Диссертация (1136166), страница 87
Текст из файла (страница 87)
Результаты маркерных измерений и значения коэффициента поправкидля АКС-1301 (S/N: 0740087) при пиковом уровне входного напряжения 66 дБмкВf, МГц0,010,030,050,10,150,5135Показание(P), дБмкВ37,853,258,161,662,563,463,263,163,7КП, дБf, МГц+28,1+12,8+7,9+4,4+3,5+2,6+2,8+2,9+2,3810131518222630Показание(P), дБмкВ64,164,865,765,966,467,067,768,1КП, дБ+1,9+1,2+0,3+0,1-0,4-1,0-1,7-2,1Из таблицы П.2.1.1 следует, что в области низких частот при измерениях будетнаблюдаться существенная погрешность. Это объясняется наличием в радиочастотном397тракте разделительных элементов, которые предназначены для устранения постояннойсоставляющей из спектра входного сигнала.
По поводу спада частотной характеристикибыли проведены консультации с техническими специалистами фирмы-производителя,которые подтвердили, что такой спад неисправностью прибора не является. Однакоследует учитывать снижение чувствительности анализатора спектра вблизи нижнего краярабочего диапазона и выбирать для последующих исследований удаленные от негочастоты.Рис. П.2.1.3. Спектрограмма сигнала на частоте 1 МГц и маркерные измерения уровняВ таблице П.2.1.2 приведены показания селективного микровольтметра SMV-11для разных типов детекторов и значения коэффициента поправки KП, рассчитанные дляпиковых показаний (P) прибора.Таблица П.2.1.2.
Показания селективного микровольтметра SMV-11 (зав. №02540)для детекторов разных типов при пиковом уровневходного напряжения 80 дБмкВ и значения коэффициента поправкиЧастота,МГц0,010,030,050,10,150,5135810131518222630AV178,278,378,278,277,277,177,277,177,077,077,077,177,277,277,477,277,4AV278,678,378,278,277,277,177,277,177,077,077,077,177,277,277,477,377,4Показание, дБмкВ, в режимеQP1QP2RMS78,079,079,077,878,178,277,878,078,277,978,278,176,777,077,176,877,177,176,677,077,176,376,677,076,476,876,976,276,676,776,276,777,076,076,477,176,176,677,276,276,777,276,476,977,276,276,877,276,477,077,4P78,678,278,278,277,277,177,277,177,077,077,077,277,277,277,477,377,4КП, дБ+1,4+1,8+1,8+1,8+2,8+2,9+2,8+2,9+3,0+3,0+3,0+2,8+2,8+2,8+2,6+2,7+2,6398Как следует из таблицы П.2.1.2, значения коэффициента поправки лежат впределах допустимой погрешности SMV-11, которая составляет ± 3 дБ для сигналов,существенно превышающих уровень собственных шумов (он составляет -10 дБмкВ дляобеих полос фильтра промежуточной частоты).На рис.
П.2.1.4 приведены графики зависимостей значений коэффициентовпоправки КП для образцов приборов, подвергнутых калибровке. Данные зависимостиследует использовать при абсолютных измерениях, включая экспериментальную оценкунапряженности электромагнитного поля. Для частот, расположенных между частотамикалибровки, допускается линейная интерполяция кривых согласно общей практикекалибровки средств измерений.Рис.
П.2.1.4. График зависимости поправочного коэффициента КП от частоты дляанализатора спектра АКС-1301 (S/N: 0740087)и селективного вольтметра SMV-11 (зав. №02540) для частот от 0,01 до 30 МГцСодержание и результаты дополнительных исследований. Измерительныеприборы, используемые для подтверждения теоретических положений, выдвинутых вдиссертационной работе, должны быть дополнительно протестированы в целяхопределения:— текущей частотной стабильности опорных генераторов;— фактаотсутствиязначительныхпаразитныхсоставляющихвспектрегетеродинных сигналов.Значительная погрешность опорной частоты у приборов рассматриваемого классаприводит к нелинейному смещению частотной шкалы относительно истинных значений.399Наличие паразитных составляющих в спектре гетеродинных сигналов может приводить квозрастанию амплитудной погрешности сверх заявленного уровня и появлению ложныхсигналов.Анализатор спектра АКС-1301 является современным измерительным средством.Он откалиброван по описанной выше методике.
