Высокочастотных составляющих

В вольтметрах, предназначенных для измерения высокочастотных напряжений (до 10е Гц), на точности измерений могут существенно сказываться реактивности соединительного кабеля. Для устранения

При эксплуатации трансформаторы могут подвергаться воздействию высокочастотных напряжений прямоугольной формы в кратковременных импульсах, значительно превосходящих по амплитуде номинальное напряжение трансформатора. Перенапряжения в энергосистемах возникают при коммутационных операциях (отключении и включении линий передачи и трансформаторов), авариях и грозовых разрядах. Характерной формой волны перенапряжений является апериодическая волна ( 2.101, а). Начальный, крутонарастающий участок до Um называют фронтом волны, а спадающий участок — спадом волны. При этом длительность фронта волны составляет несколько микросекунд, а вся волна перенапряжений действует десятки микросекунд. Наиболее опасна волна с прямоугольным фронтом ( 2.101,6). Она дает наибольшие перенапряжения, а при разложении прямоугольной волны на гармонические составляющие амплитуды высших гармоник максимальны. Волны с прямоугольным фронтом приходят к транс-

В вольтметрах, предназначенных для измерения высокочастотных напряжений (до 109 Гц), на точности измерений могут существенно сказываться реактивности соединительного кабеля. Для устранения

туры настроены на среднюю частоту /0. Контуры связаны индуктивно и через емкость конденсатора связи Ссв. С контура L2C2 модулированное напряжение снимается на два диода, включенные по двухтактной схеме и нагруженные на RC-фильтр. Емкости конденсаторов С3 и С4 достаточно велики и представляют практически короткое замыкание для токов высокой частоты. Поэтому можно считать, что на каждом из диодов действует сумма высокочастотных напряжений: на Ь^^контуре и на соответствующей части катушки L2. При подаче на вход немодулированного колебания с частотой /0, на которую настроены контуры, напряжения на диодах одинаковы и сумма падений напряжений на нагрузке RtR2 равна нулю. Если частота в результате модуляции уменьшится, ток в L2C2-KOHType будет опережать наводимую в нем э. д. с. В результате напряжение на диоде Дг превысит напряжение на диоде Д2 и на нагрузке появится разностное напряжение. При увеличении частоты ток в ?2С2-контуре будет отставать от наводимой э. д. с., напряжение на диоде Дг будет меньше, чем на диоде Д2, и на нагрузке появится разностное напряжение противоположного знака. Напряжение на нагрузке пропорционально отклонению мгновенного значения частоты от среднего значения /0 и соответствует модулирующему напряжению.

Пусть i/i — напряжение на первом контуре, U2 — на втором контуре, t/g и 1/ц — напряжение в точках В и D относительно катода лампы (земли). Заметим, что U3 и с/, представляют собой амплитуды высокочастотных напряжений, приложенных соответственно к диодам Д1 и Д2. В отсутствие модуляции, когда частота входного напряжения совпадает с резонансными частотами контуров, напряжение U2, развиваемое на индуктивности второго контура, сдвинуто по фазе на 90' относительно напряжения t/lp.

Наиболее простой и распространенный способ передачи сообщений по радиоканалу с помощью амплитудной модуляции не открывает новых возможностей повышения помехоустойчивости радиосвязи. В гл. 15 было установлено, что при амплитудной модуляции соотношение между сигналом и помехой (слабой) в процессе детектирования остается неизменным и отношение сигнал/помеха на выходе приемника не может быть улучшено по сравнению с отношением амплитуд высокочастотных напряжений сигнала и помехи на входе. Для обеспечения требуемого отношения сигнал/помеха при амплитудной модуляции остается лишь «силовой» способ повышения уровня сигнала относительно помехи на входе приемника. Для этого требуется повышать мощность передатчика, а также применять направленные антенны, если это допускается характером передачи и приема.

представляют собой амплитуды высокочастотных напряжений, приложенных соответственно к диодам Дг и Д%. В отсутствие модуляции, когда частота входного напряжения совпадает с резонансными частотами контуров, напряжение L)2, развиваемое на индуктивности второго контура, сдвинуто по фазе на 90° относительно резонансного напряжения Utp.

- прочность и долговечность (во временном и цикловом выражении) при действии низкочастотных (от изменения эксплуатационных режимов) и высокочастотных (от механических и гидродинамических вибраций) нестационарных амплитуд напряжений;

— трещиностойкость при действии упомянутых выше циклических (низкочастотных и высокочастотных) напряжений;

Измерения импульсных и высокочастотных напряжений. Импульсные напряжения измеряют с помощью импульсных вольтметров, построенных по схеме, представленной на 4.6, а. В этой схеме возможно измерение амплитуды только положительных импульсов, для отрицательных необходимо обратное включение диода. Специальные импульсные вольтметры градуируются в амплитудных (пиковых) значениях.

