Работа с измерителем коэффициента гармоник

Лабораторная работа №14

Работа с измерителем коэффициента гармоник

Цель работы

1.1 Изучить принцип действия прибора С6-1 и ознакомиться с методикой
измерения коэффициента нелинейных искажений.

Краткие сведения из теории

2.1 Литература:

- /1/ стр. 252-254.

- Конспект. Тема: «Измерение нелинейных искажений».

2.1 В технике звуковых и высоких частот часто приходится встречаться с
несинусоидальными колебаниями, получившимися в результате нелинейных искажений синусоидальных колебаний электрическими цепями, содержащиминелинейные элементы (электронные лампы, п/п приборы и др.).

Если на вход нелинейной цепи подать синусоидальное напряжение с частотой w то на выходе ее образуется наряду с основной частотой ряд гармонических составляющих частот: 2ω, 3ω, nω т.е. синусоида искажается.

Если на вход нелинейной цепи подать два синусоидальных напряжения с частотами то на ω₁ и ω₂, то на выходе такой цепи напряжение будет ещё сложнее т.к. в его составе кроме высших гармонических частот, кратных ω₁ и ω₂, т.е., 2ω₁, 3ω₁, pω₁,2ω₂, 3ω₂, mω₂ появиться ряд комбинационных частот: pω₁ ± mω₂, гдер и m – любые числа, удовлетворяющие условию: р+m≤n.

Комбинационные частоты не находятся в кратном отношении с основнымичастотами ω₁ и ω2. Таким образом, сигнал на выходе нелинейного устройствасложен по составу вследствие искажений.

Если искажения значительны, и нужно выяснить причину их, то необходимо оценить в отдельности роль каждой компоненты сложного колебания. В этом случае используют приборы анализаторы, позволяющие определись эффективное значение каждой гармоники.

Если искажения значительны, и нужно выяснить причину их, то необходимооценить в отдельности роль каждой компоненты сложного колебания. В этом случае используют приборы анализаторы, позволяющие определить эффективное значение каждой гармоники.

Количественно нелинейность устройства характеризуется коэффициентом гармоник Кг. Коэффициент гармоник - это отношение среднеквадратического значения напряжения всех высших гармоник к среднеквадратическому значению напряжения первой гармоники:

(2.1)

Для вычисления коэффициента гармоник нужно измерить напряжение каждой гармоники отдельно и подставить полученные значения в формулу (2.1).

Такие измерения выполняются приборами, которые называются анализаторами гармоник. Анализатор гармоник представляет собой высокоизбирательное устройство, которое позволяет последовательно выделять и измерять амплитуду и частоты гармонических составляющих несинусоидального сигнала.

Принцип действия измерителя нелинейных искажений С6-1.

Из выражения (2.2) следует, что если действующее напряжение исследуемого сигнала имеет всегда, постоянную величину, то вольтметр, измеряющий действующее значение всех высших гармоник, начиная со второй (числитель дроби) может быть проградуирован в значениях коэффициента нелинейных искажений.

Поясним структурную схему прибора С6-1.

Предварительный усилитель низкой частоты служит для усиления исследуемого сигнала, а резистором R1 можно этот сигнал ослабить. При измерении нелинейных искажении резистором R1 осуществляется калибровка прибора. При этом исследуемый сигнал доводится до такого напряжения, при котором отградуирован вольтметр в значениях нелинейных искажений.

Порядок выполнения работы

3.1 Подготовить к работе звуковой генератор ГЗ-109:

- Ручку «регулировка вых.» установите в крайнее левое положение.

- Переключатель «Нагрузка» поставить в положение «АТТ.».

- Включить прибор в сеть и дать прогреться 3 минуты.

- Ручкой «Регулировка вых.» установите выходное напряжение 4 В.

3.2 Подготовить к работе измеритель С6-1:
- Переключатель «db, V» в положение «10 ».

- Переключатель «Входное сопротивление» в положение «0.1–1МОм».

- Тумблер «Входное напряжение» в положение 0.6–10В.

- Ручку «Калибровка сигнала» в крайнее левое положение.

- Переключатель рода работ в положение «Калибровка».

