книги из ГПНТБ / Вальднер, О. А. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория учеб. пособие
.pdfВ. Порядок работы с прибором
1.Перед включением прибора рекомендуется выполнить следующие ма нипуляции:
ручку Яркость повернуть против часовой стрелки;
ручки Фокус, Астигматизм и Уровень запуска поставить в среднее поло жение;
ручку Режим запуска повернуть против часовой стрелки до упора; переключатель Синхронизация поставить в положение Калибраторы; тумблеры Однократно и Калибраторы установить в положение Выклю
чено.
|
Рис. |
118. Структурная |
схема |
осциллографа С1-54: |
|||||
|
1 — аттенюаторы; |
2 — усилитель |
вертикального |
отклонения; |
|||||
|
3 — ЭЛТ; |
4 — переключатель;. 5 — усилитель |
горизонталь |
||||||
|
ной |
развертки; |
6 — генератор развертки; |
7 — блок |
|||||
|
формирования; |
8 — блок |
эталонных |
сигналов |
амплитуды; |
||||
|
9 — блок |
эталонных сигналов частоты; |
10 — блок питания. |
||||||
2. |
Включить |
клавишу |
Сеть. |
При |
этом |
внутри |
клавиши должна заго |
||
реться лампочка и начать работать вентилятор. |
|
||||||||
3. |
Прогреть |
прибор |
в |
течение |
10 мин. |
|
|
||
4.Отрегулировать яркость пятна на экране трубки. Ручками установки переместить луч в начало сетки экрана. Отрегулировать фокусировку луча ручками Фокус И Астигматизм.
5.Установить ручку Синхронизация в положение, определяемое усло виями работы.
6.Подать на вход У исследуемый сигнал. Плавно вращая ручку Режим запуска, добиться появления развертки на экране ЭЛТ. Затем откорректиро вать положение ручки Уровень запуска до появления четкого изображения сигнала. Подобрать положения ручек Усиление, переключателя входных ат тенюаторов и длительность развертки с помощью ручки Длит/см и переклю
чателя Множитель.
7. Для калибровки исследуемого сигнала по амплитуде и длительности необходимо включить тумблер Калибратор и соединить выходные гнезда ка либраторов с входом У усилителя специальным кабелем с переходной вил кой. Ручками Усиление и Длит/см получить на экране ЭЛТ калибровочную сетку эталонных напряжений. Величину амплитуды и длительности сигнала
при этом пересчитывают в соответствии |
с положениями |
делителей |
в кана |
лах У и X. |
клавишу Сеть. |
Лампочка |
подсвет |
8. По окончании работы нажать на |
|||
ки при этом должна погаснуть. |
|
|
|
200
2. |
Анализатор спектра С4-5 |
|
|
А. Основные технические характеристики |
|
||
Диапазон измеряемых частот (четыре под |
30—і 1 500 М г ц |
||
диапазона) ......................................................... |
|
||
Полоса обзор а ..................................................... |
|
15, 40, 60, |
80 М г ц |
Полоса пропускания на уровне — 3 д б . . . |
25 и 250 к г ц |
||
Чувствительность.............................................. |
сигнал |
3-10- 8 —3-10 9 в т |
|
Наибольший входной |
1 м в т |
||
Основная погрешность отсчета: |
1 — 1,5 |
|
|
амплитуд...................................................... |
|
д б |
|
частотных интервалов ............................ |
Не более |
15% |
|
Длительность импульсов ................................ |
0,1 — 1 0 м к с е к |
||
Частота следования импульсов...................... |
100—1 5 000 г ц |
||
|
Б. Описание прибора |
|
|
Структурная схема прибора и его внешний |
вид приведены на рис. 119 |
||
и 120. Принцип действия прибора изложен в лабораторной работе 1. Прибор
представляет собой |
супергетеродинный приемник с узкополосным усилите |
лем промежуточной |
частоты и частотно-модулироваиным гетеродином. Для |
Рис. |
119. |
Структурная |
схема |
анализатора |
спектра |
||||||
|
|
|
|
|
С4-5: |
|
|
|
|
||
/ — I |
гетеродин; 2 — входной |
