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: 257

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

структивно М3 выполняются состоящими из ряда одина­ ковых звеньев, собранных по схеме рис. 2.6 или 2.7. Ве­ личины сопротивлений в звеньях рассчитываются по формулам теории связи, например, для Т- и Я-образных схем:

S . = « .t h - f - = Ä

, ^ ;

R , = - f - = R c - ^ - r .

(2.8)

 

 

Rc

2

е" -f- 1

 

sh а

е20 — 1

 

где

— характеристическое

сопротивление магазина;

а

— характеристическое затухание звена в неперах.

 

 

 

а)

 

 

і)

 

 

в)

о— *-----

С771-----

т-----О

^

*

(1*

д)

 

в)

Рис. 2.6. Схемы звеньев магазинов затуханий:

а), в), д) несимметричных по отношению к земле; б), г), е) симметричных по отношению к земле

Магазиныв, д),

монтируются обычно из однотипныхе).

звень­

ев либо несимметричных по отношению к

земле

(рис.

2.6 а,

либо симметричных (рис. 2.6 6, з,

 

 

Нередко звенья магазинов собираются по схемам со

средней точкой (рис. 2.7), дающей возможность

осу­

ществить как симметричную, так и несимметричную от-

30


НосМтельйо

земли

схему.

 

ф

 

Путем

заземления

сред­

 

 

 

ней точки

между

нею и

 

 

 

одной из клемм получа­

 

 

 

ется несимметричная схе­

 

 

 

ма с половинным харак­

 

 

 

теристическим сопротив­

Рмс. 2.7. Схемы магазинов за­

лением

(150

и 75 Ом).

тух аіШііі

со средней

точкой

Чаще всего М3 имеют

 

 

 

три декады со ступенча­

через

10; 1; 0,1

дБ (I; 0,1;

тым изменением затухания

0,01 Нп). Иногда для получения больших затуханий пре­ дусматриваются дополнительные звенья по 20—60 дБ (3—7 Нп), коммутируемые отдельными ключами.

Характеристические сопротивления М 3 выбирают в соответствии с § 1.6 (чаще всего 600 или 135; 75; 100; 150; 1400 Ом).

Высокочастотные М 3 выполняют с тщательной экра­ нировкой и рациональным размещением резисторов. При частотах выше 600 кГц применяют М3 с несимметричной схемой, при более низких частотах используют симмет­ ричные схемы.

Емкость монтажа трехдекадного магазина имеет ве­ личину порядка 150—200 пФ, индуктивность 0,2— 1 мкГ, собственная частота 100 МГц. При затуханиях порядка 50 дБ на верхней частоте диапазона использования фа­ зовый сдвиг в М 3 может иногда достигать десятка граду­ сов [28]. Начальное затухание М 3 (при нулях на всех курбелях), как правило, не превышает нескольких сотых долей децибела (миллинепер).

Класс точности магазина затуханий (в соответствии с общими электротехническими ГОСТ) определяется до­ пуском примененных в нем резисторов. В большинстве случаев можно считать абсолютную основную погреш­ ность магазина равной 0,1 дБ (0,01 Нп). Дополнительная

частотная погрешность

обычно

не

превышает основ­

ной [28].

допустимая

для М 3,

невелика.

Мощность рассеяния,

Не следует подавать на вход М 3

более ТО— 15

В. Допол­

нительная температурная погрешность М 3 считается не превышающей основной их погрешности. Дополнитель­ ной погрешности, возникающей при несогласованной на­ грузке М 3, всегда стараются избежать, поскольку ее рас­ чет довольно сложен, так как ее значение зависит от величины установленного на М3 затухания [28].

31


2.6. Делители напряженйл

В измерительной технике связи, кроме мага­ зинов затуханий, находят применение калиброванные делители напряжения, дающие возможность непосредст­ венного отсчета отношения (1 /т) напряжения U% сни­ маемого с делителя, к напряжению Ui, поданному на него.

Делители могут быть выполнены: из активных сопро­ тивлений (рис. 2.8), емкостных (рис. 2.9) и индуктивных

Рис. 2.8. Делитель

Ріис. 2.9. Емкостный де-

наеряжения из ре-

литель 'напряжения

знсторов

 

(рис. 2.10). В общем виде коэффициент деления дели­ теля, приведенного на рис. 2.8, выражается соотноше­ нием

 

 

Д>

Z H

 

 

(2.9)

 

 

+

Zu

 

 

=

При Zh> lR2 коэффициент деления для рис. 2.8

т —

 

(Ri+Rz)/R%

а для делителя рис. 2.9

т =

(С^ + Сг)/^.

 

Емкостные делители можно применять для более вы­

соких частот, чем делители из активных

сопротивлений,

Рис. 2.10. Индуктивный делитель напряжения

32

Hb их входное сопротивление резко падает с увеличением

частоты.

 

 

 

2.11R uпредставлен^ R z

 

Си

 

На схеме рис.

так называемый комт =­

пенсированный= (Ri+Rz)IRz

делитель. Если,

меняя

 

подобрать

/?іС і = /?2Сн,

то при

коэффициент

деления

 

 

практически не будет зависеть от частоты.

Однако входное сопротивле­

 

 

 

 

ние делителя

оказывается

 

 

 

 

частотиозавпсимым. В боль­

 

 

 

 

шинстве

случаев

делители

 

 

 

 

выполняют

по

схемам, не­

 

 

 

 

сим метр и ч н ы м ■ относится ы-ю

 

 

 

 

земли.

