Файл: Терсин, В. Я. Радиоэлектроника и радиотехнические измерения учебник для школ техников ВМФ.pdf

шается. Для устранения этой неточности перед каждым измерением градуировка шкалы проверяется и калиб­ руется по частоте встроенного генератора с кварцевой стабилизацией в положении переключателя «Калибров­ ка». Калибратор вырабатывает напряжение одной ста­ бильной частоты. Комбинируя основные частоты и гар­ моники обоих генераторов, можно получить серию опор­ ных точек, по которым проверяется градуировка гене­ ратора с плавным диапазоном.

Различные типы гетеродинных частотомеров пере­ крывают диапазон частот от сотен килогерц до десят­ ков тысяч мегагерц с общей погрешностью от 5- К)-4 до 5- 10~6. Широко применяются гетеродинные частотомеры

44-1, 44-2, 44-5 и др.

§ 6. Измерение частоты кварцевыми калибраторами

Из предыдущего параграфа известны назначение и роль кварцевого калибратора для проверки градуиров­ ки гетеродинного частотомера. Кроме встроенных име-

Модуляция

Рис. 17.9. Структурная схема кварцевого кали­ братора

ются специальные кварцевые калибраторы (калибровоч­ ные генераторы). Это приборы повышенной точности, предназначенные для проверки градуировки измеритель­ ных генераторов, различных измерителей частоты, а также радиопередатчиков и радиоприемников в ряде опорных точек их шкал.

Типовая блок-схема кварцевого калибратора приве­ дена на рис. 17.9. Колебания генератора с кварцевой стабилизацией имеют форму, резко отличную от сину­ соидальных, и поэтому содержат кроме колебаний ос­

251

Г л а в а 18

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОЛЯ И ПОМЕХ

§ 1. Измерение напряженности поля

Измерение напряженности ноля производится при снятии диаграммы направленности антенн, определении дальности действия радиопередатчиков, исследовании условий распространения радиоволн, обнаружении и определении помех радиоприему и в других случаях.

Для определения напряженности поля используется известная зависимость величины э. д. с., наводимой в антенне измерительного прибора, электромагнитного поля, величину которого необходимо измерить: Ea =Ehд, где Е — напряженность поля; Еа— величина э. д. с. в из­ мерительной антенне; . hn— действующая высота ан­ тенны.

При исследовании электромагнитного поля сантиме­ трового диапазона напряженность поля определяется че­ рез мощность, создаваемую на выходе приемной антен-

120тгР , где Р — мощность на выходе изме-

S

рительной антенны; 120тс — волновое сопротивление сво­ бодного пространства; S — эффективная площадь ан­ тенны.

В зависимости от интенсивности поля его напряжен­ ность измеряется различными устройствами. Для изме­ рения сильных полей вблизи источника излучения при­ меняются индикаторы поля, для измерения слабых по­ лей — специальные приборы — измерители напряженно­ сти поля и измерительные приемники, а для измерения напряжения помех и напряженности поля помех — изме­ рители помех. По классификации все эти приборы отно­ сятся к группе П.

253

Индикаторы поля представляют собой антенну с ре­ зонансным контуром и индикатором. В зависимости от диапазона частот используются различные типы ан­ тенн, колебательных контуров и стрелочных указателей. На рис. 18.1 приведена схема индикатора поля для длинных, средних и коротких волн. Колебательный кон­ тур образован индуктивностью рамочной антенны и ем-

тенной

костью переменного конденсатора. В качестве стрелоч­ ного указателя используется электронный вольтметр. Индуктивность рамки и емкость конденсатора опреде­ ляют частотный диапазон прибора. По показанию вольт­ метра прибор настраивается в резонанс с частотой изме­ ряемого поля, а рамка поворачивается до максималь­ ного отклонения стрелки. Для определенной частоты шкала вольтметра проградуирована в значениях напря­ женности поля. Комплект рамочных антенн, выпущен­ ных промышленностью, позволяет перекрыть диапазон частот от 0,15 до 30 МГц.

В качестве индикатора поля в дециметровом диапа­ зоне используются симметричный вибратор и детектор с термоэлектрическим прибором. Раздвижная диполь­ ная измерительная антенна П6-1 рассчитана на часто­ ты 150—1000 МГц.

Для диапазона сантиметровых волн применяются ру­ порные антенны, а в качестве контура — отрезок коак­ сиальной линии или объемный резонатор. Индикация осуществляется термисторным измерителем ' мощности. Блок-схема индикатора поля сантиметрового диапазона показана на рис. 18.2. Промышленный комплект рупор­ ных антенн перекрывает диапазон частот от 970 до

2 5 4

12 000 МГц. Для удобства работы при снятии диаграм­ мы направленности антенн индикаторы поля снабжены штативом с поворотным устройством.

Измерители напряженности поля включают в себя измерительную антенну и измерительный приемник. По­ следний является чувствительным супергетеродином с

рительную настройку, ка­ либровку и измерение. Для предварительной настройки

ко входу приемника включается антенна, и он настраи­ вается на частоту источника измеряемого поля. На­ стройка производится по максимальному показанию выходного вольтметра при произвольных значениях ве­ личины ослабления входного аттенюатора и коэффи­ циента деления в тракте промежуточной частоты. Эта настройка нужна для того, чтобы откалибровать изме­ ритель напряженности поля на рабочей частоте.

Процесс калибровки состоит в том, что на вход уси­ лителя высокой частоты подается известное напряжение шумового генератора и регулировкой усиления в тракте промежуточной частоты стрелка выходного вольтмет­ ра устанавливается на условное деление. При этом уси­ ление всего приемника приводится к известной вели­

чине К.