блок; 3 — Ш |
смеситель; |
4 — пре |
|||||||
образователь; 5 — III |
гетеродин; |
5 — II гетеродин; |
7 — модуля |
||||||||
тор; |
8 — гетеродин-калибратор; |
9 |
— генератор пилообразного на |
||||||||
пряжения; |
10 — канал |
вертикального |
отклонения |
луча ЭЛТ; |
|||||||
11 |
— НЧ широкополосный |
усилитель; |
12 — усилитель; |
13 — вы |
|||||||
|
|
|
|
|
прямитель.. |
|
|
|
|
||
расширения |
входного |
частотного |
диапазона |
и |
увеличения |
избирательности |
|||||
в схеме предусмотрено несколько каскадов преобразования частоты. Иссле дуемый сигнал поступает на входной блок 2, состоящий из переменного вход
ного |
аттенюатора, |
двух |
смесителей |
и фильтра |
промежуточной |
частоты. |
|||
В этот же блок подается |
сигнал |
от |
гетеродина |
1 с |
частотой |
в |
3500— |
||
7200 |
Мгц. Первая |
промежуточная |
частота (4150 |
Мгц) |
через фильтр |
посту |
|||
пает на II смеситель совместно с сигналом II гетеродина 6. Частота этого гетеродина с помощью напряжения развертки электронно-лучевой трубки линейно модулируется в пределах 25 Мгц относительно несущей 3650 Мгц. После II преобразования частоты сигнал в виде серии импульсов с несущей частотой 500 Мгц и амплитудами отдельных импульсов, пропорциональными амплитудами составляющих спектра, поступает на III смеситель 3. Туда же
поступает сигнал |
III гетеродина 5 с частотой 475,4 |
Мгц. |
Таким образом, |
III промежуточная |
частота оказывается равной 24,5 |
Мгц |
и находится за |
пределами частотного диапазона входной цепи прибора. Далее сигнал через
усилитель поступает |
на преобразователь |
4 (IV |
смеситель |
и гетеродин) и |
детектор, а затем на НЧ широкополосный |
усилитель 11 канала вертикаль |
|||
ного отклонения луча |
ЭЛТ 10. Горизонтальная |
развертка |
(пропорциональ- |
|
8 |
Зак. 535 |
201 |
пая частоте) осуществляется генератором пилообразного напряжения 9 через усилитель 12. Для калибровки горизонтальной развертки луча непосредст венно в единицах частоты используется гетеродин-калибратор 8. который сов
местно с модулятором 7 обеспечивает поступление |
калибровочных |
импуль |
|
сов (частоты) в канал |
II смесителя. Частота |
гетеродина-калибратора |
|
3150 Мгц. Питание блоков |
прибора осуществляется |
от выпрямителя |
13. |
Рис. 120. Внешний вид анализатора спектра С4-5.
В. Инструкция по включению и работе с прибором
1.Установить входной аттенюатор в положение максимального ослабле ния. Если уровень подводимого сигнала более 200 вт (в импульсе), на вход прибора необходимо включить дополнительный аттенюатор.
2.Включить тумблер Сеть. При этом загорается сигнальная лампа на
панели |
генератора. |
|
|
|
|
3. |
Прогреть |
прибор в течение 30 мин. |
трубки Смещение |
, |
|
4. |
Ручками |
управления |
электроннолучевой |
||
Смешение f , Амплитуда развертки, Яркость, Фокус установить нормальное
состояние |
развертки |
луча на экране трубки. |
|
5. Ручку Подстройка поставить в среднее положение, а ручку Ток детек |
|||
тора — в |
крайнее левое положение. |
||
6. |
Переключателем |
Диапазон и ручкой Частота установить шкалу при |
|
бора в |
соответствии с частотой исследуемого сигнала. |
||
202
7. Переключить тумблер Обл. генерации — Спектр в положение Обл. ге нерации, вывести ручку Частотный масштаб в крайнее правое положение, установить частоту развертки на III диапазон и, манипулируя ручкой Смеще ние области генерации, добиться появления на экране индикаторной трубки изображения области генерации II гетеродина. Форма огибающей может ре гулироваться потенциометрами Подстройка обл. генерации и Регулировка мощности гет. 4M, расположенными под крышкой прибора справа.
