Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, РАДИОТЕХНИКА

РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ ПОСТРОЕНИЯ ВЕКТОРНОГО ВОЛЬТМЕТРА ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЯ РАЗНОСТИ ФАЗ УСТРОЙСТВ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЧАСТОТ

zac_shalamov 650 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 88 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 09.03.2020
Основные результаты выпускной работы состоят в следующем: 1 Изучено описание задачи об измерении сдвигов фаз в СВЧ – смесителях. 2 Сформировано полное описание всего прибора для определения комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием частоты.
Введение

Известно, что фазовая модуляция обеспечивает наилучшую устойчивость систем передачи информации к воздействию помех [1]. Однако возникновение амплитудно-зависимых фазовых сдвигов существенно ухудшает это преимущество. Тем не менее, фазовая модуляция в последнее время находит все большее применение при передаче информации по линиям электросвязи и каналам радиосвязи [2]. Сигналы и устройства сверхвысоких частот (СВЧ) находят самое широкое применение в телекоммуникационных системах. Вместе с тем большинство современных систем связи использует цифровые методы обработки информации, которые работают с относительно низкочастотными сигналами. Это связано с тем, что предельная частота работы даже самых современных цифровых интегральных схем пока все еще ограничена единицами гигагерц. По последним сообщениям, верхняя граница рабочей частоты наиболее совершенных аналого-цифровых преобразователей составляет 5 ГГц [3]. По этой причине практически все современные радиотехнические системы используют принцип преобразования частоты, благодаря которому сигналы с высокой частотой преобразуются в сигналы с низкой частотой, либо наоборот. Важным свойством преобразования частоты является перенос не только частоты, но и любых видов модуляции сигналов. Именно благодаря этому свойству происходит перенос информации из одного диапазона частот в другой. Радиосигналы СВЧ-диапазона с фазовой модуляцией и детектированием широко используются для навигации и наведения летательных аппаратов, при создании фазированных антенных решеток и в системах радиолокации, использующих эффект Доплера. В радиосистемах СВЧ, использующих фазовые методы управления и передачи информации, в подавляющем большинстве случаев применяют гетеродинное преобразование частоты. Главным элементом устройств для преобразования частоты является их нелинейный элемент – СВЧ-смеситель, который вносит амплитудно-фазовые искажения в преобразуемые с его помощью радиосигналы, несущие информацию. Такие искажения невозможно оценить и устранить без знания фазовых сдвигов, вносимых СВЧ-смесителем в преобразуемый по частоте входной СВЧ-сигнал. Однако этот сигнал и выходной сигнал промежуточной частоты СВЧ-смесителя лежат в разных диапазонах частот, следовательно, никакими традиционными способами измерить их фазовый сдвиг невозможно. В последнее время широкое распространение получили способы и реализующие их приборы для измерений комплексных коэффициентов передачи таких СВЧ-устройств с гетеродинным преобразованием частоты. Из-за нелинейности вольтамперной характеристики смесительного элемента (полупроводникового диода) в нем возникают нелинейные сдвиги фаз, существенно искажающие преобразованный сигнал промежуточной частоты. Широкое применения для измерений и вычислений фазовых сдвигов СВЧ-смесителей получили способы, основанные на измерении суммы и разности сдвигов фаз двух смесителей, и суммы сдвигов фаз трех смесителей, один из которых испытуемый, с последующим вычислением истинного сдвига фаз этого смесителя. Однако в обоих способах для реализации рабочих режимов измерений требуется делать до восьми переключений в диапазоне СВЧ. При этом каждое такое переключение вносит погрешность в измерения, что приводит к существенным ошибкам [4]. Поиск путей повышения точности измерения ККП СВЧ-смесителей привел к разработке нового метода, основанного на использовании анализатора СВЧ-цепей. Принцип работы анализатора СВЧ-цепей известен и заключается в попарном сравнении с помощью рефлектометра, представляющего двумя встречно включенных направленных ответвителей векторном вольтметре амплитуд и фаз сигналов поступающих с выходов вторичных каналов, направленных ответвителей НО. Такое построение анализатора позволяет измерять коэффициент передачи и отражения любого испытуемого прибора В Кубанском государственном университете [5,6], на базе векторного анализатора цепей был разработан прибор, состоящий из векторного анализатора цепей и двухканального супергетеродинного приемника, который в свою очередь позволяет измерять сдвиги фаз смесителя, необходимые для создания системы S - параметров смесителя. Целью данной выпускной квалификационной работы является изучение принципов работы и анализ путей построения векторного вольтметра для измерителя разности фаз устройств с преобразованием частот.
