МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ В ТЕХНИКЕ СВЯЗИ

Лабораторный практикум для студентов специальностей 654200, 210404, 140611, 210700, 210400

Издательство

Иркутского государственного технического университета

2011

УДК 621.317(075.8)

Рекомендовано к изданию ученым советом ИрГТУ

Электрорадиоизмерения в технике связи : лабораторный практикум для студентов специальностей 654100, 210404, 140611, 210700, 210400 / сост. Н.В. Леонова. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2011. 110 с.

Соответствует государственному образовательному стандарту подготовки специалистов по направлениям 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», 210300 «Радиотехника», 210404 «Многоканальные телекоммуникационные системы» и бакалавров по направлениям 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 210400 «Радиотехника»

Представлены методические указания к 15 лабораторным работам по дисциплинам «Электрорадиоизмерения», «Приборы и техника радиоизмерений», «Измерения в технике связи».

Рассматриваются классификация электроизмерительных приборов, обработка результатов эксперимента.

Изучены приборы и методы измерения частоты, периода, интервалов времени, фазового сдвига электрического сигнала, параметров модулированного сигнала, параметров линий передачи, по обработке результатов эксперимента.

Предназначен для студентов Физико-технического института ИрГТУ специальностей 140611 «Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника», 654200 «Радиотехника», 210404 «Многоканальные телекоммуникационные системы».

Табл. 17, Ил. 50, Библиогр.: 18 назв.

Рецензент: д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем ФТИ ИрГТУ Н. А. Строкин.

Оглавление

Предисловие..............................................................................................................4

Лабораторная работа 1. Классификация электроизмерительных

приборов....................................................................................................................5

Лабораторная работа 2. Обработка результатов эксперимента............................10

Лабораторная работа 3. Измерение напряжений и временных

интервалов с помощью универсального осциллографа........................................18

Лабораторная работа 4. Измерение частоты

методом сравнения.................................................................................................28

Лабораторная работа 5. Измерение частоты, периода и интервалов

времени методом дискретного счета....................................................................35

Лабораторная работа 6. Измерение частоты

методом дискретного счета на СВЧ.......................................................................43

Лабораторная работа 7. Измерение фазового сдвига

осциллографическим методом...............................................................................54

Лабораторная работа 8. Осциллографический метод измерения

глубины амплитудной модуляции.........................................................................59

Лабораторная работа 9. Исследование зависимости девиации частоты

от параметров модулирующего сигнала................................................................64

Лабораторная работа 10. Определение КСВ панорамным методом....................69

Лабораторная работа 11. Определение параметров

длинных линий методом импульсной рефлектометрии.......................................75

Лабораторная работа 12. Измерение коэффициента затухания

линии с помощью установки ЕТ-70Т.....................................................................84

Лабораторная работа 13. Измерение переходного затухания

линии связи с помощью установки ЕТ-70Т…………………………………........92

Лабораторная работа 14. Определение волнового сопротивления

линии связи методом холостого хода и короткого замыкания………….…..….97

Лабораторная работа 15. Измерение параметров кабельных цепей

с помощью прибора ПКП-4………………………………….……………….......102

Список литературы…………………………………….……...………………….110

Предисловие

Активное внедрение радиоэлектроники во все сферы человеческой деятельности неизбежно сопровождается расширением потребностей в электрорадиоизмерениях. Невозможно представить работу современного сложного радиоэлектронного оборудования без проведения измерений, оценивающих их техническое состояние и качество работы. Более того, производство и эксплуатация новой современной радиоэлектронной аппаратуры во многих случаях предполагает опережающее развитие новых, более совершенных методов и средств измерений для оценивания технологических и эксплуатационных показателей этой аппаратуры.

В области радиотехники, кабельной техники, связи за последние десятилетия произошли существенные изменения. Резко возросло значение измерений, как источника объективной информации о величинах, характеризующих свойства исследуемых объектов. Поэтому к методам и средствам измерений предъявляются повышенные требования в отношении точности измерений, быстродействия измерительных приборов, возможности их работы в автоматическом режиме, повышения надежности, уменьшения массы и габаритов.

