Тема 10 «Контрольно-измерительная аппаратура РСБН-4Н»

УТВЕРЖДАЮ

Начальник военной кафедры

полковник В.Введенский

«____»______________2005 г.

 

 

 

 

Дисциплина ВСП.03 (ВУС 461700)

«Радионавигационные и светотехнические средства аэродромов»

 

Тема 10 «Контрольно-измерительная аппаратура РСБН-4Н»

 

РУКОВОДСТВО

к практическому занятию № 1

 

Рассмотрено на заседании

военной кафедры,

протокол №___

от «___» __________2005 г.

Москва

 

Тема 10 «Контрольно-измерительная аппаратура РСБН-4Н»

Занятие 1

Учебные цели занятия: изучить принцип работы, структурную схему, конструкцию и органы управления индикаторного канала РСБН-4Н.

Учебное время занятия: 90 мин (вводная часть – 15 мин, основная часть –72 мин, заключительная часть – 3 мин).

Место проведения занятия: учебная лаборатория

Учебные вопросы

1. Контрольно-измерительная аппаратура РСБН-4Н (7 мин).

2. Шкаф измерителей мощности ШТ-001 (10 мин).

3. Измерение проходящей импульсной мощности (23 мин).

4. Измерение проходящей непрерывной мощности (12 мин).

5. Блок допускового контроля БК-005 (10 мин).

6. Конструкция и органы управления (10 мин).

Техника безопасности при работе на РСБН-4Н

Студенты обязаны:

1. Твердо знать и строго выполнять общие требования правил техники безопасности при эксплуатации наземных радиотехнических средств.

2. Умело действовать в аварийных ситуациях и при оказании первой помощи.

3. Перед работой принять станцию у ответственного лица, произвести внешний осмотр, убедится в наличии и исправности средств защиты и пожаротушения, доложить руководителю занятия.

4. Выполнить только работы, указанные руководителем занятия.

5. Строго соблюдать все предупредительные надписи, имеющиеся в аппаратной.

6. В случае обнаружения признаков ненормальной работы техники немедленно выключить питание и доложить руководителю занятия.

7. По окончании работ обесточить аппаратуру, навести порядок, сдать станцию ответственному лицу и доложить руководителю занятия.

Запрещается:

- находится в аппаратной одному студенту;

- иметь с собой посторонние предметы;

- опираться и облокачиваться на стойки;

- устанавливать стулья ближе 10 см от шкафов;

- пользоваться неисправными приборами и инструментами;

- прикладывать чрезмерное усилие к органам настройки;

- извлекать без необходимости блоки из отсеков.

 

Порядок выполнения практической работы

 

Занятие проводится в учебной лаборатории цикла в течение 2-х учебных часов (90 мин).

Практическую работу необходимо выполнять в следующей последовательности:

1. Уяснить тему и учебные цели занятия (п.4) – 1 мин

2. Ответить на контрольные вопросы к занятию (п.1) – 10 мин

3. Получить инструктаж по технике безопасности при работе на РСБН-4Н – 3 мин

4. Получить техническое описание и инструкцию по эксплуатации РСБН-4Н – 1 мин

5. Изучить назначение контрольно-измерительной аппаратуры РСБН-4Н (п.5) – 7 мин

6. Изучить решаемые задачи и блок-схему шкафа измерителей мощности

ШТ-001 (п.6) –10 мин

8. Изучить измерительпроходящей импульсной мощности (п.8) –23 мин

9. Изучить измерительпроходящей импульсной мощности (п.9) –12 мин

10. Изучить бдок допускового контроля БК-005 (п.10) –10 мин

11. Изучить конструкцию и органы управления (п.11) – 10 мин 12. Оформить отчет по практической работе (п.12) – в ходе занятия

13. Подготовиться к ответам на контрольные вопросы (п.13) – в ходе занятия

14. Сдать полученную литературу, навести порядок на рабочих местах, получить

указания от преподавателя – 5 мин

4. Учебные цели занятия

В результате практического освоения индикаторного канала РСБН-4Н студенты должны:

изучить назначение, состав, принцип работы и блок-схемы приборов ИПИМ, ИПНМ и блока БТ-005;

изучить конструкцию и органы управления КИА.