Содержание

Обозначения и сокращения 4 Введение 5 1 Описание задачи об измерении сдвигов фаз в СВЧ – смесителях 8 1.1 Задачи векторного вольтметра 8 1.2 Основная теоретическая часть о векторном вольтметре 9 2 Полное описание всего прибора для определения комплексных ??коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием ??частоты 12 3 Описание применения системы s – параметров для характеристических ///координат передачи и отражения СВЧ смесителей 24 3.1 Краткое описание системы s – параметров и системы t – параметров 31 4 Анализ векторного вольтметра 34 5 Методы измерения разности фаз и отношения амплитуд двух сигналов 44 5.1 Методы измерения разности фаз 44 5.2 Методы измерения отношения амплитуд 65 6 Общее описание AD8302 69 7 Возможные конструктивные решения векторного вольтметра 73 8 Реализации векторного вольтметра на основе плис и ///микроконтроллеров 75 Заключение 82 Список использованных источников 83
Список литературы

1 Радиоприемные устройства. Учебник / Под общей ред. В.И. Сифорова. М.: Советское радио, 1974. С. 502 — 507. 2 Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь: Связь 1976. 480 с. 3 Manz, B. Will Direct-to-Digital Conversion Displace Microwave Converters // Barry Manz // Electronic Engineering Times Europe. – October 2014. – P. 10–11 4 Коротков К. С. Анализ методов измерения истинного сдвига фаз смесителей сверхвысокой частоты / К. С. Коротков, Д. Р. Фролов, А. С. Левченко // Радиотехника и электроника. – 2015. – Т. 60. – № 8. – С. 873-880. 5 Korotkov K. S. The Method for accurate measurements of absolute phase and group delay of frequency converters / K. S. Korotkov, D. R. Frolov, Levchenko A. S. // IEEE Micvrowave and Telecommunication Technology (CriMiCo), 23nd Intern. Crim. Conf., Sevastopol. – 2013. – P. 938-939. 6 Фролов Д. Р. Определение параметров матрицы рассеяния нелинейных СВЧ-устройств в режиме преобразования частоты: дис… канд. физ.-мат. наук: 01.04.03 / Д. Р. Фролов; Кубан. гос. ун-т. – Краснодар, 2015. – 167 с. 7 Попов В. П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. «Радиотехника». – М.: Высш. шк., 1985. 496 с. 8 Данилин А. А. Приборы и техника радиоизмерений: Учебное пособие. / А. А. Данилин, Н. С. Лавренко. – СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ». – 2013. – 204 с. 9 А. с. 1596278 СССР, МКИ G 01 R 27/28. Способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты / Коротков К. С.; опубл. 30.09.1990 10 Пат. 2029966 Российская Федерация, МПК G 01 R 27/28. Способ определения ко-эффициентов передачи преобразователей частоты / Елизаров А. С. (Белоруссия). – № 1950193/21; заявл. 26.06.1991; опубл. 27.02.1995 11 Patent US 6,064,694 United States of America, Int. Cl. H 04 B 3/46, H 04 B 17/00, H 04 Q 1/20. Frequency Translating Device Transmittion Response System / Christopher Joseph Clark (USA), Andrew Alfred Moulthrop (USA), Michael Steven Muha (USA), Chistopher Patrick Silva (USA); assignee The Aerospace Corporation. – 08/940,578; filed Sep. 30, 1997; pub. Date Mar. 16, 2000 12 Novel Method for Vector Mixer Characterization and Mixer Test System Vector Error Correction / White Paper 5988–7826EN // Agilent Technologies, Inc. – 2003 13 One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A Analog Devices, Inc., 2002 [ Электронный ресурс ] / - (Eng). – URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8302.pdf [22 мая 2019] 14 А.А. Бабенко Измеритель разности фаз и отношения уровней на основе AD8302 с управлением из LabVIEW / А.А. Бабенко, Е.