12.9 Вимірювальні пульти лац
Комплекти основних вимірювальних приладів, використовуваних для приведених раніше вимірюваннь, змонтовані на пересувних візках для зручності пересування їх по цеху, звуться вимірювальними пультами.
На рисунку 12.10 представлена схема комутаційної панелі ирзу-300, що входить до складу широко розповсюдженого до цих пір вимірювального пульта ИП-300. У ИРЗУ скомпоновані
Рис. 12.10. Схема комутаційної панелі ИРЗУ-300 пульта ИП-300
елементи схем і комутаційні пристрої, необхідні для утворення різних вимірювальних схем. Самі вимірювальні прилади: генератор ИГ-300 (див. § 3.3), широкосмуговий вимірювач рівня ИУ-600 та вибірковий вимірювач рівня ИИУ-300 — монтуються на вертикальній стійці, прикріпленій до того ж візка, і з'єднуються з ИРЗУ (розташованим на столі, прикріпленому до стійки під кутом 40° до горизонталі) при утворенні вимірювальних схем за допомогою екранованих (трьохпровідних) вимірювальних шнурів, що закінчуються штепсельними вилками (третій провід — від екрана — приєднується до заземленого корпуса приладу).
У схему ИРЗУ входять:
1) два магазини згасань з
характеристичними опорами (600±1%) і
(135±1%) Ом, зібрані за схемою, симетричної
щодо землі (декада неперів має заземлену
середню точку). Погрішність магазинів
по згасанню в робочому діапазоні частот
(0—300 кГц) для ланки із згасанням а
не перевищує
Нп. Додаткова їхня погрішність від
частоти не перевищує ±0,05 Нп. Максимально
припустимий рівень потужності на вході
магазинів 26 дБ, тобто 15,5 В;
2) три трансформатори: два (Тр1 і Тр3) для з'єднання симетричних і несиметричних щодо землі об'єктів з характеристичними опорами 135 Ом і один для узгодження об'єктів з характеристичними опорами 135 і 600 Ом. Робоче згасання трансформаторів на частоті 50 кГц дорівнює 0,35 дБ, а нерівномірність їхньої амплітудно-частотної характеристики не перевищує 0,43 дБ;
3) дві узгоджуючі ланки з згасанням 13 дБ для узгодження між собою об'єктів з опорами 135 і 600 Ом. Погрішність ланок по згасанню не більш 0,35 дБ, додаткова погрішність від частоти не перевищує 0,43 дБ;
4) два навантажувальних опори (135±1% і 600±1%);
5) три запаралелених гнізда, використовуваних для створення різноманітних схем вимірювань, що не можуть бути отримані на пульті безпосередньо;
6) гнізда і ключ, що дають можливість утворити схеми для вимірювання робочого згасання або підсилення і здатні бути використаними і для інших вимірювань.
Широкосмуговий вимірювач рівня ИУ-600 має ймовірну максимальну погрішність вимірювання Δ при повному відхиленні стрілки ±0,05 Нп.
Опір входу ИУ-600 дорівнює 600, 135 і більш 6000 Ом (високоомний). У приладі дві шкали: верхня, градуйована в абсолютних рівнях напруги, коли нулеві відповідає 0,775 В, нижня — у рівнях напруги на опорі 135 Ом, коли нулеві відповідає 0,367 В. Межі вимірювання від -6 до +3 Нп (—52+26 дБ). Робочий діапазон частот 0,2—600 кГц.
Вибірковий покажчик рівня ИУУ-300 з робочим діапазоном 5—300 кГц має ймовірну максимальну погрішність при повному відхиленні стрілки ±0,15 Нп. Він побудований по гетеродинному принципу з однократним перетворенням частоти (рисунок 12.11). Принцип дії подібних ИУУ розглянутий у § 4.4.
