3.3. Классификация радиоизмерительных приборов по измеряемым величинам

В целом параметры интенсивности сигналов, информационные параметры, параметры трактов и антенн, параметры материалов характеризуются приблизительно более чем тридцатью физическими величинами, к которым относятся:

- частота;

- разность фаз,

- длительность импульса (период), время задержки, время нарастания;

- коэффициент амплитудной модуляции;

- коэффициент частотной модуляции;

- коэффициент нелинейных искажений;

- мощность;

- напряжение;

- ток;

- напряженность переменного электрического поля;

- напряженность переменного магнитного поля;

- плотность потока энергии;

- спектральная плотность мощности шумов;

- коэффициент шума;

- ток радиопомех;

- напряжение радиопомех;

- мощность радиопомех;

- сопротивление;

- емкость;

- индуктивность;

- добротность;

- модуль коэффициента отражения (коэффициент стоячей волны);

- фаза коэффициента отражения;

- ослабление (затухание), модуль коэффициента передачи;

- фаза коэффициента передачи;

- групповое время запаздывания;

- коэффициент усиления антенны;

- эффективная площадь (действующая высота) антенны;

- действительная и мнимая части комплексной диэлектрической проницаемости;

- действительная и мнимая части комплексной магнитной проницаемости.

Для измерения перечисленных величин разрабатываются, серийно выпускаются и находятся в обращении миллионы радиоизмерительных приборов. Одновременно выпускаются промышленностью до 700 различных типов РИП, а в обращении находятся до 2000 различных типов РИП (с учетом наличия уже снятых с производства, но еще находящихся в обращении).

Классификация и обозначения типов РИП устанавливаются специальным государственным стандартом ГОСТ 15094 "Приборы электронные радиоизмерительные. Классификация. Наименования и обозначения". В соответствии с этим стандартом все РИП подразделяются на группы, обозначаемые первой буквой, подгруппы в группе, обозначаемые цифрой, следующей за первой буквой и номером типа в подгруппе, обозначаемым цифрой через дефис после цифры подгруппы.

Группа приборов для измерения частоты и времени, которые обозначаются буквой "Ч", включает следующие подгруппы:

Ч1 - стандарты (эталоны) частоты и времени;

Ч2 - частотомеры резонансные (резонансные волномеры);

Ч3 - частотомеры электронно-счетные;

Ч5 - преобразователи частоты сигнала;

Ч6 - синтезаторы частот и умножители частоты;

Ч7 - приемники сигналов эталонных частот и сигналов времени (компараторы частот, синхрометры.

Группа приборов для измерения разности фаз и группового времени запаздывания, которые обозначаются буквой "Ф", включает следующие подгруппы:

Ф1 - установки или приборы для поверки измерителей разности фаз и группового времени запаздывания;

Ф2, ФК2 - измерители разности фаз;

Ф4, ФК4 - измерители группового времени запаздывания.

Группа приборов для наблюдения, измерения и исследования формы сигнала и спектра, которые обозначаются буквой "С", включает следующие подгруппы:

С1 - осциллографы универсальные;

С7, СК7 - осциллографы стробоскопические;

С8 - осциллографы запоминающие;

С9, СК9 - осциллографы специальные;

С2, СК2 - измерители коэффициента амплитудной модуляции (модулометры);

С3, СК3 - измерители девиации частоты (девиометры) и измерители коэффициента амплитудной модуляции;

С4, СК4 - анализаторы спектра;

С6, СК6 - измерители нелинейных искажений.

Приборы для импульсных измерений выделяются в особую группу ("И") ввиду широкого распространения таких измерений. Они предназначены для измерения таких параметров как амплитуда и длительность импульсов, длительность временных интервалов между импульсами, длительность фронтов и срезов импульсов, мгновенные значения в заданный период времени, неравномерность плоской вершины импульсов. Группа "И" включает следующие подгруппы:

И1 - приборы для поверки, градуировки, калибровки приборов для импульсных измерений;

И2 - измерители временных интервалов;

И4 - измерители параметров импульсов;

И9 - преобразователи импульсных сигналов.

Приборы для измерения напряжения (группа "В") обеспечивают измерение напряжений переменного и постоянного тока, измерение отношений напряжений, преобразование одного вида напряжения в другой, усиление малых напряжений, градуировку, калибровку, поверку измерителей напряжений и других электрических приборов. Приборы группы "В" подразделяются на девять подгрупп:

В1 - установки или приборы для поверки вольтметров. Они применяются также как источники калиброванных напряжений для градуировки вольтметров, усилителей, генераторов, осциллографов и т.д.;

В2 - вольтметры постоянного тока. Они имеют наиболее высокую чувствительность и цифровую индикацию;

В3 - вольтметры переменного тока, как аналоговые, так и цифровые. Это наиболее распространенные в радиоизмерительной технике приборы для измерения переменных напряжений (различной формы в диапазоне частот от единиц до 10⁹ Гц);

В4 - вольтметры для измерения амплитудных значений уровней одиночных, редко повторяющихся импульсов и импульсно-модулированных напряжений с длительностью от наносекунд до десятков миллисекунд;

