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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

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

анализатора спектра определяется полосой пропускания его изби­ рательного элемента. Если в полосу усилителя промежуточной частоты попадает несколько спектральных линий исследуемого сиг­

нала, анализатор их не разделяет.

Связь между разрешающей способностью и полосой пропуска­

ния избирательного

элемента

иллюстрируется

на

рис. 10.8, где

 

 

 

показан случай исследования спектра,

°ч

1

 

состоящего из двух спектральных ли­

 

ний. Из рис.

10.8 видно,

что при дан­

 

 

ной

полосе пропускания

избиратель­

 

у /

У

ного элемента

по

мере

уменьшения

S)

 

 

частотного интервала А/ между спект­

 

 

ральными

линиями

способность

 

 

 

фильтра выделять

эти

линии также

/уменьшается. Рис. 10.8соответствует

S)

77V

к . ,

 

случаю, когда «провал»

между резо­

 

 

нансными

кривыми достигает

50%

 

V

Л

гѵ

У

уровня

максимума

кривой;

рис.

 

 

ІД

 

10.8,г — случаю,

когда провал

не на­

 

 

 

 

 

блюдается, поэтому нельзя сказать,

 

 

 

 

 

имеется

ли

в

составе

спектра

одна

 

 

 

 

 

линия или две. Разрешающая способ­

 

 

 

 

 

ность обычно

определяется

величиной

 

 

 

 

 

частотного интервала Д/2 (рис. 10.8,в),

 

 

 

 

 

выраженной

в герцах.

 

 

Ч

 

 

 

 

 

4.

минимальный

уровень

 

 

 

 

 

зует

сиг­

нала на входе, .который обеспечивает при максимальном

усилении

тракта удобный для наблюдения размер

изображения

на экране

электроннолучевой трубки анализатора.

 

Чувствительность

низко­

частотных анализаторов выражается в милливольтах или

микро­

вольтах, а анализаторов СВЧ — в единицах

мощности, как и чув­

ствительность приемников СВЧ (обычно 10

-н10

Вт).

 

 

5.Диапазон частот развертки. Частота развертки характери­ зует число циклов качания частоты гетеродина в секунду и пред­ ставляет собой величину, обратную продолжительности анализа.

6.Погрешности:

измерения отношения амплитуд спектральных составляющих;

измерения частотных интервалов (определяется погреш­

ностью калибратора);

— градуировки шкал установки средней частоты и девиации

частоты гетеродина.

В качестве примера приведем характеристики анализатора спектра С4-9:

— полный диапазон частот 50—1400 МГц;

'— диапазон качания частоты (полоса обзора) 0,1—5 МГц;

разрешающая способность 2,15 кГц;

— чувствительность 5 • 10 Вт;

170


длительность развертки 0,1; 1; 2; 4; 8 с;

погрешность измерения частотных интервалов 3%;

--погрешность измерения отношения амплитуд ± (0,5—1) дБ. Низкочастотный анализатор спектра С4-12 характеризуется

следующими данными:

полный диапазон частот 75—500 кГц (с блоком преобразо­ вания 20 Гц—500 кГц);

полоса обзора 200 Гц—20 кГц;

разрешающая способность 7± 2; 30± 5; 90±20 Гц;

чувствительность 300 мкВ;

погрешность измеряемых частотных интервалов

± [0,05 А /

- (Ю -н 100)]

Гц;

— погрешность измерения

отношения амплитуд ±0,5 дБ.

§ 10.4.

ИЗМЕРЕНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

Степень нелинейных искажений периодического сигнала харак­ теризуется коэффициентом нелинейных искажений (коэффициен­ том гармоник) k u который представляет собой отношение дейст­ вующего значения напряжения высших гармоник к действующе­ му значению напряжения первой гармоники:

(10.5)

Наиболее распространенным методом измерения .коэффициента нелинейных искажений является метод «подавления основной час­ тоты». Он заключается в сравнении действующего значения полно­ го напряжения искаженного сигнала с действующим значением напряжения высших гармоник, начиная со второй, имеющихся в искаженном сигнале. В этом случае измеряется коэффициент k{

Ѵ и г* + и а* + . . . +

и„~

Ѵиг* и г

4- • • • +

U„*

и

 

Ѵ й ? + а , 2 +

оу2

... и /

 

 

 

 

( 10.6)

Вынеся в знаменателе формулы (10.6) напряжение U\ за знак

радикала, получим связь

между

величинами к / и к{.

