Нелинейность шкалы аналогового частотомера.

[Саныч-59]

После восстановления работоспособности заводского аналогового частотомера столкнулся с несоответствием показаний, относительно цифрового прибора. В мануале указано, что при профилактике и после ремонта необходимо проверить соответствие предельных отклонений стрелки прибора верхним пределам диапазонов измеряемых частот (при помощи генератора и цифрового частотомера), и при необходимости установить правильные величины соответствующим регулировочным подстроечным резистором. Что и произошло, и пришлось делать.
После калибровки верхних краёв диапазонов обнаружилась небольшая, но заметная нелинейность. Измерительный прибор штатный, сектор показаний частоты на шкале прибора обозначен, и размечен абсолютно линейно. Точность измерения производитель указал 2,5%, на деле в средине шкалы несоответствие может превышать 5-7%.
Осциллограммы сигналов (меандр) по амплитудам соответствуют указанным в контрольной таблице. В описании принципа работы в мануале указывается, что схема «обеспечивает крутые передние и задние фронты, а на уровнях ограничения – крутой срез». По изображениям на осциллографе к крутизне фронтов вопросов вроде бы и нет (пока хорошо не растянешь их развёрткой и растяжкой), но вот срезы на уровне ограничения явно не крутые. У меня нет профессиональной теоретической подготовки в области радиотехники, но я толи читал, толи слышал, что именно от крутизны фронтов (длительности нарастания и спада) и срезов управляющих прямоугольных сигналов зависит линейность их измерения. Так ли это? Может ли это являться причиной нелинейности измерения их аналоговой стрелочной измерительной головкой? Качество каких компонентов в схеме этого прибора может влиять на качество сигнала? Прибору более 30-ти лет, из середины 80-х.
На приведенных фрагментах общей схемы прибора вход частотомера – точка Е модуля-2(ЕН-2). Выход на измерительный прибор – на выходе дифференцирующей цепочки, между Р3 и R39. Модуль-3 относится к другой части прибора. Фотки осциллограмм при необходимости сделаю и выложу.

[Adagumer]

Сама измерительная головка со временем может стать нелинейной,
тогда даже самое линейное преобразование сигнала будет выливаться
в нелинейность всего прибора!

[Enman]

Саму головку-то можно и проверить на линейность на постоянном токе...
Но тут нет формирователя стабильного прямоугольного импульса на диапазоне.
Без переделки схемы этот недостаток не устранить...Поэтому забить, нужна точность-есть цифра...

[Саныч-59]

[uquote="Enman",url="/forum/viewtopic.php?p=3608430#p3608430"]Саму головку-то можно и проверить на линейность на постоянном токе...
Но тут нет формирователя стабильного прямоугольного импульса на диапазоне.
Без переделки схемы этот недостаток не устранить...Поэтому забить, нужна точность-есть цифра...[/uquote]
Устройство, в целом, является комплексом, на одной измерительной головке. Один из приборов комплекса - электронный вольтметр, постоянка-переменка (10 Гц -100 кГц). Шкала линейна. И вот как раз к вольтметру постоянки (и переменки тоже), - вопросов никаких. Соответственно, линейность головки не нарушилась.
А конструкция на Т4-Т5, на схеме справа, перед диф. цепочкой, не является ли этим формирователем (стабильного прямоугольного импульса)? Мануал, в описании принципа работы, именно это и утверждает. Да и реально, там (точка 6 на схеме) прямоугольный сигнал с размахом 20 Vp-p, не зависящим от амплитуды входного, если входное от 100 mV. Соответствует контрольной таблице. В точке 7 также, сигнал соответствует.
Прибор позиционируется как для профессионального применения при наладке звуковоспроизводящей аппаратуры. НЕ как любительский. Соответственно, и требования к нему другие. Чем тогда руководствовался производитель, заявляя точность 2,5%?
Не верится. Думается, для этой нелинейности возникла причина. Старение полупроводниковых компонентов?... конденсаторов?
Электролиты в питании и в сигнальных цепях поменяны. Именно после этого восстановилась работоспособность (устранились перекосы двухполярного питания).

[Саныч-59]

Короче... всё оказалось банально просто. Статика пластикового стекла стрелочного прибора.
За эти 10 дней было вывернуто наизнанку абсолютно всё, касающееся измерения частоты в этом приборе, вплоть до пары самодельных частотомеров на АГ1 и ЛА3, на макетке, цепляемых к этой головке. Головка проверялась постоянкой, с собственного вольтметра, с сторонними шунтами с внешнего БП... так и сяк... по всякому, - внятной линейности показаний она не обнаруживала. Причём, одна и та же, что ли, степень нелинейности при разных пробных измерениях, повторялась приблизительно на одних и тех же участках шкалы. И не то, чтобы сказать, что про статику ничего не известно, - есть опыт "общения" с современным пластиковым китайским стрелочником, но там после протирки влажной тряпочкой снаружи, всё проходит, а тут, всё таки серьёзный венгерский прибор!... да и ещё времён СЭВ!... не хухры-мухры!... а этот номер не канает!
И вот, когда то, после пристального разглядывания прибора с разных сторон под разными углами, без передней крышки-стекла, на предмет балансировки стрелки, он был включен в штатном режиме, на измерение частоты без оного стекла. И...! блин... о, чудо!!!... - вдруг, вопреки уже всем ожиданиям, ни с того, ни с сего, показал абсолютно правильную цифру!... Поменял частоту, - опять правильно. После этого стекло было вытерто влажной ветошью изнутри... чего раньше не хотелось делать... влажность внутри прибора, знаете ли. Но тем не менее. Потом тщательно высушено и установлено на место. Прибор отстроился с по краям диапазонов с помощью цифрового частотомера, и проверен по всем диапазонам, с десятком шагов внутри диапазона. И показал среднюю ошибку индикации частоты стрелкой, на разных участках шкалы, относительно цифры, менее 1%...
Всем спасибо...