Вимірювальна установка

Блок-схема вимірювальної установки зображена на рис.7.3. Джерелом НВЧ потужності є генератор 1. Потужність генератора через вентиль 2 та вимірювальну лінію 3 подається на резонатор 4.

Досліджуваний резонатор 4 виготовлено з відрізка хвилеводу перерізом 23 × 10 мм, закороченого з обох сторін. Торцева стінка, що примикає до вимірювальної лінії, має отвір зв’язку. Друга торцева стінка утворена рухомим короткозамикальним поршнем. Положення короткого замикання відраховується за лімбом поршня.

Рис. 7.3. Блок-схема вимірювальної установки

Завдання до експериментальної частини і порядок виконання роботи

1. Зібрати схему (рис.7.3) для вимірювання КСХ.

2. Підготувати до роботи й налагодити відповідно до інструкції генератор, вимірювальну лінію, мікроамперметр.

3. Знайти резонансну довжину резонатора для заданої викладачем частотиf₀ при коливаннях і, для цього потрібно:

а) настроїти генератор на частоту f₀ ;

б) установити короткозамикаючий поршень резонатора в положення, що зовсім не відповідає розрахованому значенню ;

в) установивши зонд вимірювальної лінії в положення мінімуму при розстройці резонатора, настроїти резонатор за допомогою поршня до отримання максимального показання мікроамперметра вимірювальної лінії.

Занотувати резонансне положення поршня .

4. Визначити коефіцієнт зв’язку резонатора при типах коливаньі:

а) виконавши п.1 а) – в) і переміщуючи зонд вимірювальної лінії дослідити поле в довкіллі для визначення характеру зв’язку, якщо при резонансі вмінімум напруги, то зв’язок менший критичного, у противному разі він більший критичного;

б) виміряти КСХН при резонансі й обчислити коефіцієнт зв’язку за формулою (7.17).

5. Визначити експериментально навантажену добротність при коливаннях і:

а) визначити положення деякого мінімуму стоячої хвилі у вимірювальній лінії при резонансі. Змінюючи положення поршня резонатора через 0,05 мм в обидві сторони від резонансного значення, відмітити відповідні величини зсуву мінімуму стоячої хвилі. Зсув мінімуму визначають методом “вилки”. Побудувати графік залежностівід зміщення поршня;

б) відрахувати за графіком на рис.7.2 значення для виміряного КСХН₀ при резонансі;

в) за допомогою побудованого графіка визначити 2·між точками, що відповідають додатним і від’ємним значенням величини, знайденої за графіком на рис.7.2;

б) перерахувати величину 2·у значення різниці частотза формулою

, (7.19)

і обчислити величину навантаженої добротності за формулою (7.18).

Контрольні запитання

1. Що таке об’ємний резонатор?

2. Чим відрізняються режими власних і вимушених коливань об’ємного резонатора ?

3. У чому полягає головна відмінність об’ємного резонатора як резонансної системи від коливального контуру?

4. Чим відрізняються резонансні й власні частоти об’ємного резонатора?

5. Які коливання об’ємного резонатора називаються виродженими?

6. Який тип коливань об’ємного резонатора називається основним?

7. Чому розподіл на типи коливань і призматичного резонатора є умовним?

8. Яка основна характеристика об’ємного резонатора?

9. Чому амплітуда коливань при резонансі реального резонатора не сягає нескінченності і чим визначається її скінчене значення?

10. Якими факторами визначається власна добротність резонатора?

11. Що характеризує коефіцієнт зв’язку резонатора?

12. Чому відрізняються добротності резонатора на різних типах коливань?

13. Як обчислити значення добротності резонатора за відомою резонансною характеристикою?

14. Як співвідносяться власна й навантажена добротності резонатора при критичному зв’язку?

Зміст звіту

1. Блок-схема вимірювальної установки з найменуванням блоків.

2. Результати розрахунків.

3. Експериментально визначені резонансні довжини резонатора для типів коливань і.

4. Значення коефіцієнтів зв’язку і.

5. Графіки залежностей .

6. Величини навантажених і власних добротностей з коливаннями і.

7. Порівняння теоретичних і експериментальних параметрів резонатора. Аналіз причини їх розходження. Відносна похибка експерименту.

Л а б о р а т о р н а р о б о т а № 8.