Для устройств с цифровой обработкойсигналов наибольшее значение имеет стабильность внутреннего опорного генератора почастоте. Для её определения использовалась схема, аналогичная рис. П.2.1.1,б, однакогенератор сигналов должен иметь значительно большую частоту для определенияотклонения показаний анализатора спектра от истинного значения.Оценкапредварительностабильностинаопорногоизмерительнойгенераторабазе НТЦАКС-1301АнализаЭМСбылаФГУПвыполненаНИИРсиспользованием следующего оборудования:— анализатора сигналов высшего класса R&S FSQ26 (зав. № 200516);— генератора сигналов R&S SMA100A (ID: 1400.000К02, зав № 100178);— внешнего источника сигналов опорной частоты – устройства NAVSTAR«NAVIOR-T» СН-3833 для частотно-временной синхронизации по сигналам СНСГЛОНАСС и GPS (погрешность частоты формируемого опорного сигнала не более 10-9).При измерениях на генераторе SMA100A устанавливалась номинальная частота,равная 1 ГГц.
Опорный сигнал с внешнего источника подавался на соответствующий входанализатора сигналов FSQ26. Действительное значение частоты отсчитывалось приполосе обзора в 1 кГц и полосе разрешения 20 Гц. На анализаторе спектра АКС-1301устанавливалась такая же полоса обзора и полоса разрешения, равная 300 Гц. Частоты,соответствующие максимумуспектральных характеристик,определяемому путеммаркерных измерений, использовались для оценки стабильности внутреннего опорногогенератора АКС-1301.Было установлено, что на частоте 1 ГГц отклонение показаний АКС-1301 отпоказаний FSQ26 по частоте составляет от -187 до -137 Гц (сдвиг по частоте изменялся отразвертки к развертке).
Следовательно, для АКС-1301 погрешность по частоте составитпорядка – (1,37…1,87)·10-7. Заявленная в паспорте погрешность опорного генераторасоставляет ± 2·10-6. Т.е. имеющийся образец АКС-1301 характеризуется на порядокменьшей погрешностью. Таким образом, для диапазонов частот А и В значениеабсолютной погрешности при измерении частоты анализатором спектра с указаннымиполосами обзора и разрешения будет отрицательной и не превысит 6 Гц по абсолютномузначению.400Для АКС-1301 проверка уровня паразитных составляющих в спектре гетеродинныхсигналов не может быть проведена без вмешательства в конструкцию и вскрытия корпуса,поэтому её выполнение нецелесообразно.Стабильность частоты опорного генератора для селективного микровольтметраSMV-11 может быть проверена точным измерением частоты на выходе трекинггенератора, синхронизированного, согласно документации на прибор, с источникомгетеродинного сигнала.
Заявленная для SMV-11 абсолютная погрешность по частотепосле внутренней калибровки составляет ± (5∙10-4∙f + 200 Гц).В качестве средства измерения частоты на выходе трекинг-генератора следуетиспользовать прибор со стабильностью опорного генератора, как минимум, на порядокбольшей, чем у SMV-11, например, анализатор спектра АКС-1301. Поскольку уровеньсигнала на выходе трекинг-генератора SMV-11 составляет 100 дБмкВ (-7 дБм)), топредварительно его следует ослабить с использованием составного аттенюатора воизбежание перегрузки входных цепей анализатора. Схема проведения измеренийизображена на рис.
