Разработка программно-измерительного комплекса для контроля параметров СВЧ и ВЧ приборов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Октября 2011 в 13:53, дипломная работа

Краткое описание

Измерительная техника - один из важнейших факторов ускорения научно-технического прогресса практически во всех отраслях народного хозяйства.При описании явлений и процессов, а также свойств материальных тел используются различные физические величины, число которых достигает нескольких тысяч: электрические, магнитные, пространственные и временные;

Содержание работы

Содержание

Введение

1 Аналитический обзор литературы

2 Анализ патентной литературы

3.Описание комплекса.

4.Экспериментальная часть

Заключение

Библиографический список

Содержимое работы - 1 файл

Мой диплом11.doc

— 485.50 Кб (Скачать файл)

4.Способ измерения параметров сигналов телевизионного вещания относится к области контрольно-измерительной техники, телевидения и радиовещания и может быть использован для измерения и контроля качественных показателей телевизионного тракта и канала передачи звука, в том числе канала радиовещания. Реализация способа базируется на совместном использовании устройства ввода в ПЭВМ и аналого-цифрового преобразования ТВ- и РВ-сигналов, ПЭВМ и программного комплекса. Применение способа обеспечивает быстродействие измерений до получения результатов в реальном масштабе времени, высокую точность измерений, расширение номенклатуры измеряемых параметров и возможность дальнейшего расширения этой номенклатуры путем наращивания комплекса программ, наглядность отображения измеряемых параметров с возможностью их индикации на экране диспелея вплоть до восстановления аналоговой формы измеряемого сигнала посредством цифроаналогового преобразования. Способ обладает всеми этими преимуществами благодаря осуществлению на ПЭВМ программной реализации процессов управления, измерения и контроля за счет отказа от аналоговой обработки измеряемого сигнала, замены ее цифровой обработки и использованием всех преимуществ, предоставляемых цифровой вычислительной техникой.

5. Сущность изобретения: устройство содержит: 1 источник входных сигналов (1), 1 блок питания (2), 1 блок органов управления (3), 1 устройство коммуникации (4), блоки электрических схем (5), сменные накладные панели (6), 1 панель (7), контрольный гнезда (8), гнезда (9), 1 блок развертывания временной оси отображаемых сигналов (10), 1 блок защиты моделируемых узлов электрических схем от короткого замыкания (11), резисторы (12), 1 источник напряжения задания (13), 1 многоканальный осциллограф (14). 1-4-(5,6)-11-7-10-14, 7-14, 13-10, (2,3)-4. 2 ил. Изобретение относится к области обучающих устройств и может быть использовано для закрепления практических навыков работы с электрическими схемами.

6.Изобретение относится к сложным изделиям автоматики, вычислительной техники и может быть использовано в управляющих вычислительных комплексах, информационно-управляющих комплексах и автоматизированных системах управления технологическими процессами. Технический результат заключается в повышении достоверности функционального контроля за счет наличия функций самоконтроля и точности измерения в части учета сопротивления параллельно соединенных разомкнутых контактов. Технический результат достигается за счет того, что в устройство, содержащее распределитель управляющих сигналов, измерительный преобразователь, блок обработки, задатчик уставок, коммутатор и АЦП, введены измерительный источник питания постоянного напряжения, два измерительных преобразователя, два имитатора, два ключа, два управляемых делителя напряжения, неуправляемый делитель напряжения, блок связи, общая локальная шина устройства, соединенные комплексом соответствующих связей, что позволяет повысить эффективность и функциональную надежность систем автоматизации производства. 
 
 

1.Патент №2310874 . «Устройство для наблюдения  и измерения амплитудно-частотных  и фазовых характеристик.»

2.Патент №2022284. «способ определения комплексных  параметров свч-устройств»

3.Патент  №2169928. «устройство для измерения нагруженной добротности сверхвысокочастотного резонатора».

4.Патент №2107410. «способ измерения параметров  сигналов телевизионного вещания».

5.Патент №2067779 «учебный стенд по электронике».

