Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров) (554136), страница 20
Текст из файла (страница 20)
В качестве последнего в генераторах сантиметрового диапазона используют предельные, поглощающие или ферритовые аттепюаторы, шкалы которых градуиру.ют в децибелах. Выходная мощность может оцениваться как в абсолютных (ватт„милливатт, микроватт)„так и относительных единицах — числом децибел по отношению к выбранному уровню мощности (1 Вт, 1 мВт).
В первом случае выходная мощность д Р 10 — лмвюо (5.8) где Р— показание измерителя малой мощности; А(дБ) — ослабление аттенюатора. Для импульсной модуляции колебаний СВЧ импульсное напряжение подают на отражатель клистрона. Значение напряжения выбирают так, чтобы на время действия импульса клистрон находился в режиме оптимальной генерации.
Напряжение на отражателе, действующее в промежутках между импульсами, выбрано таким, чтобы клистрон не генерировал. Модуляция колебаний СВЧ может осуществляться от специального генератора импуяьсного напряжения (модулятора) или от соответствующего внешнего источника импульсов. В измерительных генераторах СВЧ нужна тщательная экраннровка, так как утечка моп1ности при прочих равных условиях с ростом частоты возрастает. Провода питания для предупреждения по ним утечки выполняют в виде коаксиальных кабелей со специальным наполнением, хорошо поглощающим энергию СВЧ. Повышенные требования предъявляют также к источникам питания, так как клистроны чувствительны к нестабильности питающих напряжений.
В измерительной аппаратуре СВЧ кроме клистронов могут применяться лампы обратной волны (ЛОВ). Для измерительных целей обычно используют ЛОВ с прямым электронным потоком и продольным фокусирующим магнитным полем. Подобные ЛОВ допускают плавную электронную перестройку частоты в широком диапазоне. эз В последние годы появились измерительные генераторы СВЧ, работающие на использовании эффектов, возникающих в некоторых полупроводниковых материалах (арсенид галлия и-типа) при наличии сильных электрических полей, — генераторы Ганна и др. й 5.4.
Генераторы качающейся частоты Генераторами качающейся частоты (ГКЧ) (рис. 5.13) называют источники гармонических. колебаний со специальным (линейным, логарифмическим и т. д.) законом изменения частоты в пределах заданной полосы качания (Л)). Последняя есть разность Рнс. БЛЗ. Генератор качающейся частоты начального ) и'конечного )а значений частоты. В зависимости от ее значения ГКЧ делятся на узкополосные (Ь~ не более 1% 'от мак'- симальной частоты рабочего диапазона или поддиапазона), широкополосные (ЛГ 100)1%) и комбинированные. Основные параметры генераторов (ГОСТ 15166 — 73) делят на частотные и амплитудные. К первым относят диапазон рабочих частот, полосу качания, длительность автоматического качания частоты, нелинейность ее перестройки и т.
д. Ко вторым — уровень выходной мощности (напряжения) при работе на согласованную нагрузку, неравномерность этого уровня при перестройке частоты и т. д. К генераторам предъявляются следующие требования: линейность модуляционной'характеристики, постоянство выходного уровня и малая побочная модуляция.
В ГКЧ применяют прямой метод генерации и метод биений (см. й 5.2). В диапазоне от единиц микрогерц до десятков мегагерц используют функциональные генераторы (см. $5.5) с электронным управлением частотой. Очевидно, что частоту таких генераторов можно регулировать, изменяя ток зарядки (разрядки) емкости интегратора. 'При наличии преобразователей цифровых кодов в сиг- палы управления исполнительными элементами возможно дистанционное и программное изменение частоты. Автоматическое качание частоты в широких пределах без коммутации элементов колебательной системы легко реализуется в низкбчастотных генераторах на биениях.
При этом в качестве перестраиваемого гетеродина может служить ЕС-генератор с электронным управлением частотой. Существует несколько способов управления частотой высокочастотных ЕС-генераторов. Практическое применение находит способ перестройки частоты посредством изменения га га я величины барьерной емкости л - т ниаР ц, г, р-и-перехода полупроводнико- Г ..' А вого диода (варикапа). Ем- иат КОСТЬ Р-а-ПЕРЕХОДа (ДИОД Д1 а) е + Г на рис. 5.14) полностью или =ха частично включается в цепь колебательного контура генератора. Модулирующее напряжение и са, воздействуя на ди- Рнс. 5,14. Генератор качающейся часод Дь изменяет его барьерную тстм на нарнкане.