Измерение проходящей импульсной мощности

Направленный ответвитель

Направленный ответвитель включается в высокочастотный тракт передатчика и предназначен для ответвления части высокочастотной мощности падающей или отражённой волны в зависимости от положения петли связи. Изменение положения петли связи на 180^о производится с помощью механизма, расположенного на корпусе ответвителя.

В приборе использован направленный ответвитель с поворотной петлёй связи и емкостным зондом. Длина петли связи во много раз меньше минимальной длины волны. Такой направленный ответвитель обладает высокой направленностью, но имеет зависимость коэффициента переходного затухания по частотному диапазону.

При увеличении частоты в направленном ответвителе пропорционально растёт наводимая электродвижущая сила (ЭДС) и уменьшается коэффициент переходного затухания направленного ответвителя.

В боковое плечо направленного ответвителя включён реостатно-ёмкостный делитель, напряжение на выходе которого имеет обратную зависимость.

При сочетании реостатно-ёмкостного делителя с направленным ответвителем получается слабо выраженная частотная зависимость переходного затухания во всём рабочем диапазоне.

Направленный ответвитель отбирает часть высокочастотной мощности, проходящей по линии передач, за счёт электрической и магнитной связи коаксиальной вставки с основным трактом.

Электрическая связь обеспечивается конструктивной ёмкостью, выполненной в виде зонда, магнитная связь – индивидуальностью, выполненной в виде петли.

Напряжения, наводимые в петле и в зонде, складываются на общей активной нагрузке. Величина и фаза вектора напряжения, наводимого за счёт ёмкостной связи, не зависит от угла поворота зонда.

Величина и фаза вектора напряжения, наводимого за счёт магнитной связи, зависит от угла поворота петли и изменяется по закону косинуса. В результате сложения этих двух векторов, при условии, что они равны по абсолютной величине, получаем направленную зависимость наводимого напряжения падающей и отражённой волны в зависимости от угла поворота петли.

Таким образом конструктивно петлю связи можно установить в направленном ответвителе так, что, наводимые падающей волной, напряжения Е_c и E_L будут складываться на резисторе, а напряжения, наводимые отражённой волной, взаимно уничтожаются.

Если повернуть петлю связи на 100^о, произойдёт сложение напряжений Е_c и E_L для отражённой волны и уничтожение (вычитание) Еc и E_L для падающей волны.

Направленность в децибелах определяется по формуле:

. (3)

Конструктивно размеры основных элементов направленного ответвителя, определяющих величину связи, выбраны из условия получения минимально-допустимой величины наводимого напряжения, которое необходимо для обеспечения работы детектора на линейном участке характеристики.

Направленный ответвитель выполнен в виде отдельного элемента (рис. 4. 1), который сочленяется с высокочастотным элементом (2) с помощью коаксиального разъёма. На поворотной части (6) ответвителя размещены:

Коаксиальная вставка (5), ёмкостный зонд, петля связи и резистор.

Для создания магнитной связи в стенке коаксиального тракта прорезаны щели. Зонд опускается в отверстие, прорезанное в наружной стенке коаксиала.

Высокочастотный элемент.

Высокочастотный элемент состоит из реостатно-ёмкостного делителя и детектирующего диода.

Реостатно-емкостной делитель состоит из резистора R7,включенного последовательно в коаксиальную линию, и конструктивной емкости C2, RC-делитель предназначен для выравнивания коэффициента переходного затухания направленного ответвителя в частотном диапазоне.