При измерениях высокочастотных напряжений используется встроенный калибратор — генератор импульсов длительностью не более 1 не. Спектр импульсов генератора позволяет использовать его для калибровки приемника в рабочем диапазоне частот.

Уменьшение крутизны спада при Тц>тц (кривая 2) объясняется ослаблением высокочастотных составляющих спектра сигнала при АЧХ фильтра А^(ю) = [1+(ютц)2]~1/2. При Тц<тц, наоборот, крутизна спада возрастает (кривая 3).

Резисторы JR2, R6 и конденсаторы С7 и СЮ предназначены для отфильтровки высокочастотных составляющих, которые могут попасть на входы каскадов усилителя. Резисторы R3 и R7 ограничивают ток на входах микросхем. Гнездо «Вх. огр» предназначено для контроля уровня на входе усилителя.

На практике детектирование АМС осуществляют чаще с применением диода, а не триода. В схеме такого диодного детектора, приведенного на 1.26, в, конденсатор С включают для того, чтобы на резисторе R не было падения напряжения от высокочастотных составляющих тока. Диодный детектор конструктивно проще и, кроме того, создаваемые им нелинейные искажения можно сделать гораздо меньше, чем в схеме на триоде.

Квантование сигнала на основе теоремы выборок эквивалентно использованию для его передачи диапазона частот, ограниченного о)с- Ошибка возникает за счет отбрасывания высокочастотных составляющих спектра. Из-за ограниченной точности воспроизведения сигнала он передается с ошибкой и обнаруживается лишь в пределах конечной длительности Тс.

способом или с помощью синхронного детектора, при этом в качестве опорного напряжения может быть использбван входной сир-нал U4. „ (/), сдвинутый по фазе на 90°, после отделения постоянной и высокочастотных составляющих получаем исходный сир-нал UQ (t) = kUQ cos (u0t (где k = const).

Особенностью модулированных периодических импульсных сигналов (при гармоническом модулирующем сигнале) является наличие в спектре составляющей, соответствующей частоте Q модулирующего сигнала. Наличие такой составляющей позволяет непосредственно использовать при демодуляции низкочастотные фильтры. Однако для уменьшения влияния высокочастотных составляющих при АИМ необходимо выполнение условия too>2fi, а при ВИМ и ОШИМ соотношение JJ,=COO/Q следует выбирать из условия

Так как прохождению высокочастотных составляющих сигнала препятствуют паразитные емкости внутренние сопротивления и др., а прохождению низкочастотных составляющих сигнала — емкости и индуктивности элементов усилителя, то импульс на выходе усилителя будет воспроизводиться без искажений только при достаточно широкой полосе пропускания усилителя. Таким образом, основное требование, предъявляемое к импульсным усилителям,—это широкая полоса пропускания частот. Поэтому импульсные усилители часто называют широкополосными. Для удовлетворения требованию широкополосное™ в

С увеличением частоты уменьшается реактивное сопротивление конденсатора, что приводит к увеличению коэффициента усиления дифференцирующего звена для высокочастотных составляющих сигнала. В связи с этим такое дифференцирующее звено усиливает собственные высокочастотные шумы элементов ОУ, которые находятся за полосой полезного сигнала. Помимо того, что дифференцирующее звено имеет тенденцию к самовозбуждению в области частот, где АЧХ дифференциатора, имеющая подъем +20 дБ/дек, пересекается с АЧХ скорректированного ОУ, которая имеет спад —20 дБ/дек. Таким образом, АЧХ разомкнутой системы в некоторой части частотного диапазона имеет спад —40 дБ/дек, что, как отмечалось выше, может вызвать самовозбуждение.

—20 дБ/дек начинался на частоте, более высокой, чем максимальная частота полезного дифференцируемого сигнала, что способствует уменьшению высокочастотных составляющих шумов. Во-вторых, последовательно с входным конденсатором С включается резистор, назначение которого — ограничивать коэффициент усиления дифференциатора в области верхних частот, что способствует обеспечению динамической устойчивости звена и снижению входного емкостного тока от источника сигнала. Так же, как и в интегрирующем звене, наилучшие результаты в дифференциаторе получаются при использовании ОУ с высокими параметрами, конденсаторов с малыми токами утечек и малошумящих резисторов.

Следовательно, ^С-цепь точнее интегрирует участки быстрого изменения функции «их, которые формируются главным образом за счет высокочастотных составляющих спектра сигнала.

Дифференциальное уравнение установления напряжения Е на конденсаторе ячейки смещения составляем на основании схемы 13.21,6. При этом считаем, что для высокочастотных составляющих (мр, 2шр) конденсатор Са является коротким замыканием. Получим1'