Aufsätze zur Messung des nichtlinearen Verzerrungskoeffizienten - kg. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Messtechnik

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In [1] wurde ein Aufsatz zur Messung des nichtlinearen Verzerrungskoeffizienten an zwei Transistoren beschrieben. Die vorgeschlagenen Systeme sind seine Entwicklung. Das Präfix ist so konzipiert, dass es mit Standard-HF-Generatoren und Oszilloskopen funktioniert. Es ist wünschenswert, dass die Ausgangsspannung des Generators etwa 10 V beträgt (z. B. GZ-35 oder GZ-102), was die erforderlichen mathematischen Berechnungen vereinfacht.

Das Funktionsprinzip von Set-Top-Boxen, basierend auf einer filterlosen Auswahl der harmonischen Komponente des Signals, wurde von I.T. Akulinitschew [2]. Die in Figur 1 gezeigte Schaltung ist im wesentlichen ein invertierender Summierverstärker. Es kann verwendet werden, um Kg eines leistungsstarken Niederfrequenzverstärkers zu messen, wenn es das Signal invertiert und die folgenden ungefähren Parameter hat:

• Eingangsempfindlichkeit, V - 0,75;
• Spannungsverstärkung, dB - 26;
• Nennausgangsleistung, W - 50;
• Lastwiderstand, Ohm - 4.

Es wird angenommen, dass die Ausgänge des Generators und des UMZCH Null-DC-Potential haben. Wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist, wird das Präfix über einen Trennkondensator mit geeigneter Kapazität (der die Übertragung des erforderlichen Frequenzbands gewährleistet) mit dem Ausgang des Generators und UMZCH verbunden.

Das Verfahren zum Arbeiten mit dem Gerät ist wie folgt. Die Leistung des UMZCH und des Operationsverstärkers IS1 der Set-Top-Box wird eingeschaltet. Am XP1-Eingang wird vom NF-Generator ein Signal mit einem Hub von 20 V eingespeist, was ca. 7,5 V des Effektivwertes auf der Generatorskala entspricht. Vom XS1-Ausgang der Set-Top-Box gelangt ein Signal mit einem Effektivwert von 0,75 V zum Eingang des Leistungsverstärkers, das UMZCH-Ausgangssignal zum XP2-Eingang der Set-Top-Box und zum Oszilloskop ist mit dem Ausgang XS2 verbunden.

Durch Einstellen von RP2 und RP3 müssen Sie das minimale Signal am Ausgang von IC1 erhalten. Dann wird die Phase des Gesamtsignals mit C1 entsprechend dem minimalen Ausgangssignal von IS1 eingestellt. Dieser Vorgang muss mehrmals wiederholt werden, d. h. durch Einstellen von RP3 und C1, um ein möglichst niedriges Signal zu erreichen. Als Ergebnis ist bei der Feinabstimmung die Amplitude des Signals am Ausgang von XS2 gleich der Amplitude der Harmonischen.

Natürlich ist es nur möglich, den Koeffizienten der nichtlinearen Verzerrung (Harmonische) Kg genau zu bestimmen, indem man das harmonische Spektrum mit einem Niederfrequenz-Spektrumanalysator erfasst. Mit ausreichender Genauigkeit für die Praxis kann Kg jedoch als das Verhältnis der Signalamplitude auf dem Oszilloskopbildschirm zur Amplitude der Ausgangsspannung des zu prüfenden Verstärkers angesehen werden. Die Berechnung von Kg erfolgt wie folgt: - Der Ausgangsspannungsbereich (von Spitze zu Spitze) Uout.p des zu prüfenden Verstärkers wird durch die Formel bestimmt

wobei Uin der Effektivwert der Eingangsspannung des zu prüfenden Verstärkers ist; Ku – Übertragungskoeffizient des Verstärkers.

Zur einfacheren Berechnung kann die Ausgangsspannung des UMZCH auf Uout.r = 40 V eingestellt werden, indem das Eingangssignal mit RP1 angepasst wird. Wenn die vertikale Skalenteilung des Oszilloskops 0,01 V beträgt und ein harmonisches Signal von ±1 Teilung (entspricht 0,02 V) empfangen wird, beträgt der als Prozentsatz ausgedrückte Kr-Faktor 0,05 %. Bei einigen Oszilloskopen, z. B. C1-49, C1-73, ist die Hauptteilung der Skala weiter in 5 Teile unterteilt. Daher ist es möglich, einen minimalen Kr in der Größenordnung von 0,01 % zu bestimmen. Wenn eine noch höhere Empfindlichkeit benötigt wird, muss der 5-kΩ-Widerstand R20 durch einen 200-kΩ-Widerstand ersetzt werden, d. h. die Verstärkung von IS1 um ein weiteres 10-faches erhöhen, und das minimal gemessene Kg beträgt 0,001 %. Große Werte von Kr werden gemessen, indem das Oszilloskop auf einen größeren Bereich umgeschaltet wird.

Das Präfix kann vereinfacht werden, wenn das Ziel nicht darin besteht, so kleine Werte von Kr zu messen. IS1 dient lediglich dazu, die Empfindlichkeit des betrachteten Gerätes zu erhöhen. Die Messtechnik bleibt gleich, aber der Eingang des Oszilloskops ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R3 und R4 verbunden. Dann wird die Mindestteilung der Skala für Kr gleich 0,15 %, und der kleinste gemessene Wert von Kr kann 0,03 % betragen.

Um Kg von leistungsstarken nichtinvertierenden Verstärkern zu bestimmen, wird die betrachtete Schaltung in die in Abb. 2 gezeigte Schaltung umgewandelt. Darin sind die Parameter des Präfixes den betrachteten ähnlich. Die Messtechnik bleibt gleich.

Abb.2. Schematische Darstellung des Kg-Meters eines leistungsstarken nichtinvertierenden Niederfrequenzverstärkers

Beide Set-Top-Boxen verwenden Operationsverstärker vom Typ A741C. Andere ICs sind auch geeignet, zum Beispiel 1UO741S, MAA741S, K140UD7 oder TL081 (TL071, TL061). Es ist am bequemsten, die kombinierte Schaltung zu verwenden, indem ein zusätzlicher Schalter installiert wird. Sie können auch die Empfindlichkeit der Set-Top-Box ändern, indem Sie R5 umschalten.

Literatur

1. Kostov D., Imanuel I. Präfix zur Messung des Koeffizienten der nichtlinearen Verzerrung. - Radiomir, 2002, N1, S.XNUMX.
2. Akulichev I. Vektorindikator für nichtlineare Verzerrungen. - Radio, 1977, N6, S. 42.

Veröffentlichung: radioradar.net

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