Джерела нвч коливань

1)Напівпровідникові генератори НВЧ-коливань, використовують в ролі активного елемента: лавинно-пролітні діоди, діоди Гамма, тунельні діоди, параметричні діоди, НВЧ-транзистори.

Лавинно-пролітний діод ЛПД і резонатор Р звичайно конструктивно суміщаються, щоб небуло додаткових набігів фаз і нестабільностей, які визначаються особливостями НВЧ-діапазону. Саме ці два блоки забезпечують створення НВЧ – коливань. Стабілізатор задає режим роботи по постійному струму, а модулятори МД і блок управління частотою БУЧ дають можливість здійснювати при необхідності амплітудну модуляцію( найчастіше меандр 1 кГц) і зміну частоти.

Рисунок 3.16 – Перехід від відкритого коливального контура до порожнистого резонатора.

Рисунок 3.17 – НВЧ – генератор на лавинно-пролітному діоді.

ЛПД – спеціальний діод для роботи в НВЧ – діапазоні. Напруга живлення (10-150 В) подається через дросель l_g1 в зворотньому напрямі, а робоча область генерації НВЧ – коливань лежить в зоні електричного пробою. При збільшенні напруги, прикладеної до діода, до пробивної, напруженість поля в зоні p-n –переходу досягає значення, коли починається ударна іонізація. Щоб електричний пробій не перейшов в незворотний тепловий, струм діода обмежують. Паралельно ЛПД включений резонатор у вигляді контура LC, настроєний на частоту генерації.. Якщо в резонаторі існують хоча б невеликі флуктуації, наводки і т.п., на р-n-перехід діода Д1 діє постійна і змінна напруга. Під час позитивного півперіоду напруга на діоді зростає, що приведе до лавинного збільшення струму діода. Розвиток лавини вимагає певного часу, обумовленого часом прольоту електронів та дірок. Тому максимум струму запізнюється відносно максимуму напруги. Товщину запірного шару в ЛПД, довжину n-області (пролітний проміжок) діода вибирають так, щоб цей зсув в часі був приблизно рівний половині періоду НВЧ-коливань в резонаторі, тому електрони, рухаючись в пролітному проміжку; будуть віддавати енергію в зовнішнє поле. Таким чином ЛПД в динамічному режимі має від'ємний опір, компенсує втрати енергії і підтримує НВЧ – коливання в резонаторі. Енергія НВЧ – коливань виводиться з резонатора за допомогою петлі зв’язку (взаємоіндуктивність М₀). З’єднання резонатора з варікапом Д₁ здійснюється через Cp.

Рисунок 3.18 – Генератор НВЧ – коливань на відбиваючому клістроні

При відхиленні частоти генерації від робочої частоти ЛПД потужність НВЧ коливань знижується в кілька раз. Перестройка робочої частоти може відбуватись шляхом зміни параметрів резонатора (L,C) до 10-20 чи електрично – за допомогою варікапа Д₂ до 1-5 .

Резонатор виготовляється у вигляді короткозамкнутого відрізка хвилепроводу чи довгої лінії. Конденсатори С_с і С_р виготовляються у вигляді коаксіальних чи плоских конструкцій разом з резонатором Р і елементами кріплення діодів Д₁ і Д₂. Дроселі l_g1 і l_g2 роблять у вигляді проводів чи петель.

Генератор на відбиваючому клістроні має блоки аналогічні до напівпровідникового НВЧ – генератора. Відбиваючий клістрон К_л – це спеціальна електронно-вакуумна лампа, яка має катод К з підігрівником Пг, дві сітки СВ і СН, з’єднані з об’ємним резонатором Р і відбивач ВЕ.

5.

№23

1 Структурні методи корекції похибок з просторовим розділенням каналів в засобах вимірювання із замкнутою структурою. Коригування похибок шляхом регулювання параметрів засобу вимірювання або його вимірювального каналу

Методи коригування оператором можна розділити на ади­тивне корегування, або установку нуля, і мультиплікативне коригування або калібрування.

