Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров) (554136), страница 62
Текст из файла (страница 62)
При исследовании цепей и устройств с линейной зависимостью выходного напряжения от частоты, например частотных детекторов, удобно иметь на экране прибора частотную зависимость крутизны АЧХ ~зчх (г ) с((~вмз(.г ) г(1 Эту кривую можно получить при двойной частотной модуляции напряжения ГКЧ. Подадим на вход исследуемой цепи напряжение с частотой 1, меняющейся по гармоническому закону (рис. 14.14). При достаточно малой и постоянной девиации частоты Лгд амплитуда огибающей (мзых пРопоРцианальна кРУтизне исследУемой АЧХ, так как и.',(У)=ау.я.чх (у).
(14.6> Соотношение (14.6) следует из графиков рис. 14.14. При качании частоты г закон изменения напряжения 6'вы„(1) повторяет частотную характеристику крутизны АЧХ. Девиация частоты Л)п должна быть постоянной. Данный способ сравнительно просто реализуется при использовании ГКЧ с преобразованием частоты (рис. 14.15). Колебания качающейся частоты генерирует автогенератор. Частоту диапазонного генератора модулируют по гармоническому закону.
Период модуляции должен быть много меньше периода качання частоты (периода развертки); девиация частоты — много меньше 287 Рис. 14.15. Иаиереиие частотной характеристики крутиаим АЧХ: а — структурная ехена; б — яаобралтеняя на акраие для двух по. хожении переключателя Измерение добротности.
Простейший способ основан на измерении Резонансной частоты исслеДУемой цепи 1о и ее полосы пРопУскания А(о. Добротность рассчитывают по формуле Я=ИАЛ (14.7) При линейных характеристиках детекторной головки и усилителя вертикального канала полосу пропускания определяют на уровне 0,707(,1о, где (то — максимальное напряжение на выходе цепи (рис. 14.16, а). Иногда удобно пользоваться формулой Я=0,5 Л-Л где (е и (к — частоты, Отсчитанные на уровне 0,707 (то. (14.8) 288 полосы качания. На выходе смесителя фильтром нижних частот выделяют напряжение с двойной частотной модуляцией. Это напряжение поступает на исследуемую цепь и далее на детектор н узкополосный усилитель, настроенный на частоту модуляции (рис.
14.15, а).Напряжение с выхода узкополосного усилителя непосредственно или после второго детектора и усилителя подают на ЗЛТ. Изображения на экране для двух положений переключателя пока.заны на рис. 14.15, б..Приведенные кривые соответствуют частотной характеристике крутизны АЧХ настроенного частотного детектора. По этим кривым можно оценить нелинейность АЧХ в рабочей поло- ее частот, измерить крутизну и другие параметры. уьи — -и Ю ных расстроиках — -4ьал б у т~ь т ~о) ' — р 7()7 сна= =+ ь ь Ьуо (14.9) %'ба гт Р И где (ь' и )е' — частоты, соответствующие максимумам крутизны АЧХ, (рис.
'14.16, б). Из (14.9) с учетом (14.7), получаем расчетную формулу Рнс. 14.16. Частотные характеристики коле- батеаъного контура: а — АЧХ: б — частотная аараатерястяяа крутяа- ны лчх О=О,ЗБ4 г',+У', . Уе — Уь (14.10) Погрешности при измерении добротности с помощью измерителей АЧХ обусловлены прежде всего шунтирующим действием цепей возбуждения и детектора и динамическими искажениями формы АЧХ на экране: Поэтому нужно стремиться к минимальной связи исследуемой цепи с ГКЧ н использовать детекторную головку с большим входным сопротивлением.
Для уменьшения динамических погрешностей скорость изменения частоты ГКЧ следует устанавливать с учетом рекомендаций, приведенных в $ 14.5. $14.7. Корреляционный измеритель импульсных характеристик В ряде случаев целесообразно исследовать не амплитудно-частотные, а импульсные характеристики цепей и устройств. Получить их можно с помощью коррелометров, менее чувствительных к воздействию помех и не требующих выключения исследуемой цепн из нормальной работы (при необходимости амплитудно-частотную характеристику можно затем вычислить с помощью преобразования Фурье). Измерительная схема (рнс. 14.17) содержит генератор напряжения п~(1), линию задержки, слепу умножения, интегратор и вольтметр, Исследуемая цепь не выключается из работы, поэтому на ее входе кроме напряжения и,(1) будет также рабочий сигнал 5> (1)., $0 — 1928 Более точный способ определения добротности основан на измерении частотного интервала между максимумами частотной характеристики крутизны АЧХ.
