ЦЕЛИ РАБОТЫ
1. Изучить особенности работы умножителя напряжений и возможности его применения.
2. Исследовать схему электронного ваттметра на основе умножителя напряжений.
3. Сделать выводы о применимости схемы умножителя напряжений.
КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Принцип умножения напряжений заключается в том, чтобы реализовать усилительную схему, в которой коэффициент усиления зависел от величины некоторого внешнего сигнала, то есть, был бы некоторой функцией от времени. Так, например, при синусоидальной форме сигнала K(t) = Um1sin(ω1t), выходное напряжение будет иметь вид:
Здесь uВХ(t) = Um2sin(ω2t) и, для определенности, ω2 > ω1.
Таким образом, выходное напряжение будет являться произведением двух синусоидальных напряжений u1 и u2.
В курсе радиотехники доказывается, что напряжение такого вида содержит спектральные составляющие на частотах, равные ω2 – ω1 и ω2 + ω1. Это свойство унапряжения на выходе умножителя позволяет конструировать на его основе различного рода электронные устройства, такие как электронный ваттметр или преобразователь спектра.
|
|
В электронном ваттметре для частот выполняется условие ω2 = ω1, но при этом следует учитывать разность фаз между двумя входными сигналами. В этом случае выражение (20.1) будет записано так:
Применив известную формулу из тригонометрии, получим:
Если в этом сигнале подавить частоту 2ω, то оставшаяся постоянная составляющая будет содержать информацию о сдвиге фаз, необходимую для расчета активной мощности в цепи переменного тока:
Зная амплитуды обоих сигналов можно определить искомую величину сдвига фаз Δφ.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ
1. Собрать схему измерителя сдвига фаз (рис. 21.1) и построить для нее передаточную характеристику U0 = F(Δφ); результаты измерений занести в табл. 21.1.
2. Сделать выводы по работе.
Рис. 21.1 Схема для исследования измерителя сдвига фаз
Табл. 21.1 Данные для построения передаточной характеристики измерителя сдвига фаз U0 = F(Δφ) | ||||||||
Δφ | 0 | 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | |
U0, B |
РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Исследованная схема измерителя сдвига фаз.
2. Передаточная характеристика U0 = F(Δφ).
3. Выводы по работе.
ВЫВОДЫ
1. Принцип действия исследованного умножителя напряжений основан на свойстве МОП-транзистора изменять свое сопротивление переменному току при воздействии на него управляющего напряжения.
2. Для выделения постоянной составляющей в исследованной схеме следует применить фильтр нижних частот, включив его на выходе умножителя.