Установка нуля засобу вимірювання проводиться шляхом паралельного змі­щення його характеристики. У приладах з показуючими стрілками уста­новка нуля здійснюється по­воротом головки коректора. При цьому стрілка встанов­люється на нуль при вим­к-неному приладі, тобто при (рис. 8.5 а).

Калібрування засобу ви­мірювання проводиться змі­ною його чутливості, тобто зміною кута нахилу його характеристики (рис. 8.56). Калібрування найбільш ефективне тоді, коли переважає мультиплікативна складова похибки і може бути реалі­зоване оператором у схемах з мірою, із зразковим засобом вимірювання, а також із зразковим зворотним перетворювачем і пристроєм порів­няння.

а — адитивне (установка нуля); б — мультиплікативне (калібрування)

Рис. 8.5. Коригування похибок у каналах засобів вимірювань

У схемі з мірою (рис. 8.6 а) калібрування здійснюється під час подачі на вхід засобу вимірювання 2 відомої вели­чини , яка може формуватися цифровим перетворювачем 1. Якщо є мультиплікативна похибка , то вихідний сигнал, або показ приладу будуть таким:

(8.36)

а — подачею калібрувальної величини ; б — зразковим приладом; в — зразко­вим зворотним перетворювачем

Рис 8.6. Види калібрування каналів засобів вимірювань

Під час подачі на вхід такого засобу вимірювань сигналу вихідний сигнал змінюється до значення

(8.37)

Під час калібрування оператор змінює чутливість за­собу вимірювання доти, доки при вихідний сигнал не буде дорівнювати Це на шкалі фіксують червоною позначкою, або вона відповідає кінцевому зна­ченню шкали. В результаті калібрування при цьому мультиплікативна похибка не перевищує похибки відліку.

Калібрування в схемі із зразковим приладом 2 (рис. 8.6 6) бажано проводити при значенні , близькому до . Під час калібрування змінюють до того моменту, поки покази каліброваного 1 і зразкового 2 засобів вимірювання не зрівняються .

Схема із зразковим зворотним перетворювачем 2 і пристроєм віднімання 3 (рис. 8.6 б) як правило використовується для калібрування вимірювальних перетворювачів. Під час калібрування змінюють доти, поки на виході пристрою порівняння 3 не буде дорівнювати нулю. Тоді

(8.38)

тобто

(8.39)

Виключення прогресуючих похибок. Швидкість зміни в часі прогресуючих похибок носить випадковий харак­тер. Тому методом виявлення їхніх значень, що накопичи­лися, є вивіряння вимірювальних перетворювачів і кана­лів за зразковими сигналами і мірами. При цьому виклю­чити прогресуючі похибки можна як вручну, так і автома­тично.

Якщо до накопичення прогресуючих похибок харак­теристика каналу мала вигляд прямої 1 (рис. 8.7), а піс­ля цього стала мати вигляд прямої 2, то для відновлення номінальної характеристики треба провести дві операції:

коригування нуля, тобто зміщення нижнього

кінця ха­рактери-стики 2 до початку координат (пряма 3);

ко­ригування чутливості, тобто переміщення верхнього кінця характеристики 2 в точку і .

1 — початкова; 2 — спотворена похибками; 3 — із скоригованою адитивною похибкою

Рис. 8.7. Характеристики засобів вимірювань в результаті коригування похибок

Таке коригування виклю­чає всі накопичені похибки незалежно від причин їх появи. Але і після коригування йде нове накопичення похибок. Тому для того, щоб похибка була в певних межах, треба операцію коригування періодично повторювати. Шляхом вивірянь кожного року підтримують точність всіх засобів вимірю­вань. Якщо ж період проведен­ня коригування зменшити до одного дня, години, хвилини чи секун­ди, то точність суттєво підви­щиться, але для цього процес коригування повинен бути повністю автоматизований. Також треба враховувати, що виключення прогресуючих похи­бок супроводжується подвоєнням дисперсії випадкових похибок. Тому питання про можливість зниження похи­бок результатів вимірювання потребує аналізу співвід­ношення випадкових і систематичних складових похибок.