Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Устройство управления частотой

Генераторное устройство

Измерительный блок

Измерительная СВЧ головка

Измеряемый ч етырехполюсник

Двухканальный преобразователь

Следящий гетеродин

Преобразователь частоты

Рис. 10.13. Структурная схема измерителя комплексных коэффициентов передачи (упрощенная)

ке и серийном производстве СВЧ узлов радиоэлектронной аппаратуры.

Измерители комплексных коэффициентов передачи. Принцип работы приборов основан на выделении опорного и измеряемого сигналов, которые несут информацию об измеряемых параметрах. Опорный и измеряемый сигналы преобразуются в измерительном блоке, который выдает информацию для наблюдения и измерения на экра-

не ЭЛТ соответствующих характеристик. Структурная схема одного из приборов для измерения коэффициента передачи представлена на рис. 10.13. Выходной сигнал с генератора качающейся частоты ГКЧ с помощью тройника разделяется на два плеча: опорное и измерительное. Сигнал с опорного плеча непосредственно поступает на измерительный блок, а сигнал в измерительном плече предварительно проходит через изме-

Таблица 10.7. Основные технические характеристики панорамных измерителей КСВ и комплексных эффнциентов передачи в части измерения ослаблении

Диапазон частот, ГГц

Пределы измерения ослабления, дБ

Погрешность измерения ослабления, дБ

ВЧ тракт, мм

Масса, кг

Панорамные

измерители

РК2-47

0,1-

1,25

±(0,5-

16/7; 16/4,6;

Р2-52

1,07-

-2,14

±(0,5-

16/7; 16/4,6; т

Р2-53

2,0-

-4,0

+ (0,5-

16/7; 7/3

Р2-54

4,0-

12,05

±(0,5-

Р2-56

2,59-

-3,94

+ (0,5-

72x34

Р2-57

3,2-

-4,8

±(0,5-

58x25

Р2.58

3,94-

-5,64

±(0,5-

48x24

Р2-59

5,64-

-8,24

+ (0,5-

35x15

Р2-60

6,85-

-9,93

+ (0,5-

28,5 X 12,6

Р2-61

8,24-

12,05

±(0,5-

23x10

Р2-65

25,86

-37,5

+ (0,5-

7,2 X 3,4

Р2-66

17,44-

-25,86

±(0,5-

11x5,5

Р2-67

12,05-

-17,44

±(о;5-

17x8; 16x8

Р2-68

37,5-

53,57

±(0,5-

5,2x2,6

Р2-69

53,57-

-78,33

+ (0,5-

3,6x1,8

Р2-70

12,05

-18,0

+ (0,5-

Р2-71

12,05

-18,0

±(0.5-

3,5/1,5

Панорамные

измерители

комплексных

коэффициентов

передани

Р4-11

0,01-

-1,25

-нЮ-

- -40

±(0,4-

2,4)

16/7; 16/4,6;

Р4-23

- -70

±(0,7-

2,8)

/ 7/3



10.5. Автоматизация процессов измерения ослабления

ряемый объект. Эти сигналы поступают на смесители опорного и измерительного каналов, куда от гетеродинов подается сигнал, сдвинутый по частоте на 100 кГц. После этого сигналы частотой 100 кГц поступают в делительную схему, где производится измерение отношения амплрггуд. Продетекти-рованная постоянная составляющая напряжения подводится к экрану ЭЛТ, где производится наблюдение исследуемых характеристик в диапазоне частот.

Основные технические характеристики измерителей комплексных коэффициентов передачи (в части измерения модуля коэффициента передачи) представлены в табл. 10.7.

Возможность измерения фазы коэффициента передачи, а также КСВ и фазы коэффициента отражения четырехполюсников и наблюдения всех характеристик в диапазоне частот делает их незаменимыми при разработке СВЧ узлов радиоэлектронной аппаратуры и увеличивает быстродействие их измерений при серийном производстве и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры.

Измерители комплексных коэффициентов передачи применяются при разработке, исследованиях, производстве и обслуживании радио- и телевизионных передатчиков, связных систем, систем спутниковой связи

(проверка развязки полосовых фильтров, переключателей, направленных ответвителей, затухания кабелей передачи мощносл! и их соединителей, аттенюаторов и др

Метод измерения ослабления с помощью поляризационного аттенюатора описан в § 10.3, конструкция поляризационных аттенюаторов - в § 10.2, а основные техниче- ские характеристики приведены в табл. 10.3. Следует отметить, что поляризационные аттенюаторы - самые простые и доступные средства измерения ослабления волноводных СВЧ узлов- в диапазоне частот 2,14- 78,3 ГГц с погрешностью + (0,01 - 0,5) дБ до 37,5 ГГц и +(0,02-3) дБ до 78,3 ГГц, поэтому их удобно использовать в радиоэлектронной аппаратуре во время ее эксплуатации.