емкость, а следовательно, и частоту генерируемых колебаийй. Плавное изменение частоты выходных колебаний в генераторах с диапазонно-кварцевой стабилизацией (см. $5.5) получают путем замены в соответствующем разряде кольца ФАПЧ-генератором с плавной перестройкой частоты. В области СВЧ генераторы качающейся частоты строят на маломощных клистронах, диодах Ганна и лампах обратной волны (ЛОВ). При использовании клистронов линейная частотная модуляция колебаний достигается за счет пилообразного напряжения, подаваемого на его отражатель, Максимальная девиация частоты ограничивается диапазоном электронной перестройки частоты клистрона.
К недостаткам ГКЧ иа клистронах следует отнести наличие побочной амплитудной модуляции, возникающей из-за непостоянства выходной мощности в пределах зоны генерации. Возможность электронной перестройки частоты генераторов . СВЧ на диодах Ганна появляется из-за их 'свойства изменять свою эквивалентную емкость под влиянием приложенного напряжения. Частотная модуляция колебаний ЛОВ осуществляется пилообразным напряжением, подводимым к ускоряющему электроду. Недостатком ЛОВ, так же как и клистрона, является наличие побочной амплитудной модуляции, Кроме того, задающий генератор на ЛОВ имеет более громоздкую конструкцию и требует более слож- ных источников питания. й 5.5.
Генераторы импульсов и сигналов специальной формы Измерительными генераторами импульсных с и г н а л о в называют источники одиночных или периодических видеоимпульсных сигналов, форма которых близка к прямоугольной. Генераторы импульсов классифицируют по следующим признакам: 1) по характеру последовательности основных импульсов — генераторы одиночных и парных импульсов, генераторы кодовых групп импульсов; 2) по группе назначения, определяемой основ- ны|м параметром (параметуьрмпрпуапеепн Рами), для которого норми- аенарнем руется погрешность; 3) по пипупееар классу точности одного из ерп иароуапеепь Ы-и нпнапа основных или ряда параметров. ерприпрпратепь пенпрнем Отметим, что принятая у импупеепр ранее классификация приборов по диапазону длительностей импульсов становится - Рнс.
З.!З. Структурная схема ннухкнниль- менее определяющей, так ного тснсритсра нмнупьсон: Как современные генерато- А — висшиин вестси;  — сиииасииитиьсе в. и — ры яндяь )тся как правидо широкодиапазонными. Для облегчения выбора генератора импульсов для решения конкретной измерительной задачи приборы целесообразно группировать по, области вероятного применения, т. е. по назначению. В соответствии с этим все приборы можно разбить: на генераторы общего применения; с точной установкой параметров; на генераторы ср сложным характером последовательности импульсов.
Первая группа объединяет источники пусковых импульсов; в большинстве случаев это одноканальные генераторы невысокого класса точности. Вторая — генераторы импульсов с точной установкой одного или ряда параметров.' Условно эту группу приборов можно назвать метр ол о г ич е с к и ми генераторами и ми ул ь с о в. По параметру, погрешность которого нормируют, метрологические генераторы делят на приборы групп 0, т, Р, О и О. В приборах группы 11 нормируют погрешность амплитуды; т — погрешность длнтельностн импульсов; à — -погрешность частоты повторения; Π— погрешность временнбго сдвига (задержки); Π— погрешность всех перечисленных параметров.
Приборы группы 13 рекомендуют для измерений, связанных с оценкой амплитуд сигналов (оценка порога чувствительности, обнаружения и т. д.), а также для снятия переходных характеристик радиотехнических устройств; приборы групп т, О и Г используют для временнйх, частотных и других измерений. Третья группа— генераторы кодовых комбинаций («слов»), псевдослучайных последовательностей и других видов импульсных последовательностей.
Генераторы этой группы предназначены для испытания логических схем и устройств, каналов связи и т. д. Специфичность метрологических характеристик измерительных генераторов импульсов обусловлена различием между идеальным и реальным импульсами прямоугольной формы. . Рассмотрим структурную схему и принцип работы типового двухканального генератора импульсов: Прибор выдает положительные или отрицательные, нормальные или опрокинутые, одиночные или парные импульсы прямоугольной формы. Общая структурная схема генератора (рис. 5.15) состоит из формирователя времен- г( - у ных параметров' и формирователей основных' импульсов (кана- 4 лы) иг).
т В формирователе временнйх ) Р, параметров осуществляется выбор режима запуска (внешний . Р) Р г или внутренний), переключение в в) режим парных импульсов, формирование тактовых импульсов (рис. 5.16, а, б) и синхроимпуль- д) сов (рис. 5.16, в), а также форми- и) Рование вРемен11йх сДвигов Ог и Гн Йт выходных импульсов относительно сиихроимпульса (рнс. 5.16, Р) 1н г,д,е,и).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