6. Патент №2106679 «устройство контроля параметров»   
 
 

                                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Описание  лабораторного комплекса

 

Рис.6 Структурная  схема

Комплекс  состоит из следующих приборов:

1.Генератор  Г4-129

Работа генератора сигналов Г4-129 основана на принципе формирования выходного сигнала в диапазоне частот от 310 до 1200 МГц из сигнала задающего генератора на диапазон от 600 до 1200 МГц. Выходной сигнал задающего генератора поступает на два канала: канал формирования выходного сигнала генератора и канал встроенного электронного индикатора частоты. 
    В канале формирования выходного сигнала сигнал задающего генератора после предварительного усилителя (усилитель 0,6-1,2 ГГц) поступает через коммутатор на pin-диодах либо непосредственно на усилитель мощности 0,3-1,2 ГГц, либо через делитель частоты на 2. С выхода усилителя мощности 0,3-1,2 ГГц высокочастотный сигнал поступает на аттенюатор электрически управляемый (АРМ). После аттенюатора электрически управляемого высокочастотный сигнал фильтруется в блоке электрически коммутируемых фильтров нижних частот (ФНЧ). С выхода фильтров сигнал поступает на датчик уровня системы АРМ, затем через модулятор электрически управляемый и ступенчатый аттенюатор проходит на выходной разъем генератора. 
    Частотная модуляция сигнала осуществляется с помощью варикапа, включенного в задающий генератор. 
    Импульсная модуляция сигнала выполняется в модуляторе электрически управляемом. 
    Амплитудная модуляция производится в аттенюаторе электрически управляемом через систему АРМ. 
    В канале встроенного индикатора частота задающего генератора делится рядом последовательных делителей частоты на 128 и измеряется встроенным индикатором частоты.

2.ГНЧ  Г3-112

Основные  данные

Таблица 1.ТТХ Генератора

Диапазон  частот 10 Гц-10 МГц (6 поддиапазонов)
Основная  погрешность установки частоты 10 Гц - 1 МГц
Выходное  напряжение 5 В (50 Ом)
Ослабление  выходного напряжения 0-70 дБ с дискретностью  через 10 дБ (встроенным аттенюатором); - 40 дБ (внешним аттенюатором); -12 дБ (плавно регулируемое)
Изменение выходного напряжения при перестройке  частоты (относительно уровня напряжения на частоте 1 кГц) ±1,5 (20 Гц - 100 кГц); ±6 (100 кГц-10 МГц)
Коэффициент гармоник, %: 0,5 (20-200 Гц; 20-200 кГц); 0,3(200 Гц-20 кГц); 1 (200 кГц-1 МГц); 2.(1-2 МГц)
Параметры сигнала прямоугольной формы амплитуда (размах) 10 В (50 Ом); 
скважность 2; 
длительность фронта и среза 50 нс
Параметры сигнала на дополнительном выходе усилительного  блока (ГЗ-112/1): выходное напряжение (1000 Ом), В: 25 (10 Гц - 1 МГц), 20 (1 - 10 МГц); 
погрешность установки напряжения ±6%; 
коэффициент гармоник, %: 3 (10 Гц - 1 МГц), 5 (1-10 МГц)
 

3.Анализатор  спектра GSP-7830

    Анализатор  спектра GSP-7830 предназначен для измерений спектральных характеристик СВЧ-сигналов в отрасли теле- и радиовещания, связи и телекоммуникаций. Анализатор является полностью синтезированным, имеет низкий уровень собственных шумов и специально разработан для проведения измерений на СВЧ.

    В приборе имеются возможности, позволяющие проводить измерения быстрее и легче, это маркеры, измерения мощности, допусковые измерения, система запуска развертки и многооконный режим работы. Анализатор имеет батарейное питание и питание от источника постоянного тока, что делает его очень компактным, календарь, вход внешней опорной частоты. Дополнительно возможна установка следящего генератора и интерфейса КОП для связи с компьютером.

Полосы пропускания 9 кГц и 120 кГц совместно с квазипиковым детектором позволяют применять  анализатор для измерений ЭМС. Предусмотрены режимы АМ/ЧМ демодуляции. В комплект входят различные переходники и кабели для проведения измерений в различных схемах.

