Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Т-291. Милливольтметр позволяет измерять уровень слабых сигналов. Вольтметр переменного напряжения чаще всего используется для того, чтобы измерять напряжение в сети или на обмотках трансформатора. Этим прибором можно измерить и достаточно сильный низкочастотный сигнал, например, напряжение на выходе усилителя низкой частоты. Но если нужно измерить сигналы напряжением в десятые доли вольта или даже несколько десятков милливольт (сотые доли вольта), то здесь простейший вольтметр с выпрямителем уже помочь не может, здесь нужен прибор с предварительным усилителем — милливольтметр (Р-175;1). Милливольтметр, как правило, рассчитан на низкие частоты: его длинные выходные провода имеют значительную емкость, их подключение к высокочастотной цепи может сильно изменить ее собственные параметры (Р-175;2).

Р-175

Для измерения высокочастотных напряжений нужен выносной выпрямитель, а если это небольшие напряжения, скажем, милливольты, то выносной выпрямитель с усилителем. Это самостоятельный блок, который подключается к исследуемой высокочастотной цепи как можно более короткими проводами, а к самому измерительному прибору по длинному проводу идет уже выпрямленный ток (Р-175;3). Практическая схема очень простого, можно даже сказать примитивного, выносного блока показана на К-16;3. Примитивным этот блок назван потому, что он рассчитан не на измерение малых переменных напряжений (в том числе высокочастотных), а лишь на приблизительную оценку их величины. Но зато прибор позволяет заметить, растет или уменьшается относительный уровень сигнала, а это само по себе бывает очень важно, например при настройке контуров приемника (Т-299) или измерении индуктивности катушек (Т-294).

Т-292. Осциллограф позволяет оценивать уровень слабых сигналов, их форму и частоту. Особое место среди измерительных приборов занимает осциллограф. Индикатором в нем служит электронно-лучевая трубка, такая же, как и в телевизоре, но только с электростатической разверткой. Основные узлы осциллографа (Р-175;4) — это сама трубка; система ее питания, включающая высоковольтный выпрямитель; блок развертки с генератором пилообразного напряжения развертки, прочерчивающим на экране горизонтальную линию; усилитель сигнала. С усилителя напряжение сигнала подается на пластины вертикального отклонения, двигает луч вверх-вниз и совместно с разверткой рисует график сигнала. Когда на один горизонтальный прочерк луча приходится один период самого сигнала, то на экране виден именно один период исследуемого напряжения (Р-175;7). Когда же частота сигнала выше, то на экране сразу несколько периодов (Р-175;6). Если периодов слишком много и наблюдать их неудобно, то можно увеличить частоту развертки и тем самым уменьшить число периодов сигнала, которое приходится на один горизонтальный прочерк луча, то есть на один период развертки. Частоту развертки можно менять грубо, скачкообразно, в несколько раз и плавно, добиваясь синхронизации развертки с частотой исследуемого сигнала, при которой картинка стоит на месте, не бегает. В большинстве осциллографов имеется система синхронизации, она автоматически подстраивает генератор развертки, синхронизирует его с сигналом.

Если подать на вход осциллографа калиброванное напряжение (то есть такое, уровень которого известен) и замерить высоту графика на экране, то можно оценить уровень неизвестного сигнала (Р-175;8). Можно приблизительно оценить частоту сигнала, отметив число периодов на экране и зная примерную частоту развертки. Можно точно измерить частоту синусоидального сигнала по так называемым фигурам Лиссажу — они появляются, если на пластины горизонтального отклонения вместо пилообразного напряжения развертки подать синусоидальное напряжение известной частоты (Р-175;9). Но важнее другое: осциллограф позволяет судить о форме сигнала, он как бы позволяет увидеть такие процессы, как модуляция, детектирование, выпрямление, сдвиг фаз, показывает форму сигнала в электромузыкальном инструменте, ее изменение под действием различных элементов, формирующих тембр. Наконец, осциллограф демонстрирует форму усиливаемого сигнала в различных участках усилителя низкой частоты и, значит, позволяет обнаружить участки, где возникают нелинейные искажения.