Elektromaqnit dalğalarının tezliyi necə ölçülür? Elektromaqnit dalğalarının ümumi xassələri (EMW). Polarizasiya empedansı ölçənlər

Fəsil 1

ELEKTROMAQNITİ DALĞALARIN ƏSAS PARAMETRELƏRİ

Elektromaqnit dalğası nədir, aşağıdakı nümunəni təsəvvür etmək asandır. Suyun səthinə bir çınqıl atsanız, səthdə dairələrdə ayrılan dalğalar yaranır. Onlar yaranma mənbəyindən (narahatlıqdan) müəyyən bir yayılma sürəti ilə hərəkət edirlər. Elektromaqnit dalğaları üçün pozuntular kosmosda hərəkət edən elektrik və maqnit sahələridir. Zamanla dəyişən elektromaqnit sahəsi mütləq alternativ maqnit sahəsinə səbəb olur və əksinə. Bu sahələr bir-birinə bağlıdır.

Elektromaqnit dalğalarının spektrinin əsas mənbəyi Günəş ulduzudur. Elektromaqnit dalğalarının spektrinin bir hissəsi insan gözünü görür. Bu spektr 380...780 nm daxilində yerləşir (şək. 1.1). Görünən spektrdə göz işığı fərqli şəkildə qəbul edir. Müxtəlif dalğa uzunluqlarına malik elektromaqnit salınımları müxtəlif rənglərlə işığın hiss olunmasına səbəb olur.

Elektromaqnit dalğalarının spektrinin bir hissəsi radio və televiziya yayımı və rabitə məqsədləri üçün istifadə olunur. Elektromaqnit dalğalarının mənbəyi elektrik yüklərinin dalğalandığı məftildir (antena). Telin yaxınlığında başlayan sahələrin formalaşması prosesi, tədricən, nöqtə-nöqtə, bütün məkanı tutur. Naqildən keçən və elektrik və ya maqnit sahəsi yaradan alternativ cərəyanın tezliyi nə qədər yüksək olarsa, naqilin yaratdığı müəyyən uzunluqdakı radio dalğaları bir o qədər sıx olar.

Elektromaqnit dalğaları aşağıdakı əsas xüsusiyyətlərə malikdir.

1. Dalğa uzunluğu lv, - harmonik elektromaqnit dalğasının fazasının 360 ° dəyişdiyi kosmosdakı iki nöqtə arasındakı ən qısa məsafə. Faza dövri prosesin vəziyyətidir (mərhələsidir) (Şəkil 1.2).

Yerüstü televiziya yayımında metr (MB) və desimetr dalğaları (UHF), peykdə - santimetr dalğaları (CM) istifadə olunur. CM-nin tezlik diapazonu doldurulduqca, millimetr dalğalarının diapazonu (Ka-band) mənimsəniləcəkdir.

2. Dalğaların salınması dövrü T- sahənin gücündə bir tam dəyişikliyin baş verdiyi vaxt, yəni müəyyən bir sabit fazaya malik olan radio dalğasının nöqtəsinin lb dalğa uzunluğuna bərabər bir yol keçdiyi vaxt.

3. Elektromaqnit sahəsinin salınımlarının tezliyi F(saniyədə sahə rəqslərinin sayı) düsturla müəyyən edilir

Tezlik vahidi hertzdir (Hz) - saniyədə bir salınımın baş verdiyi tezlik. Peyk yayımında gigahertzlə ölçülən çox yüksək tezlikli elektromaqnit rəqsləri ilə məşğul olmaq lazımdır.

Kosmos - Yer xətti boyunca peyk birbaşa televiziya yayımı (SNTV) üçün C-bandının aşağı diapazonu və Ku diapazonunun bir hissəsi (10.7 ... 12.75 GGi) istifadə olunur. Bu diapazonların yuxarı hissəsi Yer-Kosmos xətti üzərindən məlumat ötürmək üçün istifadə olunur (Cədvəl 1.1).

4. Dalğanın yayılma sürəti FROM - dalğanın enerji mənbəyindən (antennadan) ardıcıl yayılma sürəti.

Radiodalğaların sərbəst fəzada (vakuumda) yayılma sürəti sabitdir və işığın C=300.000 km/s sürətinə bərabərdir. Belə yüksək sürətə baxmayaraq, elektromaqnit dalğası Yer-Kosmos-Yer xətti boyunca 0,24 saniyəyə yayılır. Yerdə radio və televiziya verilişləri istənilən nöqtədə demək olar ki, dərhal qəbul edilə bilər. Real məkanda, məsələn, havada yayılarkən, radio dalğasının sürəti mühitin xüsusiyyətlərindən asılıdır, adətən daha az olur. FROM mühitin sınma əmsalının qiyməti üzrə.

Elektromaqnit dalğalarının tezliyi F, onların yayılma sürəti C və dalğa uzunluğu l nisbəti ilə bağlıdır.

lv=C/F və o vaxtdan bəri F=1/T , onda lv=C*T.

S= 300.000 km/s sürətin qiymətini sonuncu düsturla əvəz etsək, əldə edirik.

lv(m)=3*10^8/F(m/s*1/Hz)

Yüksək tezliklər üçün elektromaqnit rəqsinin dalğa uzunluğu düsturla müəyyən edilə bilər lv (m) = 300 / F (MHz) Elektromaqnit rəqsinin dalğa uzunluğunu bilərək, tezlik F (MHz) = 300 / lv düsturu ilə müəyyən edilir. (m)

5. Radiodalğaların qütbləşməsi. Elektromaqnit sahəsinin elektrik və maqnit komponentləri müvafiq olaraq vektorlarla xarakterizə olunur E və H sahənin güclü tərəflərinin dəyərini və istiqamətini göstərən. Qütbləşmə elektrik sahəsinin vektorunun istiqamətidir E yer səthinə nisbətən dalğalar (şək. 1.2).

Radiodalğaların qütbləşmə növü ötürücü antenanın yer səthinə nisbətən istiqaməti (mövqeyi) ilə müəyyən edilir. Həm yerüstü, həm də peyk televiziyası xətti qütbləşmədən istifadə edir, yəni üfüqi H və şaquli V (şək. 1.3).

Üfüqi elektrik sahəsi vektoru olan radio dalğaları üfüqi qütblü, şaquli isə şaquli qütblü adlanır. Son dalğaların qütbləşmə müstəvisi şaquli, vektor isə H(bax. Şəkil 1.2) üfüqi müstəvidədir.

Ötürücü antena yerin səthindən üfüqi şəkildə quraşdırılıbsa, elektrik sahəsinin xətləri də üfüqi olacaqdır. Bu halda, sahə üfüqidə ən böyük elektromotor qüvvəni (EMF) induksiya edəcəkdir

Şəkil 1.4. Radiodalğaların dairəvi polarizasiyası:

LZ- sol; RZ- sağ

çətirə quraşdırılmış qəbuledici antena. Buna görə də, at H radio dalğalarının qütbləşməsi, qəbuledici antenna üfüqi istiqamətə yönəldilməlidir. Bu vəziyyətdə, nəzəri olaraq şaquli yerləşdirilmiş antenada radio dalğalarının qəbulu olmayacaq, çünki antenada induksiya olunan EMF sıfırdır. Əksinə, ötürücü antenanın şaquli mövqeyi ilə qəbuledici antenna da şaquli olaraq yerləşdirilməlidir ki, bu da ən yüksək EMF-ni əldə etməyə imkan verəcəkdir.

Süni Yer peyklərindən (AES) televiziya yayımında xətti qütbləşmələrlə yanaşı, dairəvi qütbləşmədən də geniş istifadə olunur. Bu, qəribə də olsa, havanın sıxlığı ilə əlaqədardır, çünki orbitlərdə birbaşa (birbaşa) televiziya yayımı üçün çoxlu sayda rabitə peykləri və peykləri var.

Tez-tez peyk parametrləri cədvəllərində dairəvi qütbləşmə növü üçün qısaltma verirlər - L və R. Radio dalğalarının dairəvi qütbləşməsi, məsələn, ötürücü antenanın qidalanmasında konusvari spiral yaradır. Spiralın sarım istiqamətindən asılı olaraq dairəvi polarizasiya sol və ya sağdır (şəkil 1.4).

Müvafiq olaraq, ötürücü peyk antennasının buraxdığı radio dalğalarının dairəvi qütbləşməsinə cavab verən yerüstü peyk televiziya antenasının şüalandırıcısında bir polarizator quraşdırılmalıdır.

Peykdən ötürülmə zamanı yüksək tezlikli rəqslərin və onların spektrinin modulyasiyası məsələlərini nəzərdən keçirək. Yerüstü yayım sistemləri ilə müqayisədə bunu etmək məqsədəuyğundur.

Şəkil və audio daşıyıcı tezlikləri arasında ayrılıq 6,5 MHz, aşağı yan zolağın qalan hissəsi (şəkil daşıyıcısının solunda) 1,25 MHz, audio kanalın eni isə 0,5 MHz-dir.

(Şəkil 1.5). Bunu nəzərə alaraq, televiziya kanalının ümumi eni 8,0 MHz (MDB ölkələrində qəbul edilmiş D və K standartlarına uyğun olaraq) nəzərdə tutulur.

Ötürücü televiziya stansiyasının iki ötürücü var. Onlardan biri elektrik təsvir siqnallarını, digəri isə müvafiq olaraq müxtəlif daşıyıcı tezliklərdə səs ötürür. Aşağı tezlikli rəqslərin təsiri altında daşıyıcının yüksək tezlikli rəqsinin (güc, tezlik, faza və s.) bəzi parametrlərinin dəyişməsi modulyasiya adlanır. Modulyasiyanın iki əsas növü istifadə olunur: amplituda (AM) və tezlik (FM). Televiziyada görüntü siqnalları AM-dən, səs isə FM-dən ötürülür. Modulyasiyadan sonra elektrik rəqsləri güclə gücləndirilir, sonra onlar ötürücü antenaya daxil olur və radio dalğaları şəklində kosmosa (efir) şüalanır.

8 yerüstü televiziya yayımı, bir sıra səbəblərə görə görüntü siqnallarını ötürmək üçün FM-dən istifadə etmək mümkün deyil. SM-də efirdə daha çox yer var və belə bir fürsət var. Nəticədə, peyk kanalı (transponder) 27 MHz tezlik diapazonunu tutur.

Alt daşıyıcı siqnalın tezlik modulyasiyasının üstünlükləri:

AM ilə müqayisədə müdaxilə və səs-küyə daha az həssaslıq, siqnal ötürmə kanallarının dinamik xüsusiyyətlərinin qeyri-xəttiliyinə aşağı həssaslıq, eləcə də uzun məsafələrdə ötürülmənin sabitliyi. Bu xüsusiyyətlər ötürmə kanallarında siqnal səviyyəsinin sabitliyi, siqnalın səs-küy nisbətinə müsbət təsir göstərən təxribat tezliyinin düzəldilməsi ehtimalı ilə izah olunur, bunun sayəsində FM məlumat ötürərkən ötürücü gücünü əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. eyni məsafə. Məsələn, yerüstü yayım sistemləri görüntü siqnallarını eyni televiziya stansiyasında ötürmək üçün audio siqnalları ötürməkdən 5 dəfə daha güclü ötürücülərdən istifadə edir.

