Szint és csillapítás mérés

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MŰSZAKI TUDOMÁNYI KAR TÁVKÖZLÉSI TANSZÉK Távközlési Laboratórium

Szint és csillapítás mérés

Összeállította: Mészáros István tanszéki mérnök



A mérés célja az átviteltechnikai alapméréseknél használt mérőadó és mérővevő megismerése, valamint a különböző csillapítás és szint definíciók méréssel történő igazolása. A távközléstechnikában a villamos jeleket szintekkel fejezzük ki, amely a feszültségek, vagy teljesítmények viszonyának logaritmikus értéke. Feszültségek viszonyítása esetén feszültségszintről, teljesítmények viszonyítása esetén teljesítményszintről beszélünk. A viszonyítási alaptól függően relatív és abszolút szintekről beszélünk. Relatív teljesítményszint A vizsgált helyen mért teljesítmény viszonya egy tetszőleges pont teljesítményéhez

p 10 lg

Pm P1

dBr

Relatív feszültségszint A vizsgált helyen mért feszültség viszonya egy tetszőleges helyen mért feszültséghez

t

20 lg

Um U1

dBr

Abszolút teljesítményszint A vizsgált helyen mért teljesítmény viszonya 1 mW-hoz

p 10 lg

Pm 1mW

dBm

Abszolút feszültségszint A vizsgált helyen mért feszültség viszonya az U0=775 mV-hoz

Um dBm 0,775 Relatív szint esetén az áramkör egy tetszőleges pontján mért értékhez, míg abszolút szint esetén a normálgenerátor kimeneti jeléhez viszonyítunk. A normálgenerátor egy olyan eszköz, melynek 600 Ohmos illesztett lezárásán 1 mW teljesítmény jelenik meg. t

20 lg

A mérés műszerei ET-90 átviteltechnikai mérőadó és mérővevő. A generátor 0,2 – 1620 kHz-es sávban pontos méréseket tesz lehetővé folyamatos frekvencia állítási lehetőséggel. A generátor szintjének pontos és gyors beállítását teszi lehetővé a hasonló műszereknél általánosan alkalmazott 10 dB-es szintosztó (2) mellett a folyamatos szintszabályozó (4). A kimenőszint folyamatos szabályozása -10 - +1 dB-es tartományban lehetséges. A mérőadó kimenőjelét két oszcillátor jelének összelebegtetéséből állítja elő, így a kimenőjel frekvenciája pontosan beállítható (6, 13).



1. ábra A mérőadó és mérővevő önálló egységet képez, de szinkron üzemmódban közös időalapról működve nagyban megkönnyíthetők a mérések. A kimenőjel frekvenciáját a (8, 10) jelű kijelzők mutatják külön-külön a két oszcillátorét. Az ET-90 mérőhelynél lehetőségünk van arra, hogy - az adó szolgálja, a vevő fogadja - a vevő szolgálja, az adó fogadja a szinkronjelet - csak részleges szinkronizálást végzünk Szinkronizáláskor a szinkron-hüvelyeket (SYNC) csatlakozókábelekkel összekötjük és értelem szerűen az adót és a vevőt a szinkron jel adására, illetve vételére állítjuk. Az adó kimeneti impedanciáját a (1) gombbal, míg szimmetrikus (12), vagy aszimmetrikus kimenetet (11) a (14) kapcsolóval állíthatjuk be.

Kezelőszervek: 1 Impedancia váltó 2 Kimeneti szintosztó 3 Ellenőrző kimenet 4 Folyamatos szintszabályozó 5 Üzemmód kapcsoló

6 7 8 9 10 11 12 13 14

Frekvencia szabályozó Szinkron csatlakozó Frekvencia kijelző Szintmérő műszer Frekvencia kijelző Aszimmetrikus kimenet Szimmetrikus kimenet Frekvencia szabályozó Szimmetrikus/aszimmetrikus kimenet átkapcsoló

Frekvenciaskála hitelesítése



Állítsuk mindkét oszcillátor frekvenciaskáláját 0 Hz-re. Ezek után addig forgassuk a „0 Hz” feliratú trimmerkondenzátort, amíg a kimeneti szint ellenőrző műszer mutatója lebegés után visszaesik skálájának „∞” jelzésű osztására. Ezzel a frekvenciaskála hitelesítését elvégeztük. Frekvencia beállítása Az adó kimeneti kapcsain a két frekvenciaskáláról leolvasható frekvenciák algebrai összege jelenik meg. Kimeneti szint és impedancia beállítása A (14) kapcsolót állítsuk szükség szerint szimmetrikus, vagy aszimmetrikus állásba. Az (1) jelű kimeneti impedancia kapcsolóval állítsuk be a szükséges kimeneti impedanciát feszültségszintes, vagy teljesítményszintes üzemmódban. A (2) és (4) jelű kapcsolókkal állítsuk be a szükséges kimenő szintet. A kimenő szint a (2) jelű kapcsolóval beállított érték és a (9) jelű műszer által mutatott érték algebrai összege. ET-90 átviteltechnikai mérővevő A műszer alkalmas szint-, csillapítás-, és erősítés mérésére a 0,2 – 1620 kHz-es frekvenciasávban. Az ET-90 mérővevő az ET-90 mérőadóval önálló mérőhelyet alkot, közöttük a szinkron üzemmód mindkét irányban lehetséges. A mérőhely kiegészíthető az ETM-4 mérőmezővel, így egyszerűen mérhetünk impedanciát, szimmetriát, reflexiót és intermodulációs torzítást. A mérővevő alkalmas teljesítmény és feszültségszint mérésére szélessávú és szelektív üzemmódban.

