Приложение С (обязательное). Методы определения характеристик импульсных генераторов. Точное измерение выходного сигнала генератора наносекундных импульсов

Приложение С
(обязательное)

Методы определения характеристик импульсных генераторов. Точное измерение выходного сигнала генератора наносекундных импульсов

С.1 Измерение площади импульса

С.1.1 Общие положения

Методы измерения, приведенные в В.1.2 - В.1.5, являются точными, так как погрешность получаемых на их основе результатов измерений с практической точки зрения оказывается незначительной.

С.1.2 Метод измерения площади

Измеряемые импульсы пропускают через узкополосный фильтр с симметричной амплитудной и асимметричной фазовой характеристикой, настроенный по центру полосы пропускания на частоту f (вместе с фильтром может быть использован усилитель, работающий на линейном участке).

Для определения площади импульса IS используют ее зависимость от огибающей выходного сигнала полосового фильтра A(t,f):

,

где S(f) - спектральная плотность;

A(t,f) - амплитуда огибающей от единичного импульса (выраженная в единицах эквивалентного входного синусоидального напряжения).

Площадь импульса IS находят как полную площадь под огибающей A(t,f) (с учетом знака ее различных частей).

Для настройки спектра импульса используют усилитель промежуточной частоты низкочастотного приемника или приемника для измерения ИРП вместе с рядом преобразователей частоты. Для измерения площади импульса выходной сигнал последнего усилителя промежуточной частоты подают непосредственно на осциллограф.

При использовании данного метода для импульсов с длительностью, намного меньшей периода частоты f, площадь импульса допускается измерять непосредственно как интегрированную площадь с помощью соответствующего осциллографа (например для наносекундных импульсов требуется стробоскопический осциллограф), при этом интегрирование учитывает знак различных частей площади.

С.1.3 Метод стандартной линии передачи

Линия передачи, длина которой соответствует времени распространения t с напряжением разряжается через сопротивление нагрузки, равное характеристическому сопротивлению линии.

Считается, что линия передачи состоит из фактической линии, а также из зарядного участка линии, заключенного в корпусе переключателя. Установлено, что спектральная плотность S(f) имеет значение 2 в низкочастотной области спектра результирующего импульса, где амплитуда не меняется в зависимости от частоты, причем эта амплитуда не зависит от существования паразитных сопротивлений между линией и нагрузочным резистором (например индуктивным или активным сопротивлением) или от конечного времени коммутации.

С.1.4 Измерение гармоник

Данный метод можно использовать для импульсных генераторов, создающих последовательность импульсов с довольно высокой и устойчивой частотой повторения.

Когда частота повторения импульсов F превышает размеры ширины полосы измерительного приемника, последний может выделить одну линию из спектра импульса. В этом случае площадь импульса IS можно определить как

,

где - пиковое значение -й гармоники.

Далее импульсный генератор можно использовать для калибровки импульсной характеристики ИП с широкой полосой пропускания, в которую на уровне 6 дБ попадает большое число гармонических составляющих (приблизительно 10 или более).

С.1.5 Метод измерения мощности

При использовании этого метода сравнивают мощность, создаваемую тепловым источником (резистором) с мощностью, создаваемой генератором импульсов. Однако точность, получаемая в данном методе, несколько ниже по сравнению с точностью приведенных выше методов. Данный метод может быть полезен на частотах вблизи 1000 МГц.

С.2 Требования к спектру генератора импульсов

С.2.1 Для определения соответствия требованиям 4.4.1, 5.4, 6.4.1 и 7.4.1 площадь импульса должна быть задана с погрешностью не более 0,5 дБ.

С.2.2 Частота повторения импульсов должна быть задана с погрешностью не более 1%.

С.2.3 Для определения соответствия подразделам 4.4.2, 5.4, 6.4.2 и 7.4.2 площадь импульсов не должна зависеть от их частоты повторения.

С.2.4 Для определения соответствия требованиям 4.4, 5.4, 6.4 и 7.4 частотный спектр генератора должен быть однородным в полосе пропускания ИП. Считается, что это требование выполняется в случаях:

a) если изменение частотного спектра линейно относительно частоты в пределах частотной полосы пропускания ИП, а неравномерность спектра не превышает 0,5 дБ в пределах полосы пропускания приемника, измеренной на уровне минус 6 дБ;

b) если частотный спектр имеет плавные спады по обеим сторонам от частоты настройки ИП, и если ширина спектра в точках минус 6 дБ по крайней мере в пять раз превышает ширину полосы пропускания приемника на этом уровне.

В обоих случаях предполагается, что площадь импульса равна значению его уровня на частоте настройки.