Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



вляемый частотой 5 кГц, подключает на вход УПЧ2 в одну половину периода сигнал от измеряемого устройства, во вторую - компенсационный сигнал. Температура шума компенсационного сигнала устанавливается изменением амплитуды шумового сигнала от генератора компенсационного сигнала равной температуре шума измерительного устройства:

J, Тг, ш. коми + Ту п ,, 2 Сч<3см<3у.п.ч1

Компенсационный сигнал, подаваемый в противофазе с сигналами шумов измерительного устройства, компенсирует их, и в результате на входе индикатора ИКШ Я8Х-263 имеются сигналы, пропоргдао-нальные разности температур T, и Т,:

Ti Тд = Тг. ш "Ь Т,; Т = Тц.ш -f Т.

В индикаторе коэффициента шума Я8Х-263 в режиме калибровки из общего сигнала выделяется составляющая, модулированная частотой 80 Гц и пропорциональная Т, U, - Тн. 1-. ш*

Выходной индикатор измерителя коэффициента щума градуируется в единицах избыточной относительной температуры шума опорного генератора шума:

f I. ш = (Тр. ш ~ Тн. I . lu) /Тн. г.Ш

Б режиме измерения в измерительном канале ИКШ имеется сигнал, пропорциональный Тнг.ш+Тч, и стрелочный индикатор Я8Х-263 регистрирует коэффициент шума измеряемого четырехполюсника

Р = (Т„.,. ц, + Г,,) /Г„ ,. щ.

Более подробно работа блока Я8Х-263 рассмотрена в п. 13.3.1.

Погрешность измерения коэффициента шума состоит из следующих составляющих:

погрешности, вносимой измерительной частью измерителя (примерно 2,4%);

погрешности за счет неточного опреде-

Трансформатор согласующий

Согласующее устройство

Усилитель СВЧ

ления температуры шума на выходе низкотемпературного генератора (0,48%);

погрешности за счет неточности определения избыточной температуры генератора шума (1,2%);

случайной погрешности за счет флуктуации (1,4%);

погрешности за счет рассогласования генератора шума (0,9%).

13.3.3. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ, ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ, ТРАНЗИСТОРОВ И БАЛАНСНЫХ СМЕСИТЕЛЕЙ

Измерения коэффициента щума СВЧ усилителей могут производиться практически всеми типами ИКШ, приведенными в табл. 13.1. Приборы обеспечивают измерение коэффициента шума в пределах 1 - 100 в диапазоне частот до 12,4 ГГц, а при использовании преобразователей частоты, разработанных потребителем,- во всем диапазоне частот, перекрьшаемом градуированными генераторами шума (до 37,5 ГГг. Основная погрешность измерения коэффициента шума в зависимости от рабочих частот измеряемого устройства, его особенностей, технических характеристик преобразователей частоты и гетеродинов находится в пределах ±(12-25)%.

На рис. 13.14 приведена структурная схема измерения коэффициента шума СВЧ усилителей.

Измерения базируются на использовании в качестве основных следующих унифицированных блоков: Я8Х-263, генераторов шума Я5Х-265, Я5Х-267, Я5Х:268-Я5Х-272, трансформаторов согласующих.

Измерения коэффициента шума интегральных микросхем и транзисторов могут производиться с помощью измерителей Х5-9, Х5-10, Х5-15, Х5-16, Х5-20-Х5-22.

Обобщенная структурная схема метода измерения приведена на рис. 13.15. Приборы обеспечивают измерение шума в пределах

Преобразователь Я8Х-263 частоты

t ЛГ5 JjiTf

I Гетеродин

Трансформатор согласующий

Генератор шума

Блок питания

80 Гц



Трансформатор согласующий

Держатель транзисторов 4 ~

Трансформатор согласующий

Гетеродин

Втулка питания

Я8Х-264

Втулка питания

Преобразователь частоты

* Я8Х-263

* Ш 5 кГц

JIT 80 Гц

Генератор шума

с- Блок питания ГШ

Рис. 13.15. Структурная схема измерения коэффициента щума интегральных микросхем и

транзисторов

1 - 100 в диапазоне частот до 12,42 ГГц с погрешностью + (12 - 25)%.

При измерениях используются унифицированные блоки Я8Х-263, Я8Х-264, согласующие трансформаторы, согласующие устройства. Для подключения транзисторов и интегральных микросхем в комплект каждого прибора включены специальные держатели исследуемых устройств. Подача питающих напряжений к транзисторам производится через втулки питания от блока режимов Я8Х-264.

В блоке преобразования частоты приборов Х5-15, Х5-16 и Х5-20-Х5-22 предусмотрен специальный генератор шумового сигнала для компенсации шумов измерительного устройства.

Измерение коэффициента шума балансных смесителей может производиться с помощью измерителей Х5-20 -Х5-22 в диапазоне частот 3,86-12,42 ГГц. Структурная схема метода измерения приведена на рис. 13.16.

В схеме измерения используются следующие блоки, входящие в состав ИКШ; индикатор Я8Х-263, генераторы шума ЯХ-267 -ЯХ-270. В качестве гетеродинов могут использоваться измерительные генераторы соответствующего диапазона частот.

