Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Измеряемый усилитепь

Генератор шума

Гетеродин

Смеситель

Модулятор 1

Генератор опорного напряжения

Генератор промежуточной частоты

Аттенюатор

Модулятор 2

Усилитель частоты модуляции

Квадратичный детектор

Усилитель промежуточной частоты

Рис. 13.8. Структурная схема нулевого модуляционного метода измерения коэффициента шума

четырехполюсника

погрешность индикаторной части измерительного устройства (бинл)-

Полная погрешность измерения коэффициента шума (без учета погрешности из-за рассогласования)

ост-

Нулевой модуляционный метод. Представляет интерес нулевой модуляционный метод измерения коэффициента шума СВЧ усилителей с помощью образцового аттенюатора. В отличие от ранее рассмотренных вариантов модуляционного метода в данном методе отсчет отношения уровней сигналов производится по градуированному аттенюатору, включенному в тракт промежуточной частоты. Метод позволяет исключить влияние нестабильности коэффициента передачи измерительного устройства и снизить составляющую погрешности за счет его шумов. Структурная схема метода приведена на рис. 13.8.

На вход усилителя промежуточной частоты поочередно через модуляторы подаются сигнал со смесителя и компенсационный сигнал от генератора промежуточной частоты (ГПЧ). Соотношения сигналов определяются по шкале аттенюатора при трех режимах измерения: измеряемый усилитель выключен, измеряемый усилитель включен, генератор шума включен.

Измеряемый усилитель выключен. Относительные температуры шума, приведенные к входу смесителя по первому и второму каналам, равны соответственно-

Tpi+Го и Tnp2-l-To-l-Tr.n..,-ai (13.11),

где Тпр1 и Гпр2 - температура шума измерительного устройства по первому и второму каналам; „ ч - условная температура ГПЧ.

Затухание аттенюатора а; устанавли-

вается таким, чтобы сигналы в обоих каналах были равны. Контроль равенства сигналов проводится по измерительному устройству, используемому в качестве индикатора.

Измеряемый усилитель включен. Изменяя затухание аттенюатора aj, добиваются равенства сигналов по каналам:

Гпр1 + (Гч -I- То) G = Гпр2 -(- То -(- Гг. п. чСХг-

(13.12)

Генератор шума включен. Добиваются равенства сигналов в каналах. При этом показание аттенюатора будет равно аз:

Гпр1 + (Г, -(- Тг. ш) G = Тпр2 +Tq+ Тг. п. чз-

(13.13)

Решая совместно (13.11)-(13.13), полу-

(аз/а1-1)/(а>1-1)-1 С

Метод измерений коэффициента шума с использованием аттенюатора следует считать наиболее точным. Это объясняется тем, что измерительное устройство в данном методе используется в качестве высокочувствительного индикатора. Приборная погрешность измерения коэффициента шума в основном определяется погрешностью относительных измерений введенного затухания. Обычно данная погрешность не превышает 0,05 - 0,1 дБ при определении затухания до 20-25 дБ.

Практическое применение рассмотренных методов для измерения шумовых параметров различных классов радиоэлектронной аппаратуры в рабочем режиме имеет ряд особенностей, обусловленных ее назначением, принципами работы, конструктивным исполнением узлов и блоков.



13.3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ШУМОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Для измерения шумовых параметров различных устройств выпускается относительно большое число типов приборов. Эта измерительная аппаратура различается по техническим характеристикам (пределам измерений, диапазонам рабочих частот) и номенклатуре исследуемых устройств. Весь комплекс приборов позволяет решать многие измерительные задачи, возникающие при оценке шумовых свойств как аппаратуры в целом, так и отдельных ее узлов при их проектировании, производстве и эксплуатации. С помощью подобных приборов могут производиться измерения:

коэффициента шума приемных устройств;

коэффициента шума и передачи СВЧ усилителей, интегральных микросхем и транзисторов по точкам и в панораме;

температуры шума СВЧ усилителей и"транзисторов;

коэффициента шума и потерь преобразования балансных смесителей.

Для построения приборов использован модуляционный метод измерения с разделением сигналов промежуточной частоты по измерительному каналу и каналу АРУ с компенсацией собственных шумов измерительных устройств. Все измерители коэффициента шума (за исключением Х5-23 -Х5-28) построены на основе использования следующих унифицированных блоков:

индикатора коэффициента шума Я8Х-263;

блока режимов Я8Х-264, обеспечивающего измеряемые устройства необходимыми для их работы напряжениями;

генераторов шума Я5Х-265, Я5Х-267;

трансформаторов согласующих, вентилей и др.

Основным блоком измерителя коэффициента шума (ИКШ) является индикатор коэффициента шума Я8Х-263, который определяет метод измерения, используется для выделения из общего шумового сигнала измерительных сигналов, их обработки и индикации полученных результатов, вьщает управляющие сигналы для работы генератора шума и блока преобразования частоты.

