Лекция
Привет, Вы узнаете о том , что такое измерение рабочего затухания, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое измерение рабочего затухания, измерение усиления , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ.
Характеристическое затухание, для точного контроля которого необходимо соблюдать на всех частотах равенство ZH = Zс2, измеряется значительно реже, чем рабочее затухание, определяющее режим работы в заданных рабочих условиях.
Рабочие условия характеризуются сопротивлением генератора Z1 действующего на входе четырехполюсника, и нагрузочным сопротивлением Z2включенным на его выходе. Величина рабочего затухания ар есть результат сравнения (рис. 6.11) кaжущиxcя мощностей P1 и Р2, из которых первая берется при заданном генераторе с некоторой ЭДС Е и с некоторым внутренним сопротивлением Z1 на согласованной нагрузке, подключенной к нему непосредственно (рис. 6.11,а - случай, рассматриваемый как идеальный), а вторая мощность - на заданной нагрузке четырехполюсника Z2, если на его вход включен тот же генератор (рис. 6.11,б).
Так как в схеме 6.11,а U1 = E/2, то, выражая ар через соотношение напряжений, получим:
ap = ln|Е/2U2| + (l/2)ln|Z2/Z1| Нп,
ap = 20 lg|Е/2U2| + 10lg|Z2/Z1| дБ, (6.5)
Характеристические сопротивления четырехполюсника для измерения рабочего затухания знать нет надобности.
Рисунок 6.11 Мощности, сравниваемые при измерениях рабочего затухания:
а) Р1; б) Р2
Различают два основных метода измерения рабочего затухания:
1) метод «известного генератора», когда генератор с заданным внутренним сопротивлением Z1 и некоторой ЭДС Е (для линейных четырехполюсников безразличной) имеется в распоряжении измеряющего, и
2) метод эквивалентного генератора, когда требуемое значение сопротивления генератора Z1 при любом имеющемся источнике создается искусственно.
Рисунок 6.12 измерение рабочего затухания с помощью известного генератора.
а) Схема с «известным генератором», используемая, в частности, в измерительных пультах ЛАЦ, представлена на рис 6.12. Она дает возможность измерить ар как методом двух отсчетов по разности уровней, так и методом сравнения с затуханием магазина затуханий,
характеристическое сопротивление которого ZM = Z1. В первом случае
aP = p1-p2 + 101g|Z2/Z1|, (6.6)
где р1 - уровень, показанный измерителем уровня ИУ в нижнем положении ключа К на выходе магазина затуханий при нулевом значении его затухания (ам = 0), а р 2 - уровень, показанный на выходе четырехполюсника (в верхнем положении ключа К). Величина 101g|Z2/Z1| находится вычислением. Во втором случае, регулируя затухание магазина, добиваются равенства р1 = р2 и
aP = aм+101g|Z2/Z1|, (6.7)
Результаты измерений верны, если в нижнем положении ключа сопротивление ИУ ZИУ = Z1, а в верхнем Z'ИУ = Z2, т. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . е. заданному сопротивлению нагрузки. Когда нет возможности это сделать, следует изменить схему, включив на выход четырехполюсника заданное сопротивление нагрузки (а в случае необходимости и вместо магазина - заданное сопротивление генератора) и контролировать уровень р2 (а при необходимости и р1) при высокоомном сопротивлении ИУ.
В измерительных пультах ЛАЦ подобные схемы дают возможность измерить рабочее затухание при стандартных сопротивлениях 600, 135 и 75 Ом. В них при необходимости согласование ZM с Z1 или Z2 с ZM может
производиться с помощью имеющихся на лицевой панели пульта
согласовывающих трансформаторов (аТр) и звеньев (ас.зв), тогда:
аР = р1 - р2 + аТр + ас.зв + ам + 101g│Z2/Z1|, (6.8)
Величины атР и ас.зв указываются в паспортах пультов.
Измерения методом сравнения дают обычно более точные результаты, поскольку исключаются ошибки отсчетов по шкалам ИУ, да и класс точности МЗ обычно выше, чем ИУ.
б) Так как обычно Z1 и Z2 задаются чисто активными, то генератор, эквивалентный заданному с внутренним сопротивлением Z, может быть создан включением на выходе любого источника магазина затуханий с характеристическим сопротивлением ZM = Z1 при установке на нем
затухания порядка 20 дБ (и более). При таком большом затухании входное сопротивление магазина с обеих сторон с пренебрежимо малой ошибкой может считаться равным характеристическому. Правда, при этом существенно уменьшается снимаемое с выхода источника напряжение.
