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
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. 10.8,в соответствует
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*-ь 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