Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов. Мищенко С.В - 67 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

а) Замещение на низкой частоте осуществляется в одноканальной и двухканальной схемах.
Одноканальная схема с последовательным замещением (рис. 3.6) простейшая, позволяет измерять
затухания до 35 дБ. Модулированный на 100% сигнал СВЧ, пройдя через исследуемый объект,
преобразуется по известному закону в низкочастотное напряжение, уровень которого может точно
регулироваться образцовым НЧ аттенюатором. После восстановления уровня сигнала, изменив-
шегося при включении
Рис. 3.6 Структурная схема одноканального устройства (замещение на НЧ):
1СВЧ генератор; 2развязка; 3согласователь; 4исследуемый объект;
5устройство заземления; 6СВЧ детектор; 7НЧ аттенюатор;
8НЧ усилитель; 9НЧ детектор; 10индикатор
объекта, по аттенюатору производится отсчет затухания. Погрешность измерений зависит от оши-
бок градуировки низкочастотного аттенюатора, закона преобразования СВЧ сигнала в НЧ и уровня
шума в схеме измерений. У лучших образцов аттенюаторов ошибка составляет 0,1 дБ на каждые 10
дБ измеряемого ослабления. В качестве детекторов может быть применен кристаллический диод
или болометр. Применение последнего предпочтительнее вследствие малости уровня шума и от-
клонений от квадратичности, постоянства характеристик во времени и незначительного их разброса.
Источниками шума в схеме являются преобразователь частоты с усилителем, а также процесс «расте-
кания» токов низкой частоты по цепям приборов измерительной аппаратуры. Для предотвращения
этого растекания необходима система тщательного заземления. Для одноканальной схемы решающее
значение имеет нестабильность мощности СВЧ генератора, которая за время измерений 2 … 3 мин
может быть равна примерно 0,03 дБ.
Двухканальная схема измерений имеет измерительный и опорный каналы. Продетектированные сигна-
лы обоих каналов усиливаются и балансируются в дифференциальном нуль-детекторе. Балансиров-
ка производится до и после включения объектов. Измеряемое затухание равно разности отсчетов по
шкале измерительного аттенюатора опорного канала. Изменение уровня СВЧ сигнала почти не
влияет на результат измерений, так как оба плеча питаются от одного генератора, а сигналы на выхо-
де балансируются. Разрешающая способность двухканальной схемы высока (до 0,001 дБ) и определя-
ется возможностью точной фиксации баланса выходных мощностей плеч. Диапазон измерений ог-
раничен – 35 дБ, точность измерений существенно выше, чем при одноканальном методе измере-
ний.
б) Замещение на промежуточной частоте (ПЧ) (супергетеродинный метод) основано на амплитудной
линейности процесса преобразования рабочей частоты в промежуточную, на которой происходит
сравнение ослаблений. Как известно, прямая пропорциональность между амплитудами входного
СВЧ сигнала и выходного сигнала ПЧ смесителя сохраняется, если напряжение гетеродина гораздо
больше амплитуды СВЧ сигнала. Замещение на промежуточной частоте также может быть произ-
ведено в одно- и двухканальной схемах (рис. 3.7, 3.8). Супергетеродинные схемы
Рис. 3.7 Структурная схема одноканального устройства (замещением на ПЧ):
1 2
10
1 2 4 5 6
7
3