Контрольно-измерительные приборы

18.1. Общие сведения

18.1.1. Контрольно-измерительные приборы позволяют осуществлять систематический конт­роль и проверку отдельных параметров бло­ков, систем и устройств станции. В состав конт­рольно-измерительных приборов входят специ­альные приборы и измерительные приборы об­щего применения.

18.1.2. К специальным контрольно-измери­тельным приборам относятся:

а) индикатор мощности (блок 42), исполь­
зуемый для измерения мощности генератора
передающего устройства и КБВ антенно-фи-
дерной системы;

б) индикатор коэффициента шума (блок 40),
используемый для измерения коэффициента
шума приемного устройства, а также для гра­
дуировки и измерения выходного напряжения
приемника при снятии диаграмм направленнос­
ти антенны в горизонтальной и вертикальной
плоскостях;

в) индикатор контроля (блок 56) (в режиме
«Контроль»), используемый для контроля ос­
циллограмм напряжений на контрольных гнез­
дах;

г) блок настройки (блок 90), используемый
в качестве генератора калиброванного им­
пульсного высокочастотного сигнала, имитато­
ра и частотомера;

д) выносной гетеродин (блок 70), используе­
мый при ориентировании и проверке исправно­
сти антенной системы;

е) индикатор входных сопротивлений (блок
72), используемый для сравнения входных со­
противлений антенно-фидерной системы и эк­
вивалента антенны.

18.1.3. К контрольно-измерительным прибо­
рам общего применения относятся:

а) вольтметр на 250 В (в блоке 34) для конт­
роля первичного напряжения питания сети (на
входе и на выходе стабилизатора напряжения);

б) вольтметр на 50 В (в блоке 34) для конт­
роля выпрямленного напряжения +26 В и на­
пряжения аккумуляторной батареи (минус
27 В);

в) миллиамперметр на 300 мА (в блоке 99)
для контроля анодного тока генераторной лам­
пы;

г) миллиамперметр на 50 мА (в блоке 99) для
контроля сеточного тока генераторной лампы;

д) вольтметр на 10 В с добавочным резисто­
ром (в блоке 99) для контроля напряжения на­
кала генераторной лампы;

е) киловольтметр на 3 кВ с добавочным ре­
зистором и миллиамперметр на 500 мА (на
дверке шкафа 5) для контроля напряжения и
тока высоковольтного выпрямителя;

ж) счетчик времени со шкалой отсчета до
9999 часов (в блоке 34) для автоматического
учета часов работы станции;

з) микроамперметр на ЮмкА (в блоке 32)
для контроля работы канала АПЧ приемни­
ка и измерения скорости и стабильности враще­
ния антенны;

и) амперметр на 10 А (в блоке 32) для конт­роля тока электродвигателя привода вращения антенны;

к) вольтметр на ЗОВ и амперметр на 20А (в блоке 71) для измерения напряжения и тока за­рядного выпрямителя;

л) прибор контроля изоляции (в блоке 34) для контроля состояния сопротивления изоля­ции цепей первичного питания;

м) миллиамперметр на 100 мА (в блоке 42) для замера уровня мощности и КБВ;

н) миллиамперметры на 5 мА и па 100 мА (в блоке 40) для измерения коэффициента шума приемного устройства, а также для гра­дуировки и измерения выходного напряжения приемника при снятии диаграммы направленно­сти антенны в горизонтальной и вертикальной плоскостях;

о) часы для регистрации времени;

и) термометры для определения темпера­туры внутри кузова ПС-1, ПС-2 и станции ап­паратной;

р) комбинированный прибор Ц4340, исполь­зуемый для измерения тока, напряжений и со­противлений;

с) артиллерийская буссоль, используемая при горизонтировании и ориентировании антен­ны;

т) осциллограф, используемый для контроля и измерения параметров сигналов на контроль­ных гнездах и на электродах ламп отдельных блоков.

18.1.4. В состав контрольно-измерительных приборов входят также:

а) контрольно-измерительная аппаратура за-просчика, агрегатов питания автомобилей ста­билизатора напряжения СТС и электрообору­дования кузова станции аппаратной;

б) устройство сопряжения с фотокамерой типа РФК-5, обеспечивающей фотографирова­ние экрана индикатора кругового обзора (ИКО). Управление фотокамерой осуществля­ется импульсом «РФК», который вырабатыва­ется в блоке 17, один раз за оборот антенны. Для работы фотокамера устанавливается пе­ред экраном индикатора кругового обзора на специальном кронштейне из комплекта РЛС. В комплект РЛС фотокамера не входит.