В. Моисейкин, Д.Р. Фролов // 26-я Международная Крымская конференция СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: материалы конференции, г. Севастополь, Крым, Россия, 4—10 сентября 2016. – С.2069-2074 15 Pozar D. M. Microwave engineering. West Sussex, United Kingdom, John Wiley & Sons, 1998, P. 379-383. 16 J. E. Volder. The Birth of CORDIC. Journal of VLSI Signal Processing. Hing-ham, MA, USA: Kluwer Academic Publishers. 25 (2): 101–105, June 2000. 17 Пат. 2 524 049 Poccийская Федерация МПК G01R 27/28 Устройство для измерения абсолютных комплексных коэффициентов передачи и отражения свч-устройств с преобразованием частоты / К.С. Коротков, А.С. Левченко, Д.Н. Мильченко, Д.Р. Фролов (Россия). - № 2013106594/28 заявл. 14.02.2013 опубл. 27.07.2014 Бюл. № 2; приоритет 14.02.2013. - 13 с. 18 Бецкий О.В. Современные представления о механизмах воздействия низкоинтенсивных миллиметровых волн на биологические объекты/ Бецкий О.В., Лебедев Н.Н // Миллиметровые волны в биологии и медицине, 2001, №3. C. 5–19. 19 Ушаков В. Л. Особенности спектра действия микроволн частотного диапазона 51-52 ГГц на клетки / Ушаков В. Л., Алипов Е. Д., Щеглов В. С., Беляев И. Я.// Радиационная биология. Радиоэкология, 2006, №6. C. 1–10. 20 Лыньков Л.М. Новые материалы для экранов электромагнитного излучения / Лыньков Л. М., Богуш В. А., Борботько Т. В., Украинец Е. А., Колбун Н. В. // Доклады БГУИР, 2004, №6. С. 152–167. 21 Reflectometer. Measurements – Revisited. Application Note 2000; Rev: B. anritsu US URL: http://www.eu.anritsu.com/files/reflectometer_an.pdf. 22 Силаев М.А. Приложение матриц и графов к анализу СВЧ устройств. / Силаев М. А., Брянцев Е. Ф. // Советское радио, 1970. 248 с. 23 Абубакиров Б. А. Измерение параметров радиотехнических цепей. М./ Абубакиров Б. А., Гудков К. Г., Нечаев Э. В. //: Радио и связь, 1984. 248 с. 24 Фельдштейн А. Л. Справочник по элементам волноводной техники. М./ Фельдштейн А. Л., Явич Л. Р., Смирнов В. П. //: Советское радио, 1967. 651 с. 25 Астафьев Ш. Г. Системы и средства метрологического обеспечения эталонных и рабочих средств измерения параметров СВЧ трактов / Астафьев Ш. Г., Шевченко И. Н., Мильченко Д. Н., Коньшев А. В. // Материалы VII всероссийской научно-технической конференции “Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в РФ», Ч2. 2008. C. 117-121. 26 Абубакиров Б.А. Измерители параметров радиотехнических цепей. - М./ Абубакиров Б.А., Гудков К.Г., Нечаев Э.В. // : Радио и связь, 1984. - с. 130. 27 Васильев В.И. Компьютерная обработка сигналов в интегральных системах. / Васильев В.И., Гудков И.П. // - Санкт-Петербург: БХВ, 1998. 28 Лапшин В. Измерение параметров гармонических сигналов во вторичных преобразователях на базе ЦОС / Лапшин В. И., Васильев А. В., Абезгауз Б.Е., Ларионов Ю.П. //Яндекс Windows internet explorer УДК612.377, ЗАО НИИФИ и ВТ Пенза, 2011 г. 29 Клаассен К.Б. Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике / Пер. с англ. – М.: ПОСТМАРКЕТ, 2000. – с. 227-237, 261-264 30 Лабковская Р.Я. Метрология и электрорадиоизмерения / Р.Я. Лобковская Учебное пособие. – СПб: НИУ ИТМО, 2013. – 140 с. 31 Метрология и радиоизмерения / В. И. Нефедов, А. С. Сигов, В. К.Битюков, В.И. Хахий. – М: Высшая школа, 2006 – 526 с. 32 Измерение фазового сдвига [ Электронный ресурс ] / - (Рус). – URL: https://refdb.ru/look/3424598.html [22 мая 2019] 33 Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. Учебное пособие / Под. ред. Б. Н. Тихонова. – М.: Горячая линия-Телеком. – 2012. – 360 с. 34 Low Cost, DC to 500 MHz, 92 dB Logarithmic Amlpifier AD8307 // (Engl.) URL: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD8307.pdf [28 April 2016]. 