3.2. Опис вимірювальної установки
Функціональну схему вимірювальної установки зображено на рис. 3.7.
Генератор Ганна, який являє собою відрізок прямокутного хвилеводу з розміщеними у ньому діодом і елементом настроювання, з'єднаним через узгоджувальну трьохелементну секцію і плавний хвилеводний перехід із затягуючим об’емиим резонатором. Режим живлення по постійному струму контролюється міліамперметром:і цифровим вольтметром. Секція "генератор – узгоджувальний пристрій – резонатор" з'єднана через вентиль, Е-трійник, атенюатор і вимірювальну лінію з навантаженням, яке являє собою тем місторний перетворювач ватметра потужності, що поглинається. Як індикатор використовується термісторний міст типу П2М-64. плеча Е-трійника через атенюатор і хвилеводно-коаксіальний перехід підключено електронно-лічильний частотомір.
3.3. Завдання на експериментальну і розрахункову частини
1. Зніміть вольт-амперну характеристику діода Ганна.
2. Одержіть експериментальну залежність вихідної потужності та частоти генерації від напруги живлення діода.
3. Розрахуйте потужність, що споживається, і коефіцієнт корисної дії у діапазоні зміни напруги живлення (від 6,5 до 8,5 В).
4. Зніміть характеристику затягування частоти генератора об'ємним резонатором при зміні його настроювання.
5. Одержіть залежність рівня вихідної потужності генератора від частоти настроювання стабілізуючого резонатора, тобто від положення елемента настроювання резонатора, при його пересуванні в бік збільшення і зменшення резонансної частоти.
6. Визначіть КСХ у тракті при вихідній потужності від 7 до 1 мВт і настроюванні стабілізуючого резонатора на резонансну частоту.
3.4. Порядок виконання роботи
1. Підготувати вимірювальну апаратуру до роботи:
- встановити ручки регулювання U та І блока живлення в крайнє ліве положення, перемикач меж'вимірювання мосту вимірю вача потужності – в положення "Выкл.";
- атенюатор Д5-5 встановити в положення максимального загасання;
- увімкнути вентилятор обдуву секції генератора.
2. Увімкнути тумблер "Сеть" всіх вимірювальних приладів і прогріти їх протягом 30 хв.
3. Встановити перемикач меж вимірювань ватметра в положення, яке відповідає верхній межі вимірювань. Користуючись ручками "Установка нуля", встановити нуль ватметра (при повні відсутності НВЧ сигналу на вході перетворювача).
При вимірюваннях на межах, менших від 5 мВт, необхідно попередньо встановити нуль на межі 5 мВт, після чого ввімкнути послідовно межі 1,5; 0,5; 0,15 мВт з добалансуванням мосту ручками "Установка нуля" і "Точно".
4. Для зняття вольт-амперної характеристики діода Ганна ручку і блока живлення повернути приблизно на 1/8 оберта вправо і ручкою U встановити робочу напругу 8,5 В i робочий струм 430 А. Переконавшись у наявності генерації по частотоміру і ватметру, зняти вольт-амперну характеристику в межах 2...8,5 В.
5. При зміні вихідної потужності слід пам'ятати, що термісторний перетворювач М5-42 мав максимальний рівень вимірювання потужності не більше 10 мВт. Тому введення необхідного загасання атенюатором Д5-5 ОБОВ'ЯЗКОВЕ. При використанні атенюатора потужність, що вимірюється, можна розрахувати за формулою:
де Pвідрах – потужність, яка визначається за шкалою мосту; В
Κеф – коефіцієнт ефективності перетворювача (для перетворювача М5-42 Κеф= 1 ± 0,05);
Pвим – послаблення атенюатора.
Виміряти частоту ЕЛЧ 43-38, для чого встановити:
- перемикач "Род работы" – в положення "Блок";
- перемикач "Аттенюатор" – в положення "Частота";
- ручку "Уровень" – в середнє положення;
- ручку настроювання перетворювача "ГГц" – в положення 8,5 ГГц.
Плавно обертаючи ручку настроювання перетворювача "ГΓц" (за годинниковою стрілкою), добитись максимального відхилення стрілки стрілочного індикатора настроювання, яке має бути не менше 20 мкА. За допомогою лімба приладу і цифрового табло частотоміра розрахувати частоту:
де f χ – частота, що вимірюється;
f пер – покази на лімбі блоку перетворювача;
fчacrn – різницева частота, виміряна частотоміром.