Примеры тестируемых цепей

Анализаторы цепей (АЦ) как измерители параметров рассеяния ( -параметров) (скалярные АЦ – измерители модулей -параметров, векторные АЦ – измерители модулей и фаз -параметров) способны производить:

· Измерение амплитудных характеристик – усиления, ослабления, развязки, потерь на отражение, неравномерности АЧХ.

· Измерение фазовых характеристик – фазового сдвига коэффициента передачи, фазового сдвига коэффициента отражения, группового времени запаздывания, нелинейности фазочастотной характеристики, непостоянства группового времени запаздывания.

· Измерение комплексных характеристик – коэффициента передачи, коэффициента отражения, полного сопротивления, полной проводимости.

· Измерение параметров сигналов – отношения уровней, разности фаз.

Необходимость измерения амплитуд параметров рассеяния очевидна. Знание фазовых соотношений в радиотехнических цепях позволяет:

- создавать узкополосные фильтры;

- выделять полосы модуляции;

- улучшать свойства генераторов СВЧ, антенн, усилителей и других устройств.

Измерение фазы имеет большое значение в устройствах и системах определения пространственного положения объектов и повышения достоверности передачи сообщений в условиях естественных и организованных помех.

Количество различных видов устройств (цепей) СВЧ, которые можно анализировать с помощью АЦ, огромно и увеличивается по мере развития приложений радиоэлектроники и самих АЦ. Чтобы как-то упорядочить примерный перечень возможных тестируемых цепей, в [1.2] предложено располагать его по степени активности и по степени интегрированности устройства. В этом случае примерный перечень имеет вид [1.2]:

А) Пассивные устройства(в порядке убывания интегрированности):

· Антенные переключатели (дуплексеры, триплексеры и т.д.).

· Блоки частотной развязки (диплексеры).

· Фильтры.

· Направленные ответвители.

· Мосты (в том числе ответвительные).

· Расщепители, делители мощности.

· Объединители.

· Развязывающие устройства.

· Циркуляторы.

· Аттенюаторы.

· Адаптеры (переходные устройства).

· Нагрузки на отрезках линий передачи: короткозамкнутые, холостоходные, с произвольным КСВ.

· Сосредоточенные элементы. Конкретные конструкции в диапазоне СВЧ в ряде случаев используют сосредоточенные элементы, то есть элементы с физическими размерами, много меньшими длины волны во всем диапазоне рабочих частот (резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды и т.д.). Эти элементы на СВЧ имеют паразитные параметры, которые нельзя игнорировать:

– Резистор кроме основного параметра характеризуется постоянной времени , учитывающей влияние индуктивности соединительных проводников и емкости корпуса , равной большей из величин или .

– Вследствие влияния потерь в проводниках и диэлектрике конденсатор характеризуется, кроме основного параметра , тангенсом угла потерь , равным большей из величин или . Еще один паразитный параметр – индуктивность соединительных проводников.

– Катушка индуктивности из-за влияния сопротивления проводников и других потерь, емкости корпуса дополнительно характеризуется добротностью , равной меньшей из величин или .

– Кроме основных параметров диод характеризуется паразитными параметрами: емкостью корпуса и перехода (последняя в ряде случаев может быть полезным параметром), индуктивностью выводов , сопротивлением потерь .

Рассмотренные выше параметры достаточно полно характеризуют элементы и позволяют предсказать их поведение в схемах, работающих на низких и высоких частотах (до единиц и десятков мегагерц). Но представление элементов в СВЧ диапазоне в виде эквивалентной схемы, состоящей из элементов с сосредоточенными параметрами, затруднительно, поэтому их представляют как многополюсники и анализируют с помощью векторных анализаторов цепей.

Б) Устройства, имеющие признаки пассивного и активного(в порядке убывания интегрированности):

· Антенны.

· Переключатели.

· Коммутаторы (мультиплексеры).

· Смесители.

· Отборщики.

· Умножители.

· Диоды.

В) Активные устройства(в порядке убывания интегрированности):

· Интегральные схемы.

· Монолитные интегральные схемы.

· Трансмиссионно-рефлексионные модули.

· Приемо-передатчики.

· Приемники.

· Настройщики.

· Конвертеры.

· Адаптеры оцифровки видеоизображений.

· Усилители.

· Генераторы, управляемые напряжением (ГУН) или током (ГУТ).

· Генераторы.

· Модуляторы.

· Аттенюаторы, регулируемые напряжением.

· Транзисторы.

Аппаратный анализ столь различных устройств требует различных зондирующих совокупностей (например, один монохроматический сигнал, с частотной панорамой или без нее, с мощностной панорамой, или без нее; два одновременных монохроматических сигнала, амплитудно или частотно модулированный сигнал; импульсный сигнал и т.д.), различных типов измеряемых характеристик, различной архитектуры измерителя, различных протокола и алгоритмов обработки сигналов, различных дополнительно подключаемых измерительных приборов и т.д.

Возможно тестировать пассивные и активные устройства, а также те, что имеют признаки того и другого; линейные и нелинейные устройства; одни и те же устройства в их линейной области и нелинейной области; определять характеристики устройств в частотной и временной областях.

Последовательность действий при тестировании устройств (см. Осн анал цепей, с. 66) (подготовка, калибровка, измерение, с. 70-74, уход за кабелями и разъемами, с. 67-69)

Подготовка: включение, прогрев, подключение и проверка разъемов и кабелей, подключение адаптеров, подключение тестируемого устройства для проверки функционирования прибора.

Калибровка: Отключение тестируемого устройства, измерительная калибровка, верификация, сохранение состояния прибора.

Измерение: Подключение ТУ, измерение.