Приложение В (обязательное). Методы калибровки и валидации поглощающих клещей и ВПУ

Приложение В
(обязательное)

Методы калибровки и валидации поглощающих клещей и ВПУ

В.1 Введение

В настоящем приложении приведены подробные сведения о методах калибровки и валидации комплекта поглощающих клещей и ВПУ.

Методы калибровки установлены в В.2 (см. также 4.3).

Методы валидации функций развязки DF и DR изложены в В.3.

В.2 Методы калибровки комплекта поглощающих клещей

Коэффициент калибровки CF при применении всех трех методов калибровки определяют применительно к комплекту поглощающих клещей, включая аттенюатор с затуханием 6 дБ и кабель, соединяющий клещи с измерительным приемником. Так как значение коэффициента развязки поглощающих клещей является ограниченным, поглощающие клещи взаимодействуют с кабелем. Тип и длина кабеля могут оказать влияние на неопределенность измерений. Поэтому калибровку проводят с подключенным кабелем измерительного приемника.

В.2.1 Основной метод калибровки

B.2.1.1 Установка для калибровки

Калибровку проводят на опорной измерительной площадке, в качестве которой применяют полубезэховую камеру или открытую измерительную площадку для измерения излучаемых ИРП при измерительном расстоянии 10 м, соответствующие требованиям ГОСТ 30805.16.1.4. Расположение оборудования на измерительной площадке показано на рисунке В.1. Если площадка не имеет горизонтальной пластины заземления, устанавливают пластину заземления размерами 6 х 2 м.

Установка для калибровки содержит следующие элементы:

- направляющие из диэлектрического материала, длиной не менее 6 м (см. 4.5.3), расположенные на высоте (0,80,05) м над полом помещения (горизонтальной пластиной заземления); при этом высота испытуемого провода относительно пластины заземления будет на несколько сантиметров больше;

- вертикальную пластину заземления, размерами не менее 2 х 2 м, соединенную с горизонтальной пластиной заземления. На вертикальной пластине устанавливают разъем типа N (по вертикальной оси симметрии на высоте 0,87 м). Вертикальную пластину заземления размещают вблизи опорной точки направляющих (ОТН);

- изолированный провод для целей калибровки длиной (7,00,05) м и диаметром 4 мм (без изоляции); один конец провода присоединяют к центральному гнезду разъема вертикальной пластины; другой конец провода подключают к соединенным вместе гнездам "Сеть" устройства связи/развязки (УСР) типа М (см. ГОСТ 30805.16.1.2, рисунок В.2). УСР типа М устанавливают на горизонтальной пластине заземления вблизи дальнего конца направляющих, его разъем "Источник помех" нагружают сопротивлением 50 Ом (УСР не подключают к сети электропитания). Применение УСР обеспечивает стабильное общее несимметричное сопротивление на дальнем конце испытуемого провода в полосе частот от 40 до 50 МГц;

- зажимное устройство из непроводящего материала на дальнем конце направляющих для натяжения испытуемого провода;

- ВПУ, расположенное на направляющих на расстоянии 50 мм от калибруемых поглощающих клещей; в качестве ВПУ допускается использовать ферритовые клещи, значение коэффициента развязки DF которых больше или равно значению, указанному в разделе 4;

- прокладку из диэлектрического материала, обеспечивающую расстояние между вертикальной пластиной заземления и ОТН не менее 150 мм.

Для измерения выходного сигнала генератора и выходного сигнала поглощающих клещей используют измерительный приемник или анализатор цепей. Уровни измеряемого сигнала должны быть на 40 дБ выше уровней радиопомех, измеренных на выходе поглощающих клещей при отключенном генераторе. Нелинейность системы измерения не должна превышать 0,1 дБ.

