Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



компенсации в блоке преобразования частоты.

Сигнал, пропорциональный коэффициенту шума измеряемого четырехполюсника, подается на осциллографический индикатор и одновременно после преобразования в АЦП - на цифровое табло.

В блоке индикатора сигналы, пропорциональные и G„ с помощью коммутатора подаются на пластины ЭЛТ и на экране индицируются кривые изменения коэффициентов шума и передачи в диапазоне частот.

В режиме измерения по точкам на цифровом табло индицируется частота, на которой производятся измерения.

Погрешности, возникающие при измерениях, можно разделить на две группы: погрешности измерения в точке; погрешности, обусловленные измерением в панораме.

Составляющие погрешности в точке аналогичны составляющим ИКШ, рассмотренным ранее. Общая погрешность приборов Х5-17, Х5-18 составляет +10%.

Погрешности измерения в панораме включают в себя погрешность измерения по точкам и погрешности, обусловленные ос-циллографическим индикатором, неравномерностью СПМШ генератора шума в диапазоне частот и большими пределами измерения параметров. Общая погрешность измерения коэффициента шума в панораме находится в пределах +(15 - 25)%.

13.3.5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Операции измерения шумовых характеристик приемных устройств и их отдельных узлов с помощью выпускаемых серийно измерителей коэффициента шума трудоемки, требуют достаточно высокой квалификации операторов и относительно большой номенклатуры приборов. Одним из основных путей улучшения технологии измерений является автоматизация процесса измерения на базе вычислительной техники. По этому пути идет развитие средств измерений шумовых характеристик четырехполюсников за рубежом и в отечественном приборостроении. Так, ИКШ, рекламируемый фирмой Hewlett Packard (США), модели 8970А и отечественный прибор Х5-29 - первый из серии новых перспективных приборов для шумовых измерений - имеют высокий уровень автоматизации процесса измерений и обработки результатов. Эти приборы содержат устройства для внутриприборной и межприборной автоматизации. Устройства межприборной автоматизации обеспечивают работу ИКШ в составе автоматизированных изме-

рительных систем (АИС) через канал общего пользования. Основную роль в автоматизации процесса измерения, управления работой и обработки результатов в ИКШ выполняют микропроцессорные средства вычислительной техники. Применение в приборах микропроцессоров позволило за счет замены аппаратных средств программными принципиально изменить процесс измерения, расширить функциональные возможности ИКШ, автоматизировать ряд трудоемких операций по проведению подготовительных настроек, обработке результатов измерений, а также упростить электрические схемы. Расширение функциональных возможностей ИКШ выразилось в том, что одним прибором, например Х5-29, удалось реализовать измерительные задачи, решаемые в аналогичном диапазоне частот серийными приборами Х5-10, Х5-12, Х5-18 и Г1-2.

Микропроцессор в приборе Х5-29 выполняет следующие основные функции:

производит автоматический выбор пределов измерений;

выполняет автоматическое управление процессом измерения (устанавливает необходимый для измерения уровень входных сигналов, управляет работой отдельных узлов измерительного тракта и др.);

автоматически перестраивает встроенный в прибор гетеродин либо в заданном оператором диапазоне частот, либо на частоту, на которой должны производиться измерения;

производит автоматически измерение собственных коэффициентов шума и передачи ИКШ и вносит коррекцию в результаты измерений шумовых и передаточных характеристик четырехполюсников;

запоминает значения и вносит поправки на частотную зависимость СПМШ генераторов шума, используемых в качестве меры уровня шума;

производит математическую обработку результатов измерений (усредняя их с целью уменьшения флуктуационной погрешности) и представление информации для индикации ее на цифровом табло и на электронно-лучевом индикаторе ИКШ;

обеспечивает передачу информации и обмен ею между ИКШ и другими устройствами АИС.

Ниже приводится краткое описание работы прибора Х5-29.

Измеритель коэффициента и температуры шума Х5-29

Прибор предназначен для измерения коэффициента и температуры шума прием-



вых устройств, коэффициента шума и передачи СВЧ усилителей, транзисторов и интегральных микросхем, а также для градуировки рабочих генераторов шума.

Измерения коэффициента шугла (КШ), коэффициента передачи (КП) и температуры шума (ТШ) и индикация результатов могут осуществляться как в диапазоне частот (в панораме), так и на фиксированных частотах (в точке).

Основные технические характеристики измерителя коэффициента шума Х5-29 приведены в табл. 13.2.

В основу прибора положен принцип мо-дульно-блочного построения СИ на основе использования унифицированных блоков индикатора коэффициента шума Я8Х-273 блока преобразования частоты Я8Х-274: блока режимов Я8Х-275; генератора шума Я5Х-268 и других узлов.

Прибор Х5-29 выпускается в трех модификациях, которые имеют различную комплектацию блоков и узлов и решают различные задачи в области измерения шумовых и передаточных характеристик четырехполюсников.

В табл. 13.3 приведены измерительные

задачи, обеспечиваемые прибором Х5-29 и его модификациями.

Кроме указанных в табл. 13.3 измерительных задач с помощью прибора могут быть проведены измерения КШ и КП приемных устройств, имеющих выход пpoлeжy-точной частоты в диапазоне 1-4 ГГц. Для реализации этого необходимо иметь дополнительный ГШ на диапазон, соответствующий рабочему диапазону частот измеряемого ПУ.

В основу построения прибора положен модуляционный метод измерения. Упрощенная структурная схема прибора приведена на рис. 13.18.

При проведении измерений КШ шумовые сигналы от ГШ1, промодулированные меандром, и от измеряемого четырехполюсника поступают через первичный канал направленного ответвителя на вход преобразователя частоты. В качестве сигналов гетеродина используются сигналы от двух электрически управляемых генераторов, встроенных в преобразователь частоты.

Управление перестройкой генераторов в диапазоне частот и установка фиксированной частоты по программе, заданной опера-

Таблица 13.2. Основные технические характеристики измерителя коэффициента шума

Х5-29 и его модификаций

Характеристика

Х5-29

Х5-29/1

Х5-29/2

Диапазон частот, ГГц

Диапазон промежуточных частот, МГц

Пределы измерения: коэффициента щума коэффициента передачи температуры шума, К СПМШ ГШ, кТо

Погрешность измерения, %: коэффициента шума

коэффициента передачи

температуры шума гдуировки СПМШ

Состав прибора

1-4 I-I20

1-1(Ю0 1-106

±9,7 для КШ < 100; ±26 для КШ > 100 ±(2,4-4,8) для КП < 102; ±(9,7-15) для КП > 102

Я8Х-273, Я8Х-274

Я5Х-268,

1-4 1-120

1-1000 1-lOfi 20-600

±9,7 для КШ < 100; ±26 для КШ > 100 ±(2,4-4,8) для КП < 102; ±(9,7-15) для КП < 10

±26

Я8Х-273, Я5Х-268, Я8Х-274, Я8Х-275, низкотемпературный ГШ

1-4 1-120

1-1000 1-106 20-600 2-100

±9,7 для КШ< 100; ±26 для КШ > 100 ±(2,4-4,8) для КП < 102; ±(9,7-15) для КП > 102

±26 ±7,5 до 10 If Те; ±5 для 10 кТо и выше

Я8Х-273, Я5Х-268, Я8Х-274, низкотемпературный ГШ



тором, обеспечиваются сигналами от микропроцессора (МП).

После усиления в усилителе промежуточной частоты сигналы через полосовой фильтр поступают на вход индикаторного блока ИКШ. С помощью аттенюатора, управляемого МП, на входе Я8Х-273 устанавливается амплитуда сигналов, поступающих на широкополосный усилитель, обеспечивающая наименьшую погрешность измерения. Усиленные сигналы разветвляются на два канала, в которых они противофазно модулируются и детектируются. С выхода синхронного детектора сигналы подступают на АЦП. Дальнейшая обработка измерительной информации производится МП по программам, записанным в постоянном запоминающем устройстве ПЗУ.

Результаты измерений индицируются на экране электронно-лучевой трубки (частотная зависимость шумовых и передаточных характеристик) и на цифровом табло (точное значение измеряемого параметра в точке, обозначенной на ЭЛТ меткой).

Внешнее управление МП, съем управляющих кодов и обработка информации осуществляются через устройство ввода-вывода прибора.

С помощью программ, записанных в ПЗУ микропроцессора, предусмотрено проведение следующих операций:

измерение коэффициентов шума и пере-

Таблица 13.3. Задачи, вьшолняемые прибором Х5-29 и его модификациями

Задача

Х5-29

Х5-29/1

Х5-29/2

Измерение КШ при-

емных устройств

Измерение КШиКП

СВЧ усилителей

Измерение ТШ че-

тырехполюсников

Измерение КШ и

КП транзисторов

и интегральных

микросхем

Градуировка рабо-

чих ГШ

дачи, температуры шума четырехполюсников с автоматическим внесением поправок в результаты за счет собственных шумов и частотной зависимости коэффициента передачи измерительного тракта КШ;

проведение измерений малых значений ослабления при необходимости снижения погрешности определения КШ четырехполюсников на значение потерь, вносимых СВЧ трактом в участке от выхода ГШ! до входа измеряемого устройства;

согласование образцового и рабочего генераторов шума с помощью сигнала от сне-

Преобразователь частоты Я8Х-274

Четырехполюсник

Гетеродин

Направленный

Смеситель

ответвитель

Генератор промежуточной частоты

Предварительный УПЧ

Фильтр

ZZ]-

Индикатор коэффициента шума Я8Х-273

Осш1ллографический индикатор

Аттенюатор J

Ключ 1, квадратичный детектор

Ключ 2, квадратичный детектор

Генератор 5 кГц

Микропроцессор

Синхронный детектор

Схема ввода-вывода

Цифровое табло

Рис. 13.18. Упрощенная структурная схема измерителя коэффициента шума Х5-29



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


0.0586