8.Ручкой Частотный масштаб установить ширину области генерации та ким образом, чтобы ее границы совпадали с краями линии развертки, сдви гая ее при необходимости ручкой Смещение области генерации.
9.Переключить тумблер Область генерации II гетеродина — спектр в по
ложение Спектр. Установить ручку Отсчет амплитуд Дб |
па ослабление |
5—10 дб, а ручкой Усиление установить усиление прибора так, чтобы уровень |
|
собственных шумов на экране ЭЛТ был порядка 2—3 мм. |
чтобы его зна |
10. Установить ток детектора соответствующей ручкой так, |
|
чение соответствовало красному сектору шкалы прибора. |
|
11. Манипулируя ручками Частота, Подстройка и переключателем вход ного аттенюатора, добиться получения на экране прибора изображения сиг нала. Переключателем Частота развертки, ручкой Частота плавно и Частотный масштаб установить удобную для наблюдения амплитуду исследуемого сиг нала. При этом переключатель Полоса ставится в положение узк. при дли тельности импульса больших 1 мксек, и в положение ишр., если длительность
импульса |
менее 1 мксек. |
12. |
Измерение частотных интервалов участков спектра производится с |
помощью калибрационных меток следующим образом:
ручку Число меток вывести в крайнее левое положение; ручкой Амплитуда меток вывести аттенюатор калибратора в среднее
положение; ручкой Диапазон меток установить необходимый диапазон в соответствии
с шириной измеряемого участка спектра; ручками Смещение меток и Симметрия меток добиться появления на
экране ЭЛТ основной метки калибратора и отрегулировать ее амплитуду руч кой Амплитуда меток-,
манипулируя ручками Число меток и Разнос меток, добиться на экране ЭЛТ 5—7 "меток (не более!) и совместить их с нужным участком спектра, из меняя положение ручки Смещение меток.
13. По окончании измерений следует вывести аттенюатор входа на мак симальное затухание и выключить прибор тумблером Сеть.
§7. Усилители
1.Усилитель широкополосный УЗ-7А с комплектом ВЧ детекторных
головок
А. Основные технические характеристики
Полоса частот усиливаемых сигналов |
. . . . |
50—20-10® г п |
|
||
Длительность усиливаемых сигналов |
. . . . |
0,05—100 м к с е к |
|
||
|
Измерение амплитуды видеоимпульсов в пре |
|
|
|
|
|
делах указанной длительности..................... |
|
5-10 |
3—2,5 в |
|
Коэффициент усиления....................................... |
|
не менее 200 |
|
||
|
Неравномерность частотной характеристики |
не более 2 об |
|
||
|
в пределах полосы пропускания .............. |
|
|
||
|
Б. Описание прибора |
|
|
|
|
Общин |
вид прибора и его структурная схема приведены на |
рис. 121 и |
|||
122. Прибор |
состоит из широкополосного |
усилителя |
с входным |
устройст |
|
вом 1, амплитудного интегрального дискриминатора 2, калибратора 3, пре образователя 4, стрелочного индикатора 5 и блока питания 6. Исследуемые сигналы подаются на вход детекторной головки. Выделенный на нагрузке
203
Рис. 121. Внешний вид усилителя УЗ-7А.
Рис. 122. Структурная схема усилителя УЗ-7А:
/ — входное устройство; |
2 |
— амплитудный интегральный дискрими |
натор; 3 —- калибратор; |
4 |
— преобразователь; 5 — индикатор; 6 — |
|
|
блок питания. |
детектора видеоимпульс через переключатель Род работы поступает на вход усилителя. С выхода усилителя сигнал кабелем подается на усилитель вер тикального отклонения осциллографа. Амплитуда импульсов, предварительно усиленных усилителем, измеряется амплитудным интегральным дискриминатором.