Расчет емкости делителя произведен на основании соотношения

, (4)

где N-затухание делителя, дБ;

f -частота сигнала, проходящего через направленный ответвитель в антенну, Гц;

C-величина конструктивной емкости, ф;

R-сопротивление резистора, входящего в делитель, Ом;

 

Высокочастотный элемент имеет коаксиальную конструкцию. Волновое сопротивление коаксиальной линии – 75 Ом. Для обеспечения хорошего согласования входа высокочастотного элемента наружный проводник коаксиальной линии сделан в виде экспоненциального конуса. Емкость реостатно-емкостного делителя образована фторопластовыми шайбами.

Детектирование высокочастотного сигнала производится с помощью диода Л2. Между анодом диода и конструктивной емкостью включен антирезонансный резистор R6. С наружной стороны высокочастотного элемента, выше конструктивной емкости,расположен фланец для крепления электромагнита.

Высокочастотный элемент расположен в центре корпуса. На внешней стороне корпуса расположены две высокочастотные розетки и вилка. Розетка Ф1 служит для снятия сигнала на измерительный блок БТ-006, розетка Ф2 – для снятия сигналана блок допускового контроля БК-005.

Питание высокочастотного элемента осуществляется с измерительного блока БТ-006 через вилку Ш1.

Внутри корпуса размещена радиолампа, обе половины которой работают по схеме катодных повторителей.

Электромагнит ЕЛЗ.254.020

Электромагнит предназначен для подачи калибрующего напряжения относительно корпуса на анод диода Л2.

Конструктивно электромагнит состоит из цилиндрического наружного магнитопровода, торцы которого оформлены в виде фланцев. Одним фланцем электромагнит крепится к высокочастотному элементу.

На втором фланце крепится контактная колодка. Якорь электромагнита несет изолированный от корпуса электрический контакт, с помощью которого и осуществляется подача калибрующего напряжения на анод диода Л2.Обмотка электромагнита размещена на латунной катушке. Сопротивление обмотки постоянному току составляет 90 Ом 5 Ом. Напряжение срабатывания электромагнита минус 27 В.

Измерительный блок БТ-006

Блок БТ-006 предназначен для измерения величины мощности и коэффициента бегущей волны по напряжению (КБВн).

Конструктивно и электрически блок БТ-006 разделяется на следующие элементы;

а) линейка импульсного вольтметра

б) линейка анодного стабилизированного выпрямителя 200 В 120 мА;

в) линейка стабилизированного накального напряжения 6,3 В 8 А.

Основным назначением измерительного блока является измерение амплитуды видео импульсов, поступающих с выхода блока ВИ-001, который производятся с помощью импульсного вольтметра.

При измерении мощности ручку галетного переключателя В3 установить в положение МОЩНОСТЬ. Тумблер В1 установить в положение выбранного канала АЗИМУТ (азимутальный) или ДАЛЬН. (дальномерный). Ручки ПАТ.-ОТР. на блоках ВИ-001 установить в положение ПАД. (падающая волна). Подсоединить кабели между двумя блоками ВИ-001 и блоком БТ-006 согласно схеме. Прибор готов к измерению мощности падающей волны.

Работа пикового вольтметра основана на принципе накоплении заряда на конденсаторе диодного накопительного каскада с последующим измерением величины напряжения на этом

конденсаторе с помощью усилителя постоянного тока, собранного по балансной схеме.

Резистор R2 РЕГУЛИР. НУЛЯ (регулировка нуля) предназначен для симметрирования обеих половин лампы Л2 (грубая балансировка УПТ).

Резистор R2 совместно с регулируемым резистором R11 НУЛЬ ПРИБОРА, находящимся на лицевой панели блока БТ-006, образуют делитель напряжения, которое обеспечивает точную балансировку схемы, то есть установку стрелки индикаторного прибора на нуль шкалы.

В положении КБВн галетного переключателя В3 производится измерение КБВн передающего тракта. Для этого необходимо галетный переключатель В3 поставить в положение КБВн, ручку ПАД.- ОТР. на блоке ВИ-001 установить в положение ПАД. (падающая волна) и потенциометром КБВн, находящемся на передней панели блока БТ-006, установить стрелку прибора на шкале КБВн на нуль. Затем ручку ПАД. - ОТР. установить в положение ОТР. (отраженная волна), при этом петля связи направленного ответвителя повернется на 180^о .