 

 

 

делители

 

 

 

 

И идуктивные

 

Р.ис. 2.11. Компенсированный

напряжения

(ИДН) выпол­

делитель и аиряжени я

няют путем намотки тща­

 

 

 

 

тельно

свитых

изолирован­

 

 

 

 

ных проводников на тор, изготовленный из тонких листов магнитного материала с высокой проницаемостью (по­ рядка 5 - ІО'1). Все секции проверяют па идентичность высокочувствительными дифференциальными индикато­ рами. Рабочий диапазон И Д Н большей частью ограничи­ вается частотами от 0,05 до 10 кГц, хотя имеются и вы­ сокочастотные делители; входное сопротивление порядка

десятков кплоом;

основная погрешность

при частоте

1 кГц может быть

доведена до 10-4%.

Поэтому такие

делители можно использовать для проверки обычных магазинов затуханий.

2.7. Образцовые приборы задержки времени

Длительность задержки времени обычно оп­ ределяют между точками, соответствующими 50% амп­ литуды передаваемого сигнала. Звенья приборов задерж­ ки времени монтируют либо из контуров LC, либо из от­ резков коаксиального кабеля. Звенья с контурами LC представляют собой звенья фильтров нижних частот

(рис. 2.12).

Величина задержки может быть найдена из формулы

[28]

2

2

(2. 10)

f _

 

= ___ ____

 

 

3~ ШоУ'Г-п

 

 

LC.

где ц = со/соо и граничная частота фильтра ич ш0 = 2/}/

 

При

т)<0,4

можно считать

2/соо=

]/"

L C

(см. рис.

2.126).

 

 

 

 

 

2— 301

33


Задержка времени на одно звено

обычно не болеё

0,5 мкс, граничная

частота

в типовыхt3n = iit3.звеньях лежит в

пределах от 1 до 30

мГц. При

п

звеньях можно прибли­

зительно считать суммарное время

Магазины за­

держки времени содержат

обычно

несколько десятков

Рис. 2.12. Звено лишни задержки:

а) схема звена; б) зависимость фазовой постоянной от ча­

стоты

звеньев. Увеличение числа звеньев уменьшает искажение формы сигнала, но вызывает увеличение затухания.

Звенья в виде отрезков коаксиального кабеля обеспе­ чивают постоянство характеристического сопротивления в диапазоне частот от 0,3 до 20 М Гц, п поэтому легко согласовываются друг с другом. Коаксиальные кабели нормальной конструкции имеют время задержки около 0,005 мкс на метр длины. Кабели специальной конструк­ ции, имеющие спиральный наружный или внутренний провод, могут иметь время задержки до 0,5 мкс на метр.

Иногда в качестве образцовых мер задержки времени применяются четырехполюсники специальных схем [28].

2.8. Образцовые приборы частоты

Технические образцовые приборы частоты представляют собой либо активную схему, выдающую на­ пряжение со строго установленной и достаточной малой частотной погрешностью и высокой стабильностью, обес­ печенной, как правило, применением термостатирован­ ных генераторов с кварцевой стабилизацией (см. гл. 8), либо пассивную схему, состоящую из контура L C с высо­ кой добротностью и могущую, следовательно, служить для настройки на собственную частоту с достаточно ма­ лой погрешностью (см. гл. 11).

Для поверки частоты могут быть также использованы регулярно передаваемые радиосигналы.

34

2.9. Порядок проверки измерительной аппаратуры

Аппаратуру, применяемую для измерений в технике связи, следует систематически проверять по об­ разцовым приборам, класс точности которых, по крайней мере, в три раза выше, чем класс точности проверяемо­ го прибора. Схемы и порядок проверки выбирают в за­ висимости от наличия образцовых приборов. Желательно в максимальной степени использовать в таких схемах ме­ тод сравнения или замещения, когда испытуемый прибор строго в том же режиме работы схемы замещается при­ бором более высокого класса точности.

Когда приходится прибегать к косвенным измерени­ ям, т. е. к суждению о качестве проверяемого прибора, измеряющего некоторую величину А, по показаниям об­ разцовых приборов, измеряющих другие величины (В, С, Д ), функционально связанные с величиной А, следует обращаться к литературе по математической обработке результатов измерений [24] (см. задачи №№ 181, 184). Государственную проверку измерительных приборов про­ изводят органы Госстандарта С С С Р или ведомственные поверители в соответствии с утвержденными инструк­ циями на каждый вид приборов.

2.10. Симметрирующие трансформаторы и дифференциальные дроссели

В качестве приборов, с помощью которых в измерительной технике проводной связи обеспечивается симметрия выходных или входных зажимов различных элементов схем (генераторов и измерителей уровня) от­ носительно земли, чаще всего применяют симметрирую­ щие трансформаторы.

Путем специального выполнения обмоток, тщательной их экранировки, обеспечения высокого сопротивления изоляции и применения дополнительных регулировок в этих трансформаторах достигается пренебрежимо малая разность полных сопротивлений между каждым из зажи­ мов и землей. Коэффициент трансформации таких транс­ форматоров обычно равен единице, а разность, например, между емкостями зажим — земля доводится до едини­ цы и даже долей пикофарад.

2*

35