Kvant mexaniki vəziyyəti bu vəziyyətin enerjisinin fiziki mənasını daşıyır və buna görə də vahidlər sistemi çox vaxt elə seçilir ki, tezlik və enerji eyni vahidlərdə ifadə edilsin (başqa sözlə, tezlik və enerji arasında çevrilmə əmsalı). enerji düsturda Plank sabitidir E = hν - 1-ə bərabər seçilir).

İnsan gözü 4⋅10 14 ilə 8⋅10 14 Hz (görünən işıq) tezlikləri olan elektromaqnit dalğalarına həssasdır; salınım tezliyi müşahidə olunan işığın rəngini müəyyən edir. İnsan eşitmə analizatoru 20 Hz-dən 20 kHz-ə qədər tezlikli akustik dalğaları qəbul edir. Fərqli heyvanlar optik və akustik vibrasiyaya həssaslığın müxtəlif tezlik diapazonlarına malikdirlər.

Səs titrəyişlərinin tezliklərinin nisbətləri oktava, beşinci, üçüncü və s. kimi musiqi intervallarından istifadə etməklə ifadə edilir. Səslərin tezlikləri arasında bir oktava intervalı o deməkdir ki, bu tezliklər 2 dəfə, xalis beşinci bir intervalla fərqlənir. tezliklərin nisbəti 3 ⁄ 2 . Bundan əlavə, tezlik intervallarını təsvir etmək üçün onillik istifadə olunur - 10 dəfə fərqlənən tezliklər arasındakı interval. Beləliklə, insanın səs həssaslığının diapazonu 3 onillikdir (20 Hz - 20.000 Hz). Çox yaxın səs tezliklərinin nisbətini ölçmək üçün sent (tezlik nisbəti 2 1/1200-ə bərabərdir) və millioktava (tezlik nisbəti 2 1/1000) kimi vahidlərdən istifadə olunur.

Ensiklopedik YouTube

1 / 5

✪ Gərginlik və CARİ arasındakı fərq nədir

✪ 20Hz və 20kHz əfsanəsi. Niyə belə bir sıra?

✪ 432Hz DNT təmiri, çakra və auranın təmizlənməsi. izoxron ritmlər.

✪ ENERJİ VƏ VİBRASYON TEZLİĞİ - AĞIL ÜÇÜN YENİ OYUN MEYDANI.

✪ 10 dəqiqə ərzində bədəninizin titrəyiş tezliyini necə artırmaq olar Vibrasiya ilə müalicə Teta şəfa, bal

Altyazılar

Spektral komponentlərin ani tezliyi və tezlikləri

Dövri siqnal ani tezlik ilə xarakterizə olunur, bu (bir amilə qədər) faza dəyişmə sürətidir, lakin eyni siqnal öz (sabit) tezliklərə malik olan harmonik spektral komponentlərin cəmi kimi təqdim edilə bilər. Ani tezliyin xassələri və spektral komponentin tezliyi fərqlidir.

Dövr tezliyi

Bucaq tezliyinin vahidi kimi saniyədə dərəcə istifadə edildikdə, adi tezlik ilə əlaqə aşağıdakı kimi olacaqdır: ω \u003d 360 ° ν.

Rəqəmsal olaraq, siklik tezlik 2π saniyədə dövrlərin (salınmalar, inqilablar) sayına bərabərdir. Siklik tezliyin tətbiqi (əsas ölçüsündə - saniyədə radyan) nəzəri fizikada və elektronikada bir çox düsturları sadələşdirməyə imkan verir. Beləliklə, salınan LC dövrəsinin rezonans siklik tezliyi bərabərdir ω L C = 1 / L C , (\displaystyle \omega _(LC)=1/(\sqrt (LC)),) normal rezonans tezliyi isə ν L C = 1 / (2 π L C) . (\displaystyle \nu _(LC)=1/(2\pi (\sqrt (LC))).) Eyni zamanda, bir sıra digər düsturlar daha da mürəkkəbləşir. Tsiklik tezliyin lehinə həlledici mülahizə ondan ibarət idi ki, bucaqları və fazaları ölçmək üçün radyanlardan istifadə edərkən bir çox düsturlarda görünən 2π və 1/(2π ) faktorları tsiklik tezlik tətbiq edildikdə yox olur.

Mexanikada fırlanma hərəkətini nəzərdən keçirərkən, siklik tezliyin analoqu bucaq sürətidir.

Diskret hadisə tezliyi

Diskret hadisələrin tezliyi (nəbz tezliyi) zaman vahidində baş verən diskret hadisələrin sayına bərabər olan fiziki kəmiyyətdir. Diskret hadisələrin tezliyi vahidi bir saniyədən mənfi bir dərəcəyə qədərdir (rusca təyinat: s −1; beynəlxalq: s−1). 1 s −1 tezliyi bir hadisənin 1 saniyə ərzində baş verdiyi diskret hadisələrin tezliyinə bərabərdir.

Fırlanma tezliyi

Fırlanma tezliyi zaman vahidi üçün tam dövrlərin sayına bərabər olan fiziki kəmiyyətdir. Fırlanma sürətinin vahidi mənfi birinci gücə bir saniyədir ( s −1, s−1), saniyədə inqilab. Tez-tez istifadə olunan vahidlər dəqiqədə inqilablar, saatda inqilablar və s.

Tezliklə əlaqəli digər kəmiyyətlər

Vahidlər

SI sistemində ölçü vahidi hertsdir. Vahid ilk olaraq 1930-cu ildə Beynəlxalq Elektrotexniki Komissiya tərəfindən təqdim edilmiş və 1960-cı ildə Çəkilər və Ölçülər üzrə 11-ci Baş Konfrans tərəfindən SI vahidi kimi ümumi istifadə üçün qəbul edilmişdir. Bundan əvvəl tezlik vahidi idi saniyədə dövr(saniyədə 1 dövr \u003d 1 Hz) və törəmələr (saniyədə kilotsikl, saniyədə meqasikl, saniyədə kilometracycle, müvafiq olaraq kilohers, meqahers və gigahertsə bərabərdir).

Metroloji aspektlər

Tezliyi ölçmək üçün müxtəlif növ tezlik sayğaclarından istifadə olunur, o cümlədən: impulsların tezliyini ölçmək üçün - elektron sayma və kondansatör, spektral komponentlərin tezliklərini təyin etmək üçün - rezonans və heterodin tezlik sayğacları, həmçinin spektr analizatorları. Tezliyi müəyyən bir dəqiqliklə təkrar etmək üçün müxtəlif ölçülərdən istifadə olunur - tezlik standartları (yüksək dəqiqlik), tezlik sintezatorları, siqnal generatorları və s. Tezliklər tezlik komparatoru ilə müqayisə edilir və ya Lissajous rəqəmlərindən istifadə edərək osiloskopdan istifadə olunur.

Standartlar

Tezlik ölçmə alətlərinin kalibrlənməsi üçün milli tezlik standartlarından istifadə olunur. Rusiyada milli tezlik standartlarına aşağıdakılar daxildir:

Dövlət ilkin zaman, tezlik və milli zaman GET 1-98 standartı VNIIFTRI-də yerləşir.
Vaxt və tezlik vahidinin ikincili standartı VET 1-10-82- SNIIM-də (Novosibirsk) yerləşir.

Hesablama

Təkrarlanan hadisənin tezliyinin hesablanması müəyyən vaxt ərzində bu hadisənin baş vermə sayını nəzərə almaqla həyata keçirilir. Nəticədə alınan məbləğ müvafiq müddətin müddətinə bölünür. Məsələn, 15 saniyə ərzində 71 homojen hadisə baş veribsə, onda tezlik belə olacaq

ν = 71 15 s ≈ 4,7 Hz (\displaystyle \nu =(\frac (71)(15\,(\mbox(lar))))\təqribən 4,7\,(\mbox(Hz)))

Əgər alınan nümunələrin sayı azdırsa, o zaman daha dəqiq üsul verilmiş vaxt intervalında hadisələrin sayını tapmaqdansa, sözügedən hadisənin müəyyən sayda baş verməsi üçün vaxt intervalını ölçməkdir. Sonuncu metodun istifadəsi sıfır və birinci oxunuş arasında təsadüfi bir səhv təqdim edir, oxunuşun orta hesabla yarısı; bu, hesablanmış tezlikdə Δν = 1/(2.) orta xətanın yaranmasına səbəb ola bilər Tm) və ya nisbi səhv Δ ν /ν = 1/(2v Tm ) , harada Tm zaman intervalı və ν ölçülmüş tezlikdir. Tezlik artdıqca xəta azalır, buna görə də bu problem nümunələrin sayının çox olduğu aşağı tezliklərdə ən əhəmiyyətlidir. N az.

Ölçmə üsulları

Stroboskopik üsul

Xüsusi bir cihazın - stroboskopun istifadəsi müxtəlif obyektlərin fırlanma sürətini və ya vibrasiyasını ölçmək üçün tarixən erkən üsullardan biridir. Ölçmə prosesində stroboskopik işıq mənbəyi istifadə olunur (adətən vaxtaşırı qısa işıq saçan parlaq lampa), tezliyi əvvəlcədən kalibrlənmiş vaxt zəncirindən istifadə edərək tənzimlənir. Bir işıq mənbəyi fırlanan obyektə yönəldilir və sonra flaş dərəcəsi tədricən dəyişir. Fırıldaqların tezliyi cismin fırlanma tezliyi və ya titrəməsi ilə bərabərləşdikdə, sonuncunun tam salınım dövrünü başa çatdırmaq və iki yanıb-sönmə arasındakı intervalda ilkin vəziyyətinə qayıtmaq üçün vaxtı var ki, bir strob lampası ilə işıqlandırıldıqda, bu obyekt stasionar görünəcək. Bu metodun bir çatışmazlığı var: əgər obyektin fırlanma tezliyi ( x) strob tezliyinə bərabər deyil ( y), lakin tam əmsalı ilə mütənasibdir (2 x , 3x və s.), onda obyekt işıqlandırıldıqda hələ də sabit görünəcək.

Stroboskopik üsul sürəti (rəylənmələri) dəqiq tənzimləmək üçün də istifadə olunur. Bu halda, yanıb-sönmə tezliyi sabitdir və cismin dövri hərəkətinin tezliyi sabit görünməyə başlayana qədər dəyişir.

döymə üsulu

Radio dalğalarının ən aşağı tezliklərindən qamma şüalarının yüksək tezliklərinə qədər bütün bu dalğalar prinsipcə eynidir və onların hamısı elektromaqnit şüalanma adlanır. Onların hamısı vakuumda işıq sürəti ilə yayılır.

Elektromaqnit dalğalarının başqa bir xüsusiyyəti dalğa uzunluğunun dalğasıdır. Dalğa uzunluğu tezliklə tərs mütənasibdir, ona görə də daha yüksək tezlikli elektromaqnit dalğası daha qısa dalğa uzunluğuna malikdir və əksinə. Vakuumda dalğa uzunluğu

λ = c / ν , (\displaystyle \lambda =c/\nu,)

harada ilə işığın vakuumdakı sürətidir. Elektromaqnit dalğasının yayılmasının faza sürətinin olduğu mühitdə c' vakuumda işığın sürətindən fərqlənir ( c′ = c/n, harada n- qırılma əmsalı), dalğa uzunluğu və tezlik arasındakı əlaqə aşağıdakı kimi olacaqdır:

λ = c n ν . (\ displaystyle \ lambda = (\ frac (c) (n \ nu )).)