35 Пат. 2649861 РФ, МПК G01R 27/28. Устройство для измерения ком-плексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ–устройств с преобразованием ча-стоты / Коротков К. С., Фролов Д. Р., Бабенко А.А. Левченко А. С. 2018, Бюл. № 10. 36 А.А. Бабенко Измеритель разности фаз и отношения уровней на основе AD8302 с управлением из LabVIEW/ А.А. Бабенко, Е.В. Моисейкин, Д.Р. Фролов // 26-я Международная Крымская конференция СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии: материалы конференции, г. Севастополь, Крым, Россия, 4—10 сентября 2016. – С.2069-2074 37 Cyclone II Device Handbook, Volume 1 // (Engl.) – URL: https://www.al-tera.com/en_US/pdfs/literature/hb/cyc2/cyc2_cii5v1.pdf [21 мая 2019] 38 Complete 12-Bit, 65 MSPS ADC Converter // (Engl.) – URL: http://www.an-alog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD9226.pdf
Отрывок из работы

1 Описание задачи об измерении сдвигов фаз в СВЧ – смесителях 1.1 Задачи векторного вольтметра В настоящее время существует измерительная задача об определении истинных параметров рассеяния четырехполюсников СВЧ с преобразованием частоты. Модули элементов матрицы рассеяния можно измерить напрямую, с помощью, например, скалярного или векторного анализаторов цепей в дальнейшем, для упрощения, будет использоваться аббревиатура ВАЦ. Однако измерить аргумент комплексных коэффициентов передачи сокращённо ККП. Векторный вольтметр предназначен для измерения отношения амплитуды и разности сдвигов фаз между двумя сигналами одинаковой частоты. Он является основным узлом векторного анализатора цепи ВАЦ предназначенный для измерения комплексных параметров (модуль и фаза) СВЧ четырехполюсника. Построение ВАЦ таково [9,10,11,12], что он позволяет без переключения измерить входные и выходные коэффициенты передачи и отражения ненастроенных четырёхполюсников. Для решения данной задачи были разработаны различные методы и устройства на их основе, позволяющие определять все S – параметры полной матрицы рассеяния четырехполюсников. Благодаря универсальности ВАЦ они были применены и для измерения характеристических устройств СВЧ, содержащих в своем составе гетеродинное преобразование частоты в виде СВЧ смесителя, содержащего нелинейный элемент диод или транзистор. Новые задачи, поставленные перед ВАЦ потребовали и новые решения при построении основного его узла векторного вольтметра. Основными задачами, возникшими в результате новых применений векторного вольтметра, стали повышение точности измерений и устранение их погрешностей. Эти погрешности можно значительно снизить, если перевести все переключения, реализующие режимы метода совокупных измерений в низкочастотный диапазон, где отражения в соединителях трактов еще не так велики, как на СВЧ, что и было показано нами в. Однако, кроме того за ВАЦ сохраняется необходимость измерений СВЧ четырехполюсников.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 75 страниц
3000 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 39 страниц
9300 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 51 страница
2000 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 108 страниц
2700 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 52 страницы
2000 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 70 страниц
1750 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg