P3 (Исследование параметров СВЧ-устройств), страница 4

При перемене направления поля М вследствие изменении поляркости тока подмагничивания высохочастотное магнитное попе будет иметь противспопожное направление вращения по отношению к' полю К . Поскольку магнитная пронвпаемость феррита зависят от наиравпения врашекия высокочастотного магнитного ноля, то изменение полярности попмалюичиваюших импудьсов тока обуславливает изменение фазового набега в сеянии фазоврашатепя. Каждая секдня фазоврашатепя со своим ферритовым коньком при изменении полярности тока дает различный скачок фа- о о о зы, например, 180, 90 и 45 в трехразрядном фазовращателе. Позтому, создавая опредепенные комбинапяи магнитных состояний ферритовых колеи, в трехразрядиом фазоврашателе мож- о ио получить изменение фазы с дискретностью 1(Р= 45 .

В четырех- и пятиразрядных фазоврашатепях дискретность будет о о соответственно 22,5 и 11,25 Для обратной волны направление вращения высокочастотного магнитного поли будет противоположным, и фазовый сдвиг получается яиым по сравнению со сдвигом для прямой водны.

Поэтому такой фазоврапштель относится к классу иеизаимиых фазоврашатепей. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Каждая бригада студентов выполняет эксперименты на стенде с номером работы, индекс которой соответствует заданному варианту. Комплект исследуемых устройств и зависимости от варианта определяется табл 5.1, Та блида 5.1 21 Вентили в установках промаркированы буквой Ве, циркуляторы - Щ „н фазоврашатели — У~~ Индексы букв соответствуют номеру варианта. Описание становки и ее схема Электрическая схема лабораторной установки трехсантиметрового диапазона волн для измерения параметров волноводиых устройств с ферритами изображена на рис.

5.13, ее схематический вид приведен на рис. 5.14 В дополнение к рисункам необходимо отметить, что короткоэамыкатель (11) пред; ставляет из себя просто пластинку нз латуни с размерами волновопного фланца. Кроме того, в комплект установки входят три струбцннки для быстрой стяжки волноводных фланцевых соединений. Рис. 5. 1 3 В отношении четырех измерительных приборов следует иметь в виду следующее: генератор СВЧ (1) при выполнении данной работы используется в импульсном режиме и управляется только тумблером "сеть"; 22 Рис 5.14 градуированный аттенюатор (5) управляется врашенцем ручки, показания его шкалы представцены в дБ, перед началом любых маннпупяцнй с нзмененяем тракта СВЧ начальное затухание аттенюатора устанавпивается в цределах 60 е с дБ, в качестве измерительных данных используется ~ьяр давность показан шкалы аттенюато а, соответствуюшнх двум состояниям измеряемого устройства; измерительная линия (6) используется в совокупности с измерительным уснцичелем (15), управленце линией заключается в перемешеннн ее каретки путем врашення ручки быстрого либо медленного леремешення.

В качестве измерительного уснпителя в установке используются различные уснцители с вы,. хошпям стрелочным индикатором, например, мнплявольтметры. Показания со стрелочного счятываются в пюбых единицах, поскольку для результатов измерений важно относительное изменение регистрируемого сигнала, но не абсолютное; вследствие наличия в детекторной секция (8) выцрямнтепьного диода и малой выходной мошности генератора СВЧ показания измерительного усилителя в усгановке квадратнчны относительно величины пола волны в волноводе н в то же время вследствие этого прямо працорцнонапьны самой мошности. При исследовании фазовращатеця используется н РИП (поз. 9), управление которым сводится к вращению ручки изменения напряжения; величина тока через обмотку фазоврашателя определяется ло находяшемуся на его корпусе графику.

23 По ядок выполнения экспе имента 1. Измерения параметров вентиля. Схема для экспериментов с вентилем соответствует изображенной на рис 5.13, измерения целесообразно начинать с определения обратного зат~- хания. Поэтому вначале вентиль присоединяется к измерительной линии выходным плечом, а к его входному плечу присоединяется детекторная секция 8. Какое иэ плеч является входным, а какое выходным, определяется по нанессшой на вентиль стрелке направления передачи мощности с навменьшим затуханием. Кабель детекторной секции подключается к измерительному усилителю, регулировкой чувствительности которого н изменением затухания аттенюатора 5 добиваются установки стрелки прибора измерительного усилителя на любое деление в средней части шкалы.

Показание аттенюатора ~б в децибелах и положение стрелки прибора усилителя записываются. После этого затухание аттенюатора увеличивается до 60~- сс дБ, вентиль от тракта отключается, а к измерительной линии подключается детекторная секция. Постеленным уменьшением затухания аттенюатора добиваются прежних показаний прибора усилителя; полученные при этом показания шкалы аттенюатора,б„записываются По имеюшимся двум показаниям шкалы аттенюатора находится обратное затухание енти ~лкл — ~ с, .

Затем вентиль включается в тракт в прямом направлении, и регулировкой затухания аттенюатора восстанавливаются те же показания прибора усилителя. После определения новой величюы затухания ~~, вносимого аттенюатором, вычисляется прямое затухание вентиля б'~р 6л 11ля определения входного Х~~ вентиля ко входу измерительного усилителя необходимо подключить кабель от каретки измерительной линни 6. При измерении К~-й аттенюатором добиваются установки стрелки усилителя на одно и то же деление при перемещении зонда измерительной линия нэ мвнимума поля в его максимум. Разность между этвми показаниями аттенюатора позволяет найти А~у нэ соотношения г — ° (5.

5) я, го 24 Такой способ определения Х~~ исключает погрешность измерений, обусловленную формой характеристики диода измерительной линии Погрешность же вследствие влияния нагрузки в виде неотключенной детекторной секции. мала вследствие достаточно высокого ее входного К,гб н значительного затухания отраженной волны в вентиле.