П.2.1.5.Рис. П.2.1.5. Схема оценки стабильности опорного генератора SMV-11На рис. П.2.1.6 приведена спектрограмма выходного сигнала трекинг-генераторапри установке частоты, равной 10 МГц. Маркерные измерения дают значение частоты,10,000075 МГц, т.е. погрешность установки частоты выходного сигнала составляет 75 Гц,что существенно меньше значения ± 5,2 кГц, рассчитанного по указанной формуле.Рис. П.2.1.6. Спектрограмма выходногоРис. П.2.1.7. Маркерные измерениясигнала трекинг-генератора SMV-11для определения параметров модуляцииНа спектральной характеристике видны равноудаленные от центральной частотывыбросыпримерноодинаковогоуровня,свойственныеамплитудноймодуляции401синусоидального сигнала.
Параметры этой модуляции могут быть найдены при помощиизмерений с использованием дельта-маркера (рис. П.2.1.7).Из рис. П.2.1.7 следует, что частота паразитной амплитудной модуляциисоставляет 2725 Гц, а глубина — около 3,2 %.На рис. П.2.1.8 и П.2.1.9 показаны аналогичные спектрограмма и результатымаркерных измерений для определения параметров модуляции при номинальной частоте,равной 1 МГц.Рис.
П.2.1.8. Спектрограмма выходногоРис. П.2.1.9. Маркерные измерениясигнала трекинг-генератора SMV-11для определения параметров модуляцииИз рис. П.2.1.9 следует, что амплитудная модуляция имеет место и на частоте1 МГц, её частота составляет 2850 Гц. Глубина модуляции — около 0,9 %.Из изложенного следует, что опорный генератор SMV-11 с точки зрениястабильности соответствует характеристикам, заявленным в документации. Паразитныеспектральные составляющие опорного сигнала имеют малый уровень. Они не будутоказывать существенного влияния на показания SMV-11.Оценкапогрешностиизмерений.Погрешностьизмеренийопределяетсяструктурой измерительной установки и собственными приборными погрешностямииспользуемого оборудования.
В данном случае важна погрешность определенияпоправочных коэффициентов, которые предполагается использовать в дальнейшем припроведении абсолютных измерений с целью уменьшения погрешности измерительнойустановки.Определяющим фактором в формировании погрешности коэффициента калибровкиявляется установка амплитудного значения калибровочного напряжения при помощиосциллографа WA112. Сопротивление нагрузочной головки (см.
рис. П.2.1.1) составляло50,2 Ом по результатам измерения с использованием мультиметра UT50-II Series. Егопогрешность соответствует цене младшего разряда (0,1 Ом), т.е. для 50 Ом дает402относительную погрешность δ1 = 0,2 %. Отклонение сопротивления нагрузочной головкиот номинала дает дополнительную погрешность, равную δ2 = 0,4 %.Максимальная погрешность измерения напряжения на нагрузочной головкесоответствует точности установки коэффициента развертки в тракте вертикальногоотклонения осциллографа, поэтому, по документации на WA112, δ3 = 3 %. Отсюдаследует, что максимальная погрешность экспериментального определения коэффициентовкалибровки составляет δ = δ1 + δ2 + δ3 = 3,6 %, или, приближенно, ± 0,3 дБ.Выводы по результатам экспериментальных исследований1.
ВыполненаамплитуднаякалибровкаанализатораспектраАКС-1301(S/N: 0740087) и селективного микровольтметра SMV-11 (зав. №02540). По результатамкалибровки по пиковому значению рассчитаны поправочные коэффициенты, которые вдальнейшем будут использоваться при проведении измерений с использованиемуказанных приборов.Погрешность определения поправочных коэффициентов не превосходит ± 0,3 дБ.2. Подтверждено, что погрешность частоты внутреннего опорного генератора дляанализатора спектра АКС-1301 (S/N: 0740087) и селективного микровольтметра SMV-11(зав. №02540) находится в пределах, оговоренных в технической документации на этиприборы. Установлено отсутствие значительных паразитных составляющих в спектрегетеродинного сигнала SMV-11.403Протокол №2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