Рис. 12.11. Схема вибіркового вимірювача рівня ИУУ-300
Власний генератор ИУУ-300 генерує частоти 358—653 кГц, проміжна частота fпр = 353 кГц. Цей генератор проградуйований у значеннях частоти робочого діапазону приладу (тобто в значеннях різниці між установлюваною на ньому частотою і fпр), має п'ять поддіапазонів і плавне регулювання частоти, за допомогою якої здійснюється настроювання на вимірювану частоту. Підсилювач проміжної частоти може забезпечити дві смуги її пропускання. Широка смуга (1 кГц) створюється смуговим підсилювачем Ус2 при закороченому кварцовому фільтрі КФ. Вузька смуга утворюється при включенні в анодний ланцюг першого підсилювача кварцового фільтра КФ із шириною смуги пропускання порядку 50 Гц. При вузькій смузі пропускання й оптимальному настроюванні приладу забезпечується різниця між згасанням проміжної частоти і згасанням частот fпр±500 Гц не менш 39 дБ. При широкій смузі пропускання (і оптимальному настроюванні) різниця (вибірковість) між згасаннями проміжної частоти і частот fпр+3000 Гц складає не менш 21,7 дБ. Живлення пульта можливо від мережі змінного струму напругою 110, 127 і 220 В і від станційних батарей — 24 і 220 В.
На обслуговуваних підсилювальних пунктах магістралей коаксіального кабелю використовується вимірювальний пульт на фіксованих частотах ИП-ФЧ. У його склад входять:
1) генератор ИГ-ФЧ із робочими частотами 308; 437,4; 652,06; 1304,12; 1552; 4656; 5974; 8544 кГц і з погрішністю по частоті 2·10-4. Вихід генератора несиметричний з опором 75±15% Ом; за допомогою спеціального вихідного шнура може бути отриманий високоомний вихідний опір 1000 Ом±15%. При низькоомному виході вихідний рівень регулюється ступінями від —6 до +1 Нп із погрішністю ±0,1 Нп; при високоомному виході рівень відповідно на 3 Нп нижче. У межах 2 Нп можливе плавне регулювання рівня;
2) виборковий покажчик рівня УУ-ФЧ із робочими частотами (з відхиленням +0,1%) 308, 1056, 1552, 2491, 3372, 4656, 5974, 8544 кГц. Межі вимірювання від —6,0 до 0 Нп відносно 0,274 В; ширина смуги пропускання 500 Гц. Вхід приладу несиметричний, високоомний (із вхідною ємністю не більш 20 пФ). Низькоомний вхід створюється підключенням виносного щупа до навантаження 75 Ом, що є на комутаційній панелі. Погрішність вимірювання не більш 0,1 Нп;
3) вимірювач нелінійних спотворень ИНИ-ФЧ, який служить для вимірювання рівня частоти 1304, 12 кГц у межах від —11 Нп до —5 Нп щодо нульового рівня для коаксіального ланцюга (0,274 В). Ширина смуги пропущення, (на рівні 0,2 Нп) не більш 50 Гц, є підстроювання частоти ±25 Гц. Крім того, цим приладом можна контролювати в межах від 0 до +1 Нп рівень частот 652,06 і 434,7 кГц (другою або третьою гармонікою яких і є частота 1304,12 кГц). Погрішність приладу не більш ±0,15 Нп. Вхід приладу несиметричний при активному опорі не менш 4,5 кОм і вхідної ємності менш 15 пФ.
До складу пульта ИП-ФЧ входить також фільтр нижніх частот ФД-1304 з характеристичним опором 75 Ом. Фільтр усуває струм частоти 1304,12 кГц і пропускає 434,7 і 652,06 кГц, він використовується для усунення гармонік генератора ИГ-ФЧ у випадку вимірювання згасання нелінійності чотириполюсників по гармоніках.
Комутаційна панель пульта служить для необхідних з'єднань приладів і вимірюваних об'єктів. За допомогою пульта ИП-ФЧ можна робити вимірювання як з перервою, так і без перерви зв'язку по системі. Останнє можливо, оскільки частоти пульта строго фіксовані.
