Лабораторная работа: Исследование характеристик многоплечих узлов СВЧ–трактов

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

- свободное положение маркера;

- слежение за максимальным уровнем;

- слежение за минимальным уровнем;

- слежение за заданным уровнем;

- слежение за максимальной разностью уровней;

- слежение за минимальной разностью уровней;

- слежение за заданной разностью уровней.

Свободное положение маркера. При установке нового маркера создаётся маркер со свободным (произвольным) положением на оси частот. Частота может задаваться тремя способами: перемещением маркера «мышью»; двойным щелчком по отображаемому значению частоты и редактированием или в диалоге «Свойство маркера». Если требуется переместить окно вывода маркерных значений только по вертикали, нажмите клавишу «Shift» на клавиатуре и переместите с помощью «мыши».

Следящие маркеры от кадра к кадру меняют своё положение по оси частот - следят по заданному критерию. Автоматическое перемещение маркера ограничено диапазоном, указанным в диалоге «Свойства маркера» (рис. 25). В этом же диалоге задаются привязка к одной или нескольким трассам и критерий слежения: поиск минимума, максимума или заданного значения в указанной трассе или разницы между трассами. При поиске минимума или максимума в трассе существует возможность поиска точки, отличающейся от найденного экстремума на заданное число децибел, слева или справа от экстремума. Эта возможность позволяет вычислять разнообразные параметры цепей, связанные с полосой частот.

Например, на рис. 24 маркеры 0 и 1 следят за максимумом -3 дБ АЧХ полосового фильтра. Связь между маркерами 0 и 1 отображает полосу пропускания фильтра по уровню -3 дБ.

Маркеры 2 и 3 следят за максимумом -50 дБ. В связи между маркерами 2 и 3 вычисляется отношение полосы между маркерами 2 и 3 к полосе между маркерами 0 и 1. В результате получаем коэффициент прямоугольности фильтра.

Пункт «Слежение» в контекстном меню маркера по умолчанию выбран. Это означает, что после задания необходимых параметров (критерия слежения и трассы) маркер перейдёт в режим слежения. Если задать параметры слежения при сброшенном пункте «Слежение», то маркер выполнит однократный поиск в текущем кадре, переместится на новую позицию и перейдёт в «Свободное положение».

При выборе пункта «Автопоиск» в контекстном меню маркера меняется его поведение при перемещении «мышью». Следящие маркеры, до этого не реагировавшие на попытки перемещения, становятся подвижными. Нажав левую кнопку «мыши» можно подвести маркер к другому экстремуму и отжать кнопку - отпустить маркер. После отпускания маркер найдёт ближайший к новому положению экстремум (при условии, что маркер был привязан к одной из трасс) и перейдёт в режим слежения за ним. При необходимости он поменяет критерий слежения на поиск минимума или максимума, а также изменит диапазон поиска экстремума, чтобы исключить более значимые экстремумы. Диапазон слежения выделенного маркера отмечается жёлтой линией на оси частот.

При перемещении маркера мышью на трассе появляются жёлтые треугольники, обозначающие локальные минимумы и максимумы, как показано на рис. 26. Для перемещения маркера в режиме «Автопоиск» можно использовать клавиши «<», «>» на клавиатуре. Стрелка влево переместит к левому ближайшему экстремуму, стрелка вправо - к правому.

Рис. 26. Маркер в режиме «Автопоиск».

При сброшенном пункте «Слежение» и установленном пункте «Автопоиск» маркеры находятся в «Свободном положении» и при попытке перемещения «притягиваются» к ближайшему экстремуму. Аналогично работают и клавиши «<», «>» на клавиатуре.

Кроме стрелок влево и вправо для выделенного маркера, отличающегося более светлым фоном номера, существуют следующие комбинации клавиш:

Ctrl+v - скрыть / отобразить;

Ctrl+a - включить / выключить «Автопоиск»;

Ctrl+t - выключить «Слежение»;

Ctrl+1 - привязка к левому каналу индикации;

Ctrl+2 - привязка к правому каналу индикации.

Связи между маркерами. Если нажать левую кнопку «мыши» над значком, обозначающем тип маркера, перевести курсор к другому маркеру и отпустить кнопку «мыши», то создастся связь между маркерами - горизонтальная черта (рис. 23), над которой отображается некоторое значение. В только что созданной связи это разница частот в связанных маркерах. После щелчка правой кнопкой «мыши» по связи появляется контекстное меню, позволяющее изменить свойства связи или удалить её. Диалог свойств связи маркеров, приведённый на рис. 27, позволяет задавать арифметическое выражение, вычисляющее отображаемое над связью значение.

Арифметическое выражение можно набрать в поле «Выражение» или выбрать двойным щелчком «мыши» по элементу списка в верхней части диалога. Текст арифметического выражения не должен содержать пробелов, все буквы кириллицей.

Рис. 27. Свойства связи маркеров.

Допускается использование следующих операторов (в порядке убывания приоритета):

^ - возведение в степень;

*, / - умножение и деление (имеют равный приоритет, выполняются слева на право);

+, - - сложение и вычитание.

Для изменения последовательности выполнения операций используются круглые скобки.

Для изменения знака (унарный минус) следует использовать следующую конструкцию:

0-выражение.

Для вычисления абсолютного значения:

выражение^2^0.5,

т.е. возвести в квадрат, затем извлечь квадратный корень.

В качестве операндов в выражении могут использоваться:

численные константы (неотрицательные, дробная часть отделена точкой);

значения из связанных маркеров или любых других.

Маркеры обозначаются в соответствии их номерам: «м0» (буква «м» кириллицей), «м1», «м2» и т.д.

К маркерам, состоящим в связи, можно обратиться по именам «а» и «б». Причём «а» - это маркер с меньшим номером, а «б» - с большим. У каждого маркера доступны для чтения следующие поля:

арг - значение по оси абсцисс (частота для режима «Модуль КП и КО»);

Левый - значение трассы левого канала индикации;

Правый - значение трассы правого канала индикации;

Память1 - значение запомненной в памяти 1 трассы, аналогично для остальных запомненных трасс.

При возникновении ошибки в вычислениях - деление на ноль или отсутствие данных, выражение примет значение NAN (Not An Number), которое отобразится над связью.

После арифметического выражения, отделённые вертикальной чертой «|», могут следовать спецификаторы и комментарии. Определены следующие спецификаторы:

%зн - текущее значение выражения;

%ср - среднее за время измерения;

%ско - среднеквадратическое отклонение от среднего;

%мин - минимальное значение;

%макс - максимальное значение;

%выб - выборка (номер кадра).

Всё не совпадающее с перечисленными выше спецификаторами считается комментариями, которые выводятся без изменений. Выводимая спецификаторами статистика сбрасывается при старте измерений или после щелчка «мыши» по связи.

Печать отчётов. Создание и печать отчётов возможны в режимах «Измерение модуля КП и КО» и измерения динамических характеристик. Для создания отчёта следует нажать кнопку «Менеджер отчётов» (19 на рис. 10). Появится диалог, приведённый на рис. 28.

Менеджер отчётов позволяет выбирать ориентацию листа, вводить заголовок и примечания. Флажки в группе «Печать» определяют состав отчёта - графики, текущую дату, таблицы значений маркеров, связей и значений в указанных точках трассы. Значения маркеров, чтобы не затенять графики, печатаются в таблице.

Кроме маркеров в таблицу можно добавить в пустой строке значение частоты, тогда в остальных ячейках появятся значения соответствующих трасс.

Подготовленный отчёт можно напечатать (нажав кнопку «Печать»), предварительно посмотреть (нажав кнопку «Просмотр») или сохранить в HTML-файл (нажав кнопку «Экспорт в HTML»).

Рис. 26. Создание отчёта.

В языке описания гипертекстовых страниц - HTML, символ конца строки эквивалентен пробелу. Поэтому состоящие из нескольких строк комментарии, вписанные в текстовые поля, при чтении сохранённого HTML-файла отобразятся в виде одной строки. Чтобы этого не происходило, можно порекомендовать добавлять в конце строк HTML-тэг "<br>". Например, текст в поле «Доп. Информация» на рис. 22 должен быть следующим:

Изделие: ПФ № 12345<br>

Дата измерения: 1.05.2006.

