Измерители нелинейных искажений

Нелинейные искажения возникают в цепях, содержащих нелинейные элементы. Синусоидальное напряжение, поданное на вход такой цепи, искажается, в результате чего форма выходного напряжения отличается от синусоидальной.

Степень нелинейных искажений синусоидального напряжения характеризуется коэффициентом гармоник, определяемым как отношение среднеквадратичного значения суммы всех высших гармоник напряжения, кроме первой, к среднеквадратичному значению напряжения первой гармоники:

            (4.5)

Гармоники можно определить с помощью анализатора спектра, а затем вычислить коэффициент  по (4.5). Однако этот путь сложен. В основу работы прямопоказывающих измерителей нелинейных искажений положен принцип «подавления основной частоты», т. е.

(4.6)

Из сравнения (4.5) и (4.6) следует, что

                               (4.7)

Если искажения невелики , то коэффициенты  и отличаются меньше чем на 1 %.

В соответствии с (4.6) для измерения коэффициента нелинейных искажений необходимо измерить среднеквадратичное значение исследуемого сигнала и среднеквадратичное значение суммы высших гармоник (без первой).

Схема измерителя нелинейных искажений представлена на рисунке 4.18.

Процесс измерения коэффициента нелинейных искажений сводится к выполнению операций калибровки и измерения.

При установке переключателя В в положение Калибр исследуемый сигнал с выхода усилителя подается непосредственно на квадратичный электронный вольтметр. Последний измеряет среднеквадратичное значение исследуемого напряжения. При этом коэффициент усиления усилителя регулируется так, чтобы показания вольтметра были на предельном значении шкалы. Затем переключатель В переводится в положение «Изм.», заграждающий фильтр при этом настроен на частоту первой гармоники исследуемого сигнала. Вольтметр измеряет среднеквадратичное значение напряжения высших гармоник (кроме первой). Шкала вольтметра градуируется непосредственно в единицах коэффициента  (в процентах и децибелах).

Так, например, измеритель нелинейных искажений С6-5 предназначен для измерения коэффициента гармоник 0,03-100 % исследуемых сигналов в диапазоне частот 20 Гц - 200 кГц. При больших искажениях, когда , нелинейные искажения можно обнаружить, наблюдая кривую исследуемого напряжения на экране осциллографа.

Рисунок 4.18 – Схема измерителя нелинейных искажений