滤波器调试原理课件.ppt
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1、滤波器调试的原理及方法滤波器调试的原理及方法 中冶南方工程技术有限公司中冶南方工程技术有限公司 电力电讯室电力电讯室 2006年年12月月 滤波器调试的原理及方法滤波器调试的原理及方法第一章调试仪器调试仪器1. 三相功率源三相功率源2.数字式双踪示波器数字式双踪示波器 3.数字式万用表数字式万用表 4.指针式电流表指针式电流表:020A5.指针式电压表指针式电压表:500V6.无感电阻无感电阻7.电桥电桥 PM6304生产厂生产厂:美国美国FLUKE公司公司滤波器调试的原理及方法第二章第二章 调试的基本原理调试的基本原理在滤波器系统冷态调谐中,通常在滤波器系统冷态调谐中,通常采用示波器的采用示
2、波器的X-Y工作方式显示工作方式显示两个相互关联电信号的平面图形,两个相互关联电信号的平面图形,这个图形称李沙育图形,由这个这个图形称李沙育图形,由这个图形形状就可判断滤波器支路是图形形状就可判断滤波器支路是否在规定的频率不发生谐振。为否在规定的频率不发生谐振。为此,有必要先谈谈示波器的结构此,有必要先谈谈示波器的结构及基本测量方及基本测量方 法.滤波器调试的原理及方法一示波器结构一示波器结构示波器是一种综合性的电信号测试仪,可直接显示出电示波器是一种综合性的电信号测试仪,可直接显示出电信号的波形,测量其幅值,频率以及同频率两信号的相信号的波形,测量其幅值,频率以及同频率两信号的相位差等。位差
3、等。普通示波器由示波管,(普通示波器由示波管,(Y轴)垂直放大器,扫描(锯轴)垂直放大器,扫描(锯齿波)信号发生器,(齿波)信号发生器,(X轴)水平放大器及电源等部分轴)水平放大器及电源等部分组成,其结构框图如图组成,其结构框图如图2。示波管是示波器核心部件,它主要包括电子枪,偏转板,示波管是示波器核心部件,它主要包括电子枪,偏转板,荧光屏如图荧光屏如图3。其两对平行的偏转板上加有随时间变化。其两对平行的偏转板上加有随时间变化的电压,高速电子射线经过偏转板时会在电场力作用下的电压,高速电子射线经过偏转板时会在电场力作用下发生偏转,偏转距离与偏转板上所加电压成正比。发生偏转,偏转距离与偏转板上所
4、加电压成正比。扫描信号发生器产生一个与时间成线性关系的周期性锯扫描信号发生器产生一个与时间成线性关系的周期性锯齿波电压(又称扫描电压),经过齿波电压(又称扫描电压),经过X轴放大器放大以后,轴放大器放大以后,再加在示波管水平偏转板上。再加在示波管水平偏转板上。滤波器调试的原理及方法二示波器显示被测信号波形的原理二示波器显示被测信号波形的原理当示波器垂直偏转板上加有待测信号电压当示波器垂直偏转板上加有待测信号电压Uy=Uymsinwt,水平偏转板上加有同频率锯齿波电压,水平偏转板上加有同频率锯齿波电压UX,电子束的偏转是垂直和水平两个电场力合成结果,电子束的偏转是垂直和水平两个电场力合成结果,如
5、图如图4所示,电子射线光点某一瞬间在荧光屏上的位置所示,电子射线光点某一瞬间在荧光屏上的位置就决定于该时刻就决定于该时刻Uy和和Ux的数值。的数值。从上图中可看出,从上图中可看出,t=0时,时,Uy=0,Ux=-Uxm,光点出现,光点出现在在a点,点,t=1,2,时,光点分别出现在时,光点分别出现在b,c各点。各点。显然,为了使每一个周期内显然,为了使每一个周期内Uy和和Ux的合成图形重合,的合成图形重合,必须保证必须保证Uy和和Ux的频率一致或具有整数倍的关系,这的频率一致或具有整数倍的关系,这样,荧光屏上的图形才是稳定不动的。通常,这是由锯样,荧光屏上的图形才是稳定不动的。通常,这是由锯齿
6、波信号发生器内的同步(整步)电路来完成,它能通齿波信号发生器内的同步(整步)电路来完成,它能通过强迫锯齿波的频率与过强迫锯齿波的频率与Uy频率(或外来信号频率)保持频率(或外来信号频率)保持同步。同步。滤波器调试的原理及方法当李沙育图形稳定后,设荧光屏水平方向与图当李沙育图形稳定后,设荧光屏水平方向与图形的切线交点为形的切线交点为Nx,垂直方向与图形切线交点,垂直方向与图形切线交点数为数为Ny,则已知频率,则已知频率fx与待测频率与待测频率fy有如下关有如下关系:系:上式中,上式中,fx为已知标准频率,由李沙育图形切为已知标准频率,由李沙育图形切点数计算未知频率点数计算未知频率fy为:为:yx
7、xyNNffyxxyNNff滤波器调试的原理及方法若若fx与与fy同频率,李沙如图形为一圆(包同频率,李沙如图形为一圆(包括椭圆)或直线括椭圆)或直线 滤波器调试的原理及方法四李沙育图形在滤波装置调谐中的应用四李沙育图形在滤波装置调谐中的应用在第三节中我们已经谈到垂直方向信在第三节中我们已经谈到垂直方向信号号Uy与水平方向信号与水平方向信号Ux同频率时,李沙同频率时,李沙育图形为一园或直线。育图形为一园或直线。在第一节中也讲到示波器可测量两同在第一节中也讲到示波器可测量两同频率信号的相位差。频率信号的相位差。当当X方向与方向与Y方向所加信号为同频率同相方向所加信号为同频率同相位的正弦波时,其李
8、沙如图形为一直线;位的正弦波时,其李沙如图形为一直线;所加两信号为不同相角但同频率的正弦波所加两信号为不同相角但同频率的正弦波时,其李沙如图形为椭圆(包括园)。时,其李沙如图形为椭圆(包括园)。滤波器调试的原理及方法X和和Y同时加上信号时,亮点的运动是两个相互同时加上信号时,亮点的运动是两个相互垂直振动的合成,图垂直振动的合成,图6是频率,同幅质的两正弦是频率,同幅质的两正弦信号在不同相角差情况下光点振动的合成过程:信号在不同相角差情况下光点振动的合成过程:x-y=45x-y=135通过以上各图,可直观地看出同频率两信号在各通过以上各图,可直观地看出同频率两信号在各种相角差情况下的李沙育图形。
9、对于滤波器一条种相角差情况下的李沙育图形。对于滤波器一条单支路,当在规定的频率下发生谐振时,我们按单支路,当在规定的频率下发生谐振时,我们按图图 取总电流信号按在取总电流信号按在X输入上,总电压信号按输入上,总电压信号按入入Y输入上,由于接线的关系这两信号的相角差输入上,由于接线的关系这两信号的相角差为零度或者为零度或者180,它们显示的李沙育图形应是,它们显示的李沙育图形应是一条直线,一条直线, 滤波器调试的原理及方法 五示波器测量信号的取样五示波器测量信号的取样测量电压信号是示波器最基本测量功能之一,只需调节测量电压信号是示波器最基本测量功能之一,只需调节有关旋钮即可显示电压信号。有关旋钮
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