Примеры использования измерительной системы


Измерение параметров сигналов

Пример отображения сигналов  на экране ЭВМ
Пример отображения сигналов на экране ЭВМ
  • Большой экран персонального компьютера позволяет с высоким разрешением выводить на экран до четырех сигналов.
  • Можно одновременно отображать временную реализацию, амплитудный и фазовый частотный спектры сигналов, а также временное и амплитудное положение 2 маркеров и их разность на каждом канале.
  • Прибор позволяет автоматически в реальном масштабе времени измерять параметры сигналов: амплитуду, длительность, длительность фронта, длительность среза, период.
Наверх
Наверх

Измерение параметров неоднородностей методом импульсной рефлектометрии

Встроенный во 2-ой канал генератор перепада напряжения позволяет оценить параметры неоднородностей распределенных трактов (таблица 2).

Эквивалентная схема
Коэффициент отражения
Осциллограмма Параметры неоднородности
, Г=U0/E RH=W (1+Г)/(1-Г)
, Г=-U0/E RH=W (1-|Г|)/2|Г|
, Г=U0/E С2,5|Г|tФ/W
, Г=U0/E L2,5|Г|tФW
СtФ0/2,8W
(2CW >> tФ0)
L0,36WtФ0
(2L/W >> tФ0)

Особенностью измерения индуктивностей и емкостей методом импульсной рефлектометрии является возможность определения малых значений этих параметров до единиц пикогенри и фемтофарады.
Временная шкала может быть пересчитана в шкалу расстояний введением коэффициента укорочения длины волны в линии:

Прибор позволяет измерять волновое сопротивление в сечениях линий передачи (местное волновое сопротивление). При зондировании линии перепадом напряжения форма отраженного сигнала примерно пропорциональна зависимости волнового сопротивления от продольной координаты. Волновое сопротивление линии рассчитывается из соотношения:

где W0 - опорное волновое сопротивление, относительно которого отсчитываются значения коэффициента отражения Г.

Наверх
Наверх

Измерение S параметров СВЧ компонентов

Измерения СВЧ компонентов во временной области позволяют с высокой точностью измерять малые значения ослабления и коэффициента отражения в сверхшироком частотном диапазоне вследствие формирования специального, свободного от переотражений временного окна To (рис.4). Для этого используется вспомогательная образцовая линия длиной L. Для измерений в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц в качестве линии используется образцовый коаксиальный волновод длиной 15 -30 см, а в диапазоне частот ниже 100 МГц коаксиальный кабель длиной около 1 м.
S параметры определяются c использованием алгоритма БПФ следующими соотношениями:

F[.] -операция БПФ, uisc ,us, uml - i-ая рассеянная, падающая и вспомогательная волны.
Значения КСВН и ослабления определяются из соотношений:

Падающая волна измеряется при подключении к линии короткозамыкателя, вспомогательная при подключении согласованной нагрузки. После измерения падающей и вспомогательной волны процесс считывания рассеянной волны и вычисления параметра автоматически повторяется, позволяя проводить измерения в квазиреальном масштабе времени.

Эквивалентные схемы входной цепи (а,б)и диаграмма (с)
Рис.4 Эквивалентные схемы входной цепи (а,б)и диаграмма (с),
поясняющая формирование временного окна То,
свободного от переотражений при измерении S параметров
Наверх
Наверх

Измерение диэлектрической проницаемости

Измерения диэлектрической проницаемости (ДП) могут быть выполнены методами: одного отражения, образца заданной толщины и концевой емкости. Расчетные соотношения для измерения непроводящих диэлектриков и условия применимости приведены в таблице 3.

Метод,
условия применения
Измерительная ячейка Расчетные соотношения
Одного отражения
Сигнал, отраженный от
конца линии,
должен затухнуть
Линия,
заполненная
диэлектриком

Образца заданной толщины

с -скорость света,
L-толщина образца
Шайба толщиной
L в однородной
линии
Реализован метод точного решения
нелинейного уравнения, связывающего ДП
образца заданной толщины и комплексный КО
по модифицированному алгоритму Хука-Дживса
Концевой емкости

L - наибольший
линейный размер
Конденсатор
на конце линии

Сe - часть общей емкости не заполняемая
диэлектриком
Разностный
концевой
емкости

Конденсатор
на конце линии

КО определяется по образцу диэлектрика
с ДП оп

а) Измерительные ячейки по методу
концевой емкости ВЧ и НЧ (а,в) и образца
конечной толщины (б)
Измерительная ячейка
б) в)
Измерительная ячейка Измерительная ячейка
Наверх
Наверх

Измерение параметров антенн

Достоинством метода измерений с использованием СШП сигналов является возможность одновременного измерения параметров антенн во всем рабочем диапазоне частот с использованием временной селекции сигналов, позволяющей обходиться без дорогостоящих безэховых камер.
Регистрация данных проводится в промежутке времени (временном окне) между появлением сигнала, распространяющегося по прямой, соединяющей антенны и появлением отраженных сигналов.
Выбор расстояния между антеннами и расположения отражающих поверхностей относительно излучающей и приемной антенн определяется частотным диапазоном испытуемой антенны fl < f < fh, размером апертуры D и фазовой характеристикой () тракта приемо-передачи.
Разность хода прямого и отраженного лучей:
где R - расстояние между антеннами; H - высота расположения антенн над отражающей поверхностью.
Минимальное удаление антенны от отражающих плоскостей:
где r = max{1/fl , 1/(fh - fl)} - длительность импульсного отклика излучающей и приемной антенн, а fl и fh -нижняя и верхняя рабочая частота антенн
Вид импульсной характеристики антенны, ее размеры и диапазон рабочих частот накладывают ограничения на возможность безэхового измерения ее характеристик, однако в этом случае возможно проведение измерений в безэховой камере с сохранением других преимуществ метода - дешевизны измерительного оборудования и оперативности измерений. На снятие диаграммы направленности антенны в диапазоне частот от 1 до 18 ГГц с разрешением по углу 10 требуется не более 10 мин.

Схема включения прибора Измеренная диаграмма направленности антенны
Схема включения прибора и пример измеренной
диаграммы направленности антенны

Программное обеспечение позволяет измерять следующие параметры антенн: коэффициент отражения, волновое сопротивление, КСВН, диаграммы направленности, коэффициент усиления, коэффициент кросс поляризации.

Назад Наверх Далее