스위프 전압 비선형성 측정. 계획, 설명

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오실로스코프 스윕 생성기의 예를 사용하여 저자가 제시한 선형적으로 변화하는 전압으로 장치의 오류를 측정하는 방법을 사용하여 다른 유사한 구성 요소의 품질을 평가할 수 있습니다.

LVR(선형 가변 전압)은 다양한 전자 장치에 사용됩니다. 가장 명확하게는 문자 그대로의 의미에서 오실로스코프의 수평 편향 채널의 스위핑 전압으로 나타납니다.

연구 중인 전기 신호의 모양을 시각적으로 정성적으로 평가할 수 있는 장치에서 정확한 측정 장비로 오실로스코프를 변환하는 것은 평면 스크린, 내부 시차 없는 눈금 및 정밀하게 교정된 CRT를 만든 후에 가능해졌습니다. 스캔 생성기. 연구 중인 신호의 지속 시간을 튜브 스케일에서 직접 결정하려면 수평 스캔 발생기의 출력 전압이 선형적이고 안정적이어야 합니다. 그러나 비선형성을 측정하는 능력 없이는 선형 발전 전압을 얻는 것이 불가능합니다.

비선형성을 측정하는 방법은 [1]에 설명된 스윕 생성기의 예를 사용하여 고려됩니다. 그림에서. 그림 1은 LIN 펄스 성형기의 단순화된 다이어그램을 보여줍니다. 스윕 전압의 선형화는 VT1, VT2에서 팔로워의 전압 전달 계수를 변경하여 수행됩니다. 여기서 KU = (R2 + R3 + R4)/(R3 + R4)입니다.

스위프 전압 비선형성 측정

공식에 포함된 저항기의 저항값으로 판단하면 1에 매우 가깝습니다. 저항기 R2의 저항이 0에서 5Ω으로 변경되면 스캔 전압의 비선형성이 부호와 절대값을 수십분의 XNUMX만큼 변경합니다. 퍼센트의.

이 기사에서는 여러 가지 측정 방법에 대해 설명합니다. 분해능, 즉 측정할 수 있는 최소 비선형성은 0,02~0,04%에 이릅니다.

스캔 생성기에서 그 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 도 XNUMX에서, LIN의 형성은 저항기 Rt를 통해 직류로 커패시터 Ct를 충전함으로써 발생하므로 점 A와 B 사이의 전압 강하는 일정해야 합니다. 그것을 UR로 표시합시다. 이 전압을 측정 오실로스코프의 입력에 적용하면 첫 번째 근사치에 따라 화면에 수평 직선이 표시됩니다. LIN 전체에서 KU가 변경되지 않으면 화면의 선은 실제로 직선이 됩니다. 스캔의 양의 비선형성의 경우 화면의 선 오른쪽 끝이 ΔUR만큼 아래쪽으로 벗어나고, 음의 경우 위쪽으로 벗어납니다. 일반적으로 KU는 완전히 안정적이지 않으므로 일반적으로 스캔의 비선형성이 발생합니다.

ε= ±(ΔUR/UR)x100[%].

차동 입력이 있는 오실로스코프를 사용하여 UR을 측정하는 것이 매우 편리합니다. 안타깝게도 저항 Rt가 크면 심각한 오류가 발생합니다. A 지점(RBX라고 함)에 연결된 오실로스코프 차동 스테이지의 입력 저항이 저항 Rt를 분류합니다. 일반적으로 RBX=1 MOhm 값입니다. 오실로스코프 차동 스테이지의 다른 입력은 B 지점에서 리피터의 저임피던스 출력에 연결되므로 LIN 매개변수에 영향을 주지 않습니다.

비선형성은 기존 오실로스코프를 사용하여 매우 정확하게 평가할 수 있습니다. 측정 방식은 그림 2에 나와 있습니다. 1. 측정 시 발생기와 오실로스코프의 공통 전원 공급 라인과 해당 하우징을 서로 절연해야 합니다. 요소 G4은 트리밍 저항 RXNUMX에 의해 설정된 상수 성분을 보상하기 위한 것입니다.

