Список принятых сокращений

 

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

РИП – радиоизмерительный прибор;

СИ – средство измерений;

СКО - среднеквадратическое отклонение;

ФВ - физическая величина;

ЦВ -

ЭД - эксплуатационная документация;

ЭСЧ - .

ИВИ –

МПС –

ОЗУ -

 

 

Введение

 

Внедрение техники радиотехнических измерений обусловлено развитием систем радиосвязи и радиоэлектроники. Существенное внима­ние данным вопросам уделял крупнейший русский ученый, изобретатель радио А.С. Попов. Основоположником отечественной радиоизмери­тельной техники считается академик М.В. Шулейкин, ор­ганизовавший в 1913 г. производство первых радиоизмерительных приборов.

На современном этапе в радиоизмерительной технике, происходят значительные качественные измене­ния:

- измерения практически полностью переходят на цифровые методы преобразования и обработки данных;

- появились новые виды приборов для измерений в цифровых каналах связи;

- в измерительных приборах широко применяется микроэлектроника;

- суще­ственно расширяются диапазоны измеряемых величин;

- возникла необходимость в оценке статистических характеристик результата измерения.

Широкое внедрение микропроцессоров и мкро-ЭВМ вносит коррекцию в тенденции развития парка приборов: появляются комбинированные вычислительные приборы, в то время как отдельные виды приборов при этом исчезают. Многие приборы становятся мультиметрами, т.е. измеряют комплекс взаимосвязанных физических величин и параметров РЭА.

Например, широкое внедрение и развитие универсальных вольтметров В7 практически поглотило подгруппу цифровых амперметров. Возможности современных анализаторов спектра С4 (СК4) поглотили класс измерительных приёмников (П5), которые практически уже не выпускаются.

Весьма показательным является развитие приборов для частотно-временных измерений. Современные цифровые частотомеры (Ч3) поглотили или полностью дублируют возможности измерителей временных интервалов (ИВИ) и счётчиков числа импульсов (И2 и И3 соответственно). Практически отпадает необходимость в параллельном развитии двух ранее вполне самостоятельных подгрупп ЭСЧ и ИВИ.

Все это требует новых подходов к методикам и уровню подготовки современных специалистов, к оценке состояния средств радиоизмерений и соответствия метрологических свойств приборов установлен­ным нормам.

Для эффективного обучения студенты радиотехнических и телекоммуникационных специальностей ВлГУ, начиная с первого курса, выполняют лабораторные работы, в основе которых лежат измерения параметров радиотехнических сигналов и цепей. Поскольку результаты любых измерений, как бы тщательно они ни выполнялись, неизбежно содержат по­грешности, то успешная работа студентов в лабораториях наряду с изучением средств и методов измерений и приобретением навыков работы предполагает также их знакомство с современными методами обработки полученных результатов, анализа и оценива­ния погрешностей.

Инженер непременно должен иметь ясное представление о возмож­ностях измерительной техники, чтобы обеспечить взаимозаменяемость изделий, устройств и узлов радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому знание современных требований в области измере­ний обязательны для специалистов, занимающихся управлением и организацией производства, исследователей, технологов и эксплуатационников.

Дисциплина "Метрология и радиоизмерения" основывается на знании "Высшей математики", "Физи­ки", "Теории электромагнитного поля", "Радиотехнических цепей и сигналов" и является базой для изучения "Устройств формирования сигналов", "Устройств приема и обработки сигнала", "Радиотехнических систем" и других специальных дисциплин.

Основными задачами изучения дисциплины "Метрология и радиоизмерения" являются:

- ознакомление с методами обеспечения единства измерений и соответствующей нормативной документацией;

- изучение принципов действия, технических и метрологических характеристик средств измерений;

- изучение современных методов и приобретение навыков обработки результатов измерений, оценки погрешности измерений;

- овладение методами и средствами измерения параметров и характеристик цепей, сигналов при разработке, производстве и эксплуатации радиотехнических средств.

В результате усвоения материала дисциплины студент должен знать:

- терминологию, основные понятия и определения;

- основы теории погрешностей измерений;

- методы обработки результатов измерений;

- способы нормирования и формы задания метрологических характеристик средств измерений;

- основные нормативные положения и законодательные акты в области метрологии;

- цели и методы сертификации;

- принципы, методы измерений радиотехнических величин и структурные схемы радиоизмерительных приборов;

- принципы построения и структуру автоматизированных средств измерений и контроля.

Настоящий курс лекций включает все аспекты учебной программы раздела «Радиоизмерения». Он может быть рекомендован студентам радиотехнических и те­лекоммуникационных специальностей, в частности: «Радио­техника», «Радиофизика и электроника», «Радио­связь, радиовещание и телевидение» и др.

Лекция: Измерение интервалов времени и

фазовых сдвигов

 

1. Измерители временных интервалов (ИВИ)

Методы измерения временных интервалов можно разделить на:

- осциллографические (методы калиброванных разверток, калиброванных временных меток, калиброванной задержки);

- цифровые (методы дискретного счета и интерполяции).

Метод дискретного счета (последовательного счета) при аппаратном разделении импульсов начала и конца измеряемого интервала времени представлен в виде структурной схемы (рис. 1) и поясняющих временных диаграмм (рис. 2). В основе работы лежит сравнение измеряемого интервала Dt_x с дискретным интервалом, воспроизводящим единицу времени, T_обр=Т_сч. Оценивается во сколько раз измеряемый интервал Dt_x больше Т_сч=1/F_сч.

 

Рис. 1

Входные формирователи адаптируют уровни импульсов начала и конца измеряемого интервала времени. Формирователь стробирующего импульса вырабатывает «ворота» счета Dt_x, заполняемые с помощью временного селектора (схемы «И») счетными импульсами кварцевого генератора. Число m определяет счетчик:

Dt_x =m Т_сч

Для прямых показаний выбирается

Т_сч =10 ^-k c , где k = 1 ,2, 3…

Например, для удобства прямого счета импульсов триггерным счетчиком можно выбрать Т_сч равным 100 или 10 нс.