2. Средства измерений

Методические указания к разд. 2

Генератор измерительных сигналов представляет собой экрани­рованный источник радиотехнических сигналов частота, напряжение (мощность) и форма которых заранее известна.

По диапазону частот генерируемых сигналов измерительные ге­нераторы подразделяют на НЧ (20 Гц 200 кГц), ВЧ (30 кГц 30 мГц), СВЧ с коаксиальным выходом (30 мГц 1 ГГц), СВЧ с волноводным выходом ( > 10 ГГц). К НЧ генераторам относятся также генераторы ИНЧ, диапазон которых начинается с сотых долей герц.

По форме сигналов генераторы делят на генераторы гармоничес­ких сигналов, генераторы импульсов, генераторы шумовых сигналов, генераторы сигналов специальной формы и свип-генераторы (генера­торы качающейся частоты). На два класса: генераторы сигналов и генераторы стандартных сигналов. Последние отличаются меньшей погрешностью установки генерируемой частоты и возможностью получения очень малых значений калиброванных напряжений.

Генераторы выпускаются с плавным изменением частоты либо фик­сированной настройкой. По виду модуляции - разделяют на генерато­ры с амплитудной AM модуляцией, ЧМ - с импульсной, с час­тотной манипуляцией, с фазовой манипуляцией, с несколькими видами, с комбинированной модуляцией.

Основными параметрами генераторов являются погрешность уста­новки частоты, погрешность установки уровня выходного напряжения (или мощности), погрешность установки модуляции AM, ЧМ, ФМ.

В соответствии с этим установлено обозначение генераторов, которое должно состоять из условного обозначения параметров и класса точности по основным параметрам.

Более подробно разд. 2 можно изучить, проработав [6, с.133-163, 322-339].

3. Методы измерения электрических величин

3.1. Измерения силы тока и напряжения. Основные понятия. Классификация амперметров и вольтметров для измерения постоянного и переменного токов. Структурные схемы аналоговых и цифровых вольтметров. Области применения и метроло­гические характеристики. Структурные схемы амперметров. Области применения и метрологические характеристик.

3.2. Измерение частоты и сдвига фаз гармонических колебаний. Измерение частоты периодических колебаний. Определение и методы измерений. Измерение сдвига фаз. Общие положения и методы измерений.

3.3. Приборы для анализа характеристик сигналов Анализаторы гармоник и анализаторы спектра. Измерительные генераторы и их классификация.

3.4. Измерение параметров элементов и характеристик электро- и радиотехнических цепей. Измерение сопротивлений и переходных сопротивлений. Измере­ние индуктивности и взаимной индуктивности. Измерение емкости. Измерение полных сопротивлений. Измерение добротности. Измерение коэффициента передачи и амплитудно-частотных характеристик (АЧХ). Измерение переходных характеристик. Измере­ние коэффициента шума.

3.5. Измерение параметров электро- и радиотехнических материалов. Измерение диэлектрической проницаемости и тангенса угла по­терь диэлектриков. Измерение уровня пробойного напряжения и мощ­ности. Измерение параметров магнитных материалов.

Методические указания к разд. 3.1

Перед измерением тока (напряжения) необходимо иметь представ­ление о его частоте, форме, ожидаемом значении, требуемой точнос­ти измерения и о сопротивлении цепи, в которой производится изме­рение. Эти сведения позволяют выбирать наиболее подходящий метод измерения и измерительный прибор.

При изучении раздела основное внимание следует обратить на требования к вольтметрам (амперметрам), обеспечивающие минимальные погрешности, измерения и пути их реализации для различных структур­ных схем приборов.

Подробно разд. 3.1 можно изучить, проработав [6, с.75-128].

Методические указания к разд. 3.2

Измерение частоты и фазы относятся к числу наиболее распро­страненных радиотехнических измерений.

При изучении данного раздела основное внимание следует уде­лить реализации основных методов и схем проведения измерений. Дать оценку пределам измерений и различным составляющим погрешностей. Целесообразно провести анализ составляющих для конкретных мето­дов измерений. Например, резонансный метод измерения частоты, из­мерение разности фаз методом эллипса.

Разд. 3.2 можно изучить, проработав [3, с.272-306, 307-321].

Методические указания к разд. 3.3

Измерение спектра предусматривает определение большого числа гармонических составляющих, которое при исследовании непериодичес­ких сигналов стремится к бесконечности. Основа метода - разложение на спектр составляющих ряда Фурье.

Для определения спектра необходимо измерить амплитуду и час­тоту гармонических составляющих сигнала.

Последние можно измерять поочередно или одновременно. Первый способ последовательный, второй - параллельный.

Основные характеристики: разрешающая способность и время ана­лиза.

Методические указания к разд. 3.4

Цепи с сосредоточенными параметрами состоят из сопротивлений ( R ), индуктивностей ( L ) и емкостей ( С ). Для обработки этих элементов или их проверки следует измерять активное сопротивление R , реактивное X , полное Z , L ,С и М взаимную индуктивность.

Кроме того, часто измеряют потери в конденсаторах и доброт­ность катушек и контуров. Для этих измерений применяют методы вольтметра и амперметра, мостовой, резонансный и метод дискретного счета.

В повседневной практике радиоинженеру приходится сталкивать­ся с измерением характеристик цепей таких, как коэффициент пере­дачи и амплитудно-частотные характеристики, переходные характерис­тики, коэффициент шума.

Под коэффициентом шума четырехполюсника F понимают частное отношения мощности сигнала к мощности шума на входе и выходе четырехполюсника (Г всегда меньше единицы).

Подробно разд. 3.4 программы можно изучить проработав [6, с.199-220].