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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Medición de la no linealidad del voltaje de barrido. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tecnología de medición Los métodos para medir el error de un dispositivo con un voltaje que varía linealmente, presentados por el autor utilizando el ejemplo de un generador de barrido de osciloscopio, se pueden utilizar para evaluar la calidad de otros componentes similares. El voltaje variable lineal (LVR) se utiliza en una amplia variedad de dispositivos electrónicos. Más claramente, en el sentido literal de la palabra, se manifiesta como un voltaje de barrido en el canal de desviación horizontal del osciloscopio. La transformación de un osciloscopio de un dispositivo que permite una evaluación visual cualitativa de la forma de la señal eléctrica estudiada en un instrumento de medición preciso fue posible después de la creación de un CRT con una pantalla plana, una escala interna sin paralaje y una calibración precisa. generadores de escaneo. Para determinar la duración de la señal en estudio directamente desde la escala del tubo, el voltaje de salida del generador de escaneo horizontal debe ser lineal y estable. Pero es imposible obtener un voltaje de desarrollo lineal sin la capacidad de medir su no linealidad. Los métodos para medir la no linealidad se consideran utilizando el ejemplo de un generador de barrido descrito en [1]. En la Fig. La Figura 1 muestra un diagrama simplificado de su modelador de pulso LIN. La linealización del voltaje de barrido se lleva a cabo cambiando el coeficiente de transferencia de voltaje del seguidor en VT1, VT2, en el que KU = (R2 + R3 + R4)/(R3 + R4).
A juzgar por los valores de resistencia de las resistencias incluidas en la fórmula, está muy cerca de 1. Cuando la resistencia de la resistencia R2 cambia de 0 a 5 ohmios, la no linealidad del voltaje de escaneo cambia su signo y valor absoluto en varias décimas. de un por ciento. El artículo analiza varios métodos de medición. Su resolución, es decir, la no linealidad mínima que pueden medir, alcanza el 0,02...0,04%. En el generador de escaneo, cuyo diagrama se muestra en la Fig. 1, la formación de LIN se produce cargando el condensador Ct con una corriente continua a través de la resistencia Rt, por lo tanto, la caída de voltaje a través de él entre los puntos A y B debe ser constante. Denotémoslo UR. Si aplica este voltaje a la entrada de un osciloscopio de medición, entonces, en una primera aproximación, se mostrará una línea recta horizontal en la pantalla. Si KU no cambia a lo largo del LIN, entonces la línea en la pantalla será verdaderamente recta. En el caso de una no linealidad positiva del escaneo, el extremo derecho de la línea en la pantalla se desviará hacia abajo en la cantidad ΔUR; si es negativo, se desviará hacia arriba. Como regla general, KU no es completamente estable, por lo que en el caso general la no linealidad del escaneo ε= ±(ΔUR /UR)x100[%]. Es muy conveniente medir UR con un osciloscopio con entrada diferencial. Desafortunadamente, con una resistencia Rt grande, surgen errores importantes: la resistencia de entrada de la etapa diferencial del osciloscopio, conectada en el punto A (llamémoslo RBX), desvía la resistencia Rt. Normalmente el valor de RBX=1 MOhm. La otra entrada de la etapa diferencial del osciloscopio no afecta los parámetros LIN, ya que está conectada a la salida de baja impedancia del repetidor en el punto B. La no linealidad se puede evaluar con buena precisión utilizando un osciloscopio convencional. El esquema de medición se muestra en la Fig. 2. Al realizar mediciones, las líneas de alimentación comunes del generador y del osciloscopio y sus carcasas deben estar aisladas entre sí. El elemento G1 sirve para compensar el componente constante, que se establece ajustando la resistencia R4.
Aquí, la resistencia de entrada del osciloscopio está conectada en paralelo a Rt y acorta un poco el pulso LIN sin introducir no linealidad adicional. La capacitancia del cuerpo del osciloscopio en relación con el cuerpo del generador, así como la capacitancia de entrada del osciloscopio y la capacitancia del cable de la sonda Cwh tampoco afectan la formación y los parámetros de los pulsos LIN. Otro método para medir la no linealidad se basa en el hecho de que la primera derivada de una función que varía linealmente es una constante. Esto significa que si la señal de la salida del controlador LIN se aplica a través de un circuito RC diferenciador a la entrada de un osciloscopio, entonces en su pantalla veremos una línea recta horizontal (en ε = 0). Este método se utiliza en la práctica e incluso se recomienda como ejemplo en una colección de problemas para universidades [2]. Sin embargo, en realidad aparece una imagen diferente en la pantalla (Fig. 3). Aquí U1 es un voltaje que varía linealmente, U2 es la imagen esperada de la primera derivada, U3 es la imagen real.
Este método, tal como se utiliza habitualmente, no es adecuado para evaluar la no linealidad del barrido del generador en cuestión, pero existe una técnica artificial que permite utilizarlo. Miremos la figura. 4, a.
Una resistencia de corrección RK está conectada en serie con el condensador Ct, con un valor nominal aproximadamente igual a Rt. Cuando RK > 0, la tensión en el punto A después de abrir el interruptor S no aumenta desde 0, como es habitual, sino que salta desde UK = it · RK. La sobretensión se transmite a la salida del repetidor en el punto B y en la pantalla aparece la imagen que se muestra en la Fig. 4, b. Las posibilidades de esta técnica artificial están limitadas por el hecho de que el inicio del pulso U2 está, por así decirlo, cortado. Si sacrificamos información del 10% de la duración del LIN, lo cual es bastante aceptable (las secciones inicial y final del voltaje de escaneo rara vez se usan), entonces U2 = 500...600 mV. La resolución del método cuando se utiliza, por ejemplo, un osciloscopio S1-83 con un valor de división mínimo de 0,2 mV, alcanza el 0,04%. Sin RK, la parte inicial (10%) de la señal se pierde en U2= 100 mV. La resolución del método se deteriora a ±0,2%. Una propiedad valiosa de este método es que se puede utilizar para medir la no linealidad del voltaje de barrido después del amplificador de canal horizontal, lo que no se puede hacer con otros métodos. Otro método propuesto por V. A. Bondar y V. A. Shaverin [6], según el esquema (Fig. 5), se parece al anterior.
Se conecta una resistencia Rp en serie con Rt y Ct y se le elimina la señal. Después de abrir la llave S, se produce un aumento de voltaje en la resistencia Rп, como en la resistencia RK en el circuito 4a. Cuanto mayor sea la resistencia de la resistencia Rп, mayor será la magnitud de la señal y mayor, al parecer, debería ser la resolución del método. Sin embargo, existen fuentes de error que lo limitan. En particular, la resistencia Rt forma una cadena integradora con capacitancia (Ск + Свх). El flanco anterior del impulso Up cae y parte de la señal medida se pierde. Con una pérdida de duración de aproximadamente el 10%, la amplitud Up es de 500...600 mV y la resolución del último método es la misma. Literatura
Autor: M. Dorofeev, Moscú
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