Эту кривую можно получить на экране измерителя ЛЧХ при двойной частотной модуляции ' напряжения ГКЧ. ЛЧХ колебательного контура имеет максимальную крутизну при обобщен- Покажем, что при соответствующем выборе напряжения из(() напряжение на выходе интегратора и „воспроизводит по точкам импульсную характеристику исследуемой цепи. Так как линия задержки, схема умножения и интегратор образуют коррелятоР, то выходное напряжение пропорционально взаимно корреляционной функции напряжений, поступающих на его вход: тд и,„„=~Жья(т)=А11ш — ~ и,6 — т)(з,и)+из(1)(сУ= 1 т Т тгз тр 1 (' =А)(ш — )г и,(т — т)'з,(1)г(1+й1пп — ' .
и,(т — т)и,(Ф)гг'г, т- т Т вЂ” т1я — /2 (14.11) где ая(1) — рабочий сигнал на выходе исследуемой цепи; )з — козффициент пропорциональности; иа(1) — напряжение иь преобразованное исследуемой цепью. дам Рис. 14.17. Структурная схема корреляииоияого измерителя имиуяас- иых характеристик (14.12) Так как напряжения и~ (1) и ая(1) статистически независимы, первый интеграл равен нулю и тд ' и,„,=й Иш — ~ и,И вЂ” т)из(г)су. 1 т Т -тр .
Отсутствие влияния рабочего сигнала на результат измерения позволяет выбирать и,(1) достаточно малым. Напряжение ма(1) связано с напряжением и~(() соотношением (интеграл свертки). ия (з') = ) и, (~ — 1) Л (1) а%, '(14.13) где Ь($) — импульсная характеристика исследуемой цепи. Подставив выражение (14.13) в (14.12), получаем т1(2 и,„„=й1пп — ~ иг(М вЂ” т) ~ из У вЂ” ЦЫ)Лй. 1 ВИХ Изменяя порядок интегрирования (что допустимо в силу независимости ! и В), имеем Т/2 ~.„-а ) аа и — ' ( ~и — 2,2 — ~а(а. т,.
— Т/2 Обозначив ! — 5=/', находим =*(а%( — 1 м') /,— ( — и '(а. т Т вЂ” Т/2 Выражение в фигурных скобках представляет собой автокорреляционную функцию /гп(т — $) напряжения и/(!). Поэтому и, =А ( Л(9/(в(т — 1) Л. (14. 14) Выберем в качестве и (!) шумовое напряжение, автокорреляционная функция ко орого соответствует дельта-функции или близка к ней: Йп (т — 0=8 (т — $), где со, если т — 1=0; а (т -1)= О, если т — (фО, ( Ь (т — 1) г($= 1. С учетом сделанного выбора выражение для выходного напряжения можно записать в виде и, =/2 ~ л(1)Ь(т — $)/Д.
Так как функция 6(т — $) отлична от нуля лишь при $=т: и„=йл(т) ~ е(т — Оа%, а так как интеграл в последнем выражении равен единице, та пвь/х= /)Ь(т). Таким образом, при соответствующем выборе и!(!) и бесконечном времени интегрирования выходное напряжение коррелятора пвм2 пропорционально одному из значений импульсной характеристики /2(т). Меняя временную задержку т, можно по точкан воспроизвести всю импульсную характеристику исследуемой цепи. 102 М1 Ранее предполагалось, что напряжение и,(1) представляет собой «белый шум». В практических случаях это может быть шумовое напряжение, спектральная плотность которого в первом приближении постоянна в полосе частот 0<~(~,, причем Ц„больше верхней граничной частоты полосы пропускания цепи.
Авто- корреляционную функцию, близкую к требуемой„имеют также псевдослучайные последовательности импульсов. Погрешности измерения могут быть двух типов; аппаратурные . и за счет конечного времени усреднения. Конечность времени усреднения приводит к тому„ что оценка выходного напряжения, определяемая формулой (14.14), содержит погрешность. Погрешности данного типа рассмотрены в гл. 12. Кроме того, при конечном времени интегрирования первый интеграл в формуле (14.11) не обращается в нуль, что вызывает дополнительную погрешность измерений. Глава 1Б ИЗМЕРЕИИЕ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК СВЧ-УСТРОЙСТВ $ 15.1. Устройство измерительных линий К СВЧ-устройствам относятся коаксиальные, полосковые и волноводные тракты (линии передачи), двухполюсные, четырехполюсные и многополюсные устройства, работаюшие на частотах от 300 МГц до 300' ГГц, что соответствует длпнам волн от ! .м до 1 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