За допомогою пульта вимірюють рівні струмів контрольних частот 308, 1056, 5974 і 8544 кГц і струму частоти 1552 кГц, призначеного для контролю 300-канальних груп. Крім того, можна вимірювати рівні струмів частот 3372 і 4656 кГц, генерованих генераторним устаткуванням системи спеціально для перевірки частотних характеристик лінійного тракту, а також рівень струму телевізійної несучої частоти 2491 кГц. За допомогою ИП-ФЧ і пристроїв телемеханіки визначають НУП з підвищеною нелінійністю (див. § 12.10).
Більш пізня конструкція вимірювального пульта ИП-ФЧ-2 дозволяє проводити вимірювання як із закриттям зв'язків, так і без закриття на 17 фіксованих частотах у діапазоні 0,05—8,6 МГц. Прилад ИПФЧ-2 побудований на транзисторних схемах і має меншу погрішність і велику стабільність, чим ИПФЧ.
Для вимірювання у діапазоні 30 Гц—15 кГц стандартних каналів тональної частоти, каналів мовлення і звукового супроводу телевізійних сигналів служить комплект приладів ИП-ТЧ. У нього входять генератор, універсальний (широкосмуговий і селективний) вимірювач рівня, прилад для вимірювання амплітудно-частотних характеристик і частотних характеристик групового часу запізнювання, прилад для вимірювання імпульсних перешкод і короткочасних змін рівня. Вимірювальний генератор пульта видає синусоїдальні коливання в діапазоні 30 Гц—15 кГц зі східчастим регулюванням через 25 Гц і плавним регулюванням у межах будь-яких 100 Гц.
Джерелом коливань служить кварцовий генератор, що видає частоту 1024 кГц. Шляхом кількаразових перетворень цієї частоти з застосуванням синтезатора частот утвориться дискретно мінлива по частоті вихідна синусоїдальна напруга. Для плавного регулювання мається спеціальний блок. Основна погрішність установки фіксованих частот не більш ±0,02% номіналу, плавної установки частоти не більш 5% максимального значення шкали. Вимірювач рівня ИУ-НЧ може служити як для вимірювання рівнів напруги синусоїдальних сигналів (у межах від —70 до +20 дБ у широкосмуговому режимі і від —100 до +20 дБ у вибірковому), так і для вимірювання продуктів паразитної модуляції. Крім того, за допомогою відповідної комутації передбачене використання його в схемах, що утворяться, для вимірювання згасання непогодженості, згасання асиметрії і величини модулів повних опорів. Основна погрішність вимірювання рівнів при частоті 800 Гц на межі —10 дБ і оцінці шкали «0 дБ» не більш ±0,2 дБ [7]. Для вимірювання у діапазоні 0,01—2,1 МГц використовується вимірювальний пульт ИП-2,1. Прилади пульта побудовані на напівпровідникових схемах із застосуванням друкованого монтажу. До складу пульта входять:
а) вимірювальний генератор з диіпазонно-кварцовою стабілізацією ИГ-2,1, що дозволяє установити на виході частоти всього діапазону, що перекривається, з дискретністю 10 Гц при основній (5·10-6 f + 2) погрішності Гц і нестабільності фіксованих частот за 8 год. роботи не більш 10-6 Гц. Така висока точність дискретно видаваних частот дозволяє вимірювати ряд параметрів у лінійних і групових трактах без закриття зв'язків, використовуючи проміжки між каналами. Генератор ИГ-2,1 може використовуватися і як генератор хитної частоти (з періодами хитання 40, 10, 3,1 мс) у діапазонах, необхідних для настроювання і вимірювання ВЧ систем і для настроювання косинусних коректорів;