Dalğanın tez-tez istifadə olunan başqa bir xüsusiyyəti, vahid uzunluğa uyğun gələn dalğaların sayına bərabər olan dalğa sayıdır (məkan tezliyi): k= 1/λ . Bəzən bu dəyər adi və dairəvi tezliyə bənzətməklə, 2π əmsalı ilə istifadə olunur k s = 2π/λ . Bir mühitdə elektromaqnit dalğası vəziyyətində

k = 1 / λ = n ν c. (\ displaystyle k = 1 / \ lambda = (\ frac (n \ nu ) (c)).) k s = 2 π / λ = 2 π n ν c = n ω c. (\displaystyle k_(s)=2\pi /\lambda =(\frac (2\pi n\nu )(c))=(\frac (n\omeqa )(c)).)

Səs

Səsin xassələri (mühitin mexaniki elastik vibrasiyaları) tezlikdən asılıdır. Bir insan titrəmələri tezliyi ilə eşidə bilər 20 Hz notlar 50 Hz diapazonuna uyğundur. Şimali Amerikada (ABŞ, Kanada, Meksika), Mərkəzi və Cənubi Amerikanın şimal hissəsinin bəzi ölkələrində (Braziliya, Venesuela, Kolumbiya, Peru), həmçinin bəzi Asiya ölkələrində (Yaponiyanın cənub-qərb hissəsində, Cənubi Koreyada). , Səudiyyə Ərəbistanı, Filippin və Tayvan) 60 Hz istifadə edir. Baxın Standartlar konnektorlar, gərginliklər və tezlik naqili ölkədə . Demək olar ki, bütün məişət elektrik cihazları, şəbəkə gərginliyinin eyni olması şərti ilə 50 və 60 Hz tezliyi olan şəbəkələrdə eyni dərəcədə yaxşı işləyir. 19-cu əsrin sonu - 20-ci əsrin birinci yarısında, standartlaşmadan əvvəl, tezliklər 16-dan , uzun məsafələrə ötürmə zamanı itkiləri artırsa da - tutum itkiləri, xəttin induktiv müqavimətinin artması və itkilər səbəbindən

Dövri prosesin xarakteristikası, zaman vahidi üçün tamamlanan prosesin tam dövrlərinin sayına bərabərdir. Düsturlarda standart qeyd , və ya olur. Beynəlxalq Vahidlər Sistemində (SI) tezlik vahidi ümumiyyətlə hertsdir ( Hz, Hz). Tezliyin qarşılığı dövr adlanır. Tezlik, zaman kimi, ən dəqiq ölçülən fiziki kəmiyyətlərdən biridir: 10-17 nisbi dəqiqliyə qədər.

Təbiətdə dövri proseslər ~10 −16 Hz (Günəşin Qalaktikanın mərkəzi ətrafında fırlanma tezliyi) ilə ~1035 Hz (ən yüksək enerjili kosmik şüalar üçün xarakterik olan sahə rəqslərinin tezliyi) arasında dəyişən tezliklərlə məlumdur. .

Dövr tezliyi

Diskret hadisə tezliyi

Diskret hadisələrin tezliyi (nəbz tezliyi) zaman vahidində baş verən diskret hadisələrin sayına bərabər olan fiziki kəmiyyətdir. Diskret hadisələrin tezliyinin vahidi mənfi birinci gücə saniyədir ( s −1, s−1), lakin praktikada impuls tezliyini ifadə etmək üçün adətən herts istifadə olunur.

Fırlanma tezliyi

Tezliklə əlaqəli digər kəmiyyətlər

Metroloji aspektlər

ölçmələr

Tezliyi ölçmək üçün müxtəlif növ tezlik sayğaclarından istifadə olunur, o cümlədən: impulsların tezliyini ölçmək üçün - elektron sayma və kondansatör, spektral komponentlərin tezliklərini təyin etmək üçün - rezonans və heterodin tezlik sayğacları, həmçinin spektr analizatorları.
Tezliyi müəyyən bir dəqiqliklə təkrar etmək üçün müxtəlif ölçülərdən istifadə olunur - tezlik standartları (yüksək dəqiqlik), tezlik sintezatorları, siqnal generatorları və s.
Tezlikləri tezlik komparatoru və ya Lissajous rəqəmlərindən istifadə edərək osiloskopla müqayisə edin.

Standartlar

Vaxt, tezlik və milli vaxt şkalasının dövlət ilkin standartı GET 1-98 - VNIIFTRI-də yerləşir
Vaxt və tezlik vahidinin ikincili standartı VET 1-10-82- SNIIM-də (Novosibirsk) yerləşir

həmçinin bax

Qeydlər

Ədəbiyyat

Fink L. M. Siqnallar, müdaxilələr, səhvlər ... - M .: Radio və rabitə, 1984
Fiziki kəmiyyətlərin vahidləri. Burdun G. D., Bazakutsa V. A. - Xarkov: Vişça məktəbi,
Fizika dərsliyi. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. - M .: Nauka,

Bağlantılar

Wikimedia Fondu. 2010.

Sinonimlər:

Səlahiyyət
Kimyəvi fizika

Digər lüğətlərdə "Tezlik" nə olduğuna baxın:

TEZLİK- (1) vaxt vahidi üçün dövri hadisənin təkrarlarının sayı; (2) H. yan tezliyi, yüksək tezlikli generatorun daha çox və ya kiçik daşıyıcı tezliyi olduqda meydana gələn (bax); (3) N. fırlanma dövrlərin sayının nisbətinə bərabər dəyərdir ... ... Böyük Politexnik Ensiklopediya

Tezlik- ion plazma tezliyi - elektron temperaturu ionların temperaturundan xeyli yüksək olan plazmada müşahidə oluna bilən elektrostatik rəqslərin tezliyi; bu tezlik plazma ionlarının konsentrasiyası, yükü və kütləsindən asılıdır. ...... Nüvə enerjisi terminləri

TEZLİK- TEZLİK, tezliklər, pl. (xüsusi) tezliklər, tezliklər, qadınlar. (kitab). 1. yalnız vahidlər yayındırma isim tez-tez. Dava tezliyi. ritm tezliyi. Artan ürək dərəcəsi. Cari tezlik. 2. Bir növ tez-tez hərəkətin bu və ya digər dərəcəsini ifadə edən dəyər ... Uşakovun izahlı lüğəti

tezlik- s; tezliklər; və. 1. Tez-tez (1 rəqəm). Hərəkətlərin təkrarlanma tezliyini izləyin. Kartof əkilməsi üçün lazımi saatlar. Nəbz dərəcəsinə diqqət yetirin. 2. Eyni hərəkətlərin təkrar sayı, hansı l dalğalanmaları. zaman vahidi. H. təkərin fırlanması. Ch... ensiklopedik lüğət

TEZLİK- (Tezlik) saniyədə dövrlərin sayı. Tezlik salınma dövrünün əksidir; məs. alternativ cərəyanın tezliyi f \u003d saniyədə 50 salınım olarsa. (50 N), onda dövr T = 1/50 san. Tezlik herts ilə ölçülür. Radiasiyanı xarakterizə edərkən ... ... Dəniz lüğəti

tezlik- harmonika, rəqs Rus sinonimlərinin lüğəti. isim tezliyi sıxlıq sıxlığı (bitki örtüyü haqqında)) Rus sinonimlərinin lüğəti. Kontekst 5.0 İnformatika. 2012... Sinonim lüğət

tezlik- təsadüfi hadisənin baş verməsi bu hadisənin verilmiş sınaqlar ardıcıllığında baş verən m sayının (onun baş verməsi) m/n sınaqların ümumi sayına nisbətidir. Tezlik termini baş vermə mənasında da işlənir. Köhnə bir kitabda... Sosioloji Statistika Lüğəti

Tezlik- salınımlar, zaman vahidində baş verən salınım prosesinin tam dövrlərinin (dövrlərinin) sayı. Tezlik vahidi 1 saniyədə bir tam dövrəyə uyğun gələn hertzdir (Hz). Tezlik f=1/T, burada T salınım dövrüdür, lakin çox vaxt... ... Təsvirli Ensiklopedik Lüğət

“Elektromaqnit dalğalarının tezliyinin ölçülməsi” mövzusunda metrologiya, standartlaşdırma və sertifikatlaşdırma üzrə semestr işi

Semestrdən fraqmentlər

Giriş
Tezliyin ölçülməsi üsulları
Ümumi məlumat
Rezonans metodu
Dörddəbir Dalğa Rezonans Tezlik Sayğacı
Yüklənmiş xətt ilə rezonans tezliyi ölçən cihaz
Boşluq rezonatoru ilə rezonans tezliyi ölçən
Müqayisə üsulu

Giriş

Ümumi halda tezlikin ölçülməsi çox müxtəlif üsullarla həyata keçirilir, çünki təbiətdəki salınımlar fərqli xarakter daşıyır. Bu, hər hansı bir cismin ən adi sarkacı, elektrik dövrəsi, dalğası və ya hətta vibrasiyası ola bilər. Salınım prosesləri müasir texnologiya dünyasında çox yaygın bir hadisədir və tezlik onların ən əsas xüsusiyyətlərindən biridir, əksər hallarda mühitdən asılı deyildir, ona görə də onun dəqiq ölçülməsi çox vacibdir. Elektromaqnit dalğalarının salınımlarının tezliyini ölçmək üçün əsas üsulları nəzərdən keçirin.

Tezlik sayğaclarının əsas xüsusiyyətləri

Ölçmə texnologiyasının ən mühüm vəzifələrindən biri salınımların tezliyinin və ya dalğa uzunluğunun ölçülməsidir. Tezlik və dalğa uzunluğu ölçmələri mahiyyətcə fərqlidir: birincisi zamanın ölçülməsinə əsaslanır, ikincisi isə ölçüyə əsaslanır: uzunluq. Adətən, tezlik əsas kəmiyyət kimi seçilir, çünki onun dəyəri yayılma şəraitindən asılı deyil və daha az əhəmiyyət kəsb etmir, ölçülmüş tezliklərin müqayisə oluna biləcəyi yüksək dəqiqlikli tezlik standartları mövcuddur. Tezliyi və dalğa uzunluğunu ölçmək üçün istifadə olunan alətlərin əsas xüsusiyyətləri bunlardır: nisbi xəta, həssaslıq, ölçülmüş tezliklərin diapazonu və etibarlılıq. Cihazın nisbi xətası ölçülmüş və istinad tezlikləri arasındakı fərqin istinad tezliyinin dəyərinə nisbəti kimi başa düşülür. Dəqiqliyinə görə bütün qurğular üç qrupa bölünür: 0,1%-dən çox nisbi xəta ilə aşağı dəqiqlik, (0,01-0,1)% xəta ilə orta dəqiqlik və 0,01%-dən az xəta ilə yüksək dəqiqlik. Cihazın həssaslığı tezliyi oxumaq mümkün olan tezlikölçənə verilən siqnalın minimum gücü ilə xarakterizə olunur.

tezliklərin ölçülməsi üsulları

Ümumi məlumat

Salınım tezliyi vahid vaxtda tam salınımların sayıdır: f = n / t
burada t n rəqsin ömrüdür.
Harmonik rəqslər üçün tezlik f = 1/T-dir, burada T salınım dövrüdür.