Таблица 2.ТТХ Анализатора спектра

Частотные характеристики
Диапазон  частот 9 кГц - 3 ГГц
предел  допускаемой относительной погрешности опорного генератора 10 МГц ±5x 6 ±1x 6 (опция 03)
Полоса  обзора нулевая полоса обзора,

от 2 кГц до 3 ГГц, с шагом (1-2-5)

Полоса  пропускания 3 кГц; 30 кГц; 300 кГц; 4 МГц;

300 Гц (опция  04)

9 кГц; 120 кГц (опция 05)*

10 кГц; 100 кГц  (опция 06 или 07)*

* может устанавливаться  только одна из опций 0,5-07

пределы допускаемой относительной погрешности  установки полосы пропускания по уровню =3 дБ  
± 15%
диапазон  и дискретность установки полос  видеофильтра 10 Гц... 1 МГц (шаг 1-3-10)
спектральная  плотность мощности фазовых шумов  при отстройке на 20 кГц не более -75 дБн/Гц, относительно несущей 1 ГГц
Амплитудные характеристики
диапазон  измерений от среднего уровня собственных шумов до +20 дБмВт
максимальный  входной уровень сигнала +30 дБмВт
Средний уровень собственных шумов

полоса пропускания 3 кГц, полоса видеофильтра 10 Гц, к входу  анализатора подключена согласованная  нагрузка (50 Ом),

диапазон  частот:

(5 - 15) МГц (15-600) МГц 600 МГц - 2,3 ГГц (2,3 - 3,0) ГГц

< -105 дБмВт

< -115 дБмВт

< - 110 дБмВт

< -105дБмВт

 

   4.Измеритель мощности

    Mini-Circuits PWR-6G + USB Power Sensor имеет 50 дБ динамического диапазона и используется с ПК через интерфейс USB. PWR-6G + не требует калибровки опорного сигнала. Все характеристики приводятся в спецификации применяются к непрерывной волны (CW) сигнала. Mini-Circuits USB Power Sensor поставляется с графическим пользовательским интерфейсом Измеритель мощности-  программное обеспечение, которое превращает компьютер в Smart Power Meter и содержит COM API DLL объекта. Основные параметры представлены в таблице 3. 
 
 
 
 
 
 

   Таблица 3.Основные параметры измерителя мощности Mini-Circuits PWR-6G + USB Power Sensor

ПАРАМЕТР частота (MHz) Min. Тип. Max. Устройства
Динамический  Дипазон 1 - 6000 -30 - +20 dBm
КСВ 1 - 6000 - 1.1 1.3 :1
Неопределенность 

Силового  Измерения 

@ 25 C

@ -30 to +5 dBm 1 - 3000 - ± 0.10 ± 0.30 dB
3000 - 6000 - ± 0.15 ± 0.30 dB
@ +5 to +12 dBm 1 - 3000 - ± 0.15 ± 0.30 dB
3000 - 6000 - ± 0.15 ± 0.30 dB
@ +12 to +20 dBm 1 - 3000 - ± 0.20 ± 0.40 dB
3000 - 6000 - ± 0.20 ± 0.40 dB
Неопределенность 

Силового  Измерения 

@ 0 C на 50 C

@ -30 to +5 dBm 1 - 3000 - ± 0.25 - dB
3000 - 6000 - ± 0.25 - dB
@ +5 to +12 dBm 1 - 3000 - ± 0.20 - dB
3000 - 6000 - ± 0.20 - dB
@ +12 to +20 dBm 1 - 3000 - ± 0.35 - dB
3000 - 6000 - ± 0.30 - dB
Линейность @ 25°C 1 - 6000 - ± 0.10 - dB
Измерение Резолюции 1 - 6000 0.01 - - dB
Усреднение  Дипазона 1 - 6000 1 - 999 -
Скорость  Измерения 1 - 6000 - 300 - mSec

Информация о работе Разработка программно-измерительного комплекса для контроля параметров СВЧ и ВЧ приборов