Файл: Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 168
Скачиваний: 2
которые могли бы существенно исказить результат изме рений. Требуется, чтобы переходное затухание между линиями Лі и Л 2 не менее чем на 20 дБ превышало из меряемую величину ас. Поэтому для низких частот до пустимо образовывать шлейф из пар одного кабеля, а для высоких приходится брать одинаковые пары из раз ных кабелей. Если это осуществить .нельзя, то можно прибегнуть к методу сравнения, но при измерениях с двух концов [34].
Характеристическое затухание, для точного контроля которого необходимо соблюдать на всех частотах ра венство Zn= Z cг, измеряется значительно реже, чем ра бочее затухание, определяющее режим работы в задан ных рабочих условиях.
7.2. Принципы измерения рабочего затухания
Под рабочим затуханием ар понимается ре зультат сравнения кажущихся мощностей P t и Р 2 , из ко торых первая берется при заданном генераторе с некото рой эдс Е и заданным внутренним сопротивлением Z 4 на согласованной нагрузке, подключенной к нему непосред ственно (рис. 7.2а — случай, рассматриваемый как иде-
Pdic. 7.2. Мощности, сравниваемые при измерениях ра бочего затухания:
а) Я ,; б) Р-, |
|
|
берется |
на заданной на |
альный), а вторая мощность |
||||
грузке четырехполюсника Z 2, |
если на |
его вход включен |
||
тот же генератор (рис. 7.2 |
б |
— случай, имеющий место, |
||
|
когда четырехполюсник находится в заданных |
Едля него |
|||||||||||
рабочих условияхPi/Pz,— между 'источником с эдс |
и внут |
|||||||||||
ренним сопротивлением Z t и нагрузкой с сопротивлением |
||||||||||||
Z2): ар=10 |
lg |
|
|
дБ (ар= 0 ,5 In / У Р 2,т оНп). |
|
ар |
||||||
Так |
как в схеме рис. |
7.2 |
а |
ііі — Е/2, |
, выражая |
|||||||
|
, получим: |
|
||||||||||
ачерез соотношение напряжений, |
|
(7.3) |
||||||||||
ln |
|
ЕUo |
|
ln |
z 2Zi |
ДБ; |
|
|||||
|
2 |
+ — |
|
|
|
|
||||||
р = 201g |
|
|
+ |
101g |
Нп. |
|
|
(7.4) |
||||
|
|
2Ui |
|
2 |
|
|
|
|
110
ZТаким2 Е |
образом, для измерения рабочего затухания нужЕ |
|
но: 1) |
знать заданные условия работы, т. е. величины Z b |
|
« |
(для линейных четырехполюсников величина |
|
E/2U2. |
|
|
роли не играет), и 2) найти-в этих условиях отношение |
||
|
Величина 101g|Z2/Zi| (или 0,5 |
ln |Z2/Zi |) опреде |
ляется расчетом. |
четырехполюсни |
|
Характеристические сопротивления |
ка для измерения рабочего затухания знать нет надоб ности.