- Включить прибор в сеть, прогреть 5 мин.

3.3 Измерение коэффициента нелинейных искажений производиться следующим образом:

- Переключатель рода работ поставить в положение «Калибровка».

- Ручкой «Калибровка сигнала» установить стрелку индикатора на риску «В».

- Ручками «Множитель» и «Частота Гц» установить частоту исследуемого сигнала (1000 Гц).

- Переключатель «Род работы» поставить в положение «Искажения».

- Ручкой «Частота Гц» (вращая ее в небольших пределах) по минимальному показанию индикатора добиться окончательной подстройки по частоте исследуемого сигнала. Затем постепенно увеличивая чувствительность переключателем «db, V», не допуская при этом зашкаливания стрелки индикатора, ручками «Балансировка» грубо-точно получить минимальное показание индикатора.

Отсчет коэффициента нелинейных искажений производиться:

-при положениях переключателя «db, V» - «3», «0.3», «0.03» пользоваться средней шкалой стрелочного индикатора.

-при положениях переключателя «db, V»-«1»; «0,1»; «0,01» - верхней шкалой стрелочного индикатора. Отсчет по индикатору во всех случаях умножается на 10. Это будет значением коэффициента нелинейных искажений в процентах.

Таблица 1

F, Гц	по С6-1	Кг рассчитанный по формуле (2.3)

4. Контрольные вопросы

Назначение С6-1.

Технические данные С6-1.

Содержание отчета щ

Наименование и цель работы.

Структурная схема С6-1.

Таблица с результатами измерений и расчетов.

Вывод о проделанной работе.

Литература

6.1 Б.П. Хромой, Ю.Г.Моисеев "ЭРИ", М. "Радио и связь", 1985г.

6.2 В.А. Панфилов "Электрические измерения", М. "Академия" 2004г.

6.3 А.С. Сигов "Электрические измерения", М. "Форум" 2005г.

Лабораторная работа №14

Работа с измерителем коэффициента гармоник

Цель работы

1.1 Изучить принцип действия прибора С6-1 и ознакомиться с методикой
измерения коэффициента нелинейных искажений.

Краткие сведения из теории

2.1 Литература:

- /1/ стр. 252-254.

- Конспект. Тема: «Измерение нелинейных искажений».

2.1 В технике звуковых и высоких частот часто приходится встречаться с
несинусоидальными колебаниями, получившимися в результате нелинейных искажений синусоидальных колебаний электрическими цепями, содержащиминелинейные элементы (электронные лампы, п/п приборы и др.).

Если на вход нелинейной цепи подать синусоидальное напряжение с частотой w то на выходе ее образуется наряду с основной частотой ряд гармонических составляющих частот: 2ω, 3ω, nω т.е. синусоида искажается.

Если на вход нелинейной цепи подать два синусоидальных напряжения с частотами то на ω₁ и ω₂, то на выходе такой цепи напряжение будет ещё сложнее т.к. в его составе кроме высших гармонических частот, кратных ω₁ и ω₂, т.е., 2ω₁, 3ω₁, pω₁,2ω₂, 3ω₂, mω₂ появиться ряд комбинационных частот: pω₁ ± mω₂, гдер и m – любые числа, удовлетворяющие условию: р+m≤n.

Комбинационные частоты не находятся в кратном отношении с основнымичастотами ω₁ и ω2. Таким образом, сигнал на выходе нелинейного устройствасложен по составу вследствие искажений.

Если искажения значительны, и нужно выяснить причину их, то необходимо оценить в отдельности роль каждой компоненты сложного колебания. В этом случае используют приборы анализаторы, позволяющие определись эффективное значение каждой гармоники.

Если искажения значительны, и нужно выяснить причину их, то необходимооценить в отдельности роль каждой компоненты сложного колебания. В этом случае используют приборы анализаторы, позволяющие определить эффективное значение каждой гармоники.

Количественно нелинейность устройства характеризуется коэффициентом гармоник Кг. Коэффициент гармоник - это отношение среднеквадратического значения напряжения всех высших гармоник к среднеквадратическому значению напряжения первой гармоники:

(2.1)