Материал: МРБ 1096.(1986).[doc]

Наладка комплекса. Работа с ним

Наладку комплекса (см. рис. 54) можно проводить после тщательной про­верки монтажа отдельных печатных плат и межплатных соединений. Только убедившись в правильности монтажа, переходят к налаживанию прибора.

Сначала (при отключенных блоках) проверяют и налаживают блок пита-«ия. При включении питания на выходе выпрямителя анодного питания инди­катора должно быть 25 — 27 В. Резистором R136 устанавливают на выходе ста­билизатора «+5 В» напряжение 5,2 В. После чего стабилизатор нагружают эквивалентом нагрузки 7,5 Ом мощностью 5 — 10 В-А. При этом выходное напряжение не должно быть ниже 5 В. Вольтметром переменного тока (можно осциллографом) контролируют значение пульсаций на выходе нагруженного стабилизатора. Значение пульсаций не должно превышать 10 — 15 мВ. Далее переходят к проверке и регулировке стабилизатора ±15 В. Движок резистора R138 устанавливают примерно в среднее положение. При токе нагрузки до 50 мА (на эквиваленте нагрузки 620 Ом мощностью 2 В-А) напряжение между­контактами + 15 В и — 15 В должно составлять 28 — 30. В, В противном слу­чае необходимо подбирать стабилитроны VD35 — VD37. Далее, поочередно конт­ролируя напряжения +15 В и — 15 В относительно земли,, с помощью R138 добиваются их равенства (с точностью 20 — 30 мВ). После этого настройку блока питания можно считать законченной.

Далее переходят к наладке входных устройств комплекса (см. рис. 51), На «Вход 2» подают постоянное напряжение любой полярности значением 20±0,1 В. Подбором резисторов R1 — R4 добиваются декадного ослабления сигнала с погрешностью не более 0,5%. Подбором конденсаторов С2 — С4 и кон­денсатора подстройки С1 добиваются декадного ослабления сигнала на пере­менном токе (при частоте сигнала 10 — 20 кГц) с погрешностью также не бо­лее 0,5%.

Перед следующими регулировками необходимо подать питание на все уз­лы комплекса.

Масштабный усилитель вольтметра налаживают в два этапа. Сначала при отсутствии сигнала на «Входе 1» устанавливают нулевое смещение на выходе ОУ с помощью R10 (на пределе 0,2 В) и с помощью R11 (на предел 2 В). После этого на «Вход 1» подают постоянное напряжение любой полярности значением 0,2+0,001 В. При нажатой кнопке S1 (предел 0,2 В) на выходе ОУ с помощью R9 необходимо установить напряжение 2+0,001 В.

Далее переходят к налаживанию преобразователя средневыпрямленных значений (см. рис. 51). На «Вход 1» подают действующее напряжение 2 В час­тотой 1 кГц. Прибор переводят в режим измерения переменного напряжения на пределе 2 В. С помощью R24 устанавливают на выходе масштабного уси-лителя напряжения 2±0,01 В. Подав на этот же вход действующее напряже­ние 0,2 В той же частоты и перейдя на предел 0,2 В с помощью R25, устанав­ливают на выходе масштабного усилителя также напряжение 2+0,01 В. После этого, подав в этом же режиме сигнал напряжением 10 мВ (действ.), контро­лируют линейность характеристики преобразователя. На выходе масштабного, усилителя должно быть напряжение 0,1 ±0,001 В. В противном случае подби­рают резисторы R20, R21. После этого проверяют частотную характеристику преобразователя, проделывая указанные ранее операции, но на частотах 20 Гц и 200 кГц. На выходе масштабного усилителя должны быть соответственно те же напряжения. Частотную характеристику преобразователя при необходимос­ти корректируют с помощью С8, R13, R14. После этого наладку преобразова­теля средневыпрямленных значений можно считать законченной.

Далее производят наладку преобразователя напряжение — частота (см, рис. 53). Отключив точку соединения резисторов R42, R47 от выхода DA3, на нее подают напряжение с движка потенциометра, крайние концы которого под­ключены к ±15 В. Подавая в эту точку положительное напряжение, контроля-руют момент переключения триггера VT9, DD8.2, DD8.3. Триггер должен перек­лючиться при напряжении 2 — 4 В, В противном случае этого добиваются с помощью резистора R48. Подавая в указанную точку отрицательное напряжение, контролируют момент переключения триггера VT8, DD8.1. Это должно происхо­дить при напряжении — (2т-4) В (подстройка с помощью резистора R43). После этого восстанавливают связь с DA3. При отсутствии сигнала на входе прибора с помощью резисторов RIO, R11 на соответствующих пределах уста­навливают нолевую частоту преобразователя (контроль на выходе DD9.4), рав­ную 1 Гц.