2. Измерение параметров циркулятора В этом случае к измерительной линии подключают цнркулятор; к его плечу, на котором измеряют сигнал, подсоединяют,детекторную секцию, а остальные плечи нагружают на согласованные нагрузки Измерение прямого и обратного затухания между соответствующими парами плечей циркулятора производится тем же методом, что и для вентилей.

Отличие состоит только в том, что при подсоединении к измерительной линии его любого плеча целесообразно произвести последовательно два измерения: прямого затухания в паре с одним плечом и обратного в паре с другим (нли наоборот) Поэтому при подключении к измерительной линии к-го плеча циркулятора необходимо добиваться за счет изменения затухания аттенюатора одинаковых показаний прибора усилители при подключении детекторной секции к плечу е+ 1, а также и к плечу е -1 (перестановка секции, естественно, сопровождается перестановкой поглошающей нагрузки~. Полученные показание аттенюатора 6 +,, б ° ~ сводятся в таблицу; затем, увеличив затухание аттенюатора до 60 - сх> дБ и подсоединив к измерительной линии вместо циркулятора детекторную секцию, восстанавливают показания стрел-' ки прибора цо прежнего значения за счет уменьшения затухания аттенюатора Значение нового затухания аттенюатора ~бг позволяет определить прямое затухание между плечами к и е+ 1 — б„р;~;+~ = С.

— С- ~ и обратное между плечами э и с 1 йрр По этим же данным необходимо определить и такой параметр циркулятора, как развязка, определяемая в виде отношения мощности в плече Ф + 1 к мощности в плече ю: — 1: : ~рвэВ.~+),й ~ =оС; ~ -с~~. ~ .4Б. При определении входного ф~., плеч цнркулятора использу ется та же методика, что и для вентиля; к остальным плечам должны быть подключены согласованные нагрузки 3 Измерение параметров взаимного фазовращатепя Ред жиа-Спенсера. Пля фазоврашателя определяют спедуюшие характеристики: фазовую характеристику Я>=~,(У ), где У вЂ” сила тока в его обмотке подмагничивания; затухание в фазовращателе аб =Д (,Ц ' Х~у на входе в зависимости ст тока подмагничнвания: К~~ Д (1).

Помимо этого по характеристике 6 = ~ (У ) определяется неравномерность выходной мощности фазовращатепя оР, дБ. азовая ха а те ист фазоврашателя снимается методом смешения узла, ддя чего одно его ппечо присоединяют к измерительной линии, а второй — с помощью струбцинки закорачивают латунной ппастинкой (короткозамыкателем). При этом методе путем перемещения каретки определяют положение узла напряженности электрического поля в измерительной линии йу в зависимости от тока подмагяичивания,7 . чувствительность усгановки при измерении подбирают такую (подбором затухания аттенюатора и чувствительности измерительного усилителя), чтобы можно было бы отметить изменение в показаниях прибора измерительного усилителя при смещении каретки линии на 0,3 ..

0,5 мм. Зная илину волны в волноводе,ау изменение М,) пересчитывают в изменение фазы спедующим об зом: 9Р = й ! Ху -4а~, (56) где Яр- двойное расстояние между ближайшими узлами поли при,У =сРтМ8, Х„- положение узла при У О. Ведичнну тока меняют через 5 мА до его максимального значения 30 ... 35 мА. За попожение ®р в измерительной линии следуст принимать положение того узла, который бпиже всего х генератору, если с увепичением силы тока узел сдвигается от генератора, ипи тот, который ближе к фазовращате|по, если сдвиг происходит ст фазовращателя.

Если при измерениях Ху каретка измерительной линии подошла достаточно близко к краю шкалы (иа 5 ... 10 мм), то ее следует сдвинуть в распопожение др1.— гого узпа на противоположном краю шкалы (в агом случае оИ- зательно записывают положение обоих узлов). я е за ан к выходу фазоврашателя присоединяют детекторную секцшо, кабель от которой пошипочают к иэмернтельиому усилителю вместо кабеля от измерительной линни. При снятии зависимости затухания фазоврашателя от величины его тока управления стрелку прибора усилителя необходимо возврашать каждый раз к одному и тому же делению путем изменения затухания аттенюатора при каждом ловом значении тока подмагничнвания от О до 30 .. ЗБ мА.

После получения экспериментальных данных затухания аттенкнтора от тока подмагннчивания с6 =,~ (,У ) фазовраша. тель от измерительной линии отключается, а вместо него подключается детекторная секция. Возвратив после этого стрелку прибора в прежнее положение за счет изменения затухакия аттенкетора, отмечают показания его и|калы ~ .

После этого строят график затухания фазоврапштеля,С ДГУ) =~ ~Х) -,С Лз (1о Поафийу аС = „~ ( У ) находят мвксимальчое и мннимальное значения затухания. Разкосгь этих значений определяет неравномерность выходной мошности лР в децибелах. Ядд оощоеййлееннй Хд» ~' (1 ) фазоврашатель вновь подключается к измерительной линии, его ток подмагничнвання изменяют как н в предыдуших случаях.

Методика намерения К~р состуетствует вышеизложенной для вентиля: к выходному плечу фазоврашателя присоединить согласованную нагрузку. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ Оформление отчета должно отвечать обшим требованиям, изложенным в руководстве к первой лабораторной работе (71. В отчете должны быть представлены: результаты выполнения расчетного задания; электрическая схема лабораторной установки ( см.рис.5 13); результаты нэмереннй параметров вентиля ( С„, кк~ ); таблица с результатами измерений четырех групп параметров циркулятора ( юС ы -+Ф .бС - . /, ~' г К+(; Ф, К ).