В.2.1.2 Процедура калибровки

Испытуемые поглощающие клещи и ВПУ устанавливают на направляющих; трансформатор тока испытуемых клещей должен быть направлен в сторону вертикальной пластины заземления. Расстояние между ОТК и вертикальной пластиной заземления должно быть 150 мм. Испытуемый провод должен проходить через обе пары клещей и быть слегка натянутым с помощью соответствующего зажимного устройства. Испытуемый провод не должен касаться элементов заземления до места соединения с УСР.

Для надежной центровки испытуемого провода в трансформаторе тока устанавливают на торцевой поверхности клещей диэлектрическую направляющую (см. рисунок В.2).

Затухание площадки измеряют:

- с шагом 1 МГц - в полосе частот от 30 до 60 МГц;

- с шагом 2 МГц - в полосе частот от 60 до 120 МГц;

- с шагом 5 МГц - в полосе частот от 120 до 300 МГц;

- с шагом 10 МГц - в полосе частот от 300 до 1000 МГц.

Затухание площадки измеряют при одновременном перемещении поглощающих клещей и ВПУ. Поглощающие клещи следует перемещать с помощью диэлектрического шнура. Скорость перемещения поглощающих клещей должна обеспечить проведение измерений затухания на каждой частоте при сдвиге клещей менее чем на 10 мм.

Коэффициент калибровки комплекта поглощающих клещей рассчитывают по затуханию измерительной площадки с помощью уравнений (5) и (6).

B.2.2 Метод калибровки с применением фиксирующего устройства

B.2.2.1 Технические требования к фиксирующему устройству

Фиксирующее устройство используют для измерения затухания, вносимого испытуемыми поглощающими клещами и ВПУ в измерительной системе 50 Ом. Фиксирующее устройство позволяет измерять вносимое затухание без передвижения клещей. Размещение клещей и ВПУ при измерениях с помощью фиксирующего устройства и пример конструкции вертикального фланца фиксирующего устройства представлены на рисунках В.3 - В.5.

B.2.2.2 Процедура калибровки

Поглощающие клещи устанавливают в фиксирующем устройстве так, чтобы расстояние между ОТК и вертикальным фланцем было 30 мм, как показано на рисунках В.3 и В.4. Испытуемый провод подключают к разъемам вертикальных фланцев с внутренней стороны.

Для измерения выходного сигнала генератора и выходного сигнала клещей используется анализатор цепей. Уровни измеряемого сигнала должны быть на 40 дБ выше уровней радиопомех, измеренных на выходе поглощающих клещей при отключенном генераторе. Нелинейность системы измерения должна быть менее 0,1 дБ.

Измеряют выходную мощность генератора через аттенюатор с затуханием 10 дБ.

Выход генератора соединяют через аттенюатор с затуханием 10 дБ с разъемом вертикального фланца с той стороны, где расположена ОТК. Разъем второго вертикального фланца нагружают сопротивлением 50 Ом. Выход поглощающих клещей через аттенюатор с затуханием 6 дБ соединяют с входом анализатора цепей. Измеряют мощность на выходе испытуемых клещей .

Измерения проводят с шагом по частоте в соответствии с В.2.1.2.

Коэффициент калибровки клещей рассчитывают с помощью уравнений (7) и (8).

Производитель должен указать коэффициент передачи фиксирующего устройства JTF, определяемый из уравнения (11), что позволяет рассчитать для конкретных поглощающих клещей.

B.2.3 Метод калибровки с применением опорного устройства

B.2.3.1 Технические требования к опорному устройству и измерительной площадке

В данном методе используется опорная измерительная площадка для калибровки, где большую вертикальную пластину заземления заменяет опорное устройство. Установка для калибровки представлена на рисунке В.6.

Опорное устройство представляет собой печатную плату, в середине которой установлен коаксиальный разъем. С фольгой соединен только центральный проводник разъема. Опорное устройство возбуждает общий несимметричный ток в испытуемом проводе за счет емкостной связи, независимо от влияния окружающей среды.

