Создание АКИС для отражательного клистрона

Министерство науки и образования РФ

Владимирский государственный университет

Кафедра РТ и РС

Курсовой проект

по дисциплине: «Автоматизация экспериментальных

радиофизических исследований»

на тему: «Создание АКИС для отражательного клистрона»

Выполнила:

студентка группы РФ-101

Проверил:

доцент кафедры РТ и РС

Владимир 2004

Содержание.

Введение                                                                                                                      3 стр.

1. 2. 2.1.	Перечень параметров и характеристик отражательного клистрона Методы и схемы для измерения параметров отражательного клистрона. Частота генерирующего сигнала	4 стр. 5 стр. 5 стр.
2.2.	Частота настройки резонатора	6 стр.
2.3.	Генерируемая мощность	8 стр.
2.4.	Температурный коэффициент частоты	10 стр.
2.5.	Диапазон электронной настройки	12 стр.
2.6.	Крутизна электронной настройки	15 стр.
2.7. 2.8. 2.9.	Пусковое напряжение Ширина зоны генерации Диапазон механической настройки	18 стр. 19 стр. 21 стр.
3.	Список используемых приборов	24 стр.
3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 4. 5. 5.1. 5.2. 6. 7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 7.8. 8. 9. 9.1. 9.2. 9.3. 9.4.	Универсальный источник питания (КОП) Частотомер электронно-счетный Ч3-71 (КОП) Ваттметр поглощаемой мощности М3-94 (КОП) Термокамера (КОП) Состав необходимых интерфейсных функций для каждого модуля системы. Распределение адреса на прием и передачу Программное обеспечение Системное ПО Базовое ПО Интерфейс пользователя Оценка быстродействия АКИС с шиной КОП Генерируемая мощность Частота генерирующего сигнала Частота настройки резонатора Температурный коэффициент частоты Диапазон электронной настройки Крутизна электронной настройки Пусковое напряжение Ширина зоны генерации Измерительные каналы Альтернативные варианты АКИС Приборно-модульная система с шиной КОП Крейтовая система Виртуальная измерительная система Перечень основных характеристик АКИС	24 стр. 24 стр. 24 стр. 25 стр. 26 стр. 28 стр. 28 стр. 29 стр. 29 стр. 33 стр. 33 стр. 33 стр. 34 стр. 35 стр. 35 стр. 36 стр. 36 стр. 37 стр. 38 стр. 38 стр. 38 стр. 39 стр. 39 стр. 39 стр.
Список литературы		41 стр.

Введение

Задачей курсового проекта является проектирование автоматизированной контрольно-измерительной системы специального назначения. Для отражательного клистрона эскизно прорабатываются варианты построения АКИС на основе стандартного интерфейса КОП, виртуальных приборов, функциональных модулей.

Для этого необходимо:

-  Привести общий перечень параметров и характеристик отражательного клистрона, а также математические выражения и определения выбранных для измерения параметров с описанием методик их измерения.

-  Выбрать измерительные серийные приборы и методы измерения параметров. Распределить аппаратные и программные функции.

-  Провести оптимизацию комплекса серийных приборов по критериям минимальной сложности. АКИС не должна содержать имеющих одинаковые возможности дублирующих источников сигналов, преобразователей и т.д.

-  Нарисовать структурную схему АКИС с выбранными приборами.

-  Проанализировать состав необходимых интерфейсных функций для каждого модуля системы. Распределить адреса на прием и передачу.

-  Разработать интерфейс оператора и способы представления информации по каждому выбранному параметру.

-  В соответствии с методиками измерений проанализировать и предложить структуру необходимого базового и системного ПО.

-  Оценить быстродействие разработанной АКИС с учетом возможностей приборов и используемых методик измерения.

1.Перечень параметров и характеристик отражательного клистрона

Измеряемый параметр	Диапа зон	Допусти мая погреш ность, %	Факти ческая погреш ность, %	Прибо ры	Условия измере ния	Обработка по формуле
Частота генерирующего сигнала, ГГц	8,5-9,6	3	1,1	Блок питания Ч3-71 М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В	-
Частота настройки резонатора, ГГц	8,5-9,6	3	1,8	Блок питания Ч3-71 М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В	-
Генерируе мая мощность, мВт	20-70	3	1,2	Блок питания М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В	-
Температурный коэффициент частоты,	0,2-1	15	9,2	Блок питания Ч3-71 М3-94  Термокамера	U0=-250B Uнак=6,3В t1=20 oC t2=40 oC
Диапазон электронной настройки, МГц	30-60	3	2,2	Блок питания Ч3-71 М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В
Крутизна электронной настройки,	0,5-2,2	10	6,3	Блок питания Ч3-71 М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В
Пусковое напряжение	-300	3	2,4	Блок питания М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В	-
Ширина зоны генерации	20	10	3,4	Блок питания М3-94	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В
Диапазон механической настройки, МГц	100-350	10	2,5	Блок питания Ч3-58 М3-54	Н.у. U0=-250B Uнак=6,3В	-

2. Методы и схемы для измерения параметров отражательного клистрона.

2.1. Частота генерирующего сигнала

Схема измерения частоты настройки резонатора представлена на рис. 1

                                    1

                             S

                                    

                      2

Рис.1

Метод измерения.

Питание осуществляется от стабилизированного источника питания, имеющего шину КОП. Блок питания имеет три канала: 6,3В и два  независимых регулируемых выхода выпрямленного напряжения – от 0 до 500В. Устанавливаем напряжение накала (6,3В). На катод клистрона подается напряжение -200…-300 В, при этом напряжение на резонаторе имеет такую  же  положительную величину. Напряжение на отражателе  изменяется в пределах от 0 до -250В.

Значение частоты генерируемого сигнала определяется на индикаторном табло прибора Ч3-71. Показания ваттметра М3-94 отличные от нуля свидетельствуют о генерации. Ключ Sнаходится в положении 2. Устанавливаем необходимое напряжение  на отражателе и если показания ваттметра не нулевые, то мы находимся в зоне генерации (область изменения потенциала отражателя, в которой наблюдается автогенерация). Переключаем ключ S в положение 1 - на частотомер и фиксируем частоту при данном напряжении на отражателе. 

Структура погрешности:

1. Погрешность d₁, вызванная неточностью установки и поддержания напряжения питания ОК при изменении напряжения сети на  (инструментальная, случайная):

;

Введем поправочный коэффициент для перевода В в Гц К= 2

2. Погрешность измерения частоты частотомером в диапазоне  8…12ГГц (инструментальная, случайная):

;

3.  Погрешность, связанная с потерями в СВЧ трактах по мощности (инструментальная, случайная):

Введем поправочный коэффициент для перевода дБ в Гц К= 2

Случайная суммарная погрешность измерения частоты генерирующего сигнала определяется по формуле

2.2. Частота настройки резонатора

Схема измерения частоты настройки резонатора представлена на рис. 2

                                                                        

                                 1

                                S

                                

2

Рис.2

Метод измерения.

Питание осуществляется от стабилизированного источника питания, имеющего шину КОП. Блок питания имеет три канала: 6,3В и два  независимых регулируемых выхода выпрямленного напряжения – от 0 до 500В. Устанавливаем напряжение накала (6,3В). На катод клистрона подается напряжение -200…-300 В, при этом напряжение на резонаторе имеет такую  же  положительную величину. Напряжение на отражателе  изменяется в пределах от 0 до -250В.

Значение частоты генерируемого сигнала определяется с помощью