В этом положении петли направленный ответвитель обладает малым коэффициентом затухания для отраженной волны и большим коэффициентом для падающей волны. По нижней шкале прибора (шкала КБВн) произвести отсчет величины КБВн передающего тракта.

В положении галетного переключателя КОНТРОЛЬ производится проверка коэффициента передачи измерительной схемы стабилизированным напряжением 6,3 В 400 Гц. В этом положении на анод ВЧ диода, находящегося в блоке ВИ-001, с помощью электромагнита подается калибровочное стабилизированное напряжение 6,3 В 400 Гц. Если коэффициент передачи схемы не изменился во времени, то стрелка индикаторного прибора покажет определенную величину мощности P₁, которая была установлена резистором R2 или R4, после калибровки прибора методом сравнения по калориметрическому измерителю мощности (эта величина мощности записана в графе КОНТРОЛЬ таблицы калибровки диодов для соответствующего диода и канала. Таблица помещена в формуляре радио маяк).

Если коэффициент передачи измерительной схемы уменьшился, то измерительный прибор покажет какую-то величину мощности P₂, что будет указывать о наличии ошибки в измерении. Для ликвидации этой ошибки необходимо галетный переключатель поставить в положение КАЛИБРОВКА и резистором R5 или R7, находящемся в блоке, установить первоначальное показание индикаторного прибора P₁^I. Величина P₁^I должна быть зафиксирована в момент калибровки по калориметрическому измерителю мощности (эта величина мощности записана в графе КАЛИБРОВКА таблицы калибровки диодов для соответствующего диода и канала).

В случае, если ошибка, вызванная изменением коэффициента передачи, будет более 30 %, то есть

(5)

где δ-величина ошибки, вызванная изменением коэффициента передачи, %,

 

то необходимо проверить лампы блока БТ-006 и лампу Л2 блока ВИ-001 соответствующего канала, несправные лампы заменить.

Если сшибка δ после смены указанных ламп будет опять более 30 %, следует сменить и лампу Л1 в блоке ВИ-001. После смены ламп, необходимо записать формуляр прибора или журнал радиомаяка величину показателя индикаторного прибора в положение КОНТРОЛЬ. Это будет новое значение P₁. Относительно этой величины необходимо производить отсчёт ошибки старения (δ).

Далее, после смены диода, галетный переключатель поставить в положение КАЛИБРОВКА и резистором R5 или R7 установить показания индикаторного прибора на величину, которая указана в таблице калибровке диодов, приведённой в формуляре на радиомаяк.

Принцип действия прибора

Принцип работы прибора заключается в следующем. Направленный ответвитель, включенный в передающий тракт с затуханием примерно 30 дБ и направленностью не менее 20 дБ, ответвляет часть мощности падающей или отраженной волны, в результате чего на нагрузке (75 Ом) направленного ответвителя образуется высокочастотное, напряжение пропорциональное корню квадратному от величины мощности. Это высокочастотное напряже­ние детектируется высокочастотным диодом, на нагрузке которого образуется постоянное напряжение.

4. Блок- схема прибора ИПНМ

 

Между направленным ответвителем и высокочастотным диодом включенRС - делитель, предназначенный для компенсации частотной зависимости коэффициента переходного затухания направленного ответвителя во всем диапазоне частот. Полученное на нагрузке диода постоянное напряжение поступает на измерительный блок, который представляет из себя вольтметр постоянного напря­жения. Измерительный прибор блока имеет две шкалы. Одна шкала градуирована в единицах мощности, вторая шкала - в относительных единицах КБВн. При измерении мощности петля связи направ­ленного ответвителя устанавливается в положение, при котором направленный ответвитель реагирует только на мощность падающей волны. По измерительному прибору отсчитывается мощность падающей волны Р_п.

Для определения проходящей активной мощности необходимо знать величину отраженной мощности Р_о или КБВн антенно-фидерного тракта.

