Лабораторные работы 5 симестр / Распределительные системы / UMP_FVP_2

ся кнопка ―Записать измерения‖, а для возврата к предыдущему измерению — ―Предыдущее измерение‖.

Программа также предусматривает создание отчета. Отчет отображается в отдельном окне (рис. 3.33). Для того чтобы просмотреть отчет, необходимо проделать все измерения или загрузить их из файла.

Рис. 3.33 Окно отчета

Вокне отчета отображаются конечные и промежуточные величины. Также в этом окне показаны искомые значения: константа затухания (теоретическое и экспериментальное значение) и длина волны в линии. Кроме того, строятся графики распределения радиальной составляющей поля для двух различных значений длины волны на генераторе.

Вданном окне можно сохранить или загрузить результаты измерений. Для этого имеются соответствующие кнопки. Кнопка

71

―Новая работа‖ позволяет перейти к новой работе и проделать все измерения заново.

Порядок измерений

Перейдем непосредственно к измерению длины волны в однопроводной линии и измерению распределения радиальной составляющей электрического поля при помощи виртуальной лабораторной установки (рис. 3.31).

Для начала необходимо выставить длину волны на генераторе (30 мм). После этого следует определить минимум напряжения, которое отображается на соответствующем индикаторе. Передвигать зонд можно при помощи регулятора. Затем необходимо записать измерение для первой длины волны. Далее требуется найти еще один минимум, расположенный на расстоянии нескольких минимумов от первого, и записать его положение. Такие измерения следует проделать для 10 различных значений длины волны генератора.

Во втором задании необходимо измерить значение поля для различных положений зонда. Для начала следует выставить значение 30 мм на волномере, а затем измерить поле, передвигая зонд и записывая значения напряжений для 10 значений положения зонда. Теперь останется проделать еще 10 измерений для длины волны 40 мм, и можно перейти к отчету

3.17 Лабораторная работа №2 “Измерение полных сопротивлений методом длинных линий”

Порядок выполнения

1.Ознакомиться с работой генератора СВЧ и измерителя отношения напряжений, описанной в работе 1 и в руководствах по эксплуатации этих приборов. Ознакомиться с паспортом измерительной лини Р1-17.

2.К измерительной линии Р1-17 подключить генератор и измеритель отношения напряжений. К соединителю "розетка" измерительной линии подключается нагрузка (режим несогласованной нагрузки). В качестве нагрузки предлагается установить разомкнутую линию, которую необходимо найти из предложенного набора линий.

72

3. Выставить на генераторе рабочую частоту 2500

(2600) МГц.

Рис. 3.34. Блок-схема экспериментальной установки

1)Генератор

2)Разветвительное устройство (аттенюатор, ослабитель)

3)Измерительная линия

4)Измеритель отношений напряжений

4.Найти местоположение узла стоячей волны (положение минимума и максимума разомкнутой линии).

5.С помощью измерителя отношения напряжений определить узел (минимум и максимум) стоячей волны в лини и снять результаты, а с помощью откалиброванной шкалы, нанесенной на измерительной линии, найти положения минимума и максимума волны.

6.К соединителю "розетка" измерительной линии подключить короткозамкнутую нагрузку. Как в пунктах 4,5 найти местоположение узла стоячей волны (положение минимума и максимума).

Определить расстояние x , на которое сместилось положение минимума (максимума) волны (в направлении нагрузки или генератора).

7.Измерения в пунктах 2—6 повторить несколько раз и результаты усреднить.

8.Определить KСВН по формуле:

	КСВН	Umax	(3.108)
		Umin

9.Определить длину волны в измерительной линии:

73

	4( xmax хmin )			(3.109)
Найти отношение	х
10. По диаграмме Смитта определить значения		R	и		X	, а
		Zв			Zв

также рассчитать значение полного сопротивления линии по формуле:

	R		X
Z		i			Z	в	( R iX ),
	Zв
			Zв

Zв 50 Ом .

Оценить по модулю полное сопротивление линии.

11.Повторить пункты 2—10 для другой рабочей частоты генератора (2300 МГц).

12.Проанализировать полученные результаты.