7.3. Измерение рабочего затухания методом «известного генератора»
В соответствии с ф-лами (7.3) и і(7.4) для из мерения рабочего затухания можно использовать гене ратор с внутренним сопротивлением Z\, если таковой имеется. Схема с «известным генератором» представле на на рис. 7.3. В нижнем положении ключа К контроли-
Р'ис. 7.3. Схема измерения рабочего затухания методом «иввестного генератора»
руется уровень ръ соответствующий значению Е/2, в верхнем -— уровень р2, соответствующий напряжению U2 на рабочей нагрузке четырехполюсника, питающего ся от того же генератора:
аР = Pi — Р 2+ l°lg |
Zi |
, |
дБ; |
(7.5) |
a p = Pi — Р а + Y |
ln |
Zi |
, Hn |
Существенно отметить, что UBXj как правило, не рав но El2, иначе говоря, выходной вольтметр генератора (обычно таковой имеется) не должен в обоих положе ниях ключа обязательно показывать одну и ту же ве-
личину, и поэтому нельзя менять регулировку выходного напряжения генератора при втором замере (в верхнем положении ключа), подгоняя величину £/вх к величине Е/2. Схема измерении рабочего затухания методом «из вестного генератора» при определении ар путем срав нения его с затуханием образцового магазина затуханий (что исключает ошибки отсчетов по шкале И У и дает бо лее точные результаты) используется в измерительных пультах Л А Ц (рис. 7.4). В этой схеме измеряемый объ-
N3-13$ |
N3-600 |
Рис. 7.4. Схема .измерения рабочего затухания по методу «из вестного генератора», используемая в измерительных пультах Л А Ц
ект включается в гнезда Вх' и Вых'. Если измерения про изводятся для линии, расположенной между двумя Л А Ц , то на передающей станции линия включается в гнезда Вх', а на приемной станции — в гнезда Вых'.
Сопротивление генератора (на передающем конце) устанавливается в соответствии с заданным Zi. Возмож ны Z i= 1 3 5 Ом и Zi = 600 Ом. (Для схем с другими Z t потребуется перейти к «методу Z» с использованием за параллеленных гнезд а и дополнительных магазинов со противления.)
Если при измерении используется метод сравнения и последовательно с генератором включается магазин за туханий, а характеристическое сопротивление послед
11
него выбрано согласованным с заданным сопротивлени ем нагрузки, то согласование магазина с генератором можно произвести с помощью согласовывающего звена или трансформатора, 'имеющихся в схеме коммутацион
ной |
панели пульта. Сопротивление индикатора |
2 |
(ИУ) |
во |
всяком случае устанавливается в положении |
|
клю |
ча (когда контролируется уровень на выходе измеряе мого четырехполюсника), равным заданному значению его нагрузочного сопротивления Z% а в положении 1 ключа (когда контролируется уровень на выходе мага зина) — равным характеристическому сопротивлению примененного магазина (гнезда Вх" и Вых" соединя ются накоротко).
Для подсчета величины измеренного рабочего зату хания следует в таких случаях пользоваться общей фор
мулой |
— |
Рг |
+ атр "Ь асз + |
ам+ lOIg |
|
|
|
|
(7.6) |
||||
° р — Ріі |
|
|
|
|
|
||||||||
где Р |
— показание ИУ |
в2положении 1 ключа; рч — по |
|||||||||||
казание И У в положении |
|
ключа; атр — собственное за |
|||||||||||
тухание |
|
трансформатора |
(имеется |
амв паспорте |
пульта; |
||||||||
порядка |
|
0,5 дБ »0 ,0 5 Нп); |
асз |
— затухание согласовы |
|||||||||
вающего звена (1,5 Н н = 13,03 дБ); |
— затухание, ус |
||||||||||||
тановленное на магазине. Если отсчет величин |
р± |
и |
рч, |
а |
|||||||||
также |
а |
с3 и ам для данной |
аппаратуры производится в |
||||||||||
|
неперах, то для получения результата в децибелах удоб
нее сперва |
\g\Zz/Zi\найти сумму |
(р |
і—/зг + атр+асз + Ям) в непе |
рах, а уж затем подсчитать ар в децибелах, добавив ве |
|||
личину 10 |
(см. задачу № 95). —— |
7.4. Измерение рабочего затухания «методом Z»
Если в распоряжении измеряющего нет гене ратора с требующимся внутренним сопротивлением Z\, то для измерения рабочего затухания создают схемы ис точников тока, эквивалентных такому генератору. Это может быть схема рис. 7.5, где после генератора с лю бым внутренним сопротивлением Z x включен магазин затуханий с требуемым характеристическим сопротивле нием Z b (Обычно Zi и Z 2 задаются чисто активными.) Ве личина затухания магазина должна быть не менее 20 дБ. В этом случае входное сопротивление источника со сторо ны измерительной схемы пренебрежимо мало зависит от
113
фактического сопротивления используемого генератора Z x и практически равно характеристическому сопротивле нию магазина Zj. Такой эквивалент заданного генерато ра может быть с успехом использован в схеме рис. 7.3, однако требует наличия свободного магазина.