На «Вход 1» прибора на пределе 2 В подают положительное напряжение 2±0,00Г В. С помощью подстройки резистором R59 на выходе DD9.4 устанав­ливают частоту 20 000+ЛО Гц. Затем на «Вход 1» прибора на пределе 2 В по­дают отрицательное напряжение — 2±0,001 В. С помощью резистора R55 ус­танавливают на выходе DD9.4 частоту 20 000+10 Гц. При двух последних опе­рациях необходимо проконтролировать верность индикации полярности. На вы­ходе DD9.1 напряжение высокого уровня должно быть при отрицательной по­лярности входного сигнала, а на выходе DD9.2 — при положительной. На этом регулировку преобразователя напряжения — частота заканчивают и переходят к проверке цифровой части комплекса.

На «ВхоД| 3» подают синусоидальный сигнал напряжением 1 В и частотой до 10 МГц. Переключатель S12 находится в положении 1 :1. На коллекторе VT7 должны быть прямоугольные импульсы с короткими фронтами той же частоты. Далее проверяют и при необходимости подстраивают с помощью ре­зистора R29 максимальную чувствительность формирователя во всем частотном диапазоне. Она должна быть не хуже 0,1 В.

После этого проверяют блок эталонных интервалов и меток. С помощью конденсатора С16 по цифровому частотомеру выставляют на выходе DD1.3 частоту 10⁶±10 Гц. После чего проверяют работу декадных делителей часто­ты DD2 — DD7 (см. рис. 51).

Далее прибор с помощью переключателей S10, S11 при различных поло­жениях 57 проверяют в режиме «Самоконтроль». На дисплее должны быть по­казания либо 100 000 кГц, либо 1000 000 кГц. После этого, подавая на «Вход 3» сигнал произвольной частоты, проверяют частотомер, в автоматическом и ручном режимах работы, в режиме измерения периода. Индикатор перегрузки налаживают при входном напряжении 2,5 В на пределе 2 В. Подбирая R90, добиваются свечения девятого разряда индикатора (с периодом 1 с). При уменьшении входного напряжения до 2,35 — 2,4 В девятый разряд светиться не должен.

При настройке ГНС теперь можно пользоваться собственными вольтметром и частотомером. Предварительно по осциллографу убеждаются в работоспо­собности генератора. Далее проверяют коэффициент перекрытия поддиапазона (при крайних значениях R95) и при необходимости одновременно корректиру­ют резисторы R94, R96 (см. рис. 55). Подбором конденсаторов моста Вина подгоняют границы поддиапазонов. Далее подключают к выходу ГНС вольт­метр постоянного тока и резистором R98 устанавливают нулевое постоянное напряжение на выходе генератора.

Затем, подстраивая резистор R97, добиваются минимальных искажений вы­ходного сигнала и минимальной неравномерности АЧХ во всем рабочем диапа­зоне частот (при выходном напряжении 2 В и нагрузке 100 Ом). Настройку генератора заканчивают проверкой работоспособности формирователя меандра. Подбором резисторов R105 — R107 добиваются точно декадного ослабления выходного сигнала.

Наладку ИНИ проводят следующим образом (см. рис. 56). На «Вход 4» подают действующее напряжение 0,3 В частотой 1 кГц. При этом переключа­тель S18 находится в положении «1:1», резистор- R110 «Уровень» — в поло­жении максимальной передачи, переключатели S14, S15 отжаты, а 57 — в по­ложении 0,1 с. Движок резистора R126 должен находиться в среднем положе­нии. Переключателем S13 включают режим измерения КНИ. При этом на ин­дикаторе должно высветиться значение «100.0». В противном случае этого до­биваются подстройкой резистора R137, После этого, Не изменяя входного сиг­нала, проверяют на коллекторе транзистора VT16 работу аттенюатора R111 — R113, поочередно включая переключатели S14, S15.

