Know-how, előadás, a jelek alakjának és spektrumának mérése
Impulzusjelek paramétereinek mérése
Az impulzusok áthaladása különböző rádiós mérnöki áramkörökön és eszközökön keresztül, valamint az átviteli és vevőantennák közötti rádióimpulzusok terjedése során az impulzusok alakja megváltozik (torz).
Annak megállapításához, a minőségi paraméterek impulzus készülékek és a pulzus modulált jelek szükséges mérni a magasságot és a pulzus szélesség, felfutási idő, és vágott, egyenetlen csúcsai kibocsátási érték a tetején és a szünet, és a különösen igényes alkalmazások - nemlinearitásra és nonexponential tendenciát mutatnak. A periodikus impulzussorozatot határozza meg azok gyakoriságát vagy ismétlési periódus, és a kitöltési tényező vagy kitöltési tényezőt.
A 100 V-nál kisebb impulzusfeszültségeket elsősorban oszcilloszkóppal mérik, ami lehetővé teszi számunkra, hogy ne csak az impulzus magasságát, hanem az egész hosszát is meghatározzuk. Az aktuális impulzusok mérésekor először feszültségimpulzusokká alakulnak át. Ehhez egy kis ellenállású segédellenállás tartozik az áramkörbe, amelyen keresztül az aktuális impulzusokat továbbítják, és amelyen a feszültségcsökkenést mérik.
A rádiókészülékben alkalmazott impulzusok időtartama eltérő, ezért néhány másodperctől néhány nanosecontól időintervallumokat kell mérni. A méréseket főként oszcillográfiai módszerrel és diszkrét számolási módszerrel végzik. Az oszcillográfiai módszert kalibrált jelekkel, vagy összehasonlítással a szkennelési idővel Tr. amely ismert. A kalibrált jelek metódusai minden formájú impulzusra alkalmasak bármelyik munkaciklusban.
A módszer összehasonlítása egy ismert időtartam Tr alkalmazzák, ha az impulzus alakja közel van egy téglalap alakú, és a kitöltési arány kicsi: ha a hullámforma jól látható két szomszédos impulzus (ábra 10.6 10.6 ábra ..). Ebben az esetben a távolságokat mérési grid mentén mérik; A kapott adatok lehetővé teszik az impulzus-időtartam kiszámítását az alábbi képlet szerint:
Ábra. 10.6. Az impulzus szélességének meghatározása
Az impulzus ismétlési frekvenciája általában néhány tíz hertzerről több tíz és több megahertzre terjed ki. A legegyszerűbb és legkényelmesebb módszer a méréshez az összehasonlító módszer, amelyet oszcilloszkóppal végzünk. A függőleges eltérítő csatorna bemeneténél megnövelhető az impulzusvonat feszültsége, amelynek ismétlődési frekvenciáját meg kell mérni, és a megfelelő frekvencia mérő oszcillátorából származó feszültség bejut a vízszintes eltérítő csatorna bemenetére. Ebben az esetben az oszcilloszkóp oszcillátort ki kell kapcsolni. Az oszcillátor frekvenciája fokozatosan emelkedik a legalacsonyabb frekvencia oldalról, amíg egy impulzus stabil kép nem jelenik meg a képernyőn. A generátor frekvenciája megegyezik az impulzus ismétlési frekvenciával. A mérés pontosságát a generátor frekvencia skála kalibrálásának pontossága határozza meg. A nanoszekundumos impulzusok sorrendjét stroboszkópikus oszcilloszkóppal mérjük. Az impulzusok ismétlésének gyakoriságát közvetlen leolvasó eszközökkel lehet mérni: durva mérések kondenzátor frekvencia mérővel, pontos mérésekhez elektronszámláló frekvencia mérővel.
A két impulzus közötti időintervallum időtartamát főként az oszcillográfiai módszer és a diszkrét számolási módszer határozza meg.