Коаксиальный разъем опорного устройства соединяют с генератором через аттенюатор с затуханием 10 дБ (см. рисунок В.7). Чтобы общий несимметричный ток, наводимый в испытуемом проводе, был обусловлен опорным устройством, а не утечкой кабеля, сигнал на опорное устройство подается с помощью кабеля с двойным экранированием. Опорное устройство заменяет вертикальную пластину заземления при проведении калибровки на опорной измерительной площадке. В качестве опорной измерительной площадки используют полубезэховую камеру или открытую площадку для измерения излучаемых ИРП при измерительном расстоянии 10 м.

B.2.3.2 Процедура калибровки

Опорное устройство устанавливают в опорной точке направляющих (ОТН), как показано на рисунке В.7. Испытуемые клещи и ВПУ устанавливают на направляющих так, чтобы расстояние между ОТК и ОТН составляло 150 мм.

Испытуемый провод (коаксиальный кабель) должен проходить через обе пары клещей и быть слегка натянутым с помощью соответствующих диэлектрических зажимов на обоих концах направляющих.

Для надежной центровки испытуемого провода в трансформаторе тока на торцевой поверхности клещей устанавливают диэлектрическую направляющую (см. рисунок В.2).

Коаксиальный кабель (испытуемый провод) с аттенюатором затуханием 10 дБ подключают к выходу анализатора цепей. Выходной разъем испытуемых поглощающих клещей соединяют с входом анализатора цепей через аттенюатор с затуханием 6 дБ.

Измерения выполняют с шагом по частоте в соответствии с В.2.1.2.

Коэффициент калибровки CF поглощающих клещей рассчитывают по наименьшему измеренному затуханию площадки с помощью уравнений (9) и (10).

Производитель должен указать коэффициент передачи опорного устройства RTF из уравнения (12), что позволяет рассчитать значение для конкретных поглощающих клещей.

В.2.4 Неопределенность измерений при калибровке поглощающих клещей

Неопределенность калибровки должна быть указана в отчете о калибровке. При этом должны быть рассмотрены:

1) Основной метод калибровки:

- неопределенность, обусловленная измерительной аппаратурой;

- рассогласование между выходом поглощающих клещей (с аттенюатором затуханием 6 дБ и кабелем измерительного приемника) и измерительной аппаратурой;

- повторяемость результатов калибровки, зависящая от центровки испытуемого провода в трансформаторе тока и расположения кабеля, соединяющего клещи с измерительной аппаратурой.

Поглощающие клещи должны отвечать минимальным требованиям к коэффициентам развязки DF и DR.

2) Метод калибровки с применением фиксирующего устройства:

- неопределенность коэффициента калибровки клещей CF;

- неопределенность, обусловленная измерительной аппаратурой;

- рассогласование между выходом поглощающих клещей (с аттенюатором затуханием 6 дБ и кабелем измерительного приемника) и измерительной аппаратурой;

- повторяемость результатов калибровки, зависящая от центровки испытуемого провода в трансформаторе тока и расположения кабеля, соединяющего клещи с измерительной аппаратурой.

Поглощающие клещи должны соответствовать минимальным требованиям к коэффициентам развязки DF и DR.

3) Метод калибровки с применением опорного устройства:

- неопределенность коэффициента калибровки клещей CF;

- неопределенность, обусловленная измерительной аппаратурой;

- рассогласование между выходом поглощающих клещей (с аттенюатором затуханием 6 дБ и кабелем измерительного приемника) и измерительной аппаратурой;

- повторяемость результатов калибровки, зависящая от неопределенности центровки испытуемого провода в трансформаторе тока и расположения кабеля, соединяющего клещи с измерительной аппаратурой.

Поглощающие клещи должны соответствовать минимальным требованиям к коэффициентам развязки DF и DR.

Сведения по составу и оценке составляющих неопределенности измерений применительно к калибровке поглощающих клещей приведены в ГОСТ 30805.16.4.2.