В зависимости от решаемой измерительной задачи и технических характеристик исследуемого устройства могут применяться те или иные ИКШ. Основные технические характеристики измерителей коэффициента шума приведены- в табл. 13.1.

13.3.1. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА ПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

Коэффициент шума приемных устройств в диапазоне частот 0,01-37,5 ГГц может определяться с помощью измерителей шума Х5-11 и Х5-23 -Х5-28. Конкретные диапазоны приборов определяются рабочим диапазоном частот используемых генераторов шума.

Приборы позволяют производить измерения:

коэффициента шума приемных устройств, имеющих выход с линейной части приемных устройств на промежуточных частотах 2 (10)-120 МГц;

коэффициента шума СВЧ усилителей с компенсацией собственных шумов измерительного устройства. Для проведения измерений дополнительно необходим преобразователь частоты (см. рис. 13.14);

коэффициента усиления по мощности СВЧ усилителей. Для проведения измерений дополнительно необходимы преобразователь частоты и второй генератор шума;

коэффициента шума приемно-усшш-тельных устройств методом двух отсчетов.

Результаты измерений индицируются по аналоговому (Х5-11) и цифровому (Х5-23-Х5-28) табло ИКШ.

Ниже приводится краткое описание процесса измерения коэффициента шума и работы приборов Х5-11 и Х5-23.

Измеритель коэффициента шума XS-11

Прибор предназначен для измерения коэффициента шума приемных устройств и СВЧ усилителей, коэффициентов усиления по мощности СВЧ усилителей в диапазоне частот до 37,5 ГГц.

Измеритель коэффициента шума состоит из индикатора коэффициента шума Я8Х-263 и преобразователя промежуточной частоты. Он может работать совместно с генераторами шума Г2-5Б, Г2-6Б, Г2-8В, Г2-9В, Г2-10В, Г2-25Б, Г2-38, Г2-39, Г2-40, Г2-41, Г2-42, Г2-43, Г2-32 и Я8Х-265.

Прибор представляет собой супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты. Структурная схема прибора и временные диаграммы, поясняющие работу ИКШ, приведены соответственно на рис. 13.9 и 13.10. Сигнал с выхода измеряемого устройства с частотами 10-120 МГц подается на преобразователь промежуточной частоты, в котором преобразуется в сигнал частотой 60 МГц, поступающий на вход индикатора ИКШ Я8Х-263; сигналы с частотами 60 и 2 МГц подаются на вход индика-



Таблица 13.1. Основные технические характеристики ИКШ

Характеристика

Х5-9

Х5-10

Х5-11

Х5-12

Х5-15

Х5-16

Х5-17

Х5-18

Х5-20

Назначение (измеряемое устройство)

усилители, транзисторы

усилители, транзисторы

Приемные устройства

СВЧ усилители, интегральные микросхемы

усилители, транзисторы

усилители, транзисторы

усилители, интегральные микросхемы

усилители, интегральные микросхемы

СВЧ усилители, интегральные микросхемы, транзисторы, балансные смесители

Минимальное значение входного сигнала ПЧ, мВ

Диапазон частот, ГГц

0,18-0,5

0,4-4

0,4-4

0,03-0,5

0,4-U5

0,624-U48

1,07-4

3,86-5,96

Диапазон промежуточных частот, МГц

10-120*

10-120

Пределы измерения: коэффициента шума

коэффициента усиления, дБ потерь преобразования, дБ

Коэффициент шума ИКШ

1-100 0-40

1-100 0-40

0,15-300 0-40

1-100 0-40

1-100 1-2,5** 0-40

1-100 1-2,5** 0-40

1,25-100 0-40

1,25-100 0-40

1-100

0-40 0--10

100 до 4 ГГц; 25

от 4 до 5,96 ГГц

Погрешность измерения, %: коэффициента шума

коэффициента шума без учета импульсной работы

коэффициента усиления потерь преобразования

±(12-16)

±17 ±10

±10

±17 ±10

+ 5*": + (15-25) ±15

+ 5***; ±21 ±15

± 10(в точке); + 15 (в панораме)

+ 10 (в точке); ±25 (в панораме)

±22 ± 15

±17

±15

±6

+ 15

±(15-25)

±15

±20 (в точке); ±25 (в панораме)

± 20 (в точке); ± 25 (в панораме]

± 15 ±20

Полоса пропускания, МГц

-

Погрешность индикатора

Состав прибора

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-265

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-265

Я8Х-263

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-265

Я8Х-263 Я8Х-264

Я8Х-263 Я8Х-264

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-267

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-267

Я8Х-263 Я8Х-264 Я5Х-267 Я5Х-268



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


0.0136