ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №7

ОТЧЁТ

ДИСЦИПЛИНА: МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ В ИНФОКОММУНИКАЦИЯХ

Тема: Измерения в цепях с распределёнными параметрами

 

 

Выполнили студенты гр. 33427/3 Д.А. Малов

А.С. Волков

 

Руководитель Е.Л. Свечников

 

 

«_____» ___________2016 г.

 

 

Санкт - Петербург

2016 г.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: знание устройств, применяемых в измерениях в цепях с распределёнными параметрами (панорамного измерителя КСВ и ослабления и измерительной линии); знакомство с методами измерений длины волны, КСВ, сопротивления нагрузки, потерь в линии передачи, коэффициент передачи четырёхполюсника; практические навыки измерений указанных величин; умение оценить погрешность измерений.

 

ХОД РАБОТЫ:

1. ИЗМЕРЕНИЯ НА ПАНОРАМНОМ ИЗМЕРИТЕЛЕ Р2-58.

1.1. Схема панорамного измерителя для измерения КСВ.

Структурная схема панорамного измерителя для измерения КСВ представлена на рис. 1.

Рисунок 1. Панорамный измеритель в режиме измерения КСВ

1.2. Установка заданного интервала частот и калибровка прибора.

Преподавателем был задан интервал частот F = 3,3 ÷ 5,5 ГГц.

1.3. Снятие зависимости КСВ от частоты для волноводной нагрузки.

В заданном в пункте 1.2 диапазоне частот зависимость КСВ согласованной волноводной нагрузки от частоты представлена на рис. 2.

Рисунок 2. Зависимость КСВ от частоты для согласованной волноводной нагрузки

 

Отдельно были сфотографированы участки графика. Уровень КСВ=1,15 на рис. 3 и уровень КСВ=1,3 на рис.4. Характерные точки обозначены на рисунках.

 

 

Рисунок 3. Уровень КСВ=1,15 на частоте 4,7 ГГц

Рисунок 4. Уровень КСВ=1,3 на частотах 4,6 ГГц и 4,8 ГГц

1.4. Наблюдение влияния скорости развёртки на результат измерений.

Опыт показал, что при более медленной развёртке искажений меньше.

1.5. Снятие зависимости КСВ от частоты для резонансного кольца.

В диапазоне частот F = 3,1 ÷ 4,3 ГГц зависимость КСВ резонансного кольца от частоты представлена на рис. 5. Характерные точки обозначены на рисунке.

 

Рисунок 5. Зависимость КСВ от частоты для резонансного кольца

1.6. Снятие зависимости КСВ от частоты для полосового фильтра.

В диапазоне частот F = 3,2 ÷ 5,6 ГГц зависимость КСВ резонансного кольца от частоты представлена на рис. 6. Характерные точки обозначены на рисунке.

 

Рисунок 6. Зависимость КСВ от частоты для полосового фильтра

 

1.7. Схема панорамного измерителя для измерения коэффициента передачи четырёхполюсника.

Структурная схема панорамного измерителя для измерения коэффициента передачи четырёхполюсника представлена на рис. 7. Прибор был настроен и откалиброван.

Рисунок 7. Панорамный измеритель в режиме измерения коэффициента передачи четырёхполюсника

1.8. Измерение модуля коэффициента передачи полосового фильтра и резонансного кольца.

В диапазоне частот F = 3,4 ÷ 4,7 ГГц зависимость модуля коэффициента передачи(S21) полосового фильтра от частоты представлена на рис. 8. Характерные точки обозначены на рисунке.

Рисунок 8. Зависимость модуля коэффициента передачи от частоты для полосового фильтра, дБ

В диапазоне частот F = 3,2 ÷ 5,6 ГГц зависимость модуля коэффициента передачи(S21) резонансного кольца от частоты представлена на рис. 9.

Рисунок 9. Зависимость модуля коэффициента передачи от частоты для резонансного кольца, дБ

 

2. ИЗМЕРЕНИЯ НА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЛИНИИ Р1-3.

2.1. Схема измерительной линии.

Устройство измерительной линии представлено на рис. 10.

Схема измерений на измерительной линии представлена на рис. 11.

Измерения производятся на заданной частоте F = 4,5 ГГц.

Рисунок 10. Устройство измерительной линии

 

Рисунок 11. Схема измерений на измерительной линии

2.2. Измерение длины волны на заданной частоте.

Измерение длины волны производится методом "вилки".

1 узел:

x1 = 37,5 мм (I = 2 мкА);

x2 = 42,5 мм (I = 2 мкА);

x0 = (x1 + x2)/2 = 40 мм.

2 узел:

x1 = 70,6 мм (I = 2 мкА);

x2 = 75,6 мм (I = 2 мкА);

x0 = (x1 + x2)/2 = 73,1 мм.

λ/2 = 73,1 - 40 = 33,1 мм.

λ = 66,2 мм.

2.3. Снятие детекторной характеристики индикаторной головки измерительной линии.

Детекторная характеристика - зависимость тока индикаторной головки от относительного напряжения в ИЛ : Iинд(Um(x)/Ummax). В измерительной линии, замкнутой на конце, устанавливается режим стоячих волн с известным законом распределения амплитуды вдоль линии.

Снимается зависимость Iинд(x), зависимость Um(x) вычисляется из формулы:

.

Зависимости Iинд(x) и Um(x) представлены ниже:

 

 

Данные для построения детекторной характеристики представлены в таблице 1.

Таблица 1. Данные для детекторной характеристики

Iинд(x), мкА	Um(x)/Ummax	Х, мм
	0,66
27,5	0,81
	0,30
83,5	0,94
	0,61
	0,35
	0,56
	1,00
2,5	0,32
29,5	0,77
	0,71
22,5	0,21
	0,28
	0,86
54,5	0,66

 

Ниже представлена детекторная характеристика:

2.4. Измерение затухания кабеля.

L = 4,9 м;

W = 50 Ом;

Ummax = 20,3;

Ummin = 9;

КСВ = Ummax/ Ummin = 20,25/9 = 2,3;

КСВ = cth(a*L), следовательно a*L = arccth(КСВ) = 0,5;

Затухание а = 0,5/4,9 = 0,1 (м ^-1)

2.5. Измерение комплексного сопротивления коаксиальной нагрузки.

W = 50 Ом;

КСВ = 53;

х1 = 128,5 мм.

Zн = 1113 + 19740*i (Ом).

ВЫВОДЫ: Мы изучили правила пользования панорамным измерителем и измерительной длинной линией, измерили на них различные параметры цепей с распределёнными параметрами, освоили навыки калибровки и настройки приборов для их правильной работы, вспомнили основные характеристики четырёхполюсников.