Az oszcillográfiai módszereket leggyakrabban kalibrált címkékkel vagy spirális szkenneléssel végzik. Az első esetben az impulzusokat az oszcilloszkóp függőleges eltérítőcsatorna bemenetére küldi, amelynek időtartamát meg kell mérni. A szkennelési frekvencia olyan értékre van beállítva, hogy mindkét impulzus látható az oszcilloszkóp képernyőn. Ezután egy időtartam kalibrátort állítanak elő, amely olyan címkéket hoz létre, amelyek hosszúsága ismert. Az impulzusok között elhelyezkedő címkék számával határozza meg a köztük lévő időintervallumot.
A mérési hiba ezzel a módszerrel kisebb, annál nagyobb az impulzusok közötti távolság az oszcilloszkóp képernyőn, annál rövidebb a címke és annál pontosabb a kalibrálás. Az időintervallumok kalibrált címkék módszerével történő mérésére szolgáló speciális eszközökben a relatív hiba.
A viszonylag nagy időintervallumokat spirálisan vizsgáljuk. Ez utóbbi hosszabbítja meg a sugár pályáját az oszcilloszkóp képernyőjén több tucatszor. A mérési folyamat a következő.
Ha nincs jel, akkor a katódsugár cső le van zárva és a szkennelés nem működik. Az első impulzus, amely meghatározza az időintervallum eredetét, elindítja a spirális sweepot, és létrehoz egy háttérvilágítás impulzust, amely a modulátorhoz jut - a cső kinyílik. A második impulzus, amely megfelel a mért intervallum végének, leállítja a szkennelést és eltávolítja a háttérvilágítást - a cső bezáródik. Az időintervallum időtartamát az oszcilloszkóp képernyőjén lévő sweep spirális fordulatszámai határozzák meg. Az egyik forduló időtartamát nagyobb pontossággal ismerik, mivel a kör alakú sweep generátor, amelyből a spirál kiderül, szükségszerűen kvarc stabilizálódik. Például 100 kHz-es kvarc oszcillátor frekvenciájával az egyik forduló időtartama 10 μs, és ha a fordulatok száma 30, akkor az impulzusok közötti intervallum 300 μs.
Ha még nagyobb időintervallumokat kell mérni, a spirális vizsgálat késleltetésre kerül. A késleltetett feszültséget a hélix több fordulójának mezője adja meg, és pontosan meghatározott időintervallumon megállítja a sweepet, amely után a sweep folytatódik. Ebben az esetben a kívánt időintervallumot a látható spirálfordulatok és a késleltetés összegének összegével határozzuk meg, amelynek értéke a kapcsoló skálájából olvasható. A mérési kényelem és a pontosság növelése érdekében a generátor által erre a célra gyártott jelek feszültségét be kell vezetni az elektronsugaras cső második anódjába. A spirálon apró fogak jelennek meg, amelyek közötti távolság megegyezik a stressz címkék időtartamával. Például ha az oszcillátor frekvenciája 5 MHz, akkor a címkék közötti intervallum 0,2 μs. Ha a periódusos folyamat időintervallumát méri, megfigyeléseket végezhetünk vizuálisan. Ha ugyanazt az időintervallumot mérjük az egyes impulzusok között, az oszcillogramot le kell fényképezni. Ebből a célból az időmérő eszközök fényképészeti berendezésekkel vannak ellátva. A fényképezőgép zárszerkezetét elektromechanikus eszköz vezérli, szinkronban a vizsgálat kezdetével. Az időintervallumok méréséhez hosszú lézersugárú elektronsugaras csöveket használnak.
Az időintervallumok mérése a diszkrét számolás módszerével alapvetően nem különbözik az időszak mérésétől. A mért intervallum alatt a választó a kvarc-stabilizált generátortól az elektronszámláló berendezésig terjed impulzusokat. A szükséges intervallumot az átvitt impulzusok száma és időtartamuk határozza meg. Hasonlóképpen mérjük az impulzusok időtartamát is. A választó az előlapnak megfelelő rövid impulzusok mellett megnyílik és bezáródik, és a mért impulzus lekapcsolása. A mérés pontossága nagyobb, minél hosszabb az intervallum időtartama és annál nagyobb a számláló. A modern méterben nagy időintervallumokban a hiba.