스위프 전압 비선형성 측정

여기서 오실로스코프의 입력 저항은 Rt에 병렬로 연결되어 추가적인 비선형성을 유발하지 않고 LIN 펄스를 다소 단축시킵니다. 발생기 본체와 관련된 오실로스코프 본체의 커패시턴스, 오실로스코프의 입력 커패시턴스 및 Cwh 프로브 케이블의 커패시턴스도 LIN 펄스의 형성 및 매개변수에 영향을 미치지 않습니다.

비선형성을 측정하는 또 다른 방법은 선형적으로 변하는 함수의 0차 도함수가 상수라는 사실에 기초합니다. 즉, LIN 드라이버 출력의 신호가 RC 회로를 통해 오실로스코프 입력에 적용되면 화면에 수평 직선(ε = 2)이 표시됩니다. 이 방법은 실제로 사용되며 대학 문제 모음의 예로도 권장됩니다[3]. 그러나 실제로는 화면에 다른 그림이 나타난다(그림 1). 여기서 U2은 선형적으로 변하는 전압이고, U3는 XNUMX차 도함수의 예상 이미지, UXNUMX은 실제 이미지입니다.

스위프 전압 비선형성 측정

일반적으로 사용되는 이 방법은 문제의 발생기 스윕의 비선형성을 평가하는 데 적합하지 않지만 이 방법을 사용할 수 있는 인공 기술이 하나 있습니다. 그림을 보자. 4, 에이.

스위프 전압 비선형성 측정

보정 저항기 RK는 커패시터 Ct와 직렬로 연결되며 공칭 값은 Rt와 거의 같습니다. RK > 0일 때, 스위치 S를 개방한 후 A 지점의 전압은 평소와 같이 0에서 증가하지 않고 UK = it · RK에서 점프합니다. 전압 서지는 B 지점에서 중계기의 출력으로 전달되고 그림과 같은 그림이 화면에 나타납니다. 4, ㄴ. 이 인공 기술의 가능성은 U2 펄스의 시작 부분이 차단된다는 사실로 인해 제한됩니다. LIN 지속 시간의 10%에서 정보를 희생하면(스캔 전압의 초기 및 최종 섹션은 거의 사용되지 않음), U2 = 500...600mV가 됩니다. 예를 들어 최소 분할 값이 1mV인 S83-0,2 오실로스코프를 사용할 때 이 방법의 분해능은 0,04%에 도달합니다.

RK가 없으면 U10= 2mV에서 신호의 초기 부분(100%)이 손실됩니다. 분석법의 분해능은 ±0,2%로 저하됩니다. 이 방법의 중요한 특성은 다른 방법으로는 수행할 수 없는 수평 채널 증폭기 이후의 스윕 전압의 비선형성을 측정하는 데 사용할 수 있다는 것입니다.

V. A. Bondar와 V. A. Shaverin이 제안한 또 다른 방법(그림 6)은 이전 방법과 유사합니다.

스위프 전압 비선형성 측정

저항 Rp는 Rt 및 Ct와 직렬로 연결되어 신호가 제거됩니다. 키 S를 연 후 회로 4a의 저항 RK에서와 같이 저항 Rп에 전압 서지가 발생합니다. 저항 Rп의 저항이 클수록 신호의 크기도 커지고 방법의 분해능도 높아져야 하는 것 같습니다. 그러나 이를 제한하는 오류의 원인이 있습니다. 특히, 저항 Rt는 커패시턴스(Ск + Свх)와 통합 체인을 형성합니다. 펄스 Up의 앞쪽 가장자리가 떨어지고 측정된 신호의 일부가 손실됩니다. 약 10%의 지속 시간 손실로 진폭 Up은 500...600mV이고 후자 방법의 분해능은 동일합니다.

문학

Dorofeev M. 오실로스코프 스캔 생성기. - 라디오, 1996, No. 11, p. 32~34.
전기 및 전자 측정에 관한 문제 및 연습 모음입니다. - M .: 고등학교, 1980.
Bondar V. A., Shaverin V. A. LIN 생성기의 비선형성 계수를 측정하는 한 가지 방법에 대한 정보입니다. - 계측. 1975년, 7호, p. 63 - 70.

저자: M. Dorofeev, 모스크바

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