2.1 Панорамный метод исследования параметров четырехполюсников

К панорамным измерителям относятся приборы, позволяющие производить визуальное наблюдение на экране осциллографического индикатора зависимости (панорамы) исследуемой характеристики четырехполюсника от частоты измерительного сигнала в заданном диапазоне частот и измерение ее параметров. Как видно из определения, основными функциональными узлами панорамных приборов являются генератор качающейся частоты (ГКЧ), с помощью которого создается частотная ось панорамы, и осциллографический индикатор, в качестве которого используется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). Наиболее часто панорамные приборы используются для исследования АЧХ и ФЧХ пассивных и активных ЧП с сосредоточенными или распределенными постоянными.

Структурная схема панорамного измерителя АЧХ и ФЧХ ЧП представлена на рисунке 2. ГКЧ является источником измерительного сигнала, выходной сигнал которого разделяется с помощью делителя на опорный и измерительный сигналы. Измерительный сигнал подается на вход исследуемого ЧП, выходной сигнал которого совместно с опорным сигналом детектируется амплитудным или фазовым детектором (в зависимости от вида измеряемой характеристики) и поступает на вход усилителя вертикального отклонения (УВО), управляющего отклонением луча ЭЛТ по вертикали.

Отклонение луча ЭЛТ по горизонтали осуществляется выходным сигналом генератора линейно-изменяющегося напряжения (ГЛИН), усиленного с помощью усилителя горизонтального отклонения (УГО). Перестройка частоты выходного сигнала ГКЧ также осуществляется выходным сигналом ГЛИН, что обеспечивает создание частотной оси панорамы, линейный частотный масштаб и одинаковую яркость свечения всех участков наблюдаемых АЧХ и ФЧХ.

Часть выходного сигнала ГКЧ подается также на цифровой частотомер, работающий в зависимости от режима измерения (анализ АЧХ и ФЧХ или измерение ослабления А_х и фазовых сдвигов φ_х) в режимах ручного или автоматического запуска соответственно. Использование цифрового частотомера обеспечивает измерение частоты выходного сигнала ГКЧ в характерных частотных точках АЧХ или ФЧХ.

Рисунок 2

Амплитудный детектор при реализации алгоритма (2) обеспечивает преобразование отношения напряжений выходного и входного сигналов ЧП в пропорциональное этому отношению напряжение с последующим его детектированием пиковым детектором. В этом случае амплитудный детектор представляет собой совокупность последовательно соединенных измерителя отношения напряжений и пикового детектора.

При реализации алгоритма (5) амплитудный детектор представляет собой совокупность логарифмических усилителей, детекторов и схемы вычитания. Устройство и принцип действия такого детектора подробно рассматривается при рассмотрении структурной схемы прибора Х3-12 (п. 3 приложения 1 настоящих методических указаний).

Фазовый детектор преобразует фазовые сдвиги между опорным и измерительным сигналами, вносимые исследуемым ЧП на различных частотах, в пропорциональное им напряжение.

Более подробно панорамные методы исследования АЧХ и ФЧХ ЧП, а также реализующие их приборы рассмотрены в /1 - 3/.

2.2 Импульсный метод измерения параметров линий связи

Импульсный метод измерения параметров линий связи основывается на явлении отражения электромагнитных волн в местах изменения волнового сопротивления линии.

Принцип импульсных измерений заключается в том, что в исследуемую линию подаются короткие зондирующие импульсы напряжения, которые при распространении по линии частично или полностью отражаются от различных неоднородностей (короткое замыкание, обрыв, изменение волнового сопротивления, уменьшение сопротивления изоляции и т.п.). Отраженные сигналы возвращаются к источнику зондирующего сигнала и наблюдаются на экране ЭЛТ, образуя рефлектограмму исследуемой линии. По положению отраженных сигналов относительно фронта зондирующего сигнала определяют расстояние до неоднородности по формуле

(6)

где - скорость распространения электромагнитной волны в линии;

с - скорость света;

ε - диэлектрическая проницаемость материала линии; t₃ - время запаздывания.

Уменьшение V по отношению к скорости света С характеризуется коэффициентом укорочения электромагнитной волны . Значения γ для различных типов кабелей приводятся в справочной литературе.

Величина неоднородности характеризуется коэффициентом отражения ( - амплитуды отраженного и зондирующего сигналов), знак коэффициента отражения определяет характер неоднородности. Сохранение знака отраженного сигнала свидетельствует о возрастании сопротивления в месте отражения, а изменение знака - об уменьшении сопротивления. Например, при Г = +1 - в линии обрыв; при Г = -1 - линия замкнута накоротко.

В качестве примера на рисунке 3,а приведена эквивалентная схема разомкнутой линии передачи длиной l_л с плохим контактом (R₁) на расстоянии l₁ и утечкой (R₂) на расстоянии 1₂, а на рисунке 3,б изображена рефлектограмма этой линии при зондировании ее коротким видеоимпульсом.