Замедляющие системы. Генераторы с электрическим управлением электронным потоком. Методы и устройства стабилизации частоты и фазы колебании в задающих генераторах простых и сложных сигналов, страница 52

Если полупроводниковый диод с точечным невыпрямляющим контактом, изготовленный из высокоомного полупроводника, по­местить в сильное электрическое поле, то произойдет неоднород­ный разогрев носителей в области точечного контакта. В качест­ве точечного контакта используют резким анизотроп­ного типа, где сильно легированная область является вырож­денной. Вследствие такого разогрева на потенциальном барьере в переходе металл—полупроводник образуется термо-ЭДС «го­рячих» носителей.

Термо-ЭДС прямо пропорциональна мощности, поглощенной самим элементом, а следовательно, и мощности в линии переда­чи.   Практически  получен    коэффициент    преобразования

Зависимость поглощаемой мощности от напряженности поля имеет вид

где

 —          напряженность электрического поля;

 —   удельная электрическая проводимость   материала   полу­
проводника;

 — радиус полусферического контакта.

Поскольку время релаксации носителей тока очень мало, эф­фект образования термо-ЭДС «горячих» носителей тока исполь­зуют для измерения импульсной мощности. Практически метод применим для измерения импульсной мощности при

К достоинствам метода следует отнести: возможность измере­ния импульсной и непрерывной мощности, быстродействие, прос­тота.

К недостаткам метода относят: малый динамический диапа­зон (10...20 дБ), значительную температурную зависимость, не­высокую точность измерений проходящей мощности   (15—25%).

Рассмотренные методы измерения мощности используются и для ее контроля. Иногда контроль мощности импульсных пере­дающих устройств производится по амплитуде огибающей проде-тектированного высокочастотного сигнала. Для этого на осцилло­граф подают напряжение с выхода детекторной головки, подклю­ченной через направленный ответвитель к фидерному тракту.

Если выявленное отклонение мощности от ее номинального значения превышает допустимое, необходимо сначала выполнить регулировочные работы по улучшению согласования и затем уже проворить режимы функционирования выходного и других обеспечивающих заданную мощность каскадов, а также соответствие их параметров требуемым номинальным значениям.

9.2.2. Измерение частоты колебаний и ее нестабильности

Частота высокочастотных колебаний радиопередающего уст­ройства и ее стабильность измеряется в сроки, определяемые инструкцией по эксплуатации, а также после выполнения различ­ных регулировочных работ и проведения ремонта элементов уст­ройства, от которых зависит частота генерируемых ими колебаний.

Измерение частоты колебаний без угловой модуляции чаше производится резонансными волномерами. Точность измерения частоты при этом составляет от 0,5 до 0,03%. Более высокую точ­ность обеспечивают гетеродинные волномеры и электронно-счет­ные частотомеры.

Гетеродинные волномеры работают по принципу сравнения частоты исследуемого генератора с частотой эталонного пере­страиваемого генератора. При этом точность измерения зависит от метода индикации момента равенства частот и точности опре­деления частоты эталонного генератора.

В электронно-счетных частотомерах измеряется количество периодов колебании исследуемого сигнала за эталонный интер­вал времени. Точность измерения частоты тем выше, чем больше эталонный интервал времени, и в пределе определяется стабиль­ностью частоты внутреннего кварцевого генератора электронно-счетного частотомера. Однако с увеличением времени измерения теряется информация о нестабильностях частоты с временем корреляции, меньшим времени измерения.

Для определения стабильности частоты генерируемых коле­баний, закона изменения частоты частотно-модулированных сиг­налов (например, ЛЧМ сигналов) или отклонений частоты от за­данного закона требуется измерять мгновенную частоту  (МЧ).

Существуют различные методы измерения мгновенной часто­ты, не более распространенными из которых являются: метод нулевых биений; метод селективного поглощения; метод селекти-рования; метод частотного детектирования; метод дифференци­рующего четырехполюсника.

Рассмотрим особенности этих методов.

а) При методе нулевых биений исследуемый сигнал с часто­той подается на смеситель, на второй вход которого посту­пают колебания эталонного перестраиваемого генератора (рис. 9.3а). Если в момент времени частота колебаний эта­лонного генератора будет равна мгновенной частоте исследуе­мого сигнала, го при любой разности фаз сигналовнапряже­ние на выходе дифференцирующейцепи

 (9.3)

будет равно нулю  (рис. 9.3,б). Фиксируя значения по осцил­лографу и, можно определить мгновенную    частоту в момент и построить закон ее изменения в импульсе. Точность изме­рений определяется в основном точностью фиксации момента нулевых биений и точностью определения частоты эталон­ного генератора.

б) Метод селективного поглощения заключается в том что на собственной частоте эталонного резонатора происходит погло­щение высокочастотной энергии, следовательно, на огибающей радиоимпульса, полученной после детектирования, наблюдается метка, временное положение которой соответствует моменту сов­падения мгновенной частоты сигнала и собственной частоты ре­зонатора  (рис. 9.4). Фиксируя время появления    метки    относи-

тельно начала импульса и зная частоту резонатора, можно по­строить закон изменения мгновенной частоты в импульсе. Точ­ность измерений метода не превышает 3...4%.

в) Метод селектирования является модификацией  метода се­лективного поглощения,  но проще реализуется  по сравнению

с последним  при больших скоростях изменения частоты    сигнала. Сигнал (рис. 9.5) подается на объемный резонатор, к выходу которого подключен детектор и осциллограф. При этом в момент совпадения мгновенной частоты сигнала и собственной частоты резонатора на осциллографе наблюдается, по существу, ампли-тудно-частотная характеристика резонатора в виде метки. Фик-сируя временное положение метки относительно начала импульса и зная резонансную частоту резонатора, строят закон измене­ния мгновенной частоты в течение импульса. Точность измерений не превышает 3...4%.