книги из ГПНТБ / Соркин И.М. Основы радиоизмерительной техники

лов являются: задающий генератор, частотный, модуля­ тор на германиевом диоде, емкостный ступенчатый делитель с коэффициентом деления 100:1, выпрямитель­ ный вольтметр высокой частоты для контроля уровня несущей, плавный емкостный дифференциальный дели­ тель с коэффициентом деления, регулируемым в пре­ делах от 0 до 10, буферный усилитель, декадный сту-

пенчатый аттенюатор на сопротивлениях с коэффициен­

ты с двумя шкалами для контроля коэффициента ам­ плитудной модуляции (в процентах) и девиации часто­ ты (в килогерцах).

Перекрытие частотного ..диапазона осуществляется переключением шести контурных катушек, соответст­ вующих поддиапазонам: 1) 10—17,5 Мгц\ 2) 17—31 Мгц\

3) 30—50 Мгц; 4) 48—86 Мгц; 5) 80—142 Мгц; 6) 135— 230 Мгц.

Общий коэффициент ослабления сигнала вдоль вы­ сокочастотного тракта от задающего генератора до вы-

221

для осуществления амплитудной модуляции и разделяет емкостный аттенюатор и аттенюатор на сопротивлениях, чем достигаются малое остаточное напряжение и боль­ шой суммарный коэффициент ослабления.

1В ГОС предусмотрены режимы работы при генера­ ции незатухающих колебаний, с амплитудной модуля­ цией, частотной модуляцией и одновременно с ампли­ тудной и частотной модуляцией.

Все высокочастотные узлы генератора стандартных сигналов заключены в отдельные внутренние экраны, соединяемые последовательно между собой вдоль вы­ сокочастотного тракта. Оконечная выходная фишка на передней панели прибора заземлена на кожух, являю­ щийся наружным экраном.

8-6. ПОГРЕШНОСТИ ГЕНЕРАТОРОВ СТАНДАРТНЫХ СИГНАЛОВ

Суммарная погрешность величины выходного напряжения ГСС складывается из ряда составляющих погрешностей, возникающих вдоль тракта прохождения высокочастотного сигнала. Основными из них являются погрешности измерения уровня несущей на входе аттенюатора, калибровки ступенчатого и плавного аттенюаторов, а также погрешности, обусловливаемые выходным сопротивлением ГСС, остаточным напряжением на его выходе и резонансным эф­ фектом в соединительных проводах.

Погрешность измерения уровня высокочастотной несущей обу­ словливается содержанием гармоник, наличием паразитной моду­

ляции, точностью градуировки электронного вольтметра и состав­ ляет примерно ±10%.

Погрешности ступенчатого и плавного аттенюаторов, опреде­ ляемые точностью калибровки их сопротивлений и частотной ха­

(входным сопротивлением испытуемого приемника). В том случае, когда сопротивление нагрузки одного порядка с выходным сопро­ тивлением ГСС, выходное напряжение ГСС, отсчитываемое по плавному и ступенчатому аттенюаторам, может существенно отли-

222

Чатшся от его действительной величины на Нагрузке за счет паде­ ния напряжения на выходном сопротивлении ГСС. В этом случае сопротивление нагрузки должно быть согласовано с выходным со­ противлением ГСС, что соответствует условиям работы приемника на согласованную антенну. Так, например, для ГСС УКВ диапазо­ на выходное сопротивление выполняется обычно равным 75 ом, что соответствует сопротивлению излучения диполя, используемого в качестве антенны в данном диапазоне.

В этом случае напряжение на нагрузке будет равно половине э. д. с., выдаваемой ГСС и отсчитываемой по шкалам его аттенюаторов, т. е.

