100 мВ и частотой 1000 Гц. Подбором резистора R46 добиваются отклонения стрелки измерительного прибора на последнюю отметку шкалы. Подключив к разъему Ш2 осциллограф, наблюдают форму напряжения. До амплитуды 1,2 В она должна быть неискаженной, в противном случае следует подобрать режимы работы транзисторов.

При постоянном входном напряжении проверяют частотную характеристику милливольтметра. В интервале частот 32 Гц— 160 кГц она должна иметь неравномерность не более 1 дБ.

Градуируют шкалы обычным способом: 1000 мВ будет соответствовать 100%, 300 мВ — 30% и т. д.

Уровень шума милливольтметра составляет около 0,4 мВ, что определяет возможность измерения минимальной нелинейности. Если шумы превышают 0,4 мВ, следует заменить транзистор Т7.

При налаживании режекторного фильтра на вход измерителя подают сигнал напряжением 50 мВ и частотой 1000 Гц. Переключатель В2 устанавливают в положение “Калибр”. Напряжение на эмиттере транзистора ТЗ при этом должно быть около 17 мВ, на его коллекторе — 70 мВ, на резисторе R31— 1000 мВ.

Глубину отрицательной обратной связи устанавливают подбором резистора R30. Одновременно с этим контролируют форму выходного напряжения. Режим работы транзистора Т5 по постоянному току подбирают резистором R27.

Затем переключатель В2 переводят в положение “Измер.”. Настраивая режекторный фильтр и балансируя мост резисторами R13 и R14, добиваются минимального отклонения стрелки измерительного прибора, которое и будет соответствовать измеренной нелинейности.

Можно также проверить неравномерность прохождения гармоник со второй по пятую. Для этого после измерения нелинейности на вход подают сигналы, частоты которых кратны основной частоте, и определяют соответствующие напряже-ния на приборе (уровень сигналов на входе — постоянный). Отношение напряжений второй и пятой гармоник должно быть не менее 0,9.

Частотную шкалу измерителя градуируют по низкочастотному генератору при настроенном режекторном фильтре.

Работают с прибором так. Переключатель В2 устанавливают в положение “Калибр”, переключатель В4 — в положение “100%”. Переменным резистором R1 устанавливают стрелку прибора на последнюю отметку шкалы. Затем переключатель В2 переводят в положение “Измер.” и настраивают режекторный фильтр на частоту первой гармоники входного сигнала, добиваясь минимального отклонения стрелки.

Полученный результат и будет соответствовать коэффициенту нелинейности входного сигнала.