б) вимірювач рівня універсальний ИУУ-2,1, призначений для вимірювання рівня напруги синусоїдальних сигналів при експлуатаційному обслуговуванні, настроюванні і ремонті широкосмугових каналів, групових і лінійних трактів ВЧ систем передачі в діапазоні частот від 10 до 2100 кГц. Межі вимірювання для широкосмугового режиму від +30 до —60 дБ, для вибіркового при вузькій смузі (50 Гц) до —100 дБ, при смузі 3100 Гц до —90 дБ. Основна погрішність за рівнем не більш ±0,2 дБ, такого ж порядку і додаткові погрішності. Погрішність відліку частоти при ширині смуги 50 Гц не більш ±300 Гц;
в) вимірювач частотних характеристик ИЧХ-2,1, призначений для вимірювання і спостереження нерівномірностей частотних характеристик згасання разом з ИГ-2,1, що працює в режимі ГКЧ. Завдяки застосуванню дискретних способів вимірювання АЧХ у приладі досягнута висока точність відліку (±0,1 дБ);
г) опорний вимірювач рівня ИУО-25, призначений для вимірювання напруги з підвищеною точністю, калібрування вимірювачів рівня й установки вихідних рівнів генераторів у точці 0 дБ (0,775 В). Він дозволяє вимірювати напруги постійного і змінного струмів у діапазоні 20 Гц — 25 МГц від —10 до +10 дБ (через 5 дБ). На відмітці «0 дБ» прилад відповідає класові точності 1,0 у діапазоні до 10 МГц і класові точності 1,5 у діапазоні від 10 до 25 МГц. У приладі передбачений захист термоперетворювача від перевантажень і можливість градуювання на постійному струмі;
д) октавні вимірювальні фільтри, що переключаються, ФВЧ-2,1 і ФНЧ-2,1 з характеристичними опорами 150 Ом (при використанні середньої точки 75 Ом) і згасанням у смузі затримування більш 61 дБ; згасання власної нелінійності фільтрів по другій і третій гармоніках більш 113 дБ. Вони дозволяють вимірювати згасання нелінійності усіх ВЧ систем у діапазоні до 2,1 МГц;
е) магазин згасань МЗ-2,1, що складається з чотирьох ступіней: 0—50; 4x10; 10x1; 10x0,1 дБ. Його основна погрішність 0,1—0,2 дБ;
ж) комутаційна панель КП-2,1, що дозволяє вимірювати робоче згасання і підсилення, перехідне згасання, згасання нелінійності, а також знімати амплітудно-частотні характеристики. Крім комутаційних елементів на панелі є термоелектричний вольтметр і узгоджуючі і симетруючі трансформатори. До пульта додаються екрановані шнури як для вимірювання симетричних, так і для вимірювання коаксіальних ланцюгів [7].
Для станційних вимірювань стандартних телефонних каналів і каналів мовлення знаходить застосування вимірювальний пульт ИП-КВ. У його склад входять вимірювач рівня для частот 0,03—16 кГц із межами вимірювання від —43 до +16 дБ, панель керування з фільтром НЧ і магазином згасань (ZM = 600 Ом, основна погрішність для 1 кГц дорівнює ±0,43 дБ), вимірювач нелінійних спотворень ИНИ-11, генератор звукових частот ЗГ-10.
Для вимірювання основних параметрів широкосмугових каналів, групових і лінійних трактів ВЧ систем передачі по коаксіальному кабелю (K-120, K-300 і K-1920) у діапазоні 0,05—10 (25) МГц застосовується вимірювальний пульт ИП-10 (25). У його складі: вимірювальний генератор ГИ-25 з діапазонно-кварцовою стабілізацією, вимірювач рівня вибірковий ИУИ-25 [7] і широкосмуговий ИУ-25, комутаційний прилад ПК-25, фільтри ФНЧ-25 і ФВЧ-25 [7].
Для телеграфних вимірювань використовується пульт ИП-ТТ (див. § 13.1).