§ 43. Сравнение частот по нулевым биениям

При сравнении частот по нулевым биениям, создаваемым детектором-смесителем двух напряжений образцовой/<, и измеряемой /j3M частот, контролируют переменный ток биений, частота F которого равна разности сравниваемых частот /q и /з и уменьшается, приближаясь к нулю, если одна из них приближается к другой. Область нулевых биений от верхней част01ы Fb до нижней Fh и от нижней до верхней Fb показана на рис. 125.

Сравнение частот по нулевым биениям в основном используют при измерениях высоких частот. В качестве индикатора нулевых биений обычно служит телефон. При разности образцовой /о и измеряемой /зм частот, примерно равной 10 кГц, в телефоне появляется звук высокого тона. Изменение образцовой частоты/о должно происходить таким образом, чтобы тон понижался до исчезновения звука (при разности частот до 15-20 Гц). При дальнейшем изменении частоты снова появляется звук низкого тона. Разница порядка 15-20 Гц определяет сравнительно малую относительную погрешность измерения высоких частот.

Гетеродинный частотомер Ч4-1А (рис. 126), предназначенный для измерения частоты и контроля градуировки частотных шкал в диапазоне от 125 до 2d ООО кГц, состоит из измерительного гетеродина, кварцевого генератора, детектора-смесителя и блока питания.

Измерительный гетеродин ИГ генерирует напряжение несинусоидальной формы в поддиапазонах от 125 до 250 и от 2000 до 4000 кГц основных частот, перестраиваемых поворотом ротора конденсатора переменной емкости. Перекрытие частот от 250 до 2000 и от 4000 до 20 ООО кГц получают, используя высшие гармоники основных частот. Верньерный механизм

Вх ВЧ

>-в-

ИГ УНЧ г кг - -Т

Рис. 125. Область нулевых биений

Сеть

• Гетер Продерка КЁарц

Рис. 126. Структурная схема прибора 44-1А

поворота ротора конденсатора переменной емкости измерительного гетеродина имеет две шкалы с нанесенными на них 5000 отсчетными делениями, цена которых для первого и второго поддиапазонов соответственно равна 25 и 400 Гц. Пересчет числа делений в частоту или наоборот вьшолняют по гра-дуировочной книге, в которой даны частоты всех гармоник и соответствующие им числа делений.

Кварцевый генератор КГ генерирует напряжение несинусоидальной формы частотой 1 МГц, содержащее большое количество гармоник. В градуировочной книге на каждой странице красным шрифтом приведена используемая для проверки гетеродина гармоника и соответствующее ей число делений.

Детектор-смеситель Д служит для создания биений частот при подаче на него двух высокочастотных напряжений от ИГ и КГ либо от исследуемого устройства и ИГ или КГ.

В положении «Проверка» переключателя операций анодное напряжение поступает на ИГ и КГ. При этом оба генератора работают. Частоту ИГ проверяют по гармоникам КГ, для чего устанавливают по шкалам ИГ приведенное красным шрифтом на соответствующей странице градуировочной книги число делений и поворотом ручки «Корректор» изменяют частоту гетеродина до совпадения ее с частотой гармоники КГ. В положении «Гетер.» переключателя операций анодное напряжение подается на ИГ, частота которого сравнивается с частотой исследуемого напряжения, подаваемого на гнезда «Вх. ВЧ». При этом частоту ИГ изменяют до совпадения с измеряемой частотой, которую определяют по градуировочной книге для полученного числа делений.

В положении «Кварц» прибор используют как кварцевый генератор или калибратор.

§ 44. Резонансный метод измерения частоты

Резонансный метод измерения частоты основан на явлении резонанса, возникающего в связанной с внешним источником сигналов колебательной системе, органы настройки которой имеют шкалу, проградуированную в единицах частоты или делениях, пересчитываемых в частоту по градуировочной книге либо таблицам. Индикатором резонанса служит выпрямительный прибор, который состоит из соединенных между собой диода и магнитоэлектрического механизма и имеет слабую индуктивную или автотрансформаторную связь с колебательной системой, в результате чего ее добротность снижается незначительно.

Рис. 127. Схемы резонансных частотомеров:

а-Ч2-1, 6-Ч2-2

Резонансный частотомер Ч2-1 с сосредоточенными постоянными (рис. 127,а) имеет колебательный контур из конденсатора переменной емкости Cq и шести сменных катушек индуктивности Lq и служит для измерения частоты от 50 кГц до 50 МГц с погрешностью 0,25%. Контур связывают с источником высокочастотных колебаний индуктивно и, поочередно подключая катушки Lq и вращая ротор конденсатора Cq, по резкому отклонению стрелочного указателя выпрямительного прибора определяют резонанс. По таблице, соответствующей номеру включенной катушки, определяют частоту для полученного числа делений шкалы конденсатора.

Резонансный частотомер с сосредоточенными постоянными Ч2-2 (рис. 127,6) выполнен в виде двух блоков для измерения частоты от 40 до 85 и от 85 до 180 МГц. Конденсатор переменной емкости от 12 до 70 пФ имеет такое же отсчетное устройство, как гетеродинный частотомер 44-1 А. Погрешность измерений при непосредственном отсчете частоты по шкале конденсатора 0,5%, а по градуировочной книге 0,075%.

Колебательный контур LqCq этого частотомера связан с источником высокочастотных колебаний витком связи Lqb или небольшой штыревой антенной А. Для согласования волнового сопротивления соединительного кабеля и входного сопротивления катушки служит резистор R. Индикатор резонанса, состоящий из магнитоэлектрического механизма И и кремниевого диода Д с дисковыми вводами, подключен к контурной катушке Lq с помопдью автотрансформаторной связи. Индуктивно-емкостной фильтр L1L2C1C2C3 защищает индикатор резонанса от наводок в сильных высокочастотных полях. К прибору