П р it м е ч а Н и е. Описание контрольно-из­мерительных приборов основных комплектующих изделий приведено в соответствующих технических описаниях (паспортах) и инструкциях по эксплуа­тации этих изделий.

18.2. Индикатор мощности

(блок 42)

18.2.1. Индикатор мощности предназначен
для измерения мощности генератора передаю­
щего устройства и КБВ антенно-фидерной си­
стемы. Кроме того, в блоке расположены эле­
менты связи с блоком 90 и системой АПЧ. По­
грешности измерения мощности и КБВ±15% и
±20% соответственно.

18.2.2. Принципиальная электрическая схе­
ма блока 42 Жг2.749.001 СхЭ.

В схему измерения мощности и КБВ входят: направленный ответвитель Э1а, фильтр У1, де­тектор Д2 и балансный усилитель Л1 с измери­тельным прибором ИП1.

Отсчет величины мощности и КБВ осуществ­ляется но градуировочному графику.

Направленный ответвитель Э1а служит для раздельного выделения сигналов, пропорцио­нальных падающей и отраженной волне в ан-тенно-фидерном тракте. Направленный ответ­витель состоит из основной линии и направ­ленного элемента связи. В качестве основной линии применен коаксиальный кабель с вол­новым сопротивлением 75 0м, последователь­но включенный в тракт антенно-фидерной системы.

Направленный элемент связи состоит из зон­да и рамки, нагруженной на резисторе R4 (смотри рис. 191). Зонд введен в основную линию и обеспечивает электрическую связь, а рамка - магнитную (через поперечные ще­ли в экране, установленном на основной ли­нии). Такая система является направленной. Если для волны одного направления ЭДС, наводимые электрическим и магнитным по­лем, будут складываться, то для волны об­ратного направления они будут вычитаться (рис. 189), то есть на волну обратного па-правленчя система не будет реагировать. По­ложения (угол поворота», и <?₂) рамки на­правленного элемента связи (ПАДАЮЩ. и ОТРАЖЕН.), при котором выходное напря­жение ответвителя пропорционально соответ­ственно падающей и отраженной волне в ан-тенно-фидерном тракте, фиксируются при за­водской регулировке.

Сигнал с направленного ответвителя Э1а через фильтр нижних частот У1 подается на детектор Д2. Фильтр нижних частот выпол­нен по схеме многозвенного фильтра на LC-элементах и вместе с конденсатором С1 на­правленного ответвителя Э1а обеспечивает подавление высших гармоник сигнала гене­ратора. Детектор выполнен по схеме ампли­тудного (пикового) детектора с открытым входом.

Резистор R12 обеспечивает согласование входного сопротивления детектора с волно­вым сопротивлением фильтра У1. Нагрузкой детектора является конденсатор СЗ, а также резистор К13 и конденсатор С4, которые под­ключаются переключателем В2 (в положе­ниях МОЩНОСТЬ и КБВ). Конденсаторы СЗ и С4 заряжаются до напряжения, близкого к амплитудному значению высокочастотного импульса. Напряжение с нагрузки детектора подается на управляющую сетку левой по­ловины лампы Л1 балансного усилителя.

Балансный усилитель выполнен по мосто­вой схеме. Сопротивление резисторов R14, R22 и внутреннее сопротивление обеих поло­вин лампы Л1 образуют плечи моста. В диа­гональ моста через добавочные резисторы R17, R18, R19 и R20 (переключатель В2 соот-вественно в положениях МОЩНОСТЬ, КБВ) включен микроамперметр ИГП.

В исходном состоянии при отсутствии входного сигнала потенциометром R21 (УСТ. НУЛЯ) устанавливается равенство токов в плечах лампы Л1 (нуль по шкале микроам­перметра). Переменный резистор R20 (УСТ. 100) служит для установки необходимой чув­ствительности индикатора при измерениях КБВ (100 делений при положении КБВ пере­ключателя В2). При подаче напряжения на сетку лампы Л1 баланс моста нарушается и через микроамперметр протекает ток. Благо­даря линейности амплитудных характеристик детектора Д2 и балансного усилителя пока­зания микроамперметра пропорциональны амплитуде падающей (отраженной) волны в антенно-фидерном тракте.