2. ábra A műszer kezelőszervei: Szint és csillapítás mérés


1 2 3 4 5 6 7 8

Bemeneti impedancia kapcsoló Szintosztó kapcsoló Szélessávú – szelektív átkapcsoló Szélessávú hitelesítő Szelektív hitelesítő Üzemmód kapcsoló Frekvencia szabályozó Szinkron üzemmód kapcsoló

9 10 11 12 13 14 15

Szinkron csatlakozó Frekvencia skála Szintmérő műszer Aszimmetrikus bemenet Bemeneti választó kapcsoló Szimmetrikus bemeneti csatlakozó Lezárás kapcsoló

A mérés kezdete előtt a vevőt hitelesíteni kell szélessávú és szelektív (3) üzemmódban. A vevő szimmetrikus (14) és aszimmetrikus (12) bemenettel rendelkezik. A megfelelő bemenetet a bemenet és transzformátor váltó kapcsolóval (13) lehet kiválasztani. Ez a kapcsoló szimmetrikus bemenet esetén a mérőfrekvenciától függően két különböző bemenő transzformátort kapcsol a bemenetre. A vevő impedanciáját az (1) kapcsolóval lehet beállítani, mellyel azt is megválaszthatjuk, hogy feszültség, vagy teljesítmény szintet mutasson a műszer. Amennyiben nagy impedanciával szeretnénk mérni a bemenetet lezáró kapcsoló segítségével (15) a bemeneti lezáró ellenállást leválaszthatjuk. A vevőt szélessávú, szelektív üzemmódban lehet használni. A megfelelő üzemmódot az üzemmód váltó kapcsolóval (3) lehet kiválasztani.



Hitelesítés A mérővevőt használat előtt hitelesíteni kell. Hitelesítés közben a bemeneti csatlakozókat szabadon kell hagyni. Szélessávú szintmérés hitelesítése Állítsuk a (3) kapcsolót ▼ állásba. A ▼ jelű gomb segítségével állítsuk a műszer mutatóját a ▼ jelzésre. Ezzel a szélessávú hitelesítés megtörtént. Szelektív szintmérés hitelesítése Állítsuk a (3) kapcsolót a ▼ állásba. Keressük meg a frekvenciahangolóval a hitelesítő oszcillátor 114 kHz-es jelét. A ▼ gomb segítségével állítsuk a műszer mutatóját pontosan a ▼jelzésre. Ismételje át a szint és csillapítás fogalmakról tanultakat (feszültség és teljesítményszint, abszolút és relatív szint, üzemi-, beiktatási-, maradék csillapítás, …) Mérési feladatok: 1., Oszcilloszkóp és feszültségmérő segítségével ellenőrizze a szintadó és szintvevő működését különböző beállítások esetén. Mérje meg a 0, -3, -6, +3 és +6 dB-hez tartozó feszültségeket. Ellenőrizze a jelalakot az adó 2 – 1620 kHz-es állásában 1 kHz-en. 2., Határozza meg a rendelkezésre álló négypólus üzemi csillapítását. A négypólusok üzemi csillapítása a=10•lg│P0/P1│= 20•lg U0/ 2U1│+10•lg│Z2/Z1│ ahol P0 a generátor által leadható illesztett teljesítmény. Az összefüggésből kitűnik, hogy a négypólus Z2 lezáró impedanciája és a generátor Zg impedanciája ismert, akkor az üzemi csillapítás mérése feszültségszint mérésre vezethető vissza. Először a terheletlen generátoron mérünk abszolút feszültségszintet nagy bemeneti ellenállású szintmérővel, majd a Z2 impedanciával a kimeneten. A módszer hátránya, hogy két szintet kell mérni, így hosszadalmas lehet. Ha mind a két szintet ugyanazzal a szintmérővel mérjük, akkor a szintmérő pontatlansága és frekvenciahibája a mérés pontosságát nem befolyásolja.