Hertz tezlik vahidi saniyədə bir salınım kimi müəyyən edilir. Tezlik və vaxt ayrılmaz şəkildə bağlıdır, buna görə də bu və ya digər kəmiyyətin ölçülməsi təcrübənin rahatlığı və tələb olunan ölçmə xətası ilə diktə edilir. Beynəlxalq Vahidlər Sistemində (SI) vaxt yeddi əsas fiziki kəmiyyətdən biridir. Elektromaqnit rəqslərinin tezliyi rəqs dövrü T və bircins müstəvi dalğanın sərbəst fəzada uzunluğu ilə aşağıdakı əlaqələrlə əlaqələndirilir: ... ... , burada c - işığın sürəti, 299 792,5 ± 0,3 km-ə bərabərdir. / s.

Radiotexnikada istifadə olunan elektromaqnit salınımlarının tezlik spektri herts fraksiyalarından minlərlə gigahertsə qədər uzanır. Bu spektr əvvəlcə iki diapazona - aşağı və yüksək tezliklərə bölünür. Aşağı tezliklərə həmçinin infrasəs (20 Hz-dən aşağı), səs (20-20.000 Hz) və ultrasəs (20-200 kHz) daxildir. Yüksək tezlik diapazonu, öz növbəsində, yüksək tezliklərə (20 kHz - 30 MHz), ultra yüksək (30 - 300 MHz) və ultra yüksək (300 MHz-dən yuxarı) bölünür. Mikrodalğalı tezliklərin yuxarı həddi davamlı olaraq artır və indi 80 GHz-ə çatmışdır (optik diapazon istisna olmaqla). Bu ayrılma elektrik rəqslərinin əldə edilməsinin müxtəlif yolları və onların fiziki xassələrindəki fərq, eləcə də məsafədə yayılma xüsusiyyətləri ilə izah olunur. Bununla belə, spektrin ayrı-ayrı hissələri arasında dəqiq bir sərhəd çəkmək mümkün deyil, buna görə də belə bir bölmə əsasən ixtiyaridir.

Kondansatörün doldurulması üsulu

Tutumu C olan kondensatoru gərginlik mənbəyinə U bağlayaq. Kondansatör yüklənəcək və orada q = CU miqdarında elektrik cərəyanı toplanacaq. Əgər kondansatör maqnitoelektrik cərəyan ölçən cihazına keçirsə, onda bir miqdar elektrik cərəyanı q keçərək göstəricinin kənara çıxmasına səbəb olur. Əgər kondansatör alternativ olaraq doldurulma üçün gərginlik mənbəyinə və boşalma üçün cərəyan sayğacına saniyədə f dəfə keçid tezliyi ilə qoşularsa, boşalma zamanı ampermetrdən keçən elektrik enerjisinin miqdarı f dəfə çox olacaqdır: fq = fCU = I, burada I - boşaltma cərəyanının orta dəyəri. Buradan belə çıxır ki, belə bir dövrədə cərəyan keçid tezliyinə birbaşa mütənasibdir və sabit məhsul CU ilə ampermetr şkalasını tezlik vahidlərində dərəcələndirmək olar.

Ümumi və Peşəkar Nazirlik

Rusiya Federasiyasının təhsili.

Orsk Humanitar-Texnoloji İnstitutu

Ümumi fizika kafedrası.

KURS İŞİ

Mikrodalğalı tezliklərdə elektromaqnit dalğalarının parametrlərinin ölçülməsi.

Tamamladı: Fizika-riyaziyyat fakültəsinin 4B qrupunun tələbəsi

Bessonov Pavel Aleksandroviç .

Elmi məsləhətçi: t.ü.f.d. n. dosent Abramov Sergey Mixayloviç .

Orsk. 1998

1. Əsas anlayışlar 3

2. §1. Gücün ölçülməsi 3

3. 1. Ümumi məlumat 3

4. 2. Kalorimetrik güc sayğacları 3

5. §2. Tezliyin ölçülməsi 8

6. 1. Tezlik sayğaclarının əsas xarakteristikası 8

7. 2. Rezonans tezliyi sayğacları 8

8. 3. Heteroid tezlik sayğacları 13

9. §3. Empedans ölçülməsi 15

10. 1. Ümumi məlumat 15

11. 2. Qütbləşən empedans ölçənlər 51

12. 3. Panoramik SWR və empedans sayğacları 17

ƏSAS KONSEPSİYALAR

Mikrodalğalı diapazonda, bir qayda olaraq, cihazların gücü, tezliyi və empedansı ölçülür. Faza yerdəyişməsinin, sahənin şiddətinin, keyfiyyət əmsalının, dalğa gücünün zəifləməsinin, amplituda-tezlik spektrinin və s.-nin ölçülməsi də vacibdir.Bu kəmiyyətləri onların dəyişməsinin geniş diapazonlarında müəyyən etmək üçün müxtəlif üsullardan və radioölçmə alətlərindən istifadə etmək lazımdır.

Birbaşa və dolayı ölçmələr var. Birbaşa ölçmələr ölçülmüş dəyərin ölçü ilə birbaşa müqayisə üçün mövcud olduğu və ya seçilmiş vahidlərdə kalibrlənmiş alətlərlə ölçülə bildiyi hallarda istifadə olunur. Birbaşa ölçmələr ya ölçmə dəyəri kalibrlənmiş alətin oxunuşları ilə müəyyən edildikdə, ya birbaşa qiymətləndirmə üsulu ilə, ya da ölçülmüş qiymət verilmiş dəyərin ölçüsü ilə müqayisə edilərək müəyyən edildikdə müqayisə üsulu ilə aparılır. Dolayı ölçmələr müəyyən bir kəmiyyətin ölçülərini istənilən məlum asılılıqla əlaqəli digərləri ilə əvəz etməkdən ibarətdir.

Radioölçmə vasitələrinin əsas xüsusiyyətləri bunlardır: ölçülmüş qiymətlərin diapazonu; cihazın istifadə oluna biləcəyi tezlik diapazonu; ölçülmüş parametrə həssaslıq, bu, alətin oxunuşlarında artımın ona səbəb olan ölçülmüş dəyərdəki artıma nisbəti; ölçülmüş kəmiyyətlərin iki dəyəri arasındakı minimum fərq kimi müəyyən edilən qətnamə, alət tərəfindən fərqləndirilə bilər; səhv; enerji istehlakı.

§bir. GÜCÜN ÖLÇÜLMƏSİ.

1. Ümumi məlumat

Ölçüləcək güc səviyyələri iyirmidən çox böyüklük sırası ilə fərqlənir. Təbii ki, bu cür ölçmələrdə istifadə olunan üsullar və alətlər çox müxtəlifdir. Vattmetrlər adlanan mikrodalğalı elektrik sayğaclarının böyük əksəriyyətinin işləmə prinsipi, öyrənilən elektromaqnit salınımlarının enerjisinin dağıldığı elementlərin temperaturunda və ya müqavimətində dəyişikliklərin ölçülməsinə əsaslanır. Bu fenomenə əsaslanan alətlərə kalorimetrik və termistorlu güc sayğacları daxildir. Ponderomotiv hadisələrdən (elektromexaniki qüvvələrdən) istifadə edən vattmetrlər və Hall effekti ilə işləyən vattmetrlər geniş yayılmışdır. Onlardan birincisinin xüsusiyyəti mütləq güc ölçmələrinin mümkünlüyü, ikincisi isə RF yolunun uyğunluğundan asılı olmayaraq gücün ölçülməsidir.

Ötürmə yoluna daxil edilmə üsuluna görə, keçən tipli və uducu tipli vattmetrlər fərqlənir. Keçən vattmetr, ümumi gücün yalnız kiçik bir hissəsinin udulduğu dörd terminallı bir şəbəkədir. Ötürmə xəttinin sonunda iki terminal şəbəkəsi olan uducu tipli vattmetr birləşdirilir və ideal vəziyyətdə, gələn dalğanın bütün gücü ona sorulur. Keçən tipli vattmetr tez-tez istiqamətləndirici bağlayıcı vasitəsilə yola qoşulmuş uducu tipli sayğaca əsaslanır.

2. Kalorimetrik güc ölçənlər

Kalorimetrik gücün ölçülməsi üsulları sayğacın tərkib hissəsi olan yük müqavimətində elektromaqnit enerjisinin istilik enerjisinə çevrilməsinə əsaslanır. Buraxılan istilik miqdarı yükdə və ya istiliyin ötürüldüyü mühitdə temperaturun dəyişməsi haqqında məlumatlardan müəyyən edilir. Kalorimetrlər statik (adiabatik) və axındır (adiabatik deyil). Birincidə, mikrodalğalı sobanın gücü istilik izolyasiya edilmiş yükdə yayılır, ikincisində isə kalorimetrik mayenin davamlı axını təmin edilir. Kalorimetrik sayğaclar millivatdan yüzlərlə kilovata qədər gücü ölçməyə imkan verir. Statik kalorimetrlər aşağı və orta güc səviyyələrini, axın kalorimetrləri isə orta və yüksək güc səviyyələrini ölçür.

Kalorimetrik yükdə istilik balansı şərti formaya malikdir

burada P yükdə yayılan mikrodalğalı gücdür; T və T 0- müvafiq olaraq yük və ətraf mühitin temperaturu; ilə , m- kalorimetrik cismin xüsusi istilik tutumu və kütləsi; k- istilik yayılması əmsalı. Tənliyin həlli kimi təmsil olunur

(2)

harada τ = ilə m / k- istilik vaxtı sabiti.

Statik kalorimetr vəziyyətində, ölçmə müddəti sabitdən çox azdır τ və mikrodalğalı gücü formulaya uyğun olaraq 1 olacaq:

(3,a)

Burada yükdə temperaturun dəyişmə sürəti s -1 dərəcə ilə ölçülür, m- g ilə, c- J ilə (g dərəcə) -1, R- çərşənbə axşamı.

Əgər a ilə cal (g deg) -1 ölçüsünə malikdir, onda

(3,b)

Statik kalorimetrlərin əsas elementləri istilik izolyasiya edilmiş yük və temperatur ölçmə cihazıdır. Ölçülən temperatur artım sürətindən və yükün məlum istilik tutumundan udulmuş mikrodalğalı gücünü hesablamaq asandır.

Qurğular itkiləri olan bərk və ya maye dielektrik materialda, eləcə də yüksək müqavimətə malik bir lövhə və ya film şəklində müxtəlif yüksək tezlikli sonlanmalardan istifadə edir. Temperatur dəyişikliklərini təyin etmək üçün termocütlər və müxtəlif termometrlərdən istifadə olunur.

İstilik izolyasiyası üçün tələblərin azaldıldığı və istilik tutumunu təyin etməyə ehtiyac olmadığı bir statik kalorimetri nəzərdən keçirək. t c kalorimetrik ucluq (şək. 1 ). Bu sxem əvəzetmə metodundan istifadə edir. Alətin kalibrlənməsi üçün 4 , çiyinə verilən ölçülmüş gücün yayılması zamanı temperatur artımını ölçən 1 , qola verilən birbaşa cərəyanın və ya aşağı tezlikli cərəyanın məlum gücü istifadə olunur 2. Qablaşdırma temperaturu olduğu güman edilir 3 mikrodalğalı gücü və birbaşa cərəyanın bərabər dəyərlərini yaydıqda eyni şəkildə dəyişir. Statik kalorimetrlər ±1%-dən az səhvlə bir neçə millivat gücü ölçə bilər.

düyü. 1

Axın kalorimetrinin əsas elementləri bunlardır: elektromaqnit rəqslərinin enerjisinin istiliyə çevrildiyi yük, maye dövranı sistemi və yükdən axan daxil olan və çıxan maye arasındakı temperatur fərqini ölçmək üçün vasitə. Sabit vəziyyətdə bu temperatur fərqini ölçməklə, düsturdan istifadə edərək orta güc hesablana bilər

(4)

harada υ - kalorimetrik mayenin istehlakı, sm 3 s -1 ; d mayenin sıxlığıdır, g sm -3; Δ T - temperatur fərqi, K; ilə, kal (g dərəcə) -1 .

Axın kalorimetrləri dövriyyə sisteminin növü (açıq və qapalı), qızdırma növü (birbaşa və dolayı) və ölçmə üsulu ilə (əsl kalorimetrik və əvəzedici) fərqlənir.

Açıq tipli kalorimetrlərdə adətən su istifadə olunur, su təchizatı şəbəkəsindən təzyiqi sabitləşdirmək üçün əvvəlcə tanka, sonra isə kalorimetrə daxil olur. Qapalı tipli kalorimetrlərdə kalorimetrik maye qapalı sistemdə dövr edir. O, daimi olaraq nasosla vurulur və kalorimetrə növbəti daxil edilməzdən əvvəl ətraf mühitin temperaturuna qədər soyudulur.Bu sistemdə soyuducu kimi distillə edilmiş sudan əlavə, natrium xlorid məhlulu, suyun etilenqlikol və ya qliserin ilə qarışığı istifadə olunur.

Birbaşa isitmə ilə RF gücü birbaşa dövran edən maye tərəfindən udulur. Dolayı isitmə ilə sirkulyasiya edən maye yalnız yükdən istilik çıxarmaq üçün istifadə olunur. Dolayı isitmə daha geniş tezlik və güc diapazonunda işləməyə imkan verir, çünki istilik ötürmə funksiyaları RF enerjisinin udulması və yükün uyğunlaşdırılması funksiyalarından ayrılır.

düyü. 2 .

Həqiqi kalorimetrik metodun sxemi göstərilmişdir (Şəkil 1). 2 .). Ölçülmüş RF gücü yükdə 1 dağılır və axan mayenin enerjisini birbaşa və ya dolayı yolla ötürür. Yükə daxil olan maye ilə onu tərk edən maye arasındakı temperatur fərqi istilik blokları vasitəsilə ölçülür 2. Sistemdə vaxt vahidi üçün axan mayenin miqdarı axın ölçən cihazla ölçülür 3. Təbii ki, belə ölçmələr zamanı maye axını olmalıdır. Sabit.

Nəzərdən keçirilən sxemdə RF gücünün ölçmə xətaları bir sıra amillərlə əlaqələndirilir. Hər şeydən əvvəl, formula 4 kalorimetrin müxtəlif hissələri arasında mövcud olan istilik köçürməsini və RF yükündə və boru kəmərlərində istilik itkisini nəzərə almır. Müxtəlif dizayn üsulları bu amillərin təsirini azalda bilər. Kalorimetrik mayenin qeyri-bərabər axın sürəti, hava kabarcıklarının görünüşü mayenin axın sürətinin təyin edilməsində səhvlərə səbəb olur və onun effektiv istilik tutumunu dəyişdirir. Bu səhvi azaltmaq üçün hava qabarcıqları istifadə olunur və maye axını bir axın tənzimləyicisi və digər vasitələrdən istifadə edərək bərabər şəkildə əldə edilir.

Əvəzetmə metodunu həyata keçirən ölçmə sxemi, aşağı tezlikli cərəyan mənbəyinin gücünü dağıtan mikrodalğalı yüklə ardıcıl olaraq əlavə bir qızdırıcı elementin daxil edildiyi nəzərə alınandan fərqlənir. Qeyd edək ki, dolayı istiliklə mikrodalğalı siqnalın gücü və aşağı tezlikli cərəyanın gücü eyni yükə daxil edilir və əlavə istilik elementinə ehtiyac aradan qaldırılır.

Əvəzetmə üsulu ilə ölçmənin iki üsulu var - kalibrləmə və balans. Birincisi, mayenin girişi və çıxışı arasındakı temperatur fərqinin mikrodalğalı sobanın tətbiqi ilə eyni olduğu qızdırıcı elementə tətbiq olunan aşağı tezlikli gücü ölçməkdir. Balanslaşdırılmış üsulda əvvəlcə aşağı tezlikli güc P 1 tətbiq edildikdə mayenin temperatur fərqi müəyyən edilir, sonra ölçülmüş RF gücü P tətbiq edilir və aşağı tezlikli güc P 2 dəyərinə endirilir ki, temperatur fərqi eyni olaraq qalır. Bu halda P=P 1 -P 2 .

düyü. 3 .

Ölçmə dövrü ərzində maye axını sürətinin dəyişkənliyi ilə əlaqəli ölçmə xətalarının qarşısını almaq olar, əgər giriş və çıxış yükü 1 (Şəkil 1). 3 ) və qızdırıcı element 2 körpü dövrəsinə qoşulmuş temperatura həssas rezistorlar R 1 , R 2 , R 3 , R 4 təmin edir. Temperatura həssas elementlərin eyni olması şərti ilə, istənilən maye axını sürəti üçün körpünün balansı müşahidə olunacaq. Ölçmələr balanslaşdırılmış şəkildə aparılır.

Nəzərə alınan axın kalorimetrləri, ilk növbədə, yüksək güc səviyyələrinin mütləq ölçülməsi üçün istifadə olunur. Kalibrlənmiş istiqamətli bağlayıcılarla birlikdə onlar orta və aşağı güc sayğaclarının kalibrlənməsinə xidmət edir. Orta və aşağı güclərin birbaşa ölçülməsi üçün axın kalorimetrlərinin dizaynları mövcuddur. Ölçmə müddəti bir neçə dəqiqədən çox deyil və ölçmə xətası 1-2% -ə qədər artırıla bilər.

Davamlı rəqslərin gücünü ölçmək üçün kalorimetrik vattmetrlər arasında, eləcə də impulsla modulyasiya edilən rəqslərin gücünün orta qiymətini əhatə edən MZ-11A, MZ-13 və MZ-13/1 cihazlarını qeyd edirik. 37, 5 GHz-ə qədər tezliklərdə 2 kVt-dan 3 MVt-a qədər ölçülmüş güclər.

§2. TEZLİK ÖLÇÜLMƏSİ

1. Tezlik sayğaclarının əsas xarakteristikası

Ölçmə texnologiyasının ən mühüm vəzifələrindən biri salınımların tezliyinin və ya dalğa uzunluğunun ölçülməsidir. Tezlik dalğa uzunluğu ilə əlaqələndirilir: (5)

Tezlik və dalğa uzunluğu ölçmələri mahiyyətcə fərqlidir: birincisi zamanın ölçülməsinə əsaslanır, ikincisi isə ölçüyə əsaslanır: uzunluq. Adətən, tezlik əsas kəmiyyət kimi seçilir, çünki onun dəyəri yayılma şəraitindən asılı deyil və daha az əhəmiyyət kəsb etmir, ölçülmüş tezliklərin müqayisə oluna biləcəyi yüksək dəqiqlikli tezlik standartları mövcuddur.

Tezliyi və dalğa uzunluğunu ölçmək üçün istifadə olunan alətlərin əsas xüsusiyyətləri bunlardır: nisbi xəta, həssaslıq, ölçülmüş tezliklərin diapazonu və etibarlılıq.

Cihazın nisbi xətası ölçülmüş və istinad tezlikləri arasındakı fərqin istinad tezliyinin dəyərinə nisbəti kimi başa düşülür. Dəqiqliyinə görə bütün qurğular üç qrupa bölünür: 0,1%-dən çox nisbi xəta ilə aşağı dəqiqlik, (0,01-0,1)% xəta ilə orta dəqiqlik və 0,01%-dən az xəta ilə yüksək dəqiqlik. Cihazın həssaslığı tezliyi oxumaq mümkün olan tezlikölçənə verilən siqnalın minimum gücü ilə xarakterizə olunur.

2. Rezonans tezliyi sayğacları

düyü. 4 .

düyü. 5 .

Rezonans tezliyi sayğacları adətən aşağıdakı elementləri ehtiva edir (Şəkil 2). 4 ): boşluq rezonatoru 2, birləşmə elementləri 1, tənzimləmə elementi 3, gücləndirici ilə və ya gücləndiricisiz göstərici 5 4. Giriş xəttinin və göstərici qurğusunun rezonatorla əlaqəsi rezonatorun yüklənmiş keyfiyyət əmsalının qiyməti ilə cihazın həssaslığı arasında uzlaşma əsasında seçilir. Tezlik sayğacını ölçülmüş salınımların müəyyən bir tezliyinə təyin etmək rezonatorun həndəsi ölçülərini ölçməklə həyata keçirilir. Bu halda rezonans dalğa uzunluğunun və ya tezliyinin ölçüləri göstərici cihazı ilə müəyyən edilən rezonans anında tənzimləyici orqanların mövqeyi ilə müəyyən edilir. Göstəricilər olaraq, birbaşa cərəyan mikroparametri ən çox istifadə olunur və modulyasiya edilmiş salınımların tezliyi dəyişdikdə, bir osiloskop və ya ölçmə gücləndiricisi istifadə olunur. Tezlik sayğacını işə salmağın iki yolu var - cihazın maksimum cərəyanı (dövrə vasitəsilə) və minimum cərəyan (udma və ya udma dövrəsi) üçün parametrin göstəricisi ilə. Ən çox paylanmış birinci sxem (Şəkil 1)-də göstərilmişdir. 5) . Birləşdirmə elementləri və tezlik tənzimləmə cihazı olan bir rezonator göstərilmişdir (Şəkil 1). 5.a), onun ekvivalent dövrəsi aktivdir (şək. 5 B). Tezlik sayğacının rezonansı pozulduqda, göstərici cihazının göstəricisi sıfıra bərabərdir. Rezonans anında maksimum cərəyan cihazdan keçir (bax. 5.in).