После калибровки шумовой генератор отключается, включается антенна и регулировкой ослабления атте­ нюатора высокой частоты и коэффициента деления на промежуточной частоте устанавливается удобное для от­ счета положение стрелки выходного вольтметра. Так как шкала последнего проградуирована в значениях вход­ ного напряжения усилителя высокой частоты, то его по­ казание V=ЕНдКа&адн, где и адн — коэффициенты ос­ лабления аттенюатора и делителя напряжения соответ-

2Щ

Г л а в а 19

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ

§ I. Общие замечания

Для получения неискаженных результатов при осциллографировании электрических процессов необходимо ознакомиться с техническими характеристиками исполь­ зуемого осциллографа: напряжением питания, чувстви­ тельностью, входным сопротивлением и емкостью, типом развертки и ее диапазоном частот, частотными характе­ ристиками. усилителей и др.

На вход осциллографа нельзя подавать напряжение более допустимого, так как может быть пробит переход­ ной конденсатор. При исследовании высоких напряже­ ний следует пользоваться внешним делителем напря­ жений.

При выборе режима работы осциллографа следует помнить, что режим определяется характером и вели­ чиной исследуемого напряжения и особенностями иссле­ дуемой схемы.

По характеру и величине исследуемого напряжения выбираются тип развертки, ее частота или скорость и положение делителя входа. В зависимости от особенно­ стей исследуемой схемы выбираются сопротивление вхо­ да, синхронизация и способ соединения схемы с осцил­ лографом. При этом надо иметь в виду, что синхронная линейная развертка используется для исследования не­

мости от частоты и'длительности сигнала. Кроме того, необходимо в первом приближении оценить, обеспечи-

257

вает ли частотная характеристика усилителя пропуска­ ние исследуемого напряжения без искажений.

Если частота или длительность исследуемого им­ пульса известна, то переключатель диапазонов разверт­ ки устанавливается для непрерывной развертки на диа­ пазон в пределах частоты сигнала, а для ждущей — на диапазон, при котором время развертки немного превы­

развертки, и затем по форме сигнала на экране подби­ рается нужный режим работы осциллографа. Точная установка частоты развертки, т. е. получение неподвиж­ ного изображения на экране, производится плавной ре­ гулировкой частоты.

Перед началом измерений необходимо выбрать спо­ соб синхронизации. В большинстве случаев синхрониза­ цию осуществляют от источника сигнала, но она воз­ можна и от внешнего источника непрерывного или импульсного действия. Синхронизация развертки напря­ жением сети применяется обычно в тех случаях, когда амплитуда исследуемого сигнала мала (не запускается развертка) или когда требуется сопоставить частоты сигнала и сети.

Подбирая частоту развертки и напряжение синхро­ низации, необходимо добиться устойчивого изображе­ ния сигнала на экране. Это возможно при равенстве или кратности частот развертки и исследуемого сигнала. Синхронизация устойчивее при достаточно большой ам­ плитуде синхронизирующего импульса. Однако увеличе­ ние амплитуды приводит к искажению изображения вследствие сокращения при этом времени прямого хода и увеличения времени обратного хода за каждый пе­ риод развертки. Для получения устойчивого и неиска­ женного изображения необходимо установить наимень­ шую амплитуду напряжения синхронизации и подобрать частоту развертки такой, чтобы изображение на экране двигалось как можно медленнее, и после этого плавно увеличивать напряжение синхронизации до тех пор, пока изображение не станет неподвижным.

Некоторые осциллографы имеют переключатель по­ лярности запускающего импульса в зависимости от вида синхронизации.

Ш

Исследовать напряжения, частоты которых превы­ шают полосу пропускания усилителей, надо без усили­ телей, подводя сигнал непосредственно к отклоняющим пластинам осциллографа. Так как чувствительность трубки невысока, амплитуда сигнала должна быть не ниже 30—40 В (но не выше 200 В). При этом на вход внешней синхронизации необходимо подать синхронизи­ рующие импульсы с какого-либо участка исследуемой схемы.

Присоединять осциллограф к источнику сигнала нужно с помощью кабелей, приданных к осциллографу, или коротких экранированных проводов, изготовленных специально для этой цели.

Необходимо стремиться, чтобы входное сопротивле­ ние и сопротивление последующей цепи были согласо­ ваны. Для этой цели некоторые осциллографы имеют два входа: низкоомный и .высокоомный. Для согласова­ ния можно применять также высокоомный выносной де­ литель.

При исследовании высокочастотных цепей следует помнить, что входная емкость осциллографа достигает

20н-60 пФ.

Ручками входного аттенюатора и усиления необхо­ димо установить высоту изображения не более поло­ вины радиуса экрана.

Не следует сильно увеличивать яркость свечения экрана и долгое время держать пятно в одной точке во избежание порчи флюоресцирующего слоя трубки.

§ 2. Измерение напряжения и тока

Есть случаи, когда величину напряжения можно определить только с помощью осциллографа, например при измерении, импульсов е большой скважностью или сигналов сложной формы.

Для измерения исследуемое напряжение подается на вертикальный вход осциллографа и регулировкой коэф­ фициента деления аттенюатора и усиления устанавли­ вается удобная для измерения высота изображения сиг­ нала. Обычно для этого используется масштабная сет­ ка, установленная перед экраном. Затем сравнивается высота изображения сигнала с высотой изображения ка­ либрованного напряжения, подаваемого с калибратора

259