Процесс измерения коэффициента шума смесителей не отличается значительно от подобных измерений в СВЧ усилителях, так как базируется на использовании унифицированного индикатора Я8Х-263.

К особенностям схемы относится использование согласующего устройства для

Генератор шума

Блок питания ГШ

Балансный смеситель i

согласования на промежуточной частоте выходного сопротивления измеряемого балансного смесителя со входным сопротивлением индикатора Я8Х-263.

13.3.4. ПАНОРАМНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ

КОЭФФИЦИЕНТОВ ШУМА И ПЕРЕДАЧИ СВЧ УСИЛИТЕЛЕЙ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

При разработке, изготовлении и эксплуатации широкополосных приемно-усилительных устройств имеется необходимость измерения коэффициентов шума и передачи узлов, входящих в их состав, во всем рабочем диапазоне частот устройства. Наиболее оптимальными четырехполюсниками являются те, которые имеют минимальный коэффициент шума и наибольший коэффициент передачи. В процессе настройки широкополосных четырехполюсников для достижения путем настройки подобных характеристик необходимо их одновременное наблюдение и измерение в рабочем диапазоне частот. Все рассмотренные ранее измерители коэффициентов шума позволяют производить исследования четырехполюсников по данным характеристикам поочередно на каждой фиксированной частоте (по точкам). Это исследование занимает значительное время. Визуальная индикация результатов измерения в диапазоне частот при этом не обеспечивается. Эти измерительные задачи в диапазоне 0,624- 4 ГГц решают измерители коэффициента шума Х5-17 и Х5-18. Основные характеристики приборов приведены в табл. 13.1.

Соглас5ющее устройство

Я8Х-2 6;

Гетеродин

Л.Г 80 Гц



Трансформатор согласующий

Согласующее устройство

Генератор качающейся частоты

i -

Усилитель СВЧ

Преобразователь частоты, ГШ2

Трансформатор согласующий

Индикатор

Я8Х~263

ЛГВО Гц

Блок питания ГШ

Рис. 13.17. Упрощенная структурная схема панорамного измерения коэффициентов щума и

передачи СВЧ усилителей

Упрощенная структурная схема панорамного измерения коэффициентов шума и передачи СВЧ усилителей приведена на рис. 13.17.

В схеме измерения используются унифицированные блоки Я8Х-263, Я8Х-264, Я8Х-267, трансформаторы согласующие, а также узлы из состава других приборов (держатели интегральных микросхем, генераторы качающейся частоты). Особенностью схемы индикатора прибора является использование ключевой схемы измерения отношения и синхронного интегратора. Синхронный интегратор работает по принципу интегрирования, использующего линейную часть характеристики заряда конденсатора. Одновременность измерения коэффициентов шума и усиления достигается с помощью программной модуляции генератора шума и шумового сигнала исследуемого усилителя и включением в измерительный блок коэффициента шума дополнительного канала для измерения коэффициента усиления. Кратко процесс измерения состоит в следующем.

При проведении измерений ГШ1 модулируется меандром частотой 80 Гц. Относительная температура шума на входе индикатора Я8Х-263 изменяется

. от Т, = (Г,, -I- Т,) G,G„/r„ + T„GJTo до = (То -I- TJ GGn/To -I- T„GJT„,

где Гг.шь Тч, Тп - температура щума соответственно генератора шума, измеряемого четырехполюсника и преобразователя частоты; Сч, Gn - коэффициенты передачи соответственно измеряемого четырехполюсника и преобразователя частоты.

Специальная схема коррекции в индикаторе обеспечивает в диапазоне частот постоянство коэффициента передачи преобразователя частоты. Разностный сигнал, выделяемый в индикаторе

где к - коэффициент пропорциональности.

При постоянном уровне избыточной относительной температуры шума генератора Cr.ij разностный сигнал 1/, пропорционален коэффициенту передачи измеряемого четырехполюсника. Этот сигнал проходит через избирательные каскады индикатора Я8Х-263, интегратор индикаторного блока и подается для визуального наблюдения на электроннолучевую трубку. Одновременно этот сигнал преобразуется в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) и подается на цифровое табло.

Предварительно перед измерениями производится калибровка индикатора в единицах коэффициента передачи с использованием дополнительного генератора шума, который включается последовательно на выходе измеряемого четырехполюсника.

В период, когда ГШ1 не включен, одновременно с выделением сигнала, несущего информацию о коэффициенте передачи, из общего сигнала в избирательных каскадах измерительного канала блока Я8Х-263 выделяется составляющая

l/,=fc,[F,G4-l-(F„-l)/GJ,

где fc] - коэффициент пропорциональности; F4, Fr - коэффициенты щума измеряемого четырехполюсника и Преобразователи частоты.

В измерителе отношений индикаторного блока из сигналов и U2 выделяется сигнал, пропорциональный их отношению:

С/з = 2 [f+ (F„ - D/GhGJ = fcF, + Д.

Составляющая погрешности измерения коэффициента шума четырехполюсника Д снижается введением сигнала компенсации, вырабатываемого шумовым генератором



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


0.0111