При измерении относительного изменения ВЧ-мощности немодулирован-
ного ВЧ-сигнала постоянная со |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ставляющая тока детектора пре |
У |
^ //////////£ |
//////////////, |
|
|||||||||||
образуется в прерывистое напря |
|
||||||||||||||
жение, |
которое затем |
усиливается |
вкод. |
|
|
Т — |
г--------^ Выход |
||||||||
и измеряется стрелочным инди |
|
|
|||||||||||||
катором. |
детектирования |
радио |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Для |
|
7Ш Ш 7Т^7?/7Ш ^Ш у |
|
||||||||||||
импульсов |
|
используется комплек г |
|
||||||||||||
широкополосных детекторных |
го |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ловок, причем диапазон частот |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
50—4000 Мгц |
перекрывается |
че |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
тырьмя |
детекторными |
головками |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
коаксиальной конструкции, а диа |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
пазон |
4000—И 500 М гц— тремя |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
волноводными |
детекторными |
го |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
ловками. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На рис. 123 приведены экви |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
валентная схема (а) |
и схема |
кон |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
струкции волноводной головки (б). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Волновое |
сопротивление |
входного |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
волновода |
|
|
постепенно |
умень |
|
|
|
|
|
|
|
||||
шается до величины, обеспечиваю |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
щей |
наилучшее |
согласование |
Рис. 123. |
Эквивалентная |
схема |
де |
|||||||||
детектора |
I |
в |
требуемом |
диапа |
|||||||||||
зоне частот. |
Это достигается |
вве |
текторной |
|
головки (а) н схема ее |
||||||||||
дением в волновод прямоугольного |
|
|
конструкции (б): |
|
|
||||||||||
клина 2. |
Часть головки, находя |
1 — детектор; |
2 — прямоугольный |
клин; |
|||||||||||
щаяся за |
кристаллом, |
состоит из |
3 — клин |
|
из |
поглощающего |
материала; |
||||||||
отрезка |
короткозамкнутого волно |
4 |
— блокировочная емкость. |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вода 3 с поглощающим материа лом, который уменьшает отражен
ную от задней стенки волну и тем самым улучшает согласование. Для предот вращения излучения мощности СВЧ в месте вывода выпрямленного тока пре дусмотрена блокировочная емкость 4.
В. Порядок работы с прибором
1. Установить тумблер в положение Выкл., при этом должна загореться лампочка подсветки шкалы. Прогреть прибор в течение 30 мин.
2. Подключить кабелем детекторную головку к гнезду Вход. |
Регу- |
||||
3. |
Поставить переключатель Диапазоны в положение |
IX |
и ручку |
||
лир. |
усиления в крайнее |
левое положение. |
в |
случае импульс |
|
4. |
При фиксации ВЧ-сигнала по стрелочному прибору |
||||
ной или синусоидальной |
модуляции СВЧ-колебаний переключатель |
Род |
|||
работы установить в положение Огибающая или в положение НГ при не прерывной генерации. Показания стрелочного прибора регулируются переклю
чателем |
Диапазоны и ручкой |
Регулир. |
усиления. |
|
|||||
5. Если в качестве индикаторного прибора используется осциллограф, то |
|||||||||
его следует |
подсоединить |
к гнезду |
Выход |
усилителя, переключатель Род |
|||||
работы |
поставить |
в положение |
Видеоимп. |
Переключателем |
Диапазоны и |
||||
ручкой |
Регулир. |
усиления |
получить |
желаемый размер |
осциллограммы |
||||
ВЧ-импульса. |
выключением |
прибора |
вернуть переключатель |
Диапазоны и |
|||||
6. Перед |
|||||||||
ручку |
Регулир. |
усиления |
в |
исходное |
положение. |
|
|||
205
§8. Источники питания
1.Источник стабилизированный Б1-3
А. Основные технические характеристики
Диапазон стабилизированных напряжений . . |
50—1500 в |
|
Допустимый ток нагрузки................................ |
60 м а |
|
Нестабильность выходного напряжения при |
менее |
|
изменении напряжения сети на ±10% . . |
|
|
Максимальные пульсации |
0,05-f-25 м в |
|
менее 1 0 |
м в |
|
Дрейф выходного напряжения за 1 ч работы |
менее 0,05 |
% |
Внутреннее сопротивление................................ |
25 о м |
|
Б. Описание прибора
Внешний вид стабилизированного источника приведен на рис. 124. При бор состоит из электронного высоковольтного стабилизатора, одного высоко вольтного и трех вспомогательных выпрямителей, двух дополнительных ста билизаторов и блока реле.