Электрорадиоизмерения находят широкое применение в телекоммуникационных системах при оценке технического состояния радиоэлектронных устройств, качества приема, обработки, защиты и передачи информации с использованием технических средств.

Дисциплины «Электрорадиоизмерения», «Приборы и техника радиоизмерений», «Измерения в технике связи» посвящены рассмотрению вопросов, связанных с методами и техникой электрорадиоизмерений.

Лабораторный практикум включает 15 лабораторных работ по измерению частоты, периода, фазы, параметров модулированного сигнала, параметров линий передачи, по обработке результатов эксперимента.

Лабораторная работа 1 Классификация электроизмерительных приборов

Цель работы: ознакомление с классификацией и маркировкой электроизмерительных приборов и их основными техническими характеристиками.

1.1. Основные свойства средств измерений

Правильный выбор измерительных средств во многом определяет успех проведения того или иного эксперимента или организации процесса производства.

Развитие вычислительной техники, микроэлектроники, физики вызвало качественные изменения в принципах построения радиоизмерительных приборов. Значительно возросла их сложность, многие из них стали автоматизированными, многофункциональными, повысилась разрешающая способность и точность измерений при сокращении габаритных размеров и массы.

Средства измерений характеризуются следующими свойствами: чувствительностью, пределами измерения, вариацией показаний, погрешностью, динамическими характеристиками, условиями применения, стабильностью, надежностью.

Чувствительностью S измерительного прибора называют отношение изменения величины на выходе y к вызывающему его изменению величины на входе (x), т. е. . При равномерной шкале . Иногда прибор характеризуют порогом чувствительности, т. е. изменением измеряемой величины, вызывающим наименьшее изменение показаний прибора, различимое без дополнительных устройств. Порог чувствительности цифровых приборов совпадает с единицей младшего разряда.

Пределом измерения называется область значений измеряемой величины от x_min до x_max , для которой нормированы допустимые погрешности.

Диапазон рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешность прибора нормирована.

Вариация показаний измерительного прибора – средняя разность показаний в данной точке шкалы при медленном подходе к ней с двух направлений (со стороны меньшего и большего значений измеряемой величины).

Класс точности прибора численно равен наибольшей допустимой приведенной основной погрешности, выраженной в процентах. Класс точности присваивают из ряда: 1∙10ⁿ; 1,5∙10ⁿ; 2∙10ⁿ; 2,5∙10ⁿ и т. д.

Входное сопротивление измерительного прибора характеризует реакцию входного сигнала на подключение данного прибора к источнику входного сигнала с фиксированным входным сопротивлением.

Выходное сопротивление характеризует реакцию выходного сигнала на подключение к выходным зажимам фиксированной нагрузки.

В процессе измерения обычно выходные зажимы источника измеряемого сигнала соединяются с входными зажимами измерительного прибора. При этом возникает необходимость согласования выходного и входного сопротивлений.

Динамические характеристики описывают инерционные свойства. К ним относятся: переходная характеристика, передаточная функция и совокупность амплитудно- и фазочастотных характеристик. Если средство измерения предназначено для работы в установившемся режиме, то в качестве динамической характеристики используют время установления выходного сигнала.

Стабильность средства измерения – качественный показатель, отражающий неизменность во времени метрологических свойств.

Надежностью называется свойство прибора выполнять свою функцию, сохраняя установленные эксплуатационные характеристики в определенных пределах в течение заданного времени, в заданных условиях. Надежность характеризуется средним временем безотказной работы при установленной доверительной вероятности.

Помехоустойчивость – свойство прибора правильно воспроизводить значение измеряемой величины при наличии внутренних и внешних помех.

К нормируемым метрологическим характеристикам средств измерения относятся: пределы измерений; цена деления (для равномерной шкалы) или минимальная цена деления (для неравномерной шкалы); выходной код, число разрядов, цена единицы наименьшего разряда (для приборов с числовым отсчетом); вариация показаний; погрешности прибора; входное и выходное сопротивление; время установления показаний; динамические характеристики.