Raqamli vattmetrlar

Doiraviy yoyishda namunali chastotani faza maydalagich orqali, ostsillografning ikkala kirishiga beriladi. Ostsillograf ekranida yoyish liniyasi aylana shaklida paydo bo'ladi va u namunali chastotaga teng chastota bilan aylanadi, ya'ni bitta aylanish vaqti davr davomiyligiga teng. Noma'lum chastotali signal kuchlanishini ENT modulyatoriga beriladi va yoyish chizig'i yorqinligini o'lchanayotgan chastota davri davomida 1 marta o'zgartiradi.


Agar f_x = f_n bo'lsa, u holda aylananing yarmi yorqin (yorug'), yarmi esa qora bo'ladi. Agarda f_x > f_n bo'lsa, u holda aylana shtrixlardan tashkil topib (7.2-rasm), ularning (yorqin va qora shtrixlar) soni n noma'lum va namunali chastotalar karraligiga teng: n = f_x/f_n, bu yerdan f_x = nf_n. Agar chastotalar karrali bo'lmasa, u holda ostsillogramma aylanadi va o'lchash qiyinlashadi. Doiraviy yoyish karraligi sinusoidal yoyishdagidan ancha katta bo'lgan chastotalarni o'lchashga imkon beradi, chunki shtrixlarni sanash kesishmalarni sanashdan qulayroqdir. Bunda namunali chastotadan past chastotani ham o'lchash mumkin, buning uchun o'lchanayotgan chastotani fazatilgich orqali ostsillografning ikkala kirishiga beriladi va yoyilma chizig'ini aylana ko'rinishida hosil qilinadi, namunali chastota kuchlanishini esa trubkaning modulyatoriga beriladi. Ostsillogramma qo'zg'almas bo'lganida f_x = f_n/n. O'lchash xatoligi va o'lchanadigan chastotalar chegaralari sinusoidal yoyishdagi kabi aniqlanadi.
Nolinchi tepkilar usulini yuqori chastotalarni o'lchash uchun qo'llaniladi. Ikkita kuchlanish: Uj = Ujcos^jt va U2 = U^coscnt ni nochiziqli element - aralashtirgichga beriladi. Aralashtirgich chiqishida ko'p chastotalar: n/j, mf2 - garmonik tashkil etuvchilar va nfj±mf2 - kombinatsion tashkil etuvchilar kuchlanishi paydo bo'ladi. Kombinatsion chastotalar jumlasida birinchi garmonikalar ayirmasi bo'ladi va u tepkilar chastotasi f_tep = |f₁ - f₂| deb ataladi. Agar f₁ va f₂ chastotalar bir-biriga teng bo'lsa, u holda tepkilar chastotasi nolga teng bo'ladi, shuning uchun ikkita chastotani tepkilar yordamida o'lchash nolinchi tepkilar usuli deb ataladi.
Chastotani nolinchi tepkilar usuli bilan o'lchash sxemasi 7.3-a rasmda tasvirlangan. Namunali chastota f_n va o'lcha- nayotgan chastota f_x kuchlanishlarini aralashtirgich kirishiga beriladi. Uning chiqishiga tepkilar chastotasi indikatori ulanadi, bunday indikator sifatida boshga taqiladigan telefondan foydalanish mumkin. Agar namunali chastotani tekis o'zgartirilsa, u holda tepkilar chastotasi 20 kGs dan past bo'lganida (f_tep = |f_x - f_n| < 20 kGs) telefonda ayirma chastotasining tovushi (toni) eshitiladi, bu tovush f_n chastota o'lchanayotgan f_x chastotaga yaqinlashgani sari pasayadi.
Gs

Nolinchi tepkilar zonasi

3. 
   rasm.
   

3. 
   b rasmda tepkilar chastotasi f_tep ning o'lchanayotgan chastota f_x o'zgarmas bo'lganda namunali chastota f_n ning o'zgarishiga bog'liq ravishda, o'zgarishi ko'rsatilgan. a nuqtada tepkilar chastotasi nolga teng va o'lchanayotgan chastota qiymati namunali chastota qiymati bilan ustma-ust tushadi. Biroq f_x = f_n bo'ladigan momentni telefonda tovush yo'qligiga qarab aniqlash mumkin emas, chunki odam qulog'i 5-6 Gs dan past tovushlarni payqamaydi. 10-12 Gs gacha absolyut xatolikka olib keladigan «nolinchi tepkilar» zonasi paydo bo'ladi.
   