74

Рис. 3.35. Диаграмма Смитта

75

Пример расчета

Пусть измерения в режиме несогласованной нагрузки дали такие результаты:

Max:	2,239 (139,85 мм)
Min:	1,237 (176,80 мм)
Измерения в режиме КЗ дали такие результаты:
Min:	0,023 (159,90 мм)
Тогда:

KСВН			2,239			1,81
			1,237
(176 ,8 139 ,85 ) 4 147 ,8 (мм)
xmin (176,8 159,9 ) 16,9 (мм)
xmin				16,9	0,114
			147,8
На диаграмме полных сопротивлений Смитта откладываем зна-
чения (	х	) и		KСВН . Значения активной и реактивной частей полного

сопротивления определяются однозначно диаграммой Смитта (необходимо учитывать, что значения активной и реактивной частей полного сопротивления нормированы на волновое сопротивление).

Получили:

Z 50 ( 0,96 i 0,15 )

или

Z 48 i 7,5 .

76

3.18Лабораторная работа №3 “Измерение параметров

высокочастотных линий”

Структурная схема прибора

В основе измерения лежит мостовой метод с фазочувствительными детекторами уравновешивания.

1— Реверсивный счетчик "АС"

2— Реверсивный счетчик "РС"

3— Генератор импульсов "АС"

4— Генератор импульсов "РС"

5— Фазовый детектор "АС"

6— Усилитель сигнала разбаланса

7— Фазовый детектор "АС"

Рис. 3.36. Блок-схема для измерения параметров высокочастотных линий

77

Питание моста осуществляется от генератора 1000 Гц. Напряжение разбаланса мостовой схемы через усилитель сигнала разбаланса поступает на выходы фазовых детекторов активной (АС) и реактивной (РС) составляющих. Опорные напряжения фазовых детекторов снимаются с мостовой схемы и выбираются такими, чтобы связь контуров уравновешивания была минимальной. Выходные напряжения разбаланса с фазовых детекторов подаются на реверсивные счетчики, управляющие состоянием органов уравновешивания мостовой схемы, и на генераторы импульсов, задающие скорость счета реверсивных счетчиков. Направление счета реверсивных счетчиков определяется знаком напряжения разбаланса фазового детектора, скорость счета — величиной этого напряжения. Чем дальше мост от состояния равновесия, то есть больше напряжение разбаланса, тем больше частот следования импульсов от генераторов АС и РС, тем больше скорость счета реверсивного счетчика и, следовательно, быстрее процесс уравновешивания моста. По мере приближения к балансу напряжение разбаланса уменьшается, вследствие чего замедляется скорость уравновешивания моста. Для пуска и остановки системы дискретного уравновешивания имеется вспомогательная система аналогового уравновешивания (САУ) плавно уравновешивающая мост в пределах ±0,6 единицы дискретности (на рис. 3.36 она для простоты опущена). При наличии разбаланса большего 0,6 единицы дискретности САУ находится в состояния ограничения и происходит дискретное уравновешивание моста. По достижении разбаланса, не превышающего ±0,6 единицы дискретности, САУ выходит из состояния ограничения и останавливает работу схемы дискретного уравновешивания моста.

Методика измерений

Измерения производят на коротких отрезках линий. На холостом ходу (дальний конец линий разомкнут) методом параллельного подключения измеряют С и сопротивление R. При коротком замыкании (дальний конец линии замкнут накоротко) методом последовательного подключения измеряют индуктивность) L и сопротивление r. Если длина линии l измерена в метрах, то погонные значения емкости и индуктивности определяются как

78

СП Сl , LП Ll ,

соответственно.

Проводимость на метр линии

Rl1

асопротивление на метр линии

rП rl

В данной работе требуется рассчитать волновое сопротивление линии

		LП	(3.110)
		CП

скорость распространения энергии в линии

	1	(3.111)

LП CП

и затухание b при частоте, на которой производились измерения

b	4,35	(			r	)[дб / м].	(3.112)
	l		R

79

Порядок измерений

1.Ознакомьтесь с принципом работы L,C,R-метра.

2.Откалибруйте прибор (см. паспорт L,C,R-метра)

3.В качестве пробных замеров измерьте емкость, индуктивность и сопротивление предлагаемых элементов как показано выше.

4.Измерьте длину линии (кабеля).

5.Определите погонные значения емкости, индуктивности и сопротивления линии.

6.Вычислите волновое сопротивление, скорость распространения электромагнитных волн в линии и затухание по формулам (3.110) — (3.112). При расчете затухания в формуле (3.112) значение

сопротивления принять равным R

7.Оцените погрешность измерений.

8.Пункты 2 — 7 повторите для всех имеющихся марок линий.

80