Если согласование выполнено недостаточно точно, то при определе­ нии напряжения на нагрузке по показанию ГСС будет иметь место погрешность из-за .рассогласования, величина которой

ния высокочастотного сигнала по побочным цепям, также вносит существенную погрешность, особенно при малых выдаваемых уров­ нях порядка единиц микровольт. В результате воздействия указан­ ных составляющих погрешностей суммарная погрешность выходного напряжения ГСС составляет примерно ±25% + 1 мкв.

В генераторах стандартных сигналов УКВ диапазона может иметь место погрешность выходного напряжения за счет резонанс­ ного эффекта в соединительных проводах, которыми приемник под­ ключается к выходу ГСС. Индуктивность соединительных прово­ дов в сочетании с входной емкостью приемника образует колеба­ тельный контур, в котором происходит усиление подводимого на­ пряжения. Если резонансная частота этого контура близка к рабо­ чей частоте, то напряжение на входе приемника может оказаться значительно больше, чем напряжение на выходе ГСС. Для устра­ нения этой погрешности подключение приемника к ГСС’ следует выполнять согласованным коаксиальным кабелем, волновое сопро­ тивление которого равно выходному сопротивлению ГСС.

223

8-7. ЭКРАНИРОВКА ГЕНЕРАТОРОВ СТАНДАРТНЫХ СИГНАЛОВ

При минимальном выходном напряжении порядка 1 мне оста­ точное напряжение на выходе ГСС должно быть порядка ОД— 0,3 мкв. Для достижения столь малого остаточного напряжения в генераторе стандартных сигналов должна быть предусмотрена над­ лежащая экранировка элементов схемы, дополненная заземлением экранов и нулевых проводов в соответствующих точках и блоки­ ровкой цепей питания.

Остаточное напряжение на выходе ГСС создается в резуль­ тате того, что элементы схемы генератора, находящиеся под коле­ бательным потенциалом: анод лампы, катушки колебательного кон­ тура, пластины конденсатора контура, анодный дроссель и соеди­ нительные провода, вызывают емкостные токи в общем экране. Эти токи, проходя по замкнутой цепи и возвращаясь к источнику колебательного потенциала, создают падение напряжения на нуле­ вом проводе аттенюатора, в результате чего на выходе ГСС возни­

мые в общем экране. Для этого все высокочастотные узлы схемы ГСС, находящиеся под колебательным потенциалом: задающий ге­ нератор с буферным усилителем, электронный вольтметр, аттеню­ атор, должны быть заключены в отдельные экраны, изолированные от общего внешнего экрана. Ось конденсатора переменной емкости, находящаяся под колебательным потенциалом, должна быть также изолирована от общего экрана. Наличие отдельных внутренних экранов обусловливает замыкание через них всех токов высокой частоты, создаваемых каскадом, в результате чего наружу выходит только полезный ток. При этом на общий экран поступает только незначительный емкостный так от незаэкранированных соедини­ тельных проводов. Толщина экранов должна быть значительно больше, чем глубина проникновения высокочастотных токов в ме­ талле, вследствие поверхностного эффекта. Места соединений дол­ жны быть очень плотными и иметь надежный электрический кон­ такт. Нарушение соединения вызывает рассеяние электромагнит­ ного поля наружу через экран (т. е. такое соединение ведет себя как щелевая антенна). Поэтому все отверстия на передней панели ГСС, а также и укрепленные на передней панели измерительные приборы должны плотно закрываться металлической проводящей сеткой.

В генераторе стандартных сигналов как внутренние экраны, так и внешний должны быть заземлены, т. е. должны иметь между собой электрическое соединение. Это соединение должно выпол­ няться таким образом, чтобы обеспечить минимальные токи в об­ щем экране. Для этого не следует присоединять отдельные экраны к общему экрану в различных точках, ибо при этом между этими точками будет некоторая разность потенциалов, которая вызовет ток в экране. Наилучшие результаты дает схема экранировки и заземления, приведенная на рис. 8-13.