|
Рис. 124. Внешний вид источника питания |
Б 1-3. |
||
|
|
В. Порядок работы с прибором |
|
|
1. |
Подключить прибор к нагрузке. |
|
||
2. |
Переключатель Ток нагрузки шА поставить в положение 75. |
|||
S. |
Переключатель Напряжение V поставить в положение 50—500. |
|||
4. Ручки Плавно и Точно поставить в крайнее левое положение. |
||||
5. |
Установить |
тумблера |
Сеть и Высокое в положение |
Выключено. |
6. |
Подключить |
прибор |
к сети. |
|
7. |
Установить тумблер Сеть в положение Включено, при этом загорается |
|||
сигнальная лампочка. Через |
40—60 сек срабатывает реле |
времени. |
||
8.Установить тумблер Высокое в положение Включено. Если срабаты вает система защиты, необходимо уменьшить ток, протекающий через на грузку.
9.Поворачивая вправо ручку Плавно, установить по вольтметру напря
жение 1000 в при номинальном токе нагрузки. Через 30 мин прибор готов к работе.
206
10. Установить тумблер Напряжение V в положение, соответствующее требуемому. При переключении его, а также переключателя Ток нагрузки. тЛ тумблер Высокое поставить в положение Выкл.
11. По окончании работы вывести напряжение и ток нагрузки, поставить тумблер Высокое, а затем и тумблер Сеть в положение Выкл.
2. Источник питания постоянного тока БI-7
А. Основные технические характеристики
Диапазон стабилизированных напряжений . |
0—3 0 в |
Допустимый ток нагрузки................................ |
3 а |
Нестабильность выходного напряжения при |
менее 0,03% |
изменении напряжения сети на ±10% . . |
|
Максимальные пульсации................................ |
менее 1 м в |
Нестабильность выходного напряжения при |
менее-}- 0,1% |
изменении тока нагрузки 0—3 а .............. |
Рис. 125. Внешний вид источника питания Б1-7.
207
Б. Описание прибора
Внешний вид прибора Б1-7 приведен на рис. 125. Прибор состоит из си лового трансформатора, выпрямителя с регулирующим элементом, основного и вспомогательного стабилизаторов, блока защиты, усилителя обратной связи, источника опорного напряжения и схемы сравнения.
В. Порядок работы с прибором
1. Проверить заземление прибора.
2.Установить ручки Установка выходного напряжения V в крайнее ле вое положение.
3.Подсоединить схему.