При подключении к измерителю другой исследуемой нагрузки необходимо выполнить следующие действия.

Остановить измерения нажатием кнопки Стоп (9 на рис. 10) на панели инструментов. После остановки измерений генерация СВЧ колебаний прекращается.

При необходимости установить нужные значения на вкладке «Параметры прибора» (п. III.9), выполнить калибровку (п. III.10).

Присоединить к измерительному входу датчика КСВН новую исследуемую нагрузку.

Установить графические параметры, согласно указаниям п. III.11.

Приступить к измерениям, нажав кнопку Старт (10 на рис. 10).

При окончании работы с лабораторным макетом необходимо выполнить следующие действия.

Остановить измерения нажатием кнопки Стоп (9 на рис. 10) на панели инструментов. После остановки измерений генерация СВЧ колебаний прекращается.

Отжать кнопку включения СВЧ колебаний (5 на рис. 9)

Завершить работу программы управления измерителем Р2М.

Выключить выключатель питания (9 на рис. 9).

Выключить ноутбук.

III. Выполнение измерений.

Включить лабораторную установку согласно пунктам III.2 - III.7, выбрав режим работы «Модуль КП и КО».

Если необходимо, загрузить калибровочные данные детектора, согласно п. III.8.

Установить на вкладке «Параметры прибора» (рис. 19, п. III.9) частотный диапазон 8-12 ГГц, количество точек 501, выходная мощность 0 дБм.

В соответствии с п. III.10 произвести калибровку измерителя Р2М-18 в полосе частот 8 -12 ГГц для одновременного измерения модуля коэффициента отражения и модуля коэффициента передачи.

Собрать схему для измерения переходного ослабления и КСВ (рис. 7), включив в нее исследуемый направленный ответвитель.

Нажать кнопку Старт (10 на рис. 10) на панели инструментов. При этом на экране ноутбука можно наблюдать зависимость КСВ и коэффициента передачи от частоты в пределах заданного диапазона. Сохранить результаты измерений согласно п. III.13.

Собрать схему для измерения направленности (рис. 27), включив в нее исследуемый направленный ответвитель, согласно пункту III.14.

Выполнить действия, описанные в пункте IV.6, получив зависимость ослабления мощности между входным 1 и развязанным плечами 3 b31 от частоты.

В соответствии с указаниями пункта III.14 собрать схему для измерения КСВ и развязки (рис. 8), включив в нее исследуемый волноводный щелевой мост.

Выполнить действия, описанные в пункте IV.6.

В соответствии с указаниями пункта III.14 собрать схему для измерения неравномерности волноводного щелевого моста (рис. 28).

Выполнить действия, описанные в пункте IV.6, измерив b41.

В соответствии с указаниями пункта III.14 подключить детектор на выход плеча 2, а согласованную нагрузку на выход плеча 4.

Выполнить действия, описанные в пункте IV.6, измерив b21.

Рис. 27. Структурная схема лабораторной установки для измерения направленности направленного ответвителя.

Рис. 28. Схема для измерения неравномерности волноводного щелевого моста.

Повторить пункты IV.9 - IV.14, используя в качестве входного плеча 4 плечо волноводного щелевого моста.

IV. Обработка результатов измерений.

По экспериментально полученным частотным характеристикам рассчитать по (4) зависимость направленности от частоты и построить график.

По полученным характеристикам направленного ответвителя С, D и с определить:

частоту?, на которой получается наибольшая направленность D, и значения переходного ослабления C и КСВ на этой частоте;

полосу частот, в пределах которой с<1,5.

По экспериментально полученным частотным характеристикам b21 и b41 рассчитать по (8) зависимость неравномерности деления мощности R от частоты и построить график.

По экспериментально полученным частотным характеристикам Т, R, с исследуемого моста определить:

полосу частот, в пределах которой Т>20 дБ;

частоту, на которой неравномерность деления мощности R=0 дБ, и значения развязки Т и КСВ на этой частоте;

полосу частот, в пределах которой |R|<0,5 дБ;

полосу частот, в пределах которой с<1,5.

Источник: https://otherreferats.allbest.ru/download/1431107/