Bu xatolikni kamaytirish uchun bir necha yo'llardan foydalanish mumkin. Ayrili sanoq usulidan tez va oddiy foydalanish mumkin, u quyidagidan iborat. Tepishlar tovushini xotirlab qolish uchun qulay bo'lgan biror f₁₀ chastota, masalan, i nuqtada o'rnatiladi (7.3-b rasm). So'ngra nolinchi tepkilar zonasini o'tib, namunali chastotani oldingi tepkilar tovushi eshitiladigan f₂₀ qiymatga o'rnatiladi (2 nuqta). Ma'lumki, namunali chastotaning nolinchi tepkilardan chap va o'ng tomondagi ikkita qiymatining o'rta arifmetigi o'lchanayotgan chastotaga teng:
^fx = ^f10 ^{- f}20^)/2
Ayrili sanog'da tepkilar chastotasi tengligini aniqlashning noaniqligi hisobiga yuzaga keladigan qo'shimcha xatolik unchalik katta emas va o'lchashni bajarayotgan operatorning musiqiy eshitish qobiliyati qancha yuqori bo'lsa, shuncha kamdir.
Xatolikni kamaytirishning ikkinchi yo'li telefonni magnitoelektrik milliampermetrga, ya'ni tovush indikatorini vizual indikatorga almashtirishdan iborat. Tepkili tebranishlar chastotasi 10 Gs dan kam bo'lganida asbob strelkasi tepkili tebranishlar chastotasi bilan tebranadi va f_x = f_n bo'lganda nolda to'xtaydi. Nolinchi tepkili tebranishlarni vizual kuzatish uchun ostsillograf yoki elektron-optik indikatorni qo'llab, yaxshi natijalarni olish mumkin.
Shuni nazarda tutish kerakki, namunali va o'lchanayotgan chastotalarning kuchlanishlari garmonikalarga ega bo'lsa, u holda nolinchi tepkili tebranishlar nf_x = mf_n tenglik bajarilgan sharoitda ham hosil bo'lishini nazarda tutish kerak.
Bu hodisa noaniqlikni yuzaga keltiradi, uni bartaraf etish uchun f_x ning taqribiy qiymatini bilish foydalidir. Ma'lumki, garmonikalarning jadalligi ularning nomerlari ortishi bilan kamayadi va yuqori garmonikalarda tez kamayadi.
Geterodinli chastota o'lchagichlar nolinchi tepkili tebranishlar printsipi bo'yicha ishlaydi. O'lchanayotgan chastota kalibrlangan generator chastotasi bilan taqqoslanadi, nolinchi tepkili tebranishlar esa telefon yoki boshqa indikator bilan qayd etiladi. O'lchanayotgan chastota generator shkalasi bo'yicha yoki tegishli jadvallar bo'yicha aniqlanadi.

3. 
   rasmda eng sodda geterodinli chastota o'lchagichning tuzilish sxemasi keltirilgan.
   

Ravon (bir tekis) sozlanadigan generator yuqori sifatli generatorlardan tayyorlanadi, uning ta'minot toki stabillashgan va shu sababli har bir diapazon ost chegaralarida chastotasining nostabilligi kam. Generator o'zgaruvchan sig'imli kondensator S_n bilan sozlanadi, uning plastinalari shunday ishlanganki, chastota o'zgarishining kondensator rotori vaziyatining o'zgarishiga chiziqli bog'liqligi ta'minlanadi. Bu sozlash shkalasi bo'limlari orasidagi sanoqlarni interpolyatsiyalash imkonini beradi.
Geterodinli chastota o'lchagich yordamida chastotani o'lchashdagi xatoliklarning bosh manbasi C_n kondensator shkalasi darajalanishining buzilishidir. Geterodinli chastota o'lchagichda darajalanishni tiklash uchun tayanch (namunali) chastota manbasi - kvartsli stabillovchi generator mavjud. Bu chastota bo'yicha har bir o'lchash oldidan sozlash shkalasi sozlovchi kondensator S_k yordamida tekshiriladi va kalibrlanadi. Kalibrlash uchun kvartsli stabillovchi generator kuchlanishi kalit K orqali va ravon sozlash shkalasi tayanch chastota f_kv ga mos ma'lum qiymatga o'rnatiladi. Agar past chastota kuchaytirgich PChK chiqishida tepkili tebranishlar eshitilayotgan bo'lsa, ularni S_k kondensator yordamida nolga keltirish lozim.
O'lchanayotgan chastotalar diapazonini kengaytirish uchun ravon sozlanadigan generatorning yuqori garmonika- laridan, kalibrlash uchun esa ikkala generatorning yuqori garmonikalaridan foydalaniladi, natijada ravon sozlanadigan generatorni sozlashda ko'plab nolinchi tepkilar paydo bo'ladi, bu esa o'lchangan chastota sanog'ini olishni qiyinlashtiradi. Bunday aniqmasliklarni bartaraf etish uchun geterodinli chastotao'lchagichlar darajalash jadvallari yoki grafiklari bilan ta'minlanadi. Chastota o'lchagichning sozlash shkalasi odatda, katta sekinlatish bilan ikki yoki uch bosqichli qilib tayyorlanadi, bu esa katta sondagi sanoq nuqtalarini olish imkonini beradi.
Chastotani o'lchash metodikasi ishlatilayotgan geterodinli chastota o'lchagichning tuzilish sxemasiga bog'liq bo'lib, uning tavsifnomasida beriladi. Chastotani o'lchash aniqligi yuqori. Xatolik manbalari: kvartsli stabillanuvchi generator chastotasi qiymatlarining xatoligi; bu tayanch chastotasining nostabilligi; ravon sozlanadigan generator chastotasining nostabilligi; uning shkalasi darajalanishining xatoligi.
Sanoatda ruxsat etiladigan xatoliklar chegaralari 540^-4, 540^-5 va 540^-6 bo'lgan uch aniqlik klassidagi geterodinli chastota o'lchagichlar ishlab chiqarilgan. Har bir chastota o'lchagichning tayanch chastotalari xatoligi bir tartibga kichikdir. Geterodinli chastota o'lchagichlar to'plami yordamida 125 kGs dan 80 GGs gacha diapazondagi chastotalarni o'lchashga erishish mumkin. CHastotani geterodinli chastota o'lchagichlar bilan o'lchash jarayoni ancha uzoq davom etadi; u operatorning malakali va e'tiborli bo'lishini talab etadi.