3.5. Опишите компенсационный метод измерения фазового сдвига, область его применения, достоинства и недостатки. Какие нуль-индикаторы применяют в этом методе? Что такое фазовый детектор?

используется идеальный фазовращатель.

U_оп подается так, чтобы скомпенсировать U_изм.

Точность зависит от фазовращателя.

Достоинства: метод применяется на СВЧ, высокая точность измерения, сразу получаем значение фазового сдвига, легко автоматизировать

Недостатки: не получаем нужный сдвиг фаз=> переключаем в другое плечо=> усложнение схемы, ограниченный частотный диапазон

Область применения: на НЧ используются RC-фазовращатели, на ВЧ

Фазовый детектор- при подаче на вход напряжения на выходе получаем напряжение, пропорциональное отклонению фазы от номинального значения.

Требования к фазовращателю:

- при регулировке не должна меняться амплитуда вых. сигнала

- min 180° фазового сдвига

- фазовращатель должен быть отградуирован на рабочей частоте, т.к. у всех реактивных цепей фазовый сдвиг зависит от частоты

в качестве нуль-индикатора применяют осциллограф,

Применяются в основном на СВЧ (в качестве фазовращателя – отрезок линии передачи (меняют его электрическую или механическую длину), волновод с меняющейся шириной стенки, ФВ тромбонного типа).

На частотах ок. 100 МГЦ меняют именно механическую длину.

3.6. Опишите метод измерения фазового сдвига преобразованием во временной интервал и его реализацию в аналоговых и цифровых приборах.

Фазометр с преобразованием фазового сдвига во временной интервал. Подаваемые

напряжения преобразуются в короткие импульсы, которые переводят триггер из одного состояния в другое.

Магнитоэлектрический прибор показывает среднее значение тока: ;

Погрешность определяется погрешностью измерения среднего значения тока, нестабильностью напряжения питания тракта, случайными погрешностями при измерении.

3.7. Что такое цифровой фазометр с усреднением (интегрирующий фазометр), его достоинства и недостатки? По какой причине необходимо использовать усред­нение?

Интегрирующий фазометр – фазометр, результатом измерения которого является среднее значение измеряемого фазового сдвига за большое число периодов Т анализируемого гармонического колебания.

Достоинства: прямые измерения, нет зависимости от частоты, усреднение и сглаживание помех и нестабильностей.

Недостатки: на НЧ большое время измерения, необходим высокостабильный опорный генератор.

Усреднение необходимо использовать для снижения погрешности – усреднение результатов за промежуток времени, достаточно большой по сравнению с периодом используемых колебаний.

8. Какие методы измерения мощности радиосигналов используют в стандартных ваттметрах?.. Методы измерения мощности:

калометрический болометрический

• термисторный

• на диодных преобразователях на ПП диодах

• на термоэлектрических преобразователях

• на ваттметрах поглощающего типа

• на ваттметрах проходящей мощности

• на пондеромоторных явлениях

• при помощи датчиков основанных на эффекте Холла

По способу включения в передающий тракт различают ваттметры проходящего типа и поглощающего типа. В ваттметрах проходящей мощности в качестве первичного преобразователя используется устройство, позволяющее ответвлять от основного тракта передачи очень небольшую долю энергии. Отведенная часть энергии подается на вторичный преобразователь, откуда сигнал подается на функциональный преобразователь и, далее, на показывающее устройство. Ваттметр поглощающего типа, представляющий собой двухполюсник, подключается на конце передающей линии, и в идеальном случае в нем поглощается вся мощность падающей волны. Ваттметр проходящего типа часто выполняется на основе измерителя поглощающего типа, включенного в тракт через направленный ответвитель.

В специальной камере ВЧ сигнал подаётся на резистор с переменным сопротивлением, зависящим от температуры. Энергия ВЧ сигнала преобразуется в тепловую, которая воздействует на нелинейный элемент, изменяя его сопротивление. Сопротивление измеряется при помощи НЧ градуированного омметра.

Болометр - это тонкая нить или плёнка из металла с положительным температурным коэффициентом сопротивления. Достоинства: 1)металл обеспечивает высокую стабильность; 2)не требуется перекалибровка при смене болометра. Недостатки: 1)нить быстро перегорает; 2)низкая чувствительность

Термистор – объем полупроводникового вещества с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. Достоинства: 1)чувствительность выше, чем при использовании болометра 2)выше стойкость к перегрузкам. Недостатки: 1) ниже стабильность (т.к. сильно влияет внешняя температура)

Методы применяются для измерения высоких мощностей ВЧ и СВЧ сигналов, но позволяют измерять только среднюю мощность.

Источники погрешностей: 1)градуировка омметра и измерение сопротивления; 2)воздействие внешних температур; 3)потери энергии