Широко распространенным другим способом получения эквивалентного генератора является так называемый метод Z (рис. 6.12).
Рисунок 6.12 Схемы, поясняющие получение генератора с заданным внутренним сопротивлением по «методу Z»
Сопоставляя схемы, приведенные на этом рисунке, нетрудно видеть, что если перед входом четырехполюсника включено сопротивление, равное Z1 то при равенстве U' = U = E токи, поступающие на вход четырехполюсника, и, следовательно, напряжения на его выходной нагрузке Z2 для всех этих схем окажутся одинаковыми (для первой схемы эти токи найдутся по закону Ома для всей цепи, а для второй и третьей - по закону Ома для участка цепи).
Таким образом, для создания заданных рабочих условий достаточно включить последовательно со входом четырехполюсника требуемое сопротивление генератора Z1, а за ЭДС принять напряжение U на выходе любого фактически действующего источника (перед включенным Z1), питающего созданную схему; на выходе же четырехполюсника надо включить заданное сопротивление Z2.
Схема измерений рабочего затухания по «методу Z», применяемая, главным образом, при измерениях отдельных элементов тракта, представлена на рис. 6.13. В нижнем изложении ключа высокоомный индикатор фиксирует напряжение U1 (или уровень напряжения p1) на выходе согласованно нагруженного магазина затуханий.
В верхнем же положении ключа контролируется напряжение U2 на заданной рабочей нагрузке четырехполюсника Z2. Если ам = 0, то U1 = Е/2 и
ap = 201g(U1/U2) + 10lg│Z2/Z1│ = p1 - p2 + 10lg|Z2/Z1|, (6.9)
Рисунок 6.13 Схема измерения рабочего затухания по «методу Z» с использованием магазина затуханий
Если измерения производились методом сравнения, то регулировкой затухания магазина Добиваются равенства U1 = U2(p1 = p2) и
aP = aM + 101g]Z2/Z1|, (6.10)
в общем случае
aP = p1 - p2 + aм + 10 lg|Z2/Z1|, (6.11)
Рабочее усиление Sp равно рабочему затуханию, взятому с обратным знаком.
Поэтому если измерять его по схеме рис. 6.11, поставив вместо ИЧ усилитель, то, используя два отсчета при ам = 0,
Sp = p2 - p1 - 10lg│Z2/Z1│, (6.12)
То же получили бы при использовании двух отсчетов по схеме рис.6.13 (при ам = 0).
|
Очевидно, что для использования в обеих схемах метода сравнения надо переставить магазины затуханий в другую ветвь схемы последовательно с измеряемым усилителем, чтобы усиление компенсировалось затуханием магазина и можно было бы получить р1 = р2. Поскольку, кроме того, величина ЭДС обычно должна быть ограничена так, чтобы ее значение не выходило за линейный участок амплитудной характеристики усилителя, то требуется учет и контроль величины ЭДС. В итоге из схемы, например, рис.6.11 получается схема рис. 6.14, для которой:
Sp = p2 - p1 + ам - 101g|Z2/Z1│, (6.13)
При этом, чтобы уровень на входе усилителя находился в прямолинейной части его амплитудной характеристики, величина ам должна быть выбрана с учетом напряжения на выходе генератора (обычно достаточно проверить последнее по индикатору выхода генератора).
Если оказывается возможным при этом сделать p2 = p1, то осуществляется метод сравнения и:
Sp = aм - 10lg│Z2/Z1│, (6.14)
Аналогично можно построить и схему для измерения усиления по «методу Z».
Следует обратить внимание, что SР не совпадает по определению (а стало быть, во многих случаях и по величине) ни с усилением по напряжению, ни с усилением по мощности, поскольку для их контроля задается только сопротивление нагрузки на выходе усилителя, а сопротивление генератора не учитывается (сравнивается выходное напряжение (мощность) со входным, но не с тем, которое было бы, если бы генератор работал непосредственно на согласованную с ним нагрузку).
Рисунок 6.14 Измерение рабочего усиления с помощью известного генератора
Информация, изложенная в данной статье про измерение рабочего затухания , подчеркивают роль современных технологий в обеспечении масштабируемости и доступности. Надеюсь, что теперь ты понял что такое измерение рабочего затухания, измерение усиления и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Комментарии
Оставить комментарий
МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ
Термины: МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