Подавая от ГНС сигналы с частотой крайних точек поддиапазонов (20 — 200 Гц, 200 — 2000 Гц, 2 — 20 кГц), попарным подбором конденсаторов моста Вина устанавливают поддиапазоны ИНИ. Необходимого коэффициента перек­рытия добиваются резисторами R120, R121. На этом настройку комплекса мож­но считать законченной.

При настройке комплекса желательно использовать следующие приборы: цифровой частотомер (43-36), осциллограф (С 1-94), цифровой вольтметр (Р-386, В7-22А), измеритель нелинейных искажений (С6-5).

Перед началом измерений устанавливают переключатель «Время измере­ния» (S7) в требуемое положение. С помощью переключателя S16 выбирают режим измерения — автоматический или от ручного пуска.

Измерение частоты внешнего сигнала. Для этого необходимо переключатели «Частота — Напряжение» (S11) и «Частота — Период» (S8) поставить в поло­жение «Частота». Переключатель «ГНС/Вход 1 — 4» (S9) должен находиться в положении «Вход 1 — 4». Входной сигнал подается на «Вход 3». При входном , сигнале до 5 В переключатель S12 следует поставить в положение «1 : 1», вы­ше 5 В — в положение «1 : 10».

При измерении периода внешнего сигнала переключатель S8 необходимо перевести в положение «Период». При измерении частоты отсчет ведется в ки­логерцах, а при измерении периода — в микросекундах.

Измерение напряжения входного сигнала. Напряжение до 2 В подается на «Вход 1», выше В — на «Вход 2». С помощью аттенюатора (S1 — S5) выби­рают требуемый предел измерения. Переключатель S11 необходимо поставить в положение «Напряжение», а переключатель S9 — в положение «Вход 1 — 4». С помощью переключателя S6 нужно выбрать вид измеряемого напряжения (постоянное или переменное).

Измерение параметров выходного сигнала собственного ГНС. Для этого пе­реключатель S9 необходимо поставить в положение «ГНС». Положение перек­лючателей S8, Sll, S12 такое же,,, как при измерении частоты внешнего сигна­ла.

При измерении выходного напряжения генератора необходимо включить S2,. переключатель S11 поставить в положение «Напряжение», переключатель S6 — в положение «Переменное».

Выходной уровень генератора выставляется резистором R108 (плавно) и переключателями S23, S24 (ступенчато). Выходная частота устанавливается плавно резистором R95, а- ступенчато — переключателями S19 — S21.

Модификация узлов комплекса

Рассмотрим только расширение частотного диапазона частотомера до 160 — 200 мГц; введение в вольтметр преобразователя среднеквадратического значе-ния при измерении КНИ и уровня шумов (взамен средневыпрямленного); вве­дение в вольтметр взвешивающего фильтра с частотной характеристикой МЭК-А.

Предварительный делитель для частотомера (подробно описан в [7]) пред­назначен для расширения частотного диапазона частотомера с 10 — 20 до 150 — 200 МГц. Входное сопротивление делителя 75 Ом, максимальное действующее входное напряжение 2 В. Максимальная чувствительность изменяется от 20 (на частоте 1 МГц) до 100 мВ (на частоте 160 — 200 МГц). Выходные импуль­сы имеют амплитуду 0,8 В при длительности фронтов около 2 не. Электрйчес-кая схема делителя изображена на рис. 67.

Первые два каскада делителя представляют собой дифференциальные уси­лители на элементах DD1.1, DD1.2. Входной сигнал поступает через конденса­тор С1 на вход дифференциального усилителя DD1, другой — через С2 соеди­нен с общим проводом. С выхода второго каскада усиленный сигнал посту­пает на триггер Шмитта DD1.3 и резисторы R9 — R12. Триггер Шмитта форми­рует прямоугольные импульсы во всем рабочем диапазоне частот.

С триггера Шмитта сигнал поступает на микросхему DD2.1, выполняющую ;§оль делителя частоты импульсов на два. На элементах DD2.2, DD3.1, DD3.2 собран делитель частоты на пять. Делитель выполнен по схеме сдвигающего регистра с перекрестными связями.

Уменьшение коэффициента деления-с 6 до 5 достигается здесь за счет объе­динения прямого (DD3.2) и инверсного (DD3.1) выходов триггеров для обра-зевания схемы ИЛИ по выходу. Такое объединение возможно, так как выхода­ми элементов являются ненагруженные эмиттерные повторители. Резистор R6 является общей нагрузкой этих выходов.

