Файл: Найдеров, В. З. Специальные радиотехнические измерения.pdf

аксиальной или волноводной) достигается подбором формы сопро­ тивления и формы наружного экрана. В волноводных конструк­ циях поглотитель имеет форму клика (рис. 9.17) или пластин с заостренными концами, чем обеспечивается хорошее согласование.

В качестве примеров нагрузочных резисторов можно привести коаксиальный резистор Э9-13 (сопротивление 50 Ом, коэффициент стоячей волны не более 1,05 в диапазоне частот 1—5 ГГц) и волне - водный резистор Э9-5 (мощность до 250 Вт, коэффициент стоячей волны не более 1,1 в диапазоне частот 36,14—52,6 ГГц).

§ 9.7. СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ

При измерении мощности СВЧ применяют два способа подклю­ чения ваттметров:

1)подключение в линию передачи мощности взамен реальной нагрузки;

2)подключение к тракту через направленный ответвитель.

Впервом случае ваттметр является измерителем поглощающе­ го типа — он поглощает всю мощность, передаваемую по иссле­

измерения мощности чаще всего применяются термисторные ваттметры малой мощности (микро­

ваттметры), потребляющие очень малую часть мощности, пере­ даваемой по тракту в нагрузку. Результат измерения в схеме (рис. 9.18,6) определяется по показанию ваттметра с учетом затухания, вносимого ответвителем и аттенюатором.

При работе передатчика на несогласованную нагрузку (напри­ мер, антенну УКВ, сопротивление которой сильно зависит от со­ стояния атмосферы) удобно использовать двунаправленный от­ ветвитель. Такой ответвитель позволяет измерить отдельно мощно­

157

сти прямой (Рпр) и обратной (/^0бР) волны и, следовательно, вы­ числить мощность, поглощаемую нагрузкой:

158

меняют два метода — временной и спектральный. Наблюдение и исследование сигналов как временных функций осуществляется с помощью осциллографа. Частотный способ описания и исследо­ вания сигналов основан на представлении сложного колебания в виде суммы ряда гармонических составляющих. Распределение амплитуд или мощностей этих составляющих по частоте дает со­ ответственно амплитудный или энергетический спектр исследуе­ мого колебания.

Измерив параметры спектра, можно решить ряд задач: устано­ вить, какую полосу частот занимает спектр исследуемого колеба­ ния; найти относительное распределение энергии между состав­ ляющими спектра; определить параметры модуляции; оценить ка­ чество сигнала, например, магнетронного генератора и т. д. При этом в большинстве случаев нужно знать лишь относительные ве­ личины амплитуд и разности частот, соответствующие отдельным составляющим или участкам спектра. Для этого, в свою очередь, достаточно иметь визуальное изображение спектра и знать его частотный масштаб. Приборы, предназначенные для эксперимен­ тального исследования спектра, называются анализаторами спект­ ра. Анализаторы спектра используются в диапазонах низких, вы­ соких и сверхвысоких частот.

В ряде случаев требуется измерить амплитуды и частоты от­ дельных составляющих спектра, т. е. провести гармонический ана­ лиз сигнала. Приборы, предназначенные для этой цели, называ­ ются анализаторами гармоник. Они применяются в основном для исследования низкочастотных колебаний.

В случаях, когда отклонения формы исследуемого колебания от синусоидальной невелики, представляет интерес определение па-

159

раметров не каждой составляющей спектра, а оценка той доли энергии сигнала, которую несут высшие (побочные) гармоники, т. е. определение коэффициента нелинейных искажений. Такие приборы называются измерителями нелинейных искажений. Они применяются, как правило, для исследования колебаний низких частот.

Согласно общесоюзной классификационной системе радиоизмерительных приборов анализаторы спектра обозначаются С4, анализаторы гармоник — С5, а измерители нелинейных искаже­ ний — С6.

Принципы работы анализаторов гармоник и анализаторов спектра практически одинаковы. Основное отличие состоит в том, что анализатор гармоник обеспечивает последовательное измере­ ние амплитуды каждой из гармоник (обычно с помощью стрелоч­ ного прибора), а анализатор спектра позволяет автоматически получать на индикаторе (чаще всего осциллографическом) визу­ альное изображение всего спектра. Применяются также анализа­ торы спектра с самописцами.

Простейшим анализатором гармоник (анализатором спектра) является резонансный волномер с высокой добротностью. После­ довательно настраивая волномер на отдельные гармонические со­ ставляющие исследуемого сигнала, можно определить их частоты и амплитуды, а затем по точкам построить изображение спектра этого сигнала. Однако такой прибор имеет низкую разрешающую способность и невысокую точность определения амплитуд.

Рассмотрим принципы построения современных анализаторов спектра и измерителей нелинейных искажений.

§ 10.2. АНАЛИЗАТОРЫ СПЕКТРА

Анализаторы спектра можно классифицировать по следующим признакам:

—по способу анализа: с одновременным, последовательным и комбинированным анализами;

—по диапазону частот: низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, широкодиапазонные;

—по типу индикаторного или регистрирующего устройства: осциллографические и с самописцем.

Наиболее распространены осциллографические анализаторы спектра, которые позволяют автоматически получать изображение спектра на экране электроннолучевой трубки. Работа анализаторов спектра основана на использовании явления резонанса. Основным элементом анализатора является узкополосный фильтр, который служит для выделения отдельных частотных составляющих или узких участков спектра.

Рассмотрим принципы построения анализаторов спектра, клас­ сифицируя их по способу анализа.

160

1. Одновременный (параллельный) анализ осуществляется с помощью совокупности идентичных узкополосных фильтров, каж­

ров, пропорциональное спектральной плотности сигнала на частоте настройки соответствующих фильтров, поступает на емкостные на­

Рис. 10.2.

ключаются к видеоусилителю вертикального отклонения луча электроннолучевой трубки. Блок управления обеспечивает син­ хронную работу коммутатора и генератора развертки луча. При этом на экране трубки поочередно возникают импульсы, расстоя­ ние между которыми пропорционально частотному интервалу на­ стройки фильтров, а их амплитуда пропорциональна спектральной плотности сигнала на соответствующей частоте, т. е. воспроизво­ дится спектр исследуемого сигнала.

Непосредственно измерительных устройств такой анализатор спектра не имеет, так как ширина интересующего участка спектра может быть найдена по частотам настройки фильтров, а относи­ тельное распределение энергии определяется по спектрограмме.

2. Последовательный анализ производится посредством одного ѵзконолосного фильтра, перестраиваемого в широкой полосе час­ тот. Фильтр последовательно настраивают на различные частоты.