В.3 Методы валидации функций развязки

B.3.1 Коэффициент развязки DF поглощающих клещей с ВПУ

Коэффициент развязки DF поглощающих клещей с ВПУ должен быть для производителя одним из основных показателей в процессе производства и при управлении качеством.

Коэффициент развязки DF измеряют с помощью фиксирующего устройства для калибровки клещей (см. рисунки В.3 - В.5).

Измеряют выходной сигнал генератора через два аттенюатора с затуханием 10 дБ, как показано на рисунке В.8а) и определяют мощность .

Устанавливают поглощающие клещи и ВПУ, как указано в В.2.2.2. На обоих фланцах фиксирующего устройства устанавливают аттенюаторы с затуханием 10 дБ [см. рисунок В.1b)]. Расстояние между вертикальным фланцем фиксирующего устройства и опорной точкой испытуемого устройства (ОТК) должно быть 30 мм. Измеряют мощность на выходе фиксирующего устройства. Коэффициент развязки определяют по формуле

.

(В.1)

Коэффициент развязки поглощающих клещей с ВПУ должен быть не менее 21 дБ во всей полосе рабочих частот поглощающих клещей.

Примечание - Коэффициент развязки DF, измеренный для отдельного ВПУ, должен быть не менее 15 дБ.

Измерения можно также проводить с применением анализатора цепей. В этом случае допускается не использовать аттенюаторы, если калибровка анализатора цепей выполняется при подключении к фиксирующему устройству.

B.3.2 Коэффициент развязки DR поглощающих клещей

Коэффициент развязки DR поглощающих клещей с ВПУ должен быть для производителя одним из основных показателей в процессе производства и при управлении качеством.

Коэффициент развязки DR измеряют с помощью фиксирующего устройства для калибровки клещей (см. рисунки В.3 - В.5).

Измеряют выходной сигнал генератора через два аттенюатора с затуханием 10 дБ, как показано на рисунке В.8а) и определяют мощность .

Устанавливают поглощающие клещи, как указано в В.2.2.2. На входной разъем фиксирующего устройства подают сигнал от генератора через аттенюатор с затуханием 10 дБ (см. рисунок В.9). Выходной разъем фиксирующего устройства нагружают сопротивлением 50 Ом. Выходной разъем поглощающих клещей соединяют коротким коаксиальным кабелем с разъемом "Испытуемое ТС" УСР типа А (см. ГОСТ 30805.16.1.2). Разъем "Источник помехи" УСР нагружают сопротивлением 50 Ом. Разъем "Вспомогательное оборудование" УСР соединяют с измерительным приемником через аттенюатор с затуханием 10 дБ. Измеряют мощность и определяют коэффициент развязки DR по формуле

.

(В.2)

Значение коэффициента развязки DR должно быть не менее 30 дБ во всей полосе частот поглощающих клещей. Затухание 30 дБ состоит из затухания поглощающих клещей (20,5 дБ) и затухания, вносимого УСР (9,5 дБ).

Измерения можно также проводить с применением анализатора цепей. В этом случае допускается не использовать аттенюаторы, если калибровка анализатора цепей выполняется при подключении к фиксирующему устройству и УСР.

"Рисунок В.1 - Измерительная площадка для калибровки поглощающих клещей основным методом"

"Рисунок В.2 - Позиция направляющей для центровки испытуемого провода"

"Рисунок В.3 - Фиксирующее устройство для калибровки (вид сбоку)"

"Рисунок В.4 - Фиксирующее устройство для калибровки (вид сверху)"

"Рисунок В.5 - Пример конструкции вертикального фланца фиксирующего устройства"

"Рисунок В.6 - Испытательная установка для калибровки поглощающих клещей с помощью опорного устройства"

"Рисунок В.7 - Подключение кабеля к опорному устройству"

"Рисунок В.8 - Установка для измерения коэффициента развязки DF"

"Рисунок В.9 - Установка для измерения коэффициента развязки DR"