Сайт юного электроника
Измерение импульсных приемников
Приемники сантиметровых волн, предназначенные для усилений коротких импульсов, были подробно исследованы в Лаборатории излучения. Большая часть измерений, которые будут описаны в дальнейшем, была разработана именно для этого класса приемников, и в некоторых случаях разработанная методика измерений применима только к этим приемникам.

Импульсным приемником является приемник, предназначенный для приема коротких импульсов энергии сантиметровых волн, усиления их и преобразования в усиленные сигналы низкой частоты, огибающая которых достаточно точно воспроизводит форму импульсов. Подобные приемники обычно строятся по схеме супергетеродинного типа.

В приемнике используются кристаллический смеситель в качестве первого детектора, гетеродин незатухающих колебаний сантиметровых волн, усилитель промежуточной частоты, работающий на обычных высоких частотах, и второй детектор, создающий импульсы постоянного тока. Эти импульсы воспроизводят форму огибающей импульсов высокой частоты со степенью точности, которая зависит от амплитудной и фазовой характеристик усилителя промежуточной частоты.

В частности, полоса принимаемых частот усилителя промежуточной частоты должна иметь ширину порядка - гц, где т - продолжительность импульса высокой частоты, выраженная в секундах. Цепи сантиметровых волн почти всегда обеспечивают полосу пропускания, более широкую, чем указанная, и не ограничивают точности воспроизведения всей системы.

Характеристика импульса. Для определения поведения приемника при воздействии на него импульсных сигналов необходимо знать полную амплитудную и фазовую характеристики приемника; следовательно, каждый приемник должен рассматриваться особо.

Однако основные положения могут иллюстрироваться одним примером. Обстоятельствами, требующими особого внимания, являются низкое выходное напряжение и большие искажения, которые имеют место в тех случаях, когда продолжительность импульса слишком коротка для полосы пропускания данного приемника. Возникновения подобных условий следует избегать при испытании приемников с импульсными сигнал-генераторами.

Измерения с помощью сигнал-генераторов с импульсной модуляцией: Испытания импульсных приемников чаете производятся с помощью сигнал-генераторов с импульсной модуляцией, так как в этом случае условия измерений наиболее близко подходят к действительным условиям работы приемников. Минимальный обнаруживаемый сигнал очень трудно определить и измерить, так как он существенно зависит от параметров приемника и опыта наблюдателя.

Поэтому желательно найти более точный критерий, которым можно было бы пользоваться при исследовании импульсных приемников с обычными осциллографическими индикаторами. Установлено, что таким наилучшим критерием является так называемый "касательный" сигнал. Касательный сигнал представляет собой сигнал, который сдвигает амплитуду наблюдаемых шумов на величину, равную их собственной амплитуде, что наблюдается с помощью осциллографического индикатора типа А. Совершенно очевидно, что выполнение этой операции требует от оператора опыта.

Несмотря на это, установлено, что результаты определения величины касательного сигнала, произведенные различными наблюдателями, хорошо совпадают между собой и что абсолютная величина касательного сигнала не является критической функцией различных параметров приемника. Имеются данные о производстве подобных измерений с радиолокационным приемником с полосой пропускания 4 мггц, к которому подводились прямоугольные импульсы продолжительностью 1 мксек с частотой повторения 1 000 импульсов в секунду.

В результате измерений установлено, что каждый из семи опытных наблюдателей может повторить измерения с касательным сигналом с отклонением от среднего значения, не превышающим 1 дб при различных положениях регулятора усиления приемника и различных яркостях изображения на экране индикатора. Помимо этого, было установлено, что уровень касательного сигнала совершенно нечувствителен к изменению частоты повторения импульсов в диапазоне.

Однако не имеется данных, позволяющих установить связь между уровнем касательного сигнала и произведением продолжительности импульса на полосу пропускания приемника. Сигнал-генераторы с импульсным выключением. Одной из основных трудностей, возникающих при проектировании сигнал-генераторов сантиметровых волн с импульсной модуляцией, является необходимость обеспечения постоянства напряжения импульса, подаваемого к генератору, если возникновение частотной модуляции в течение подачи импульса должно быть исключено.

Другая трудность заключается в измерении пиковой мощности. Это обычно выполняется с помощью генератора незатухающих колебаний, причем принимается, что пиковая мощность импульса равна мощности незатухающих колебаний, измеряемой путем использования термочувствительного элемента.

Если для обеспечения указанного условия не применяются особые схемы, то при этом измерении вносится погрешность. Но даже и при использовании подобных схем нельзя полностью доверять результатам этих измерений. Другим способом является измерение средней мощности импульса с помощью термочувствительного элемента и вычисление пиковой мощности импульса при заданных частоте повторения и продолжительности импульсов.

Обеспечить высокую точность подобного очень трудно, что обусловлено двумя причинами:
1) необходимостью определения точных значений продолжительности импульса, интервала между импульсами и точной формы импульса и
2) трудностью измерения средней мощности импульса вследствие ее незначительности. Эти проблемы удается разрешить путем использования сигнал-генератора с "импульсным выключением", который является генератором колебаний, генерация которого срывается с помощью импульсов, имеющих малую продолжительность по времени и некоторую частоту повторения.

Если генератором является рефлексный клистрон, то это осуществляется путем подачи к отражателю напряжения прямоугольной формы (того или другого знака), имеющего достаточную амплитуду для срыва колебаний, генерируемых лампой. К форме импульсов не предъявляется каких-либо особых требований; эти импульсы должны иметь лишь крутой фронт с обеих сторон.

Вследствие того, что время срыва колебаний генератора составляет лишь незначительную часть общего времени, мощность подобного устройства приблизительно равна средней мощности и, таким образом, эту величину легко измерить. Однако использование такого сигнал-генератора связано с рядом затруднений. Во-первых, происходит изменение характера шумов, обусловленное влиянием незатухающих сигналов, имеющих место в интервалах между импульсами.

Во-вторых, видеохарактеристики индикации отличаются от идентичных характеристик для положительного импульса как для интервалов между импульсами (вследствие того, что незатухающие колебания создают смещение, подаваемое ко второму детектору), так и в течение импульсов. Экспериментальных работ с сигнал-генераторами с импульсным выключением выполнено немного. Полученные результаты показывают, что касательные сигналы имеют приблизительно такую же пиковую мощность, как и в случае обычных генераторов с импульсной модуляцией.


Спонсор публикации:
© 2009-2012
Укажите ссылку на источник при копировании информации