Bəzi hallarda, rezonans tezliyi sayğacını işə salmaq üçün ikinci dövrə faydalıdır - minimum cərəyan göstəricisi ilə. rezonans. Belə bir rezonatorun cihazı göstərilmişdir (Şəkil 1). 6a), ekvivalent dövrə - açıq (Şəkil 2). 6b). Rezonansdan başqa tezliklərdə paralel dövrənin giriş empedansı kiçikdir və dövrəyə çevrildikdə. λ/4 uzunluqlu seqment vasitəsilə detektor əsas dövrədə nəzərəçarpacaq dəyişikliklər yaratmır. Nəticədə, tezlikölçən indikator cihazı vasitəsilə rezonatorun həndəsi ölçülərini dəyişdirərək ölçülmüş rəqslərin müvafiq tezliyi həyata keçirilir. Bu halda, rezonans dalğa uzunluğunun və ya tezliyinin dəyəri göstərici cihazda qeyd olunan rezonans anında tənzimləyici orqanların mövqeyi ilə müəyyən edilir. Göstəricilər olaraq, birbaşa cərəyan mikroampermetri ən çox istifadə olunur və modulyasiya edilmiş salınımların tezliyini ölçərkən bir osiloskop və ya ölçmə gücləndiricisi istifadə olunur. Tezlik sayğacını işə salmağın iki yolu var - cihazın maksimum cərəyanı (dövrə vasitəsilə) və minimum cərəyan (udma və ya udma, dövrə) üçün parametrlərin göstəricisi ilə. Ən çox paylanmış birinci sxem (Şəkil 1)-də göstərilmişdir. 2 ). Bağlayıcı elementləri olan rezonator və tezliyi tənzimlənə bilən cihaz göstərilmişdir (Şəkil 1). 2a), onun ekvivalent dövrəsi aktivdir (Şəkil 1). 26 ). Tezlik sayğacının rezonatoru detunasiya edildikdə, göstərici cihazının göstəricisi sıfırdır. Rezonans anında maksimum cərəyan cihazdan keçir (bax. 2c).

düyü. 6 .

Rezonans tezliyi sayğaclarının konstruktiv xüsusiyyətlərini nəzərdən keçirək.Onlar əsasən salınım sistemlərinin tipinə görə fərqlənirlər.

Aktivdir (şək. 7 ) rezonans tezliyi sayğaclarında ən çox istifadə edilən birləşmə və tənzimləmə elementləri olan rezonator qurğularını göstərir. Aktivdir (şək. 7a) koaksial xəttin dörddəbir dalğa seqmenti şəklində rezonatorun dizaynını göstərir. Rezonatorun RF generatoru və ölçmə cihazı ilə əlaqəsi yan divarda yerləşən döngələr vasitəsilə həyata keçirilir. Rezonator mərkəzi keçiricinin uzunluğunu dəyişdirməklə tənzimlənir. Mərkəzi keçiriciyə qoşulmuş mikrometrin şkalası dalğa uzunluqlarında dərəcələnir və ya kalibrləmə əyrisi ilə təmin edilir. Daxili keçirici ilə rezonatorun son divarı arasında RF əlaqəsi bir tutumun köməyi ilə formalaşır. Rezonatorun əks ucu metal qapaq ilə bağlanır. Mərkəzi keçiricinin sərbəst ucunda tutumlu kənar effektinə görə rezonans uzunluğu λ/4-dən bir qədər azdır.

Koaksial tipli tezlikölçənlər əsasən 3-300 sm dalğa uzunluğu diapazonunda istifadə olunur.Daşınan mərkəzi keçirici ilə tezlikölçənlərin sazlama diapazonu 2:1-dir. Koaksial tezlik sayğaclarının xətası (0,05-0,1)% təşkil edir və cihazın dizayn xüsusiyyətlərindən və kalibrləmə dəqiqliyindən asılıdır.

düyü. 7 .

Mikrodalğalı diapazonda daha yüksək tezliklərdə rezonans tezliyi sayğacları silindrik boşluq rezonatorları şəklində istifadə olunur. H O 011 və H O 111 tipli vibrasiyalarda həyəcanlanan rezonatorlar böyük genişzolaqlı və yüksək keyfiyyət faktoruna malikdir.

H O 011 tipli vibrasiyalara əsaslanan rezonatorlar vəziyyətində, silindrin uzunluğunu dəyişdirmək üçün təmasda olmayan son lövhə istifadə edilə bilər (bax. 7b), çünki bu tip cərəyanların cari xətləri silindrin kəsişməsində dairələr formasına malikdir. Boşluğun olması, cari xətləri boşluqdan keçən digər növ salınımları aradan qaldırmaq üçün lazımdır. Plitənin arxasındakı boşluqda həyəcanlanan bu salınımların sahəsi xüsusi uducu təbəqədə udulur. Ən təhlükəlisi NO 011 ilə eyni rezonans tezliyinə malik EO 111 tipli salınımlardır. Bunun qarşısını almaq üçün yuxarıda sadalanan tədbirlərə əlavə olaraq, H O 011 və E O 111 tipli salınım sahələrinin konfiqurasiyasındakı fərqi nəzərə alaraq birləşmə elementlərinin seçimi və yeri böyük əhəmiyyət kəsb edir. Baxılan vəziyyətdə, birləşmə elementi silindrin generatrix boyunca və təchizatı dalğasının dar divarı boyunca kəsilmiş dar bir yuvadır. Rezonator istehsalında göstərilən qayğıya artan tələblər qoyulur, çünki cüzi bir asimmetriya belə E O 111 tipli salınımların həyəcanlanmasına və rezonatorun keyfiyyət amilinin azalmasına, 10 sm dalğa uzunluğu diapazonunda 50.000-ə çatmasına səbəb ola bilər. .

Rezonans tezliyi sayğacının tezlik ölçmə xətası onun rezonansa uyğunlaşdırılmasının düzgünlüyündən, mexaniki sistemin və kalibrləmənin mükəmməlliyindən, həmçinin rütubətin və ətraf mühitin temperaturunun təsirindən asılıdır.

Rezonansa tənzimləmə dəqiqliyi rezonator Q-nun yüklənmiş keyfiyyət faktorundan və göstərici cihazının xətasından asılıdır:

(6)

harada Δ f- cərəyanın amplitudasının daxil olduğu tezliklərin tənzimlənməsi AMMA rezonansda cərəyanın amplitudasından dəfələrlə kiçikdir. minimuma endirmək üçün Δ f / f 0 , seçmək lazımdır AMMA bəlkə də birliyə daha yaxındır, yəni cərəyandakı kiçik dəyişiklikləri qeyd edən dəqiq göstərici cihazına sahib olmaq lazımdır. Beləliklə əgər A= sonra 1.02 Δ f / f 0 = 1/ 10 Q n və at Q n=5000 çıxır Δ f / f 0 =2·10 -5 .

Yüksək keyfiyyət faktoru olan rezonans tezliyi sayğaclarında müəyyən bir səhv sürücüdəki boşluq, rezonatorun hərəkət edən hissələri arasında etibarsız təmaslar və s.

Tezlik sayğacları üçün nəzərdə tutulmuş tezlik diapazonu nə qədər böyükdürsə, oxunuşların oxunmasının qeyri-dəqiqliyi ilə əlaqəli ölçmə xətası bir o qədər böyükdür. Bu səhv düsturla hesablana bilər

harada Δl- adətən bir bölmənin qiymətinə uyğun gələn və 0,5-10 mikrona bərabər olan tənzimləmə elementinin mövqeyinin müəyyən edilməsində səhv. Bu xətanın bütün əməliyyat tezliyi diapazonunda eyni olması üçün onun olması lazımdır df / dl mütənasib f 0 .

Rezonans tezliyi sayğacları adətən onların oxunuşlarını müxtəlif tezliklərdə standart alətin oxunuşları ilə müqayisə etməklə kalibrlənir. Məqbul dəqiqlik o halda əldə edilir ki, istinad tezliyi sayğacının xətası metodun xətası ilə birlikdə kalibrlənmiş alətin xətasından beş dəfə azdır.

Havanın dielektrik davamlılığında onun temperaturu və rütubətinin dəyişkənliyi nəticəsində yaranan dəyişiklik tezlikölçən rezonans tezliyinin dəyişməsinə və nəticədə ölçmə xətalarına səbəb olur. Normal şəraitdə bu xəta 5 10 -5-ə çatır.

Ətraf mühitin temperaturu dəyişdikdə rezonatorun həndəsi ölçüləri dəyişir və bu da öz növbəsində tezliyin ölçülməsində səhvə səbəb olur. Bu səbəbdən yaranan xəta düsturla hesablanır

Δ f / f 0 =- αkΔT (8)

burada α rezonator materialının genişlənməsinin xətti temperatur əmsalıdır; k rezonatorun dizaynından asılı olan əmsaldır. Silindrik rezonatorlar üçün ( k=1), misdən hazırlanmışdır, temperaturun 1°C dəyişməsi 2 10 -5 tezliyində xəta verir.

Cədvəl fasiləsiz generasiya (CG) və impuls modulyasiyası (PM) rejimində bəzi rezonans tezliyi sayğaclarının əsas parametrlərini göstərir. Yuxarıda göstərilən bütün cihazlar üçün ölçmə xətası 0,05% təşkil edir. Son sütun koaksial giriş elementinin və ya düzbucaqlı dalğa ötürücüsünün bölməsinin müqavimətini verir.

Cədvəldə nəzərdən keçirilən qurğular rezonatordan, 10 dB dəyişən attenuatordan, gücləndiricidən və göstəricidən ibarətdir. Ch2-31-Ch2-33 tezlikölçənlərində rezonans sistem kimi H O 112 tipli vibrasiya ilə həyəcanlanan silindrik rezonatorlar, digər tezlikölçənlərdə isə koaksial tipli rezonatorlar istifadə olunur. Rezonatorlar keçid sxeminə uyğun olaraq birləşdirilir.

Rezonans tezliyi sayğaclarının parametrləri

3. Heterodin tezlik sayğacları.

Ən dəqiq tezlik sayğacları tədqiq olunan siqnalın tezliyini yüksək sabit mənbənin tezliyi ilə müqayisə etməyə əsaslanan cihazlardır. Tezlikləri müqayisə etmək üçün üsullar var: sıfır vuruşlar, interpolyasiya generatoru və ardıcıl tezliklərin azaldılması.

düyü. 8 . düyü. 9 .

Xətti qarışdırıcı elementdə (Şəkil 1). 8 ) RF siqnalı naməlum tezliklə verilir f x və tezliyi olan bir siqnal f op istinad mənbəyindən. Mikserin çıxışında eyni tezliklərə malik siqnallar, eləcə də onların harmonikləri və döyülmə tezliyi olan siqnallar alınır. Harmonik komponentlərin amplitüdləri kiçik olduğundan və nəticədə onların fərq tezliyinin siqnalları da kiçik olduğundan, göstərici üçün döyüntü tezliyi olan bir siqnaldan istifadə etmək rahatdır. f b = f X – f op =0 . Beləliklə, metodun adı sıfır döyünmə üsuludur. Qeyri-xətti elementin çıxışında bir göstərici açılır, məsələn, yalnız səs siqnallarını ötürən bir telefon. İstinad osilatorunun tezliyini rəvan şəkildə dəyişdirsək, onda f X - f op <15000 Гц в телефоне появляется тон разностной частоты, который понижается три сближении f X və f op .

