ВЫБОР ТИПА ДИСКРИМИНАТОРА ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СХЕМ
Если к измерительной схеме предъявляется требование наибольшей чувствительности и линейности при узком рабочем диапазоне частот, наилучшие результаты могут быть получены при использовании частотного дискриминатора с двумя настроенными контурами, имеющими высокую добротность (Q= 100-т- 200). Дискриминатор этого типа характеризуется высоким коэффициентом полезного действия. При использовании в каскаде ограничителя лампы 6ЖЗП или 6Ж4П с напряжениями £/а=300 в; Uc2=150 в при (3 = 2^3 и непосредственном подключении диодной нагрузки к контурам дискриминатора чувствительность может достигать 200—300 в на 1% девиации частоты. Линейный участок выходной характеристики соответствует 1-Й,5% девиации. Недостатком дискриминатора данного типа является большое выходное сопротивление (порядка 1 — 1,5 Мом). Поэтому для согласования его выхода со следующим каскадом следует применять катодный повторитель. Для обеспечения возможности работы дискриминатора непосредственно на низкоомную нагрузку диоды включаются через обмотки связи, что приводит к некоторому снижению чувствительности дискриминатора по напряжению. Так, для работы дискриминатора при (3 = 3 на самописец с /?вн = 3 ком и при сопротивлении нагрузки на контур RH = = 0,5 Мом Следует учитывать, что применение дискриминаторов с настроенными контурами, работающих в весьма узком частотном диапазоне, повышает требования к стабильности частоты измерительного генератора.
Дискриминатор с двумя взаимно расстроенными контурами уступает по своим характеристикам (линейность, чувствительность) предыдущему типу дискриминатора, но имеет и ряд преимуществ, самое существенное из которых — обеспечение возможности работы в более широком частотном диапазоне (3—15% девиации частоты) при высоком к. п. д. Поэтому и требования к стабильности измерительного генератора в этом случае менее жесткие. Оба контура ди
скриминатора могут иметь одинаковые катушки индуктивности и разные контурные емкости. Это облегчает изготовление дискриминатора. Согласование контуров с нагрузкой осуществляется подбором коэффициентов трансформации. При использовании в качестве ограничителя ламп 6П1П на выходе дискриминатора может быть получена мощность порядка 0,3—0,5 вт. Поэтому нагрузкой дискриминаторов этого типа могут быть самопишущие приборы.
Дискриминатор с #С-фильтрами пригоден при девиации частоты от 20 до 100%. Он обеспечивает линейную зависимость выходного напряжения от частоты и постоянную чувствительность при различной величине взаимной расстройки фильтров. Данный дискриминатор может работать как на самых низких частотах, так и на частотах порядка нескольких мегагерц. Недостатком его является значительная величина вносимого затухания. Так, при входном напряжении 40 в и настройке фильтров на частоты 30 и 60 кгц максимальное выходное напряжение дискриминатора составляет ±10 в на сопротивлении нагрузки 100 ком.
Дискриминаторы с минимально фазовыми и неминимально фазовыми цепями, а также простейшие схемы на RL - и RC-цепочках обладают большим затуханием и требуют в большинстве случаев усиления сигнала перед детектированием. Достоинством их является возможность использования при больших девиациях частоты входного сигнала.
Линейность общей характеристики измерительной системы, в которую включен дискриминатор, часто нарушается за счет нелинейности функции (преобразования первичного элемента, различия параметров полупроводниковых диодов и т. д. В ряде случаев эта нелинейность может быть скорректирована частотным дискриминатором. При использовании дискриминатора с настроенными контурами коррекция осуществляется за счет расстройки первичного контура. Соответствующие характеристики при различных расстройках приведены на )рне. 3-8.
В случае дискриминатора с двумя взаимно расстроенными контурами коррекция достигается изменением нагрузочных сопротивлений в цепи диодов, что приводит к изменению эквивалентной добротности контуров.
В дискриминаторах с ЯС-фильтрами для коррекции характеристики измерительной системы можно изменять коэффициент k (рис. 3-2,д), определяющий затухание фильтров. Практически коррекция легко осуществляется, если сопротивления kRi и kR2 регулируемые.
В (последующих главах при рассмотрении конкретных приборов будут приведены линеаризованные характеристики измерительных систем.