Измерение радиочастот. Инструкции

Измерение радиочастот

Первая группа методов измерения характеризуется тем, что исследуемое колебание воздействует на колебательную систему, градуированную по частоте. Совпадение частоты исследуемого источника колебаний с одной из собственных частот указанной колебательной системы определяется по максимуму показаний индикатора, связанного с колебательной системой, или по реакции, оказываемой последней на измеряемый источник колебаний. Исследуемая частота определяется по частотной градуировке колебательной системы, используемой для измерения. Измерительным устройством, работающим на основе резонансного метода, является резонансный частотомер (или волномер), который можно построить для любых радиочастот, в зависимости от диапазона частот частотомер выполняется в виде колебательного контура с сосредоточенными параметрами, или в виде отрезка двухпроводной, коаксиальной или волноводной линии или в виде объемного резонатора. Наиболее широко резонансный метод используется в области сверхвысоких частот.

Вторая группа методов характеризуется тем, что частота исследуемого колебания сравнивается с частотой колебаний градуированного по частоте генератора. Такое сравнение производится при помощи биений. Эти методы применимы также во всех диапазонах радиочастот. К числу измерительных устройств построенных на методе сравнения, относятся: гетеродинный частотомер; устройства, дающие возможность производить измерения частоты с помощью вторичного, первичного или абсолютного эталона частоты.

Третий метод основан на подсчёте при помощи электронных счётчиков числа периодов измеряемого напряжения за определённый интервал времени.

Резонансные методы

Частотомеры с сосредоточенными постоянными представляют собой колебательный контур, состоящий обычно из конденсатора переменной ёмкости С и ряда сменных катушек L. Контур снабжен рядом градуировочных таблиц или графиков (по числу сменных катушек), по которым определяется собственная его частота. Частотомер снабжается индикатором. Признаком резонанса является максимальное показание этого индикатора.

Связь частотомера с источником измеряемых колебаний следует выбирать слабой, так как в противном случае из-за воздействия частотомера может измениться частота генератора с самовозбуждением или испортиться индикатор резонанса, а также могут исказиться результаты измерений вследствие влияния явления затягивания. Признаком слабой связи является хорошая симметрия резонансной кривой относительно единственного максимума. В случае сильной связи частотомера с исследуемым генератором изменение ёмкости C частотомера в одном и в другом направлениях приводит к возникновению двух резко спадающих максимумов, получающихся при различных значениях С. Это замечание справедливо для всех типов резонансных частотомеров.

Связь цепи индикатора с частотомером также должна быть слабой, так как цепь индикатора, внося в контур частотомера реактивное и активное сопротивления, влияет тем самым на настройку и добротность контура частотомера. Указанное влияние тем больше, чем сильнее связь. Это замечание также относится ко всем типам резонансных частотомеров.

Контуры частотомеров, предназначенных для измерения частот в диапазоне от 100 до 1000 Мгц (длины волн от 3м до 30 см), часто конструируются так, что одновременно производится изменение ёмкости и индуктивности. При повороте ротора происходят изменения как ёмкости, так и индуктивности, причем минимальному значению емкости соответствует минимальное значение индуктивности и, наоборот, максимальному значению ёмкости — максимальное значение индуктивности. Благодаря этому заметно увеличивается диапазон частот, перекрываемый контуром частотомера.

Погрешность подобных частотомеров ± (0,25—1)%, а при «вилочном» отсчёте может доходить до 0,1%.

Частотомеры с распределёнными постоянными. На очень высоких частотах колебательные контуры с сосредоточенными постоянными характеризуются относительно большим затуханием и, следовательно, тупой резонансной кривой. Поэтому в диапазоне очень высоких частот (l<3 м) более пригодны для измерения частоты колебательные системы с распределёнными постоянными, образованные из отрезков линий. Такие колебательные контуры обладают высокой добротностью; настройка их в резонанс с воздействующими на них колебаниями производится изменением геометрической длины отрезка.