Материал: Sb96658
Рис. 5.1
При очень узкой полосе пропускания фильтра нижних частот биения fп наблюдаются практически при совпадении частот fо = fх. Уменьшение полосы пропускания fп фильтра нижних частот дает возможность провести анализ спектрального состава СВЧ-сигналов.
5.2. Описание экспериментальной схемы
Блок-схема установки для измерения частоты показана на рис. 5.2. В состав установки входят следующие основные элементы: 1 – СВЧ-генератор,
1 
4
Σ |
|
|
|
U0, f0 |
2 |
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
Ux , fx + + U0, f0
5 |
|
∆f |
|
6 |
|
|
||
8 |
|
|
|
|
∆f |
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
∆f |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 5.2
генерирующий сигнал неизвестной частоты; 2 – СВЧ-генератор известной частоты; 3 – модулятор СВЧ-сигнала; 4 – сумматор; 5 – детекторный СВЧ-диод; 6 – усилитель; 7 – разветвитель сигнала; 8 – осциллограф; 9 – частотомер циф-
ровой.
26
5.3.Порядок выполнения работы
1.Изучить устройство и принцип действия приборов, входящих в измерительную установку (см. инструкцию по эксплуатации).
2.Включить приборы и подготовить их к работе согласно инструкции.
3.Собрать измерительную установку согласно рис. 5.2.
4.Измерить частоту СВЧ-генератора 1 (для этого, меняя частоту опорного СВЧ-генератора 2, добиться исчезновения биений частоты на экране осциллографа и нулевого значения измеряемой частоты на частотомере):
● установить аттенюаторы обоих генераторов в положение
α = –30 дБ;
●установить режим работы обоих генераторов «непрерывный»;
●изменяя частоту f0 генератора 2 получить биения на осциллографе,
определитьчастотубиенияпочастотомеру, именяячастотугенератора f0 , установить частоту биений ∆f , близкой к нулю. Далее уменьшая
частоту f0 генератора 2 ступенями по 5 МГц, измерить частоту биения по частотомеру, до достижения ∆f 30 МГц. Затем, увеличивая частоту f0 генератора 2 ступенями по 5 МГц, измерить частоты биений. По результатам всех измерений определить среднее значение fx cp .
5.Варьированием частоты СВЧ-генератора 2 оценить погрешность измерений частоты по отдельности для осциллографа и для цифрового частотомера.
6.Произвести сравнение характеристик преобразователя СВЧ-сигналов в амплитудном детекторе и смесителе.
6.1.Измерить характеристики амплитудного детектора:
●выключить генератор 1, переведя его в режим внешней импульсной
модуляции (кнопка |
|
|
|
); |
|
|
|
|
|
● перевести генератор 2 в режим меандра(кнопка |
|
|
|
|
).Установить |
||||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|||||||
аттенюатором генератора 1 мощность близкую к |
|
|
|
||||||
максимальной (α = |
|||||||||
= –30 дБ). Изменяя скорость развертки осциллятора, установить устойчивую картину меандра. Измерить амплитуду сигнала, пользуясь масштабом осциллографа;
27
●увеличивая значение затухания аттенюатора ступенями по 3 дБ, фиксировать амплитуду сигнала на экране осциллографа, увеличивая его чувствительность до появления шумовой дорожки приблизительно равной половине амплитуды меандра. В этом случае достигается соотношение сигнал/шум =1 (Это соответствует α = –60 дБ).
6.2.Измерить характеристики в режиме смесителя:
●установить аттенюатор генератора 1 в исходное (–30 дБ) положение
иперевести его в непрерывный режим работы;
●включить генератор 2 в непрерывном режиме и установить аттенюатор в положение –30 дБ;
● установить разность частот генераторов 1 и 2 в пределах
∆f =0.5...3 МГц;
● переключитьгенератор1 врежиммеандраиизмеритьегоамплитуду. Уменьшая мощность генератора 1 ступенями по 3 дБ, измерить амплитуду меандра до появления шумовой дорожки приблизительно равной половине амплитуды меандра.
5.4.Содержание отчета
1.Схемы экспериментальной установки.
2.Тип и основные характеристики использованной аппаратуры.
3.Краткое описание методики исследования.
4.Значения частоты со значениями погрешности, полученные различными способами.
5.Графики измеренных спектров модулированного сигнала.
6.Графические зависимости амплитудного детектора и преобразователя частот.
5.5.Контрольные вопросы
1.Объяснить способы измерения частоты, использованные в данной ра-
боте.
2.Назвать основные блоки и узлы измерительных схем и их функциональное назначение.
3.Объяснить происхождение погрешностей при измерении частоты.
4.Зачем в измерительной схеме нужен смеситель, как он работает?
28
5.Какие основные источники погрешностей имеются при определении частоты монохроматического СВЧ-сигнала в данной работе?
6.Чем отличается спектр непрерывного СВЧ-сигнала от спектра ампли- тудно-модулированного СВЧ-сигнала?
29
Список рекомендуемой литературы
Основные издания
Григорьев А. Д. Электродинамика и микроволновая техника: учеб. для вузов. СПб.: Лань, 2007.
Чернушенко А. М., Майбородин А. В. Измерение параметров электронных приборов дециметрового и сантиметрового диапазона длин волн. М.: Радио и связь, 1986.
Дополнительная литература
Абубакиров Б. А., Гудков К. Г., Нечаев А. В. Измерение параметров электронных приборов дециметрового и сантиметрового диапазонов волн. М.: Радио и связь, 1986.
Измерения в электронике: справ. / В. А. Кузнецов, В. А. Долгов, В. М. Коневских и др.; под ред. В. А. Кузнецова. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ: в 2. Т. 1. М.: Высш. шк., 1970. Милованов О. С., Собенин Н. П. Техника сверхвысоких частот. М.: Ато-
миздат, 1980.
Харитонов А. А. Микроволновые устройства в системах подвижной радосвязи. СПб.: ГУАП, 2007.
30