 

Если искажения не очень велики,

значения

kf' и kf

разли­

чаются мало (например, при &г<0,1

величины

k{ и k{

отли­

чаются меньше, чем на 1%).

Структурная схема, реализующая метод «подавления основной частоты», приведена на рис. 10.9.

При установке переключателя П в положение «К» (калибровка) исследуемый сигнал с выхода усилителя подается на вольтметр,

171


минуя фильтр. Вольтметр измеряет действующее значение всего искаженного сигнала. Усиление усилителя регулируют так, чтобы при любой величине входного сигнала стрелка индикатора уста­ навливалась на конечное деление его шкалы, принятое за едини­ цу. Эга операция называется калибровкой.

Рис. 10.9.

После этого переключатель переводят в положение «Я» (изме­ рение) и настраивают фильтр на частоту первой гармоники, о чем судят по минимуму показаний индикатора вольтметра. Настроен­ ный фильтр практически полностью подавляет колебания первой гармоники, пропуская почти без ослабления высшие гармоники. Квадратичный вольтметр в этом случае измеряет действующее зна­

чение напряжения только высших гармоник,

начиная

со второй.

Шкала индикатора

вольтметра градуируется

непосредственно в

значениях

k{

(в процентах или децибелах),

при этом минималь­

ное отклонение

стрелки

индикатора, получаемое в процессе на­

стройки фильтра, непосредственно дает величину k { .

 

В качестве заграждающего фильтра чаще всего используются

мостовые

схемы в

сочетании с

усилителем.

Схема

собственно

фильтра приведена

на

рис. 10.10,

а его амплитудно-частотная ха­

рактеристика на рис. 10.11. Коэффициент передачи такого фильтра на холостом ходу определяется выражением

{ ’

I)

 

1

f?

ию з'-ь ./о-* я с i/ю я с у ! я, + /г;

Отсюда следует, что на частоте

- 1 jRC

при выполнении усло­

вия Ri --= 2 Я2

величина

~= 0.

 

 

172


Фильтр настраивают на частоту сщ с помощью конденсаторов переменной емкости С, а изменением сопротивления резистора R2 добиваются баланса моста (т. е. 0). Для перехода с одно­ го поддиапазона частот настройки фильтра на другой переключа­ ют резисторы R.

Входящий в состав прибора вольтметр обычно используется также для измерения напряжения переменного тока, в том числе напряжения шумов. Примером может служить измеритель нели­ нейных искажений С6-1А, который имеет следующие метрологиче­ ские характеристики:

— пределы

измерения коэффициента нелинейных искажений

0,1—100% на

7 поддиапазонах;

рабочий диапазон частот 20 Гц—20 кГц;

погрешность измерения ± (5% +0,05 kf%);

диапазон измерения напряжений 0,005—100 В в диапазоне частот 20 Гц—200 кГц.

173

Г Л А В А І1

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

В данной главе рассматриваются основные методы измерения параметров цепей с сосредоточенными и распределенными постоян­ ными.

§11.1. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ССОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПОСТОЯННЫМИ

Косновным параметрам линейных элементов цепей с сосредо­ точенными постоянными относятся сопротивление резистора R, ем­ кость конденсатора С; индуктивность катушки L и добротность колебательного контура Q, а также тангенс угла потерь конден­ сатора tg б. Для измерения этих параметров наиболее широко при­ меняются мостовой и резонансные методы.

Для измерения R, L, С может применяться также метод вольт­

метра-амперметра, известный из кур­ са электрических измерений. В пос ледние годы внедряются приборы, ,1 которых используется метод дискрет­ ного счета.

Мостовой метод

Мостовой метод в основном исполь­ зуется на низких частотах. Схема чегырехплечего моста переменного тока показана на рис. 11.1. Измеряемое комплексное сопротивление включает­

ся в одно из плеч моста. При выполнении условия равновесия моста

Z ^ - Z - . Z ,

(11.1)

174