13-3. ИЗМЕРЕНИЕ СОБСТВЕННОГО ОСЛАБЛЕНИЯ

При измерении собственного ослабления четырехполюсника его входное и выходное сопротивления должны быть согласованы с сопротивлениями генератора и нагрузки, т. е. его выходные зажимы должны быть соединены с нагрузкой а выходное сопротивление генератора должно быть равно входному сопротивлению четырехполюсника: Если первое требование почти всегда выполняется, то для удовлетворения второго часто приходится включать между генератором и входом измеряемого четырехполюсника согласующие элементы (устройства).

Метод отношения напряжений. Измерение собственного ослабления четырехполюсников с сосредоточенными параметрами выполняют по схеме, приведенной на рис. Напряжение и ияъп измеряют электронными вольтметрами с высокими входными

сопротивлениями. Значение собственного ослабления вычисляют поформуле

При равенстве входного и выходного сопротивлений формула (13-7) упрощается:

Измерение собственного ослабления линии передачи с распределенными параметрами можно свести к измерению ее затухания. Это удобно при измерениях в кабелях или двухпроводных линиях передачи с малыми потерями.

Рис. 13-6. Схемы измерения собственного ослабления методом отношения напряжений

Напряжения на входе и выходе линии (рис. 13-6, б) измеряют в режиме холостого хода, когда соотношение между ними определяется следующей формулой: где коэффициент распространения данной линии. Отношение действующих значений напряжений

Это отношение является функцией частоты, так как где фазовая скорость распространения;

Изменяя частоту, можно определить минимальные и максимальные значения отношения (13-8), которые получаются при или соответственно. Подставляя в (13-8) получаем

откуда

или, при

откуда

Процесс измерения заключается в плавном изменении частоты генератора при постоянном напряжении до получения максимального значения тогда

Погрешность измерения определяется погрешностью применяемых вольтметров и неточностью фиксирования максимального значения выходного напряжения.

Метод замещения. Для измерения собственного ослабления четырехполюсника с распределенными параметрами сравнивают значение ослаблений образцового аттенюатора и исследуемого четырехполюсника, включенных последовательно друг с другом в согласованном тракте.

Рис. 13-7. Схемы измерения собственного ослабления методом замещения

Метод замещения может быть реализован либо на СВЧ, либо на промежуточной частоте. Первый способ применяют тогда, когда оба четырехполюсника — исследуемый и образцовый — пригодны для работы на одной и той же частоте.

Метод замещения на рабочей частоте выполняется в следующем порядке. Собирают измерительную установку (рис. 13-7, а), состоящую из генератора работающего в нужном диапазоне двух каналов — верхнего — измерительного и нижнего вспомогательного; индикаторного устройства. Измерительный канал, куда входят образцовый аттенюатор и исследуемый четырехполюсник (штриховой прямоугольник) предварительно согласуют с помощью измерительной линии и согласующих устройств Затем без измеряемого четырехполюсника при закороченных разъемах полностью вводят ослабление образцового аттенюатора и, регулируя ослабление вспомогательного аттенюатора Атвсп и фазовый сдвиг фазовращателя добиваются нулевого показания на выходе индикаторного устройства, куда ходят направленный ответвитель детектор и нулевой индикатор И.

Не изменяя мощности генератора, присоединяют исследуемый четырехполюсник и, уменьшая ослабление образцового аттенюатора, восстанавливают нуль на шкале индикатора.

Собственное ослабление исследуемого четырехполюсника А где отсчеты ослаблений по шкале образцового аттенюатора, сделанные без четырехполюсника и с ним. Недостатком метода замещения при измерении на рабочей частоте является необходимость иметь набор образцовых аттенюаторов на различные частоты.

Метод замещения на промежуточной частоте позволяет измерять ослабление четырехполюсников на разных частотах, используя один образцовый аттенюатор промежуточной частоты (рис. Измерение выполняется в два этапа. Сначала схема уравновешивается без четырехполюсника регулировкой частоты гетеродина и фазового сдвига фазовращателями при минимальном ослаблении образцового аттенюатора; затем уравновешивание выполняется при включенном четырехполюснике, для чего нужно ввести дополнительное ослабление образцового аттенюатора. Разность отсчетов по его шкале равна собственному ослаблению измеряемого четырехполюсника. Применение фазовращателей позволяет получить на входах направленного ответвителя когерентные колебания промежуточной частоты, что значительно повышает чувствительность метода и точность измерения Погрешность метода замещения определяется линейной зависимостью между уровнем мощности СВЧ и амплитудой напряжения промежуточной частоты. Эта линейность обеспечивается характеристикой смесителей См, если сигнал гетеродина превышает сигнал СВЧ, по крайней мере, в десять раз. Практически это требование всегда выполняется.