Печатную плату делителя устанавливают в непосредственной близости от входного разъема. Выход делителя подключают к формирователю частотомера через переключатель поддиапазона измеряемой частоты. При входной частоте, меньшей 1 — 10 МГц, целесообразно пользоваться собственным формирователем (разрешающая способность измерения увеличивается на порядок).

Преобразователь среднеквадратического значения. (За основу взята схема, «публикованная в «Радио», 1981 г., № 11.)

Рис. 87. Схема предварительного делителя для частетамера

Максимальное действующее значение входного сигнала 1 В. Частотный диа­пазон входных сигналов 10 Гц — 1 МГц. Наибольший коэффициент амплиту­ды входного сигнала при сохранении основной погрешности преобразования равен 15. Погрешность преобразования не более 2%. Функциональная схема этого преобразователя была рассмотрена ранее на рис. 22.

Рис. 68. Электрическая схема среднеквадратического преобразователя

Преобразователь (рис. 68) состоит из повторителя напряжения с большим входным сопротивлением, узла выделения абсолютного значения напряжения и среднеквадратического преобразователя. Повторитель напряжения собран на ОУ DA1. Для расширения амплитудного диапазона входных сигналов на вхо­де повторителя необходимо иметь частотно-компенсированный аттенюатор. С повторителя напряжения DA1 сигнал через конденсатор С2 поступает на вход узла выделения абсолютного значения напряжения, собранного на ОУ DA2 по схеме; прецизионного двухполупериодного выпрямителя. Суммирование прямаго и инвертированного сигналов осуществляется на инвертирующем входе ОУ DA3. При этом прямой сигнал подается через R14, а инвертированный для отрица­тельной полуволны — через R10, R11. Собственно среднеквадратический пре­образователь собран на ОУ DA3, DA4. (Принцип работы преобразователя опи­сан на стр. 26).

В качестве диодов, показанных на структурной схеме, здесь использованы согласованные транзисторы микросхемы DA5. Это обеспечивает малый темпе­ратурный дрейф и исключает необходимость регулярно выполнять коррекцию нуля. С выхода DA4 постоянное положительное напряжение, соответствующее среднеквадратическому значению входного, может быть подано на цифровой вольтметр постоянного тока.

Рис. 69. Взвешивающий фильтр МЭК-А

Налаживать преобразователь необходимо в следующей последовательности: при закороченном входе резистором R3 установить на выходе DA1 нулевое нап­ряжение; резистором R7 установить нулевое напряжение в точке соединения VD2, R9 — iRll; резистором R13 установить на выходе DA3 отрицательное нап­ряжение — 1 В (при нулевом входном напряжении); резистором R17 устано­вить на выходе преобразователя нолевое напряжение. На этом налаживание преобразователя можно считать законченным.

Для проверки работы преобразователя можно подать на его вход последо­вательность импульсов прямоугольной формы с известными периодом повторе­ния Т, длительностью т и амплитудой U_m и скважностью от 4 до 200. (Дли­тельность фронтов импульсов не должна превышать 10% длительности импуль­са.) По этим данным вычисляют расчетное значение среднеквадратического нап­ряжения, соответствующего данной последовательности импульсов (с учетом входного аттенюатора).

Полученное расчетное значение сравнивают с показаниями прибора. Пог­решность прибора не должна превышать 2%. При этом погрешность измере­ния параметров последовательности импульсов не должна превышать 0,2-0,5%.

Взвешивающий фильтр. Он служит для приведения АЧХ измерительного прибора, например среднеквадратического вольтметра, в соответствии с час­тотной характеристикой чувствительности человеческого уха. Эта характерис­тика имеет максимум на частотах примерно 1 — 5 кГц. На частоте 50 Гц ха­рактеристика имеет спад —30 дБ, на частоте 20 кГц — 10 дБ.

Схема взвешивающего фильтра приведена на рис. 69. Устройство представ­ляет собой двухкаскадный усилитель на транзисторах VT1, VT2 с частотно-зависимой отрицательной обратной связью; она образована элементами R6, СЗ, С4. В области верхних частот характеристику усилителя формируют элементы R3, С4, а в области нижних частот — элементы R6, СЗ. Кроме указанных эле­ментов характеристику усилителя на нижних частотах дополнительно формирует цепь С6, R9.