224

В этой схеме отдельные внутренние экраны, в которых заклю­ чены задающий генератор, электронный вольтметр, аттенюатор, соединяются последовательно между собой посредством коротких коаксиальных соединений в порядке, соответствующем тракту про­ хождения высокочастотного сигнала. При этом аттенюатор выво^ дится непосредственно к выходной фишке ГСС на его передней панели и, таким образом, осуществляется соединение экрана атте­ нюатора, а следовательно, и

наружу через провода питания, предусматривается их блокировка посредством системы фильтров, включаемых в цепи анода, накала, модулятора и электронного вольтметра. Число звеньев фильтра должно соответствовать величине необходимого ослабления токов высокой частоты. В фильтрах применяются проходные конденсато­ ры, наружные обкладки которых замыкаются на внутренний экран блокируемого высокочастотного каскада, с тем чтобы свести емко­ стный ток на внешний экран к минимуму.

Г Л А В А Д Е В Я Т А Я

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ И РАДИОПРИЕМНЫХ УСТРОЙСТВ

9-1. ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАДИОПЕРЕДАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

При электрических испытаниях радиопередающих устройств измеряются диапазон частот, нестабильность частоты, мощность, отдаваемая в антенну, к. п. д., мощ­ ность гармоник, коэффициент амплитудной модуляции или девиация частоты, коэффициент нелинейных иска­ жений, а также снимаются амплитудная и частотная модуляционные характеристики передатчика.

Конкретные числовые данные, характеризующие ве­ личины этих технических показателей, видоизменяются в зависимости от назначения и типа передатчика и ого­ вариваются в технических условиях.

Целью электрических испытаний передатчика явля­ ется установление соответствия его технических дан­ ных заданным техническим условиям. Измерение пара­ метров и снятие характеристик передатчика при его испытаниях производятся с помощью измерительной аппаратуры, погрешность которой должна быть по край­ ней мере в 3 раза меньше допустимого по техническим условиям отклонения измеряемого параметра от его за­ данного номинального значения.

Диапазон частот

Современные передатчики выполняются с непрерыв­ ным или дискретным диапазоном частот. Диапазон на­ зывается непрерывным (плавным), если передатчик мо­ жет быть настроен на любую частоту в пределах диапа­ зона, или дискретным при работе передатчика на отдельных фиксированных частотах, стабилизированных обычно с помощью кварцев.

В тех случаях, когда диапазон частот передатчика перекрывается рядом поддиапазонов, переход от одного поддиапазона к другому осуществляется переключением индуктивности или емкости в контурах каскадов пере­ датчика. Плавное изменение частоты в пределах каж­ дого поддиапазона осуществляется регулировкой орга­ на настройки — вариометра или блока конденсаторов переменной емкости.

При расчете и градуировке отдельных поддиапазо­ нов обычно предусматривается некоторый запас пере­ крытия. Запасом перекрытия поддиапазона частот «а верхнем или нижнем его конце называется отношение, выраженное в процентах, разности между крайней ча­ стотой поддиапазона и предельным значением ее (при котором достигается непрерывное перекрытие диапазо­ на в данной точке) к крайней частоте:

226

Пусть, например, диапазон частот передатчика 20— 50 Мгц, число поддиапазонов п = 3, а крайняя частота на верхнем конце первого поддиапазона /==28 Мгц. Пре­ дельная крайняя частота на верхнем конце первого под­ диапазона, при которой достигается непрерывное пере­ крытие, определится из соотношения

Погрешность градуировки по частоте шкалы в дан­ ной точке определяется как наибольшая из погрешно­ стей частоты, получающихся в результате многократ­ ных измерений с повторной установкой частоты на дан­ ной отметке шкалы.

Для проверки передатчика на соответствие техниче­ ским условиям по диапазону частот, запасу перекры­ тия и погрешности градуировки шкалы производится измерение его частоты на крайних точках каждого под­ диапазона и на других поверяемых отметках шкалы с помощью образцовых мер частоты по блок-схеме, по­ казанной на рис. 9-1.