3. ábra A mérés során figyelembe kell venni, hogy a mérőgenerátor szintmérőjén leolvasható sU1 feszültségszint nem üresjárásra vonatkozik, hanem illesztett lezárásra, tehát U1= U0/2. Ezzel az üzemi csillapítás: a= 20•lg│U1/U2│+10•lg│Z2/Zg│=sU1 – sU2+10•lg│Z2/Zg│



Ha a generátor szintmérőjéről leolvasható feszültségszint 0 dB, akkor a= -sU2+10•lg│Z2/Zg│ 3., Határozza meg a rendelkezésre álló négypólus beiktatási csillapítását A négypólus beiktatása előtt és után a négypólus lezárására jutó feszültségek hányadosának logaritmusát beiktatási csillapításnak nevezzük. A mérés során a definíciónak megfelelően először négypólus nélkül, majd beiktatott négypólussal mérünk az előírt lezáró impedancián feszültséget, vagy feszültség szintet. ab= 20•lg U1/U2 = sU1 – sU2 dB

4. ábra 4., Mérje meg egy adott négypólus maradékcsillapítását A maradékcsillapítás valamely összeköttetés, vagy négypólus üzemi, vagy beiktatási csillapítása 600 -os lezárások között. A mérés során először lemérjük a méréshez használt 600 -os belső ellenállású generátor kimenő feszültségszintjét 600 -os lezáráson. Ezután a generátort az áramkör bemenetére kötve a négypólus 600 -os lezárásán mérünk feszültséget, vagy feszültségszintet.

5. ábra A mért adatokból a maradékcsillapítás: am = 20 lg U1/U2 = sU1 – sU2 Ha a méréshez normálgenerátort és 600 -os szintmérőt használunk, a szintmérőről közvetlenül a maradékcsillapítás olvasható le.


SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MŰSZAKI TUDOMÁNYI KAR JÁ GIVI TÁVKÖZLÉSI TANSZÉK Vezetékes Távközléstechnika labor

Az elvégzett mérésekről készítsen jegyzőkönyvet, külön kiemelve a mérések értékelését! A méréshez ESCORT-97 típusú digitális multimétert használjon. A DMM AC állásban 40 kHz-ig mér, vagyis a műszerek és négypólusok vizsgálatát 40 kHz alatti frekvenciájú jellel végezze el. A multiméter kezelő szervei: 1 2 3 4 5

6 7 8

Háttér világítás KI – BE kapcsoló (rövid ideig megnyomva) 1 mp-nél hosszabb ideig benyomva 4 digitről 5 digitre vált a kijelző Rövid ideig megnyomva DC, AC és DC+AC tesztre vált 1 mp-nél hosszabb időre megnyomva KI-BE kapcsolja a csúcstartás tesztet Rövid ideig lenyomva Maximum, Minimum és Átlag érték mérése között vált 1 mp-nél hosszabb időre lenyomva Rögzítés üzemmódba kerül Relatív ( ) mérési mód KI-BE kapcsolása Rövid ideig lenyomva manuális üzemmódban méréshatár váltás 1 mp-nél hosszabb időre lenyomva automatikus méréshatár váltás üzemmódba kerül dB mérésnél impedancia váltás Rövid ideig lenyomva kettős kijelzés kombinációinak váltása ACV üzemmódban V-ról dB-re váltás Frekvencia, Kitöltési tényező, és Impulzusszélesség mérés váltása Üzemmód választó 1 Kikapcsolt állapot 2 AC feszültség mérés 3 DC, AC vagy DC+AC mérés 4 DC, AC vagy DC+AC mV mérés 5 Ellenállás és vezetés mérés 6 Dióda vagy 10 MHz-es mérés 7 Kapacitás mérés 8 DC, AC vagy DC+AC A mérés 9 DC, AC vagy DC+AC mA mérés 10 Hőmérséklet mérés vagy négyszögjel kimenet

A műszernél lehetőség van soros porton keresztül a mérési eredmények PC-re való letöltésre. A DUAL gombot lenyomva tartva kell a műszert az adott mérési állapotba kapcsolni, ezután a kijelzőn az RS232 felirat jelenik meg, vagyis a műszer kész a kommunikációra. A műszerhez tartozó kommunikációs kábelt a PC soros portjához kell csatlakoztatni. Indítsa el a PC-n a DMM Szoftver programot.

8

SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MŰSZAKI TUDOMÁNYI KAR JÁ GIVI TÁVKÖZLÉSI TANSZÉK Vezetékes Távközléstechnika labor

Lépjen be a „Sample Interval Mode Setting” menüpontba

.

Állítsa be a „Manual Sampling” módot, így lehetőség van a mérési eredményenkénti manuális rögzítésre. A „Start Recording” gombbal

indítsa el a mérési eredmények gyűjtését, majd a

„RECORD” gombbal egyenként mentheti az eredményeket. A „Stop Recording” gombbal A „Make Report” gombbal

állítsa le az adatgyűjtést. a rögzített mérési eredményeket *.txt fájlba mentheti.

9

Szint és csillapítás mérés

Recommend Documents