Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



быть использован как сигнал ошибки си-сгемы АПЧ. Этот сигнал воздействует на управляющий элемент, с помощью которого частота колебаний кварцевого генератора подстраивается по средней частоте спектральной линии. Для повышения надежности работы схемы АПЧ в ней применены две параллельные ветви обратной связи: ветвь с электронным управляющим элементом и ветвь с электромеханическим управляющим элементом (электродвигателем). Применение двигателя переменного тока в качестве управляющего элемента привело к необходимости введения специальной схемы, обеспечивающей преобразование постоянного управляющего выходного напряжения фазового детектора в переменное напряжение требуемой частоты (для стандартных двигателей эта частота равна 4(Ю Гц). Такая система состоит из генератора частоты 4(Ю Гц, напряжение которого подается непосредственно на возбуждающую обмотку электродвигателя и на один из входов ключевого модулятора. На второй вход модулятора подается управляющий сигнал с выхода фазового детектора. На выходе модулятора формируется управляющий переменный сигнал электродвигателя, который после усилителя поступает на управляющую обмотку исполнительного двигателя. Для повышения устойчивости системы сигнал с тахометриче-ской обмотки электродвигателя подается на вход усилителя (тахометрическая обратная связь).

Ось двигателя механически связана через понижающий редуктор с осью переменного конденсатора, управляющего частотой кварцевого генератора.

В схеме, приведенной на рис. 7.58, предъявляются жесткие требования к элементам системы формирования возбуждающего сигнала (форме модулирующего сигнала, расстройке контура модулятора, симметричности спектра возбуждающего сигнала и др.). С этой точки зрения более выгодна схема пассивного квантового стандарта частоты, приведенная на рис. 7.59, в которой синтезатор включается вне линейки умножения частоты, а сигнал по частоте окончательно формируется на выходе смесителя.

В этом случае возникает необходимость усиления по мощности сигнала возбуждения. Поэтому целесообразно применение синхронизируемого сформированным сигналом СВЧ генератора, например генератора на ЛПД или диоде Ганна. Такие генераторы обеспечивают в режиме синхронизации приемлемые полосы устойчивой синхронизации и другие показатели. При таком включении синтезатора в N раз по сравнению со схемой, изображенной на рис. 7.58, снижаются требования к точности синтеза и степени подавления паразитных составляющих. В схеме на рис. 7.59 за счет применения интегрирующего звена (операционного интегрирующего усилителя) система АПЧ является астатической. Такая система по сравнению с электромеханической (статической) проще, экономичнее, компактнее, имеет меньшую инерционность. У нее отсутствует «мертвая зона». В остальном принцип работы пассивного квантового стандарта частоты, выполненного по схеме, приведенной на рис. 7.59, аналогичен принципу действия стандарта, схема которого приведена на рис. 7.58.

fKB(NyMH+NcHHT

) .fKBN

KB 1 умн

Синхронизированный

Смеситель

Умножитель частоты

генератор

Гк.г

•"квсинт 1

Квантовый

Синтезатор

прибор

Фазовый модулятор

f f вых

Кварцевый генератор

Генеритор частоты

Управляющий элемент

Селективный усилитель

Фазовый детектор

Фильтр

(Операционный I усилитель

Рис. 7.59. Структурная схема пассивного квантового стандарта частоты с синтезатором, включенным вне линейки умножения частоты



7.7. ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ И ГЕНЕРАЦИИ КОЛЕБАНИЙ СТАБИЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ. ПРИМЕНЯЕМОСТЬ ПРИ СОЗДАНИИ

И ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ И ЕЕ ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

Аппаратура для частотных гомерений представляет собой единый комплекс приборов, позволяющий осуществлять измерения частоты с высокой точностью и с привязкой к Государственному эталону времени и частоты СССР. Разработанные за последнее время приборы являются агрегатируемыми, имеют высокую степень автоматизации, программное и дистанционное управление, автоматический выбор пределов измерения. Это позволяет создавать на их базе установки и системы, находящие широкое применение во всех отраслях народного хозяйства.

В соответствии с действующим в стране ГОСТ 15094 - 69 «Приборы электронные измерительные. Классификация. Наименование и обозначение» приборы для измерения частоты и генерации колебаний стабильной частоты выделены в отдельную подгруппу, которая обозначается прописной буквой Ч русского алфавита.

Подгруппа Ч состоит из восьми видов, обозначенных цифрами по порядку. Каждому типу прибора присвоены порядковые номера, перед которыми ставится дефис. Отдельно вьщелены (по обозначению) блоки приборов для измерения частоты и времени. Им присвоено обозначение ЯЗ. Типы указанных блоков обозначаются аналогично приборам подгруппы Ч.

В связи с изложенным вьппе частотоиз-мерительные приборы подразделяются на следующие виды: 41 - стандарты частоты и времени; 42 - частотомеры резонансные;

43 - частотомеры электронно-счетные;

44 - частотомеры гетеродинные, емкостные, мостовые; 45 - синхронизаторы частоты, преобразователи частоты; 46 - синтезаторы частоты, делители и умножители частоты; 47 - приемники сигналов эталонных частот и сигналов времени; компараторы частотные, фазовые, временные, синхроно-метры (часы электронные); 49 - преобразователи частоты; ЯЗЧ - блоки приборов для измерения частоты.

7.7.1. СТАНДАРТЫ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ (41)

Стандарты частоты и времени являются одними из основных устройств, обеспечивающих формирование и воспроизведение физической единицы измерения времени и частоты.

Промышленностью вьшускаются два вида стандартов частоты: кварцевые и квантовые. Устройство и принцип действия последних были рассмотрены в § 7.6.

Кварцевые стандарты частоты созданы на базе кварцевых генераторов, принцип работы которых рассмотрен в § 7.5. Кроме кварцевого генератора, в состав кварцевых стандартов частоты входят специальные устройства, обеспечивающие высокие спектральные характеристики выходного сигнала и нормальное функционирование стандарта при случайных внезапных отключениях питающей сети, длительную непрерьганую работу без вмешательства оператора, периодический автоматический контроль работоспособности и параметров выходного сигнала.

Стандарты частоты являются неотъемлемой частью систем хранения частоты и времени, групповых стандартов частоты. Они применяются в качестве рабочих мер частоты для поверки других приборов; используются при разработке, производстве и эксплуатации аппаратуры систем связи с подавлением несущей и временным уплотнением каналов, при геодезических, радиоастрономических и других научных экспериментах и исследованиях. Большое применение нашли стандарты в радиолокации, радионавигации, радиоуправлении. Характеристики некоторых стандартов частоты приведены в табл. 7.8.

Таблица 7.8. Стандарты частоты

Параметры выходного сигнала

Нестабильность частоты

Частота, МГУ

Уровень, В (выходное

сопротивление, Ом)

41-40

0,1; 1; 5

1 (50)

±1-10-9

(кварце-

за 24 и 1 ч;

вый)

±1-10-10

за 10 и 1 с;

±5-10-10

за 0,1 с



Продолжение табл. 7.8

Таблица 7.9. Резонансные частотомеры

Параметры выходного сигнала

Нестабильность частоты

Частота, МГУ

Уровень, В (выходное

сопротивление. Ом)

41-43

0,1; 1; 5

1 (50)

±5-10-" за

24 ч и 10 с;

(руби-

±1-10-10

диевый)

за 1 с

41-44

0,1;1;5

1 (50)

±5-10-13

(водо-

за 24 ч и

родный)

100 с;

±2-10-12

за 10 с;

±5-10-12

за 1 с

41-46

0,1; 1;5

1 (50)

±7-10-14

(водо-

за 24 ч;

родный)

±5-10-14

за 1 с;

±4-10-14

за 100 с;

±3-10-13

за 10 с;

±1,5-10-12

за 1 с

41-47

0,1;1;5

1 (50)

±2-10-11

(цезие-

за 24 ч и

вый)

100 с;

±5-10-11

за 1 с

41-50

0,1; 1;5

1 (50)

±3-10-11

(рубидие-

за 24 ч;

вый)

±2-10-11

за 10 и 1 с

41-53

0,1; 1; 5

1 (50)

±5-10-10

(кварце-

за 24 ч;

вый)

±2-10-11

за 10 и 1 с

7.7.2. ЧАСТОТОМЕРЫ РЕЗОНАНСНЫЕ (42)

Данный вид частотоизмерительных приборов наиболее широкое применение получил при техническом обслуживании радиоэлектронной аппаратуры, когда существенную роль играют такие качества средств

Диапазон

частот, ГГц; входное со-

Погрешность

Чувствитель-

противление.

изме-

Ом (размер

рения.

ность, мВт

волновода.

Ч2-6А

0,35 - 0,675; 75

0,05

0,2(НГ); 0,06(ИМ)

Ч2-8

0,6-2; 75

Ч2-9А

1,765-3,75; 50

0,05

42-31

12-16,6; (17x8)

0,05

42-32

8,82-12; (23x10)

0,05

42-33

7-9; (28,5 x x 12,6)

0,05

Ч2-35А

3,3-5,6; 50

0,05 0,05

Ч2-36А

5,5-7,7; 50

Ч2-37А

7,7-10,7; 50

0,05

контроля ее параметров, как простота, надежность, относительная дешевизна.

Обладая указанными свойствами, резонансные частотомеры используются при периодическом контроле параметров средств радиолокации, радионавигагщи, аппаратуры связи.

В связи с бурным развитием такого вида частотоизмерительных приборов, как электронно-счетные частотомеры, резонансные частотомеры постепенно вытесняются из сферы эксплуатации. Тем не менее к настоящему времени имеется достаточно большая номенклатура этих приборов. Характеристики резонансных частотомеров, наиболее широко применяемых в различных отраслях народного хозяйства, приведены в табл. 7.9.

7.7.3. ЧАСТОТОМЕРЫ ЭЛЕКТРОННО-СЧЕТНЫЕ (43)

Электронно-счетные частотомеры широко применяются для измерения и контроля частотно-временнь1х параметров радиосигналов при исследованиях в различных отраслях науки и техники, а также при производстве и эксплуатации практически любой радиоаппаратуры.

Универсальность ЭСЧ (возможность измерения частоты, периода, отношений частот, длительности интервалов времени) позволила данному виду приборов завоевать одно из первых мест по применению среди частотоизмерительной аппаратуры.

Характеристики некоторых ЭСЧ приведены в табл. 7.10.



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


0.0107