4.Включить прибор в сеть, для чего тумблер Сетъ ставится в верхнее
положение, при этом загорается |
лампочка |
Сеть. |
||
5. |
Ручками Установка выходного напряжения V устанавливается тре |
|||
буемое |
напряжение. |
устройство. |
||
5. |
Подсоединить |
запитываемое |
||
6. |
Допускается |
отключать прибор без |
снятия выходного напряжения. |
|
§9. Функциональные узлы и модули коаксиальных и волноводных трактов измерительных приборов
1.Развязывающие волноводные аттенюаторы Д5-1, Д5-21, Д5-24
А. Основные технические характеристики
Диапазон частот: |
8,3—11,55 |
|
|
для Д 5 -1 * .................................................. |
Г га, |
|
|
для Д 5 - 2 1 .................................................. |
8,3 —11,55 |
Г г ц |
‘ |
для Д 5 - 2 4 .................................................. |
2,6—4 Г г ц |
|
|
Начальное ослабление................................................ |
|
I |
д б |
Наибольшее ослабление.................................... |
3 0 д б |
|
|
Наибольшая допустимая мощ ность..................... |
0,5 |
вп г |
|
КСВ в полосе частот........................................... |
не более |
1,2 |
|
Размеры ВЧ-тракта: |
|
|
23x10м м |
для Д 5 -1, Д5-2І |
72x34м м |
||
для Д5-24 ....................................................... |
|
||
* Д5-1 — комплект волноводных |
элементов, состоящий |
из |
|
трех аттенюаторов, трансформатора |
полных сопротивлений и |
||
детекторной секции. |
|
|
|
Б. Описание прибора
Конструктивно аттенюатор представляет собой отрезок прямоугольного волновода, внутри которого параллельно узким стенкам установлена фарфо ровая пластинка с косыми срезами на обоих концах, покрытая поглощаю щим слоем. Пластинка установлена с помощью диэлектрических стержней, проходящих через отверстия в узкой стенке волновода и связанных с меха низмом перемещения. При перемещении пластинки от узкой стенки к средней
плоскости волновода затухание, вносимое |
аттенюатором, возрастает. |
Величина затухания определяется по шкале |
с помощью указателя, шкала |
которого имеет две системы делений: внешняя шкала с малыми делениями предназначена для установки ослабления с помощью градуировочного графи
ка, а |
внутренняя шкала служит для ориентировочной установки ослабле |
|
ний в |
децибеллах. |
|
|
2. Развязывающий коаксиальный аттенюатор Д5-17 |
|
|
А. Основные технические характеристики |
|
|
Диапазон частот.................................................. |
1,5—3 Г г ц |
|
Пределы изменения ослабления...................... |
1—30 д б |
|
Наибольшая допустимая мощ ность............... |
1 вп г |
|
КСВ............................................................................ |
не более 1,3 |
|
Сопротивление В Ч -тракта................................ |
50 о м |
208
Б. Описание прибора
Аттенюатор состоит из отрезка полосковой линии, внутрь которой вво дятся две пластины из поглощающего материала. Для определения ослаб ления, зависящего от степени погружения пластин между центральным и внешним проводниками полосковой линии, фиксируется показание шкалы прибора. Затем найденное показание с помощью графика, нанесенного на передней панели, переводится в величину ослабления. График имеет две кривые, соответствующие крайним и средней частотам рабочего диапазона.
3. Поляризационный волноводный аттенюатор Д5-33
А. Основные технические характеристики
Диапазон частот................................................... |
8,24—12,04 Г г ц |
|
Начальное ослабление.............................................. |
0,5д б |
|
Наибольшее ослабление: |
|
60д б |
калиброванное...................................................... |
|
|
некалиброванное................................................... |
не хуже |
80д б |
Погрешность.......................................................... |
1,5% |
|
Наибольшая допустимая мощ ность.............. |
0,75 |
в т |
КСВ в полосе частот............................................ |
1,15—1,20 |
|
Размеры ВЧ-тракта........................................... |
23x10 м м |
|
Б. Описание прибора
Принцип действия аттенюатора пояснен на рис. 126. Аттенюатор состоит из трех секций волновода круглого сечения. Крайние секции / и III закреп лены неподвижно, а средняя (секция II) может поворачиваться вокруг про-
Рис. 126. Схема аттенюатора Д5-33 (а) и векторные диаграммы напряженности электрического поля в се чениях А (б) и Б (в).
дольной оси. Внутри каждой секции имеются поглощающие пластины, при чем пластины крайних секций расположены в одной плоскости. В волново-
209