Эти две величины могут быть определены, если петлю связи направленного ответвителя повернуть на 180° по сравнению с первоначальным положением.

Таким образом, величина активной проходящей мощности Ра может быть определена по двум формулам:

 

P_а = P_п – P_о, (6)

 

_. (7)

 

 

 

 

Принцип действия

Допусковой контроль дальномерного и азимутально-опорного передатчиков построен на принципе сравнения импульсного напряжения с постоянным опорным напряжением и осущест­вляется следующим образом.

На схему сравнения подается опорное напряжение, величина которого определяется минимально-допустимым входным напряжением. Опорноенапряжение подается от стабилизированного источника питания. Когда контролируемое напряжение больше опорного, то на вы­ходе схемы сравнения имеется импульсное напряжение, равное раз­ности контролируемого и опорного напряжений. Это разностное им­пульсное напряжение, усиленное видеоусилителем, преобразуется в постоянное напряжение накопительной схемой. Постоянное напряже­ние воздействует на балансный усилитель, в диагональ которого включено поляризованное реле типа РПС-5. Если контролируемое на­пряжение меньше опорного, то на выходе схемы сравнения нет им­пульсного разностного напряжения, следовательно, обмотка реле РПС-5 будет обесточена и контакты реле замкнут цепь - 27 В, сигнализирующую о нарушении работы контролируемого канала.

Допусковый контроль азимутально-непрерывного передатчика построен на принципе преобразования постоянного напряжения в пропорцио­нальное переменное и сравнение его с опорным напряжением.

На вход преобразователя поступает постоянное напряжение, пропорциональное проходящей непрерывной мощности. Это постоянное напряжение преобразуется в пропорциональное переменное напряже­ние, которое после усиления сравнивается с постоянным опорным напряжением. В случае, если переменное напряжение больше опорного, то на выходе схемы сравнения существует переменное напряжение, равное разности двух напряжений - переменного и постоянного опорного. Это разностное напряжение усиливается и выпрямляется.

На выходе выпрямителя включена обмотка реле. Когда величина входного напряжения соответствует номинальному значению мощности, то величина напряжения на выходе линейки вызывает срабатывание реле РПС-5, контакты которого сигнализируют, что мощность пере­датчика нормальная. В случае уменьшения мощности ниже нормальной напряжение на выходе схемы сравнения будет равно нулю, и обмотка реле РПС-5 будет обесточена, контакты реле выдадут команду «Мощность ниже нормы».

 

Содержание отчета

1. Тема и учебные цели занятия.

2. Назначение допускового контроля БК-005.КИА и шкафа измерителей мощности.

3. Назначение, технические характеристики и состав приборов ИПИМ, ИПНМ и допускового контроля БК-005.

4. Блок-схемы приборов ИПИМ и ИПНМ.

5. Функциональная блок-схема измерителя проходящей импульсной мощности

6. Выводы по занятию.

12. Контрольные вопросы по занятию

1. Назначение контрольно-измерительной аппаратуры РСБН-4Н.

2. Шкаф измерителей мощности: решаемые задачи, блок-схема.

3. Назначение, технические характеристики и состав прибора ИПИМ.

4. Блок-схема и принцип работы ИПИМ.

5. Назначение, технические характеристики и состав прибора ИПНМ

6. Блок-схема и принцип работы ИПНМ.

7. Назначение, технические характеристики и принцип действия блока БК-005.

8. Конструкция и органы управления КИА.

 

Начальник цикла - старший преподаватель

полковник С. Волков

 

УТВЕРЖДАЮ

Начальник военной кафедры

полковник В.Введенский

«____»______________2005 г.

 

 

 

 

Дисциплина ВСП.03 (ВУС 461700)

«Радионавигационные и светотехнические средства аэродромов»

 

Тема 10 «Контрольно-измерительная аппаратура РСБН-4Н»

 

РУКОВОДСТВО

к практическому занятию № 1

 

Рассмотрено на заседании

военной кафедры,

протокол №___

от «___» __________2005 г.

Москва