Aktivdir (şək. 9 ) dəyişikliyin xarakterini göstərir f b sabit naməlum tezlikdə f X və tənzimlənə bilən tezlik f op. At f b <16 Hz, insan qulağı aşağı tezlikləri qəbul etməyi dayandırır və nəticədə xəta 32 Hz-ə çata bilər. Səhvləri azaltmaq üçün "çəngəl" oxunuşundan istifadə etməlisiniz: onlar qulaqda müəyyən bir döyüntü tonunu xatırlayırlar, məsələn, tezliyə uyğundur. f op1. Sonra tezliyi qeyd edin f op2, telefonda eyni döyüntü tonu eşidilir. Axtarış tezliyi f X işarələnmiş tezliklərin arifmetik ortasıdır.

Real şəraitdə əsas siqnalların harmonik komponentləri eyni vaxtda mikserdə istehsal olunur, buna görə də harmonik tezliklər bərabər olduqda sıfır vuruş qeyd olunur. nf X=m f op, harada n , m=1,2,3... Bu halda harmoniklərin seçimində səhvi istisna etmək üçün əvvəlcə naməlum tezliyi hansısa üsulla, məsələn, rezonansla ölçmək lazımdır.

Ölçülmüş tezlik istinad osilatorunun tezlik diapazonundan kənarda yerləşirsə, o zaman harmonik komponentlər və əsas tezlik siqnalı arasında döyünmə üsulu ilə ölçülür. Beləliklə əgər f X << f op, sonra alternativ olaraq istinad osilatorunu ölçülmüş tezliyin hər hansı iki qonşu harmonik komponenti ilə sıfır döyüntülərə uyğunlaşdırın: f op1 =n f X və f op2 =(n±1) f X .

. (9)

Əgər f x 1 >>f oa olarsa, onda istinad osilyatorunu belə iki f op1 və f op2 tezliklərinə uyğunlaşdırın ki, f x =m f op1 və f x =(m±1)f op2 olsun. Sonra

( 10 )

Hamar tənzimləmə və yüksək tezlik sabitliyi ilə istinad osilatoru hazırlamaq çətin olduğundan, interpolyasiya üsuluna müraciət edilir. Bu vəziyyətdə, sxem 1 tezliyi rəvan dəyişdirilə bilən intertulyasiya osilatoru ilə yanaşı, sabit tezlikli şəbəkəyə malik nümunəvi osilator təqdim olunur. Ölçmə proseduru aşağıdakı kimidir. İnterpolyasiya generatoru ölçülmüş tezlik siqnalı ilə ardıcıl olaraq sıfır döyüntülərə uyğunlaşdırılır f x və nümunəvi osilatorun istinad tezliyinin bitişik harmonik komponentləri ilə t f x və f x tezliyinin hər iki tərəfində (m+1)f op. İnterpolyasiya generatorunun şkalası üzrə oxunuşlar müvafiq olaraq α olacaq X,α 1 , α 2. Bu halda

(11)

Ölçmə dəqiqliyi daha yüksəkdir, nümunəvi generatorun bitişik harmonikləri, interpolyasiya generatorunun xətti tənzimləmə şkalası arasında tezlik fərqi nə qədər kiçik olarsa və onun həlli daha yüksək olar.

Tezlik fərqi olduqda f X - f op səs tezliyi sayğacının kəsilmə tezliyindən çox olduqda, dövrədən istifadə edərək ikiqat heterodinasiya tətbiq edə bilərsiniz 2 . Bu sxemə görə ölçmələr daha dəqiqdir, çünki kiçik tezlik tənzimləmə diapazonu olan bir interpolyasiya generatorundan istifadə edərək yüksək sabitliyə və artan ölçmə dəqiqliyinə malik bir tezlikölçən yaratmaq daha asandır.

Heterodin tezlik sayğaclarının səhvləri ilk növbədə kvars və interpolyasiya osilatorlarının səhvləri ilə müəyyən edilir. Beləliklə, kvars osilatorlarının nisbi tezlik xətası ±10 -8 -10 -9 olur. İnterpolyasiya generatoru ölçmə zamanı generatorun tezliyinin dəyişməsi, miqyasda ölçünün qeyri-dəqiqliyi və oxuma xətası səbəbindən əlavə xəta təqdim edir. Nəticədə belə tezlik sayğaclarının xətası ±5 10 -6 . Qeyd etmək lazımdır ki, göstərilən səhv dəyəri yalnız cihazın uzun müddət istiləşməsindən sonra (1-1,5 saata qədər) əldə edilir.

§3. TƏSİRİN ÖLÇÜLMƏSİ

1. Ümumi məlumat

Düyünlərin və ya RF yolunun elementlərinin empedansının ölçülməsi məsələləri qərar vermək lazım olduqda ortaya çıxır. uyğunluq problemləri, ekvivalent sxemlərin parametrlərini tapmaq və ya mikrodalğalı cihazların tezlik xüsusiyyətlərini hesablamaq.

düyü. 10 .

Yük empedansının təyini onun dayanan dalğa əmsalı ilə əlaqəsinə və xəttdəki minimum gərginliyin mövqeyinə əsaslanır. Ən çox istifadə edilən, SWR-nin ölçülməsinə və bir ölçmə xətti ilə dayanan dalğanın minimumunun mövqeyinə görə empedansın təyin edilməsidir. Müvafiq funksional diaqram (Şəkil 1)-də göstərilmişdir. 10 ). Empedansı ölçüləcək cihaz ölçmə xətti ilə mikrodalğalı generatora qoşulur. Sənaye 0,5 ilə 37,5 GHz tezlik diapazonunu əhatə edən ölçü xətləri istehsal edir.

SWR və faza ölçmələrinə əsaslanan impedansları təyin etmək üçün portativ cihazlar polarizasiya tipli sayğaclardır. Bu cihazlar genişzolaqlı və yüksək dəqiqliklə xarakterizə olunur. Onların əhatə etdiyi tezlik diapazonu 0,02-dən 16,67 GHz-ə qədər uzanır.

Tezlik funksiyası olaraq SWR-nin yarı avtomatik panoramik ölçülməsini təmin edən cihazlar var. Bu qurğular cihazların uyğunlaşdırılması üçün vaxtı əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər, həmçinin dördqütbün amplituda-tezlik xüsusiyyətlərini müşahidə və ölçə bilər. Onlar 0,02 ilə 16,67 GHz tezlik diapazonunu əhatə edir.

Bu fəsildə cihazın iş prinsipi təsvir olunur ki, bu da tədqiq olunan cihazların empedansının qiymətlərini tezlik funksiyası kimi birbaşa katod şüa borularının ekranında çap olunmuş dairəvi empedans diaqramından müəyyən etməyə imkan verir. Bu tip cihazlar 0,11 ilə 7 Hz tezlik diapazonunu əhatə edir.

2. Qütbləşən empedans ölçənlər

Polarizasiya empedansı ölçən düzbucaqlı seqmentlərdən 7 və silindrikdən ibarətdir 6 dalğa ötürücüləri və silindrik dalğa ötürücü düzbucaqlı dalğa ötürücüsünün geniş divarına düz bucaq altında yerləşir (Şəkil 1). 11 ). Dalğa ötürücüləri arasında əlaqə üç yuva vasitəsilə həyata keçirilir 8 eyni ölçülü, silindrik dalğa ötürücüsünün mərkəzindən bərabər məsafədə yerləşir.

Polarizasiya sayğacının iş prinsipi aşağıdakı kimidir. Solenoid H □ 10 - generatordan yükə doğru yayılan dalğa silindrik dalğa qurğusunda dairəvi qütbləşmiş HO 11 dalğa ötürücüsünü həyəcanlandırır. Bu, yuvaların yerini və ölçüsünü seçməklə əldə edilir: dalğa ötürücüsünün geniş divarı boyunca yerləşən iki yuva H x sahə komponentinin maksimumundadır. , üçüncü slot isə H z sahə komponentinin maksimumundadır. Bu yuvalar, kosmosda qarşılıqlı perpendikulyar və fazada π/2 bucaqla yerdəyişən silindrik dalğa qurğusunda iki HO 11 dalğasını həyəcanlandırır. Sonuncu, düzbucaqlı dalğa ötürücüsünün X x və H z sahə komponentlərinin π/2 nisbətində vaxt dəyişməsinin nəticəsidir. Yuvaların ölçüsünü seçməklə həyəcanlanan dalğaların amplitüdləri bərabər ola biləcəyi üçün silindrik dalğa ötürücüsindəki dalğa dairəvi polarizasiyaya sahib olacaqdır.

düyü. 11 .

Əgər düzbucaqlı dalğa qurğusunda dalğanın yayılma istiqamətini dəyişdirsək, onda sahənin fırlanma istiqaməti əks olan dalğa silindrik dalğa ötürücüdə həyəcanlanır. Aydındır ki, düzbucaqlı dalğa qurğusunda əks olunan dalğa varsa, dairəvi qütbləşmənin əks istiqamətləri olan silindrik dalğa qurğusunda iki HO 11 dalğası olacaqdır. Bu dalğaların superpozisiyası nəticəsində düzbucaqlı dalğa qurğusunda SWR dəyəri və dayanan dalğanın minimumunun mövqeyi haqqında lazımi məlumatları daşıyan elliptik qütbləşməyə malik dalğa əmələ gəlir. SWR, qiymətləri hadisənin və əks olunan dalğaların amplitüdlərinin cəminə və fərqinə uyğun gələn ellipsin əsas oxlarının nisbətinə bərabərdir.

Cədvəl 1

Xətt parametrlərinin ölçülməsi

3əvvəl, dalğa bələdçisinin ətrafında fırlanan bir diod kamerası 2 prob ilə 1 düzbucaqlı dalğa qurğusunda sahə gücünün paylanmasını əks etdirir və kameranın tam fırlanması λ c dalğa uzunluğunda zondun düzbucaqlı dalğa qurğusunda hərəkətinə uyğun gəlir. Ellipsin oxlarından daha kiçikinin mövqeyi unikal şəkildə düzbucaqlı dalğa qurğusunda sahə minimumunun mövqeyi ilə, yəni əks əmsalının fazası ilə bağlıdır.

Yansıtma əmsalının fazasının ölçülməsi ekstremitə boyunca oxumaqdan ibarətdir 5 göstərici cihazının minimum dəyəri göstərdiyi diod kamerasının mövqeyi. Diod kamerasının fırlanması fırlanan birləşmədən istifadə etməklə həyata keçirilir 3. İstinad şkalası "faza" risklərə görə 180 bərabər hissəyə bölünmüş yarımdairədir ki, şkalanın hər bölməsinin dəyəri ölçülən faza bucağının 2°-yə uyğun olsun. Vernierdən istifadə edərək əks etdirmə əmsalının fazasının oxunmasının dəqiqliyi ±20-dir.

