10.8. Способи автоматизації вимірювання згасання і підсилення

У сучасній техніці зв'язку приділяється все більша увага питанням автоматизації вимірювань. Автоматизація, хоча б часткова, дає можливість:

а) істотно зменшити час вимірювань, що особливо важливо і вигідно економічно в тих випадках, коли потрібно зробити велику кількість вимірювань (для визначення, наприклад, частотної характеристики в широкому спектрі частот);

б) істотно зменшити погрішності вимірювання, що відбуваються за рахунок змін параметрів приладів, коли вони працюють довгий час;

в) полегшити введення результатів вимірювань у наступні пристрої (наприклад, ЕОМ або якісь пристрої керування).

У той же час автоматичні пристрої часто складні по конструкції, вимагають кваліфікованого персоналу для настройки або ремонту і нерідко ще дорогі.

Широкі перспективи автоматизації вимірювання відкриває використання синтезаторів частот.

У процесі перевірки роботи ланцюгів зв'язку, особливо при їхньому настроюванні під час будівництва і монтажу, необхідно в широкому діапазоні частот багаторазово контролювати і коректувати частотні характеристики монтованих ланцюгів і каналів. До недавньої пори єдиний спосіб зняття частотних характеристик згасання або підсилення по окремих точках вимагав багато часу і не давав гарантії, що в проміжку між точками немає якого-небудь несподіваного викиду кривої. В даний час повсюдне поширення одержали прилади, що дають можливість одержати на екрані електронно-променевої трубки відразу потрібну частотну характеристику згасання або підсилення в досить широкому діапазоні частот. Такого роду пристрої звуться характериографами і входять у велику групу панорамних приладів.

Рисунок 10.10 – Принцип дії характеріографа

Принцип дії будь-якого характериографа (рисунок 10.10) заснований на автоматичній зміні частоти

генератора і синхронному автоматичному утворенні масштабу частот по осі X індикатора електронно-променевої трубки (ЕПТ). У цій схемі промінь ЕПТ відчуває по горизонталі вплив генератора розгортки ГР, що видає пилкоподібну напругу, що лінійно залежить від часу. Під впливом того ж (або такого ж) генератора розгортки працює генератор хитної частоти ГКЧ, частота якого автоматично змінюється в часі. Таким чином, по осі Х трубки створиться необхідний масштаб частот. Генератор хитної частоти подасть незмінні по амплітуді і змінні по частоті коливання на вхід вимірюваного об'єкта ИО. Якщо цей об'єкт змінює амплітуди напруг різних частот у різній мірі, то на його виході частотно-модульоване коливання виявиться маючим для різних частот різні амплітуди в залежності від частотної характеристики згасання (підсилення) вимірюваного об'єкта.

Детектор Д, включений на виході ИО, виділить огинаючу, що надійшла на його вхід частотно-модульованого коливання з урахуванням зміни амплітуд різних частот. Після підсилення ця огинаюча діє на промінь ЕПТ по вертикалі. При цьому, якщо всі блоки працюють синхронно, то на екрані кожне значення огинаючої, діюче по осі В, прийдеться по масштабі частот, утвореному на осі X, точно проти «своєї» частоти. У підсумку промінь прокреслить на екрані криву, що у визначеному масштабі частот і амплітуд покаже зміни вихідного рівня вимірюваного об'єкта в залежності від частоти.

Оскільки на вході ИО напруги всіх частот мали ту саму амплітуду, то накреслена променем крива дасть, при врахуванні масштабів по обох осях, амплітудно-частотну характеристику (АЧХ) згасання або підсилення вимірюваного об'єкта в умовах навантаження, обумовлених вихідним опором ГКЧ і вхідним опором детектора.

Для осі X необхідною умовою точності відліку частот може бути одночасна подача якихось міток, що випливають друг за другом через визначені проміжки часу; для осі В точний відлік рівнів надійніше усього одержують при використанні методу порівняння (рисунок 10.11). У цій схемі показано, що генератор розгортки крім керування ГКЧ і розгорткою променя ЕПТ по горизонталі керує також роботою блоку масштабних міток по частоті БМ і блоком синхронізації БС. Останній же, синхронізуючи дії всіх блоків і комутатора Ком, забезпечує подачу на ЕПТ один раз напруги з виходу змінюваного об'єкта ИО, а інший раз — з виходу контрольного каналу КК.

Р ис. 10.11. Використання методу порівняння в характериографі

У контрольному каналі ставлять калібрований магазин згасання з нехтуємо малою частотною залежністю. У підсумку на екрані ЕПТ виходить зображення не тільки частотної характеристики вимірюваного об'єкта, але і у вигляді опорної горизонтальної прямої — зображення частотної характеристики каліброваного МЗ. Знаючи його згасання, можна стверджувати, що на частоті, що відповідає точці перетинання кривої ИО і прямої КК, згасання ИО дорівнює згасанню, встановленому в контрольному каналі. Погрішність такого виміру, оскільки в даний момент обидва канали знаходяться в тому самому режимі (насамперед, живлення), може бути доведена до часток децибела, що важко досягти, застосувавши якусь попередньо відградуйовану шкалу ЕПТ. Змінюючи згасання контрольного каналу, можна точно перевірити згасання вимірюваного об'єкта для всіх частот, де вийдуть крапки перетинання. Частотні мітки, одержувані від блоку маркера БМ, можуть бути імпульсними, коли на екрані через визначені проміжки часу видні короткі вертикальні імпульси, кожний з яких відповідає визначеному значенню частоти, а можуть бути світловими, коли значення встановленої частоти відзначається на кривій, що спостерігається, яскраво світною крапкою чи, навпаки, гасінням променя.