В этой схеме измерение частоты передатчика /х про­ изводится методом сравнения ее с сеткой образцовых частот п / 0бр, выдаваемых образцовой мерой частоты. При подаче измеряемой и образцовой частот на прием­

Нестабильность частоты

Нестабильность частоты передатчика характеризу­ ется уходом ее от номинального значения за определен­ ный интервал времени под воздействием имеющих ме­ сто в эксплуатации различных дестабилизирующих фак­ торов при неизменном положении органов настройки.

Абсолютным уходом частоты от действия определен­ ного дестабилизирующего фактора называется разность частот передатчика, выраженная в герцах или кило­ герцах, измеренных до и после воздействия данного де­ стабилизирующего фактора.

Относительным уходом частоты от действия опреде­ ленного дестабилизирующего фактора называется отно­ шение абсолютного ухода частоты к ее первоначально­ му значению. Относительный уход частоты передатчи­ ка принято выражать в миллионных долях, т. е. по от­ ношению к номинальному значению частоты в 1 Мгц.

Например, если номинальное значение частоты пе­ редатчика равно 5 Мгц и абсолютный уход ее за сутки составляет 15 гц, то относительная нестабильность ча­ стоты передатчика в течение суток составит 3 • 10-6.

На частоту передатчика влияют следующие деста­ билизирующие факторы.

С а м о п р о г р е в . Уходом частоты от самопрогрева (выбегом частоты) называется максимальное измене­ ние частоты передатчика от момента его включения до момента установившегося режима при неизменном по­ ложении его органов настройки и регулировки.

И з м е н е н и е т е м п е р а т у р ы . Влияние темпера­ туры определяется температурным коэффициентом ча­ стоты (ТКЧ), которым называется число, характери­ зующее относительный уход частоты передатчика от из­ менения температуры окружающего воздуха на 1° С при неизменном положении его органов настройки и регули­ ровки:

(9-2)

где /о — номинальное значение частоты при нормальной температуре 20° С; Af — абсолютный уход частоты от изменения температуры на At градусов.

Кроме того, нестабильность частоты передатчика вы: зывается изменением питающих напряжений, сменой ламп и кварцев, а также воздействием различных кли­ матических и механических факторов.

Измерение нестабильности частоты передатчика под воздействием указанных дестабилизирующих факторов производится также с помощью образцовой меры ча­ стоты по блок-схеме рис. 9-1. Уход частоты от воздей­ ствия того или иного дестабилизирующего фактора определяется равенством

228

Рис. 9-1. Блок-схема измерения ча­ стоты передатчика.

/— значение частоты после воздействия дестабили­ зирующего фактора.

в антенную цепь у ее основания, при настройке передат­ чика на максимум отдачи мощности в антенну (рис. 9-2).

Мощность определяется по формуле

/ д — эффективное значение тока у основания антенны или в эквиваленте антенны;

Ra ■— активное сопротивление антенны или ее эквива­ лента.

О п р е д е л е н и е м о щ н о с т и из э н е р г е т и ­ ч е с к о г о б а л а н с а п е р е д а т ч и к а . Колебательная мощность передатчика может быть определена из его энергетического баланса как разность мощности посто­

Мощность постоянного тока, подводимая к передат­ чику, определяется по показаниям вольтметра и ампер­ метра постояиного тока Р0= UJ. Мощность, рассеиваемая на аноде, отсчитывается с помощью прибора, включен­ ного в цепь термопары, спай ко­ торой приложен к баллону лампы

передатчика вблизи его анода.

мощности может быть произведена по показаниям .вольт­ метра и амперметра. После выполнения градуировки ру­ бильник, закорачивающий контур, выключается, к пере­ датчику подводится нормальная мощность Р0, отсчиты­ ваемая по вольтметру и амперметру, Ра отсчитывается

230