--------з— |
Рис. 7.5. |
Схема получения |
|
■ "*-*/ |
ßизмерит. |
генератора |
с заданным внут- |
схему |
затухалий |
|
|
|
рениш-м сопротивлением пу- |
тем 'иепользоваіния магазина
Весьма распространенным способом создания источ ника, эквивалентного генератору с внутренним сопро тивлением Zb является схема, собранная по так назы ваемому «методу Z» (рис. .7.6). Сопоставляя схемы рис.
Рмс. 7.6. Схемы, поясняющие получение генератора с заданным внутренним сопротивлением «по методу Z»
7.6, нетрудно видеть, что, если перед входом четы рехполюсника включено сопротивление, равное Zj, то при равенстве U ' = U = E токи, поступающие на вход четырехполюсника, и следовательно, напряжения на его выходной нагрузке Z 2 для всех этих схем окажутся оди наковыми (для первой схемы 7.6 эти токи найдутся по закону Ома для всей цепи, а для второй и третьей — по закону Ома для участка цепи).
Таким образом, для создания заданных рабочих усло вий достаточно включить последовательно со входом че тырехполюсника требуемое сопротивление генератора Z h а за эдс принять напряжение V на выходе любого фактически действующего источника (перед включенным Zi), питающего созданную схему; на выходе же четырех полюсника надо включить заданное сопротивление Z 2.
Схема измерений рабочего затухания по «методу Z» представлена на рис. 7.7. Она дает возможность опреде лить Яр как методом двух отсчетов (по разности уровней
аналогично схеме рис. |
7.1Ui |
а), так н методом сравнения. |
В нижнем положении ключа высокоомный индикатор |
||
фиксирует напряжение |
|
(или уровень по напряжению |
114
Pi) на выходе согласованно нагруженного магазина за туханий. В верхнем же положении ключа контролирует ся напряжение U2 на заданной рабочей нагрузке четы рехполюсника Z 2. Если ам— 0, то U i= E / 2 и
flp= 2 0 lg^ - + lOlg Zj |
= Pi — Ps+ |
10Ig |
h . |
(7.7) |
ZL |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 7.7. Схема ламераніня рабочего зату хаем я «по «методу Z» с -использованием ма гаайна затухании
ЕслиU i =измеренияU 2 (Р1 — Р2 производились) |
методом сравнения, |
|||
то регулировкой затухания магазина добиваются равен |
||||
ства |
ам+ |
101g |
и |
(7.8) |
flp= |
|
Z., ДБ; |
||
В общем случае |
|
|||
яр = |
Рі — Рз + Ям + |
lOlg |
|
ар = Рі — Р-i + ям+ — Іп Zy , Ни |
|
(7.9) |
7.5. Типичные ошибки при измерении |
|
|
рабочего затухания |
\gZ2/Zi |
|
|
|
|
Требование определить при измерении рабоче |
||
го затухания величину ар= 2 0 lg'E/27/2+ Ю |
|
неред |
ко оказывается выполненным с существенной погрешно
стью, если измеряющий допускает |
(«для упрощения») |
||||||
ошибки в схемах или процессе |
измерений |
(рис. 7.3, |
|||||
7.4, |
7.7). |
|
|
|
|
|
|
|
|
При измерении по схеме рис. 7.3 наиболее часто до |
|||||
пускаются следующие ошибки: |
вольтметру |
генератора |
|||||
K |
|
а) установка по выходному |
|||||
одинаковых напряжений в |
обоих |
положениях ключа |
|||||
|
(U BX=E/2, |
что не нужно). |
Из-за |
этого в нижнем по |
|||
|
|
|
ложении ключа может контролироваться половина од-
115