10.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЛАБЛЕНИЯ

Новые измерительные задачи, возникающие при разработке и эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры, требуют расширения функциональных возможностей радиоизмерительных приборов, в том числе средств измерения ослабления, улучшения их метро-

Таблица 10.8. Основные технические характеристики панорамных измерителей КСВ и комплексных коэффициентов передачи с микропроцессором (в части измерения ослабления)

Диапазон частот, ГГц

Пределы измерения коэффициента передачи, дБ

Погрешность

измерения коэффициента передачи, дБ

ВЧ тракт, мм

Масса, кг

Панорамные

измерители

Р2-73-

0,01-1,25

+ 30- -50

±(0,2-1,7)

3,5/1,5; 7/3;

16/4,6; 16/7

Р2-74

0,01-1,25

+ 30- -50

+ (0,2-1,7)

3,5/1,5

Р2-75

0,01-1,25

+ 30- -50

+ (0,2-1,7)

Р2-76

0,01-1,25

+ 30- -50

±(0,2-1,7)

16/4,6

Р2-77

0,01-1,25

+ 30--50

+ (0,2-1,7)

16/7

Р2-78

1,25-5,0

+ 30- -50

±(0,2-1,7)

3,5/1,5; 7/3;

16/4,6; 16/7

Р2-79

1,25-5,0

+ 30--50

+ (0,2-1,7)

3,5/1,5

Р2-80

1,25-5,0

+ 30- -50

+ (0,2-1,7)

Р2-81

1,25-3

+ 30- -50

±(0,2-1,7)

16/4,6

Р2-82

1,25-3

+ 30- -50

±(0,2-1,7)

16/7

Панорамные

измерители

комплексных

коэффициентов

передачи

Р4-36

4-12,05

+ 30- -60

+ (0,5-2,3)

Р4-37

0,001-1,25

+ 30- -80

+ (0,3-0,9)

Р4-37/1

0,001-1,25

+ 30- -80

+ (0,3-0,9)

7/3; 16/7; 16/4,6

Р4-38

1,25-5

+ 30- -80

+ (0,3-1,5)



логических характеристик (расширения пределов, повышения точности измерения, увеличения .быстродействия и надежности и т. п.). Поэтому в последние годы разработан ряд приборов на базе микропроцессорной системы управления и обработки данных, отвечающих в наиболее полной мере поставленным требованиям. Это панорамные измерители КСВ и ослабления, измерители комплексных коэффициентов передачи, которые позволяют индицировать и измерять на экране ЭЛТ ослабление четырехполюсников до 50-80 дБ с погрешностью ±(0,2-1,5) дБ.

Встроенная микропроцессорная система обеспечивает управление следующими операциями:

установкой пределов перестройки частоты и автоматической линеаризацией перестройки;

автоматическим исключением погрешности неравномерности калибровки;

цифровой обработкой данных и выводом на экран измерительной информации;

процессом измерения в диалоговом режиме (прибор-оператор) с указанием ошибок оператора.

Основные технические характеристики панорамных измерителей КСВ и ослабления и измерителей комплексных коэффициентов передачи с микропроцессором приведены в табл. 10.8.

Разработан также комплекс автоматизированных приборов для измерения ослабления и калибровки аттенюаторов, в том числе встроенных в генераторы сигналов, комплексных коэффициентов передачи (модуля и фазы) фазовращателей, направленных ответвителей, вентилей, мостов, гибридных соединений и других узлов высокочастотных трактов. Комплекс управляется внешней ЭВМ через КОП, имеет встроенный микропроцессор, который выполняет функции обработки результатов измерений, контроля калибровки и настройки прибора, коррекции результатов измерения ослабления с учетом систематической погрешности.

Одной из особенностей принципиальной схемы комплекса является замена образцового аттенюатора предельного типа аттенюатором с электронным управлением, что позволило упростить его конструкцию, повысить точность и надежность.

Основными техническими характеристиками комплекса являются: диапазон частот (0,1 МГц - 17,85 ГГц); пределы измерения ослабления (0-14 дБ до 6 ГГц); погрешность измерения ослабления (0,01-2,5 дБ).

10.6. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЛАБЛЕНИЯ

Поверка установок для калибровки аттенюаторов осуществляется путем поверки на промежуточной частоте образцового аттенюатора, встроенного в установку, с помощью другого образцового аттенюатора (Д1-13 или Д1-11), аттестованного органами Госстандарта.

Схема поверки представлена на рис. 10.14. Производится многократное измерение нескольких значений ослабления аттенюатора (Д1-13 или Д1-11) на промежуточной частоте установки (например, 6,5 ГГц) и каждый раз определяется значение At по образцовому аттенюатору установки. Вычисляются среднеарифметические значения для кавдого значения ослабления:

где и - количество измерений для каждого значения ослабления.

Систематическая погрешность образцового аттенюатора установки определяется как

До.а = о,а-4д1.13,

где А дцз - аттестованное значение ослабления аттенюатора Д1-13.

Случайная погрешность измерения ослабления на ПЧ определяется как

<дБ=1/1((-Хдмз)7(«-1).

Установка Д1-15 поверяется с помощью поляризованных аттенюаторов ДЗ-37, ДЗ-38 (определение погрешности измерения за счет нелинейности ЪАу, и шунтирующего действия паразитных каналов 6/1ш.к) и аттенюатора Д1-13 (определение погрешности измерения ослабления индикаторного блока

установки 8Л„).

Кроме того, рассчитываются погрешность измерения за счет рассогласования ЪАр и феднеквадратическое отклонение ЪА. Суммарная погрешность измерения ослабления определяется по формуле

Л = 6Л„ -И j/(8 + (6Лр)2 + (бЛц,. + (ЪА.

Образцовые аттенюаторы Д1-11 и Д1-13 выполнены по схеме многозвенного рези-сторного аттенюатора с ослаблением 10 дБ на одно звено. Особенностью схемы аттенюатора Д1-11 является то, что параллельно резисторам, стоящим в последовательных цепях, включены конденсаторы, позволяющие уменьшить зависимость ослабления аттенюатора от частоты. Отдельные П-образ-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 [119] 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0372