Cihazın ölçü flanşına nisbətən fazada ilkin kalibrlənməsi üçün qısa qapanmadan istifadə etməyə ehtiyac yoxdur, lakin diod kamerasına möhkəm bağlanmış və döndərə bilən "tezlik" şkalasından 4 istifadə etmək kifayətdir. “faza” miqyasına nisbətən. “Tezlik” şkalası aşağıdakı kimi hesablanır. ki, işləmə tezliyini təyin edərkən, diod kamerası ölçmə flanşı ilə cihazın simmetriya müstəvisi arasında dalğanın fazasındakı müvafiq dəyişikliyə bərabər bir açı ilə fırlanır.

cədvəl 2

Polarizasiya sayğaclarının parametrləri

Alət növü	Tezlik diapazonu, GHz	Ölçmə məhdudiyyətləri		Ölçmə xətası		RF yolunun kəsişmə ölçüləri, mm
Alət növü	Tezlik diapazonu, GHz		Fazalar, deq	SWR % (SWR=1,05÷2)	faza, rad (SWR=2)
	0,15-1 8,24-2,05				4.1 (SWR=1.2-də) 4.1
Koaksialın xarici və daxili keçiricilərinin diametrləri * 2 geniş və dar dalğa ötürücü divarları,

Polarizasiya sayğacı hətta yüksək mikrodalğalı güc səviyyəsində də empedansı təyin etməyə imkan verir. Bunu etmək üçün cihaz diodun eyni ölçüləri olan bir diod fiş ilə dəyişdirilməsini təmin edir. Polarizasiya sayğacı ilə xarici diod kamerası arasında dəyişən bir zəiflədici yerləşdirilir, tənzimləmə yolu ilə dioddakı güc səviyyəsi xarakteristikanın kvadratik hissəsinə uyğun gələn hədlərdə əldə edilir.

Bir göstərici cihazı olaraq, polarizasiya sayğacları ilə işləyərkən ölçmə gücləndiricilərindən istifadə etmək üstünlük təşkil edir. Polarizasiya sayğaclarının parametrləri Cədvəldə verilmişdir. 2 .

3. Panoramik SWR və empedans sayğacları

Panoramik SWR sayğacı süpürmə tezliyi generatorundan (süpürmə generatoru), istiqamətləndirici birləşdirici ilə gərginlik nisbəti ölçən cihazdan və osiloskopdan ibarətdir (Şəkil 1). 12 ). Cihazın işləmə prinsipi əks olunan dalğanın gücünə mütənasib bir siqnalı təcrid etmək və sonra əks olunan və əks olunan dalğaların güclərinin nisbətini ölçməkdən ibarətdir ki, bu da əks əmsalın modulunun kvadratına bərabərdir.

Gücləndirildikdən sonra bu gərginlik osiloskopun şaquli əyilmə kanalına daxil olur. Mikrodalğalı generatorun tezlik modulyatoru kimi çıxış edən generatordan osiloskopun üfüqi plitələrinə gərginlik verilir. Nəticədə, borunun ekranında əks əmsalının kvadratının tezlikdən asılılığının əyrisi müşahidə olunur (əyri 1 şək. 13 ).

Bəzi tezliklərdə SWR-nin kalibrlənməsi üçün elektron açar istifadə olunur ki, bu da alternativ olaraq ya nisbət sayğacının gücləndirilmiş çıxış gərginliyini və ya istinad gərginliyini şaquli əyilmə kanalına verir. Nəticədə, əyrinin fonunda ekranda 1 görünən işıqlı görmə xətti 2. Nümunəvi gərginliyi dəyişdirərək, əyrinin maraqlı nöqtəsi ilə görmə xəttinin uyğunlaşmasına nail olurlar. 1. Bu nöqtədə SWR dəyəri alətin miqyasında sayılır, SWR dəyərlərində kalibrlənir və tezlik quraşdırılmış tezlikölçən istifadə edərək müəyyən edilir.

Dövrənin praktiki həyata keçirilməsində çətinliklər süpürmə diapazonunda xətti tezlik dəyişikliyi, həmçinin hər iki istiqamətləndirici bağlayıcının eyni və ya oxşar keçid xüsusiyyətləri və diodun eyni və ya oxşar xüsusiyyətləri ilə bir süpürgə generatorundan istifadə ehtiyacı ilə əlaqələndirilir. bütün iş tezliyi diapazonunda kameralar. Adətən, bir BWO süpürmə generatoru kimi istifadə olunur. Süpürmə diapazonunda tezliyin xətti dəyişməsi lampanın yavaşlama sisteminə dövri eksponensial impulslar tətbiq etməklə əldə edilir.

Panoramik SWR sayğacının başqa bir versiyasında, yolda əks olunan dalğanın amplitudasına mütənasib olan bağlayıcının diod kamerasından gələn siqnal birbaşa osiloskopun şaquli lövhələrinə verilir. Ölçmə dəqiqliyi indi bütün süpürmə diapazonunda süpürgə generatorunun sabit gücündən asılıdır. Tezlik modulyasiyası zamanı qaçılmaz olaraq baş verən siqnal gücü dəyişikliklərini sabitləşdirmək üçün generatorda avtomatik güc tənzimləyicisi var. Dallanmış hadisə gücünün bir hissəsi avtomatik idarəetmə dövrəsinin girişinə verilir, burada istinad gərginliyi ilə müqayisə edilir. Dövrə tərəfindən yaradılan səhv siqnalı BWO-nun birinci anoduna (daxili idarə olunan stabilləşdirmə) və ya elektriklə idarə olunan zəiflədiciyə (xarici stabilləşdirmə) qidalanır və bununla da tezlik diapazonunda sabit güc səviyyəsini təmin edir.

Cədvəl 3

Avtomatik panoramik SWR və zəifləmə sayğaclarının parametrləri.

Panoramik sayğaclar 100 kHz tezliyi ilə düzbucaqlı impuls gərginliyi ilə amplituda modulyasiya rejimində işləyə bilər. Fərqli dövrlərlə və seçilmiş tezlikdə avtomatik oxunuşla dayandırılmış süpürgə ilə dövri tezlik tənzimləməsi ilə yanaşı, ölçülmüş dəyəri izləmə parametri olan tezlikölçəndən istifadə edərək tezliyi əl ilə tənzimləmək də mümkündür.

Panoramik SWR sayğacları quadripoles tərəfindən təqdim edilən zəifləməni ölçməyə imkan verir. Zəifləmənin ölçülməsi dördqütbün çıxış və giriş siqnallarının güclərinin nisbətini təyin etmək üçün azaldılır.

Kommersiyada mövcud olan avtomatik panoramik SWR və zəifləmə sayğacları 0,02 ilə 16,66 GHz tezlik diapazonunu əhatə edir. Onlardan bəzilərinin əsas parametrləri Cədvəldə verilmişdir. 3. Cədvəldə A zəiflədici şkalası üzrə təyin edilmiş zəifləmədir. İlk üç cihaz üçün RF enerji girişi koaksial, qalanları üçün isə dalğa ötürücüdür.

Avtomatik sayğacların başqa bir növü panoramik empedans sayğacları və kompleks qazanc sayğaclarıdır. Ölçmə nəticələri qütb və ya düzbucaqlı koordinatlarda osiloskop ekranında 1 tezliyin funksiyası kimi tədqiq olunan obyektin empedansından asılı olaraq təqdim olunur.

Cihaz üç blokdan ibarətdir: süpürmə generatoru, empedans sensoru və göstərici (Şəkil 1). 14 ). Empedans sensoru, çıxışından aşağı tezlikli gərginliklərin alındığı dörd ölçmə başlığı olan bir RF qurğusudur. Başlar bir-birindən λ /8 məsafədə yerləşir.

düyü. 14 .

Ölçmə başlığının kvadrat detektorunun çıxışındakı siqnal ilə xəttdəki əksetmə əmsalı arasında əlaqə quraq. Birinci zonddakı gərginliyi formada yazaq

(13)

burada ψ=2k z z-ψ n; z - zondlar və yük arasındakı məsafə; ψ n və |G| -yükün əks olunması əmsalının faza və modulu. Birinci zonddakı gərginliyi aşağıdakı kimi təsəvvür edin:

Sonra kvadrat detektordan keçən cərəyan:

(15)

harada b - Sabit. Üçüncü zondla birləşdirilən və birincidən /2-də λ məsafə ilə ayrılan detektordan keçən cərəyan bərabərdir.

(16)

Buna görə cərəyanlar ikinci və dördüncü detektorlardan keçir

(17)

(18)

Ölçmə başlıqları elə tənzimlənməlidir ki . Sonra birinci və üçüncü ölçmə başlıqları ilə əlaqəli çıxarıcının çıxışı ifadə ilə müəyyən edilmiş bir siqnala sahib olacaqdır.

(19)

və ikinci və dördüncü ilə əlaqəli başqa bir çıxarıcının çıxışında; ölçmə başlıqları, siqnal şəklində təqdim olunacaq

(20)

harada k və k ’- daimi.

Müvafiq DC gücləndiricilərində gücləndirildikdən sonra faza 90° yerdəyişən bu siqnallar osiloskopun üfüqi və şaquli lövhələrinə tətbiq edilir. Onların amplitudaları hər iki istiqamətdə şüaların bərabər əyilməsini təmin etmək üçün tənzimlənir. Bu o deməkdir ki, əks əmsalın fazası 360 ° dəyişdikdə, şüa ekranda radiuslu bir dairə çəkəcəkdir. əks etdirmə əmsalının moduluna uyğundur.

Generator tezliyi zamanla xətti olaraq dəyişirsə, ölçülmüş obyektdən kompleks əksetmə əmsalı da dəyişir, yəni. dəyişmək |G|=F(f) və ψ n =F(f) . Şüa radial sapması |Г| ilə mütənasib olan əyri çəkir, azimut mövqeyi isə ψ n-ə uyğundur.

Tezlik diapazonunda empedansın ölçülməsinin dəqiqliyi dörd göstərici cihazının şəxsiyyətindən və tezliyi dəyişdirərkən tezlik modullaşdırılmış generatorun çıxış gücünün sabitliyindən asılıdır.

Avtomatik empedans sayğacı RK.4-10 0-360°-lik faza sürüşmə ölçmə hədləri, 60 dB qazanma modulu və 1,02-2 SWR ilə 0,11-7 GHz tezlik diapazonu üçün nəzərdə tutulmuşdur. Faza yerdəyişməsi ölçmə xətası 3°, əksetmə fazası 10°, SWR 10% (SWR ≤2 olduqda)

ƏDƏBİYYAT:

1. Lebedev I.V. Texnika və mikrodalğalı cihazlar. M., Ali məktəb, I cild, 1970, II cild, 1972.

2. N.M.Sovetov. Mikrodalğalı texnologiya. M., Ali məktəb, 1976.

3. Kovalenko V.F. Mikrodalğalı tezliklərin texnikasına giriş. M., Sov. radio, 1955.

4. Feldşteyn A.L., Yaviç L.R. Dalğa ötürücü texnologiyasının elementləri haqqında arayış kitabı. M.-L., Gosenergoizdat, 1963.

5. Krasyuk N.P., Dymoviç N.D. elektrodinamika və radiodalğaların yayılması. M., Ali məktəb, 1947.

6. Weinstein L.A. Elektromaqnit dalğaları. M., Sov. radio, 19557

7. Mattei D.L., Yang L.E., Jones M.T. Mikrodalğalı filtrlər, uyğun sxemlər və rabitə sxemləri: Per. ingilis dilindən. M., Rabitə, 1971.