При измерениях вход вольтметра подключают к выходу предварительного усилителя ПУ, для чего переключатель ПЗ устанавливают в положение «Калибр.». Регулируя потенциометром «Калибр.» усиление ПУ, устанавливают стрелочный указатель вольтметра, включенного на предел «3V, 100%», на отметку 10. Затем переводят переключатель ПЗ в положение Kj. и между ПУи вольтметром включается селективная система СС, которую настраивают на частоту первой гармоники. Так как на вход вольтметра поступают напряжения гармоник, его показания резко падают. Точно настраивая КС-фильтр и переключая вольтметр на более чувствительный предел, добиваются полного подавления первой гармоники и отсчитывают коэффициент гармоник Kj. в процентах по соответствующей шкале для выбранного предела измерений вольтметра.

В положении «V» переключателя ПЗ вход вольтметра подключается к входному гнезду прибора «Вх», на которое подается измеряемое напряжение, при этом прибор используют как чувствительный электронный вольтметр.

КОНТРОЛЬ ии В1..Р(>ГЫ

1. Как оценивают глубину амплитудной модуляции и девиацию частотной?

2. Как измеряют коэффициент амплитудной модуляции и девиацию частоты?

3. Как работают анализаторы гармоник и спектра?

4. В чем сущность нелинейных искажений и как их оценивают?

5. Как измеряют коэффициент гармоник прибором С6-1А?

ГЛАВА ОДИННАДЦАТАЯ

ИЗМЕРЕНИЯ В ЦЕПЯХ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОСТОЯННЫМИ

§ 50. Измерительные линии

Как уже отмечалось, в диапазоне СВЧ для передачи энергии используют цепи с распределенными постоянными-коаксиальные и полноводные линии, отрезки которых служат в качестве колебательных систем. При этом в основном измеряют мощность, частоту, длину волны и рассогласование в линиях передачи, используя такие приборы, как ваттметры, резонансные частотомеры и измерительные линии. Вспомогательными элементами при измерениях служат соединительные

и переходные фланцы, отрезки линий, тройники, волноводно-коаксиальные переходы, постоянные и переменные ослабители мощности (аттенюаторы), направленные ответвители, детекторные и термисторные головки, а также поглощающие нагрузки с поглотителями мощности в виде диэлектрика, объемного резистора, водяной нагрузки.

Измерительная линия (рис. 145, а) является прибором для оценки распределения электрического поля вдоль линии передачи и состоит из отрезка коаксиальной или волноводной линии 8 с концевыми фланцами 9 и перемещающейся вдоль нее каретки с детекторной головкой 1. Зонд детекторной головки - металлическая игла 2 входит в продольную щель отрезка линии и перемещается вдоль нее вместе с кареткой, положение которой определяют по линейке с миллиметровыми делениями с погрешностью 0,1-0,05 мм. Глубину погружения зонда регулируют винтом 6. Наводимая в зонде полем СВЧ основной линии эдс возбуждает в резонаторе 3 детекторной головки электромагнитные колебания, индуктирующие в цепи диода 7 ток, постоянная составляющая которого вызывает отклонение указателя микроамперметра рЛ. Для получения максимальных отклонений стрелочного указателя резонатор настраивают, вращая винт 5 и перемещая поршень 4. При модулированных по амплитуде колебаниях СВЧ можно использовать внешний индикатор-электронный осциллограф, вольтметр, телефон, подключаемые к зажимам «Внеш.» непосредственно или через усилитель.

Характер распределения напряженности поля вдоль линии определяют по показаниям микроамперметра или внешнего индикатора при перемещении каретки вместе с зондом. Выпускаемые промышленностью коаксиальные и плоскопараллельные измерительные линии с волновым сопротивлением 50

6 3.

Внеш

в а)

Рис. 145. Устройство измерительной линии (о) и характер напряжений вдоль нее при коротком замыкании (б), холостом ходе (в), небольшом рассогласовании (г) и полном согласовании (д)

и 75 Ом применяют на частоте от 0,1 до 10 ГГц, а волно-водные-от 4 до 50 ГГц.

При измерении длины волны выходной фланец генератора СВЧ соединяют с левым фланцем измерительной линии, а к правому подключают короткозамыкатель или оставляют его свободным. Электромагнитная энергия распространяется в линии в виде двух волн напряжения-падающей и отраженной, которые соответственно движутся от генератора к нагрузке и от нагрузки к генератору. В результате их сложения в линии создается неравномерная напряженность электрического поля.

При коротком замыкании (Zh = 0) или холостом ходе (Zh = = со) происходит полное отражение и в линии устанавливается режим стоячей волны. Распределение напряжения вдоль линии в обоих случаях показано на рис. 145,6, е. Положение узлов и пучностей определяют по минимальному и максимальному показаниям микроамперметра или внешнего индикатора при перемещении каретки вдоль линии. Расстояние между двумя соседними узлами или пучностями / = Xjl, откуда длина волны Х = 21, а частота / = с/Х.

При равенстве волновых сопротивлений р влево и вправо от внутренних стыков линии и сопротивлении нагрузки Zh = р отражения нет. При этом в линии устанавливается режим бегущей волны, вся энергия передается от генератора к нагрузке, напряжения вдоль линии во всех точках одинаковы и показания индикатора неизменны.

При измерении рассогласования в линиях передач линию включают в исследуемый стык. Неточное равенство волновых сопротивлений и сопротивления нагрузки, наличие щелей и изгибов, а также неплотные соединения фланцев вызывают нежелательное отражение части энергии, в линии передачи устанавливается режим смешанных волн и индикатор измерительной линии показывает слабо выраженные узлы при и = t/niin и пучности при и = t/max (рис. 145, г). Степень рассогласования оценивают коэффициентами стоячей волны Кс -

= Omax/Omin ИЛИ бегущей Кб = 1/Кс = Omm/Omax (гДе «тах И

Отщ-наибольшее и наименьшее отклонения указателя микроамперметра или внешнего индикатора, отсчитываемые при перемещении каретки вдоль линии). При полном согласовании (рис. 145, д) amax = amin, поэтому Кс = Кб = 1. При увеличении или уменьшении сопротивления нагрузки Zh в конечном стыке соответственно до бесконечности и нуля коэффициент стоячей волны возрастает от 1 до со, а бегущей уменьшается от 1 до 0.