В6 - селективные (избирательные) вольтметры, позволяющие раздельно измерять уровни каждой спектральной составляющей сигнала сложного спектра, что важно при выделении сигналов, разнесенных по частоте и различающихся по уровню. Селективные вольтметры часто входят в состав измерителей тока, напряжения и поля радиопомех;

В7 - комбинированные приборы, позволяющие измерять кроме напряжения, отношения напряжений, силу тока, сопротивление, частоту;

В8 - отдельная подгруппа, в которую входят измерители отношений переменных и импульсных напряжений, применяемые при измерениях нестабильности уровней, при регулировании радиоаппаратуры по коэффициенту передачи;

В9 - преобразователи напряжений. Эти приборы не имеют средств визуализации и применяются в совокупности с другими СИ.

В области сверхвысоких частот основными приборами для измерений интенсивности являются измерители мощности группы "М" - ваттметры СВЧ. Они применяются при экспериментальных исследованиях, регулировке, проверке, испытаниях источников СВЧ сигналов, усилителей СВЧ, передатчиков РЛС и других радиосистем. Группа "М" включает следующие подгруппы:

М1 - ваттметры СВЧ, предназначенные специально для градуировки других измерителей мощности;

М2 - ваттметры СВЧ проходного типа (ваттметры проходящей мощности);

М3 - ваттметры СВЧ поглощающего типа. Это наиболее многочисленная подгруппа. Эти приборы выпускаются для всех типов коаксиальных трактов, разрешенных к применению в радиоаппаратуре, для всех типов прямоугольных волноводов и на диапазон мощности от десятых долей микроватта до десятков киловатт средней мощности и до мегаватта в импульсе;

М5 - первичные преобразователи ваттметров СВЧ.

Для измерений интенсивности излучений в открытом пространстве применяют приборы группы "П". Группа "П" включает следующие подгруппы:

П1 - установки, формирующие поля с известной напряженностью Е и Н компонентов или поля с известной плотностью потока энергии;

П3 - измерители напряженности поля и плотности потока энергии;

П7, ПК7 - измерители слабых шумовых сигналов в открытом пространстве;

П5 - приемники для измерения слабых синусоидальных сигналов, применяемые в совокупности с измерительными антеннами подгруппы П6.

Приборы для измерений параметров цепей с распределенными и сосредоточенными постоянными образуют группы "Р", "Е", "Х", "Д". В области сравнительно низких частот для измерений параметров эквивалентной схемы пассивных двухполюсников применяют приборы:

Е1 - приборы и установки для поверки измерителей параметров цепей группы "Е";

Е3 - измерители индуктивности;

Е4 - измерители добротности;

Е8 - измерители емкости;

Е6 - измерители сопротивления, в том числе и на постоянном токе;

Е7 - универсальные измерители L, С, R параметров;

Х1 - измерители амплитудно-частотных характеристик радиоустройств;

Х5 - измерители коэффициента шума и коэффициента усиления.

Отношение амплитуд сигналов в цепях с распределенными постоянными наиболее точно измеряется приборами группы "Д":

Д1 - высокоточные установки для измерения ослаблений (поверочные);

ДК1 - комбинированные установки для измерений одновременно ослаблений и разности фаз;

Д2 - коаксиальные аттенюаторы с известным ослаблением, используемые в качестве мер;

Д3 - волноводные переменные аттенюаторы высокой точности используемые в качестве мер ослабления;

Д5 - волноводные аттенюаторы (развязывающие).

Наиболее широко распространены приборы для измерений параметров трактов и элементов с распределенными постоянными, которые относятся к группе "Р":

Р1 - измерительные линии для измерений коэффициента отражения или коэффициента стоячей волны (КСВН);

Р2 - панорамные (автоматизированные) измерители КСВН и ослаблений;

Р3 - измерители полных сопротивлений;

Р4 - измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения;

Р5 - измерители неоднородностей линий передачи.

В радиоизмерительной технике широкое применение находят многофункциональные комбинированные приборы, формирующие измерительные сигналы с заранее известными характеристиками и параметрами, притом известными с определенной погрешностью - ­измерительные генераторы группы "Г". Все генераторы подразделяются на следующие подгруппы:

Г1 - генераторы ВЧ и СВЧ;

Г2 - генераторы шумов;

Г3 – генераторы низких частот;

Г4 - генераторы радиовещательного диапазона, метрового, дециметрового, сантиметрового, миллиметрового диапазонов;

Г5 - генераторы импульсов;

Г6 - генераторы специальной формы импульсов (пилообразной, треугольной, с фазовой и частотной модуляцией и т.п.).

К универсальным радиоизмерительным приборам относят также измерительные усилители, то есть усилители с известным коэффициентом усиления:

У2 - селективные усилители;

У3 - высокочастотные усилители;

У4 - низкочастотные усилители;

У5 - усилители напряжения постоянного тока;

У7 - универсальные (широкополосные) усилители.

Кроме того в качестве вспомогательного оборудования при проведении испытаний, настройки, регулировки аппаратуры используются источники питания постоянного тока типа Б5.