Архангельский М.В. 2154 л.р. 2
.pdf
Министерство цифрового развития, Связи и Массовых Коммуникаций Российской Федерации Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Московский Технический Университет Связи и Информатики» (МТУСИ)
Кафедра «Метрологии, стандартизации и измерений в инфокоммуникациях»
Лабораторная работа №2 «Поверка генератора высокой частоты»
по дисциплине: Метрология, стандартизация и сертификация
Выполнил: студент группы БСТ2154 Архангельский Максим Вячеславович Студенческий билет № ЗБСТ21001 Проверил:
к.т.н., доцент Шестаков Владимир Владимирович
Москва 2025
Цель лабораторной работы.
1.Приобретение практических навыков работы с генератором высокочастотных колебаний, селективным вольтметром и электронносчетным частотомером.
2.Изучение методов испытаний генератора ВЧ, предусмотренных ГОСТ
8.322-78.
3.Приобретение практических навыков поверки прибора.
1.Состав лабораторной установки.
Лабораторная установка содержит:
• Измерительный генератор высокой частоты (ГВЧ)
•Электронно-счетный частотомер (ЭСЧ)
•Универсальный вольтметр
•Селективный вольтметр (СВ)
•Электронно-лучевой осциллограф (ЭЛО)
•Блок коммутации (БК)
2.Текст задания и условие задачи
Задача:
0.Уровень сигнала 20 дБмкВ. Выразить в единицах измерения напряжения.
Вопрос:
1.Для чего при поверке генератора с помощью селективного вольтметра поочередно измеряют 1, 2, 3, 4 и 5 гармоники несущей частоты?
3.Выполнение лабораторной работы
Задача:
Чтобы выразить уровень сигнала в единицах измерения напряжения, нужно использовать формулу, связывающую уровень сигнала в децибелах (дБ)
с напряжением. Уровень сигнала |
в дБ можно рассчитать по следующей |
|
формуле: |
|
|
где: |
= 20 |
× log10 0 |
|
|
2 |
L — уровень сигнала в дБ, = 20 дБмкВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
U — напряжение в вольтах, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
U0 — опорноенапряжение(обычно 1 мкВили 1 |
|
10-6 В для уровней в дБмкВ). |
|||||||||||||||||
20 = 20 × log10 |
|
|
|
|
−6 |
|
|
|
|||||||||||
Подставим значения в формулу и решим |
уравнение для U: |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
× |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Разделим обе стороны на 20: |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
1 × 10 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
единицу−6 |
в знаменателе: |
|
|
|||||||||
|
1 = logуберем |
|
|
||||||||||||||||
Приведем к «нормальному виду», |
|
|
|
1 × 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Преобразуем логарифм в |
|
log10степени−6 = 1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
log |
|
(10 |
|
) = 1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Представим в виде положительной |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
эквивалентно x = ab |
|
|
10 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
log ( ) = |
, |
||
степень, используя тот факт, что |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||
Разделим обе стороны на 106: |
106 |
= 101 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
= 106 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Сократим дробь и воспользовавшись10свойствами степеней |
приведем к |
||||||||||||||||||
«нормальному виду»
= 1015 = 10−5 = 1 10−5
Таким10−5 образом, уровень сигнала 20 дБмкВ соответствует напряжению 1 Вольт.
3
Вопрос:
При поверке генератора с помощью селективного вольтметра поочередное измерение гармоник несущей частоты (1-й по 5-ю) выполняется
для следующих целей: |
|
|
|
1. |
Оценка |
качества |
сигнала |
Генератор должен выдавать сигнал с минимальными искажениями. Гармоники (частоты, кратные несущей) возникают из-за нелинейностей компонентов и ухудшают чистоту сигнала. Измерение их амплитуд позволяет определить уровень нежелательных искажений.
2. Расчёт коэффициента нелинейных искажений
Суммарный коэффициент гармонических искажений вычисляется на основе амплитуд первых нескольких гармоник. Обычно учитываются гармоники до 5-й включительно, так как их вклад наиболее значим, а высшие гармоники
часто имеют пренебрежимо малую энергию. |
|
|
3. |
Соблюдение |
нормативов |
Технические стандарты и спецификации часто регламентируют допустимые уровни гармоник. Проверка первых пяти гармоник обеспечивает соответствие генератора требованиям по электромагнитной совместимости (ЭМС) и качеству сигнала, в пример можно привести ГОСТ 8.314-78 или ГОСТ 16863-
71 |
|
|
4. |
Диагностика |
неисправностей |
Наличие аномально высоких гармоник определённого порядка может указывать на конкретные дефекты в схеме генератора (например, проблемы с фильтрацией, нелинейность усилителей).
5. Ограничения оборудования
Селективный вольтметримеетконечнуюразрешающуюспособностьиполосу пропускания.Измерениегармониквыше5-йможетбытьтехническисложным или менее точным, поэтому фокус делается на первых пяти.
4