Направленный ответвитель Э1 б обеспечи­вает связь с блоком 90 и системой АПЧ. Схема ответвителя Э1б аналогична схеме от­ветвителя Э1а. Конденсатор в схеме ответ­вителя Э1 б отсутствует.

Зондирующий импульс генератора с ответ­вителя Э1б через разъем ФЗ подается на вход блока 90 и на смеситель АПЧ (в бло­ке 5), а через резисторы R3, R6 и разъем Ф4 — на частотомер, который при необходи­мости может быть подключен к этому разъ­ему для измерения частоты генератора ПДУ.

Контрольный задержанный сигнал блока 90 через блок 72, разъем Ф2 и резистор R2 по­дается на ответвитель Э1б и далее через ан­тенный коммутатор — на вход приемника. Резистор R5 обеспечивает согласование вход­ного сопротивления блока с выходным сопро­тивлением блока 90.

Включение питания блока производится тумблером В1 (ПИТАНИЕ).

В анодную цепь питания +200 В включен.делитель на резисторах R7 и R8 для обеспе­чения необходимого анодного напряжения лампы Л1.

Для подсвета шкалы прибора и графика применены лампочки подсвета Л2, ЛЗ с га­сящим резистором R9.

18.2.3. Конструктивно индикатор мощности выполнен в виде отдельного блока, устанавли­ваемого в антенный коммутатор (блок 3).

Внешний вид блока изображен на рис. 190.

На передней панели блока размещены: микроамперметр ИП1, переключатель ИЗМЕ­РЕНИЕ (В2), ручки переменных резисторов УСТ. 100 (R20) и УСТ. НУЛЯ (R21), ручка ответвителя ПАДАЮЩ., ОТРАЖЕН. (Э1а), тумблер ПИТАНИЕ (В1) и градуировочный график Р—КБВ.

В нижней части блока установлен кабель с направленными ответвителями.

Направленные ответвители Э1а и Э1б (рис. 191) закреплены на коаксиальном кабеле. В местах подключения направленных ответви-телей броня кабеля заменена экраном, вы­полненным в виде двух латунных полутрубок, одна из которых имеет отверстие 5 для магнит­ной связи с рамкой 1, нагруженной на резистор. Зонд направленного ответвителя через отвер­стие в экране вводится в основную линию.

Положение зонда, рамки и нагрузочного ре­зистора фиксируется кольцами 7 в корпусе 4.

Индикатор коэффициента шума

(блок 40)

18.3.1. Блок предназначен для измерения
коэффициента шума приемного устройства, а
также для градуировки и измерения выходного
напряжения приемника при снятии диаграмм
направленности антенны в горизонтальной и
вертикальной плоскостях.

В состав индикатора коэффициента шума входят генератор шума и балансный вольт­метр.

Генератор шума предназначен для генери­рования калиброванных высокочастотных шу­мов. Измерение коэффициента шума произ­водится методом удвоения мощности. По­грешность измерения в диапазоне частот ра­боты изделия не более 30%. Погрешность измерения выходного напряжения приемника не более 5%.

18.3.2. Величину собственных шумов прие-
мо-усилительных устройств принято характе­
ризовать коэффициентом шума, который по­
казывает, во сколько раз отношение мощно­
сти сигнала к мощности шума на входе при­
емного устройства больше, чем отношение
этих же мощностей на выходе линейной ча­
сти приемного устройства.

Измерение коэффициента шума с помощью блока 40 основано па одном из дополнитель­ных определений коэффициента шума, согласно которому коэффициент шума приемного устройства показывает, во сколько раз мощ­ность шума приемного устройства больше мощности шума идеального бесшумного уст­ройства, шум которого обусловлен лишь теп­ловыми флюктуациями в сопротивлении ис­точника сигнала, то есть

р
р_ ^г ш

Рш. ид.

где Рш — мощность шума реального приемно­го устройства;

Рш. ид. — мощность шума идеального прием­ного устройства.

Это соотношение справедливо и для шумо­вых мощностей, развиваемых на входе прием­ного устройства при согласованных нагрузках.

Мощность тепловых шумов на согласован­ной нагрузке равна Рш с согл. = KToAfa,

где К = 1,38-10-23 дж/град — постоянная Больцмана;

Т₀—290°К — стандартная температура; Л1"э — полоса пропускания в герцах ис­пытываемого усилителя, изме­ренная по уровню 0,7.

Определение эквивалентной мощности шу­ма Р_ш производится сравнением выходного эффекта, производимого внутренними шума­ми приемного устройства, с выходным эф­фектом, производимым калиброванным гене­ратором сигнала блока 40, подключенным ко входу блока ШУВЧ. При этом на вход бло­ка ШУВЧ подается калиброванная мощность сигнала Р_с такой величины, чтобы результи­рующая мощность на выходе линейной ча­сти блока 5 удвоилась но сравнению с мощ­ностью, обусловленной только собственными шумами. Очевидно, что при этом мощность калиброванного сигнала равна эквивалентной мощности собственных шумов приемного уст­ройства, то есть

Рс = Рш

Таким образом, можно принять:

F= *\ , =0,02 R_c/=1,5/,

К1₀Д1_Э

где R_c — выходное сопротивление генерато­ра шума, равное 75 Ом.

/ - постоянный ток шумового диода, мА.

С выхода блока 5 по контрольному индика­тору измеряется отношение напряжений шума, а не мощностей, которое связано с отношением напряжения следующей формулой:

Цщ+с ₌ KRc-Рщ + с

при равенстве сопротивлений формула прини­мает вид:

^иш ± с ₌,/" Р_{ш +} с

и_ш V —р^~ •

где U _ш— напряжение шума реального при­емного устройства на выходе де­тектора; иш-|с —суммарное напряжение шума реального приемного устройства и калиброванного Сигнала на выхо­де детектора;

Рш-fc —суммарная мощность шума реаль­ного приемного устройства и ка­либрованного сигнала на выходе детектора.

Поэтому при замере коэффициента шума по методу удвоения мощности отношение мощ­ностей равно 2, а отношение напряжений V~2 раза.

18.3.3. Принципиальная электрическая схе­ма блока 40 Жг2.739.001 СхЭ.

Генератор шума выполнен на диодах Л1 и Л2, работающих в режиме теплового насы­щения, при котором шумовой ток диодов пропорционален, анодному току. Диоды Л1 и Л2 работают па общую нагрузку (резистор R1), поэтому шумовой ток ГШ пропорциона­лен суммарному анодному току обоих дио­дов.

Величина анодного тока, а следовательно, и шумового тока устанавливается путем из­менения напряжения накала.

Напряжение шума снимается с нагрузки R1 и выводится на высокочастотный разъем Ф1 (ВЫХОД ГШ). Конденсаторы С1,С2, СЗ и С4 являются блокировочными.

Для обеспечения установки требуемого диа­пазона анодных токов шумовых диодов (1—50 мА) первичное напряжение трансфор­матора накала Тр1 изменяется ступенями и плавно. Ступенчатое изменение напряжения осуществляется переключателем В1 (ШКА­ЛА МА) путем включения переменных рези­сторов iR2—R4, а плавное — переменными ре­зисторами R5 (ГРУБО) и R6 (ТОЧНО). Ста­билизированное напряжение НОВ на транс­форматор накала Тр 1 подается через — пере­ключатель В1 (в положениях НАКАЛ, 5, 10, 50) через все или часть переменных резисто­ров R2—R6 — в зависимости от положения переключателя В1.

В качестве анодного питания применено напряжение, снимаемое с выпрямителя Д1. На выпрямитель Д1 переменное напряжение поступает с трансформатора ТрЗ (контакты 16 и 19). Отрицательное напряжение подает­ся в катоды шумовых диодов Л1 и Л2. Анод­ный ток проходит по цепи: выпрямитель Д1, корпус, резистор нагрузки диодов R1, ано­ды-катоды диодов, средняя точка (6) вторич­ной обмотки накального трансформатора Tpl, миллиамперметра ИП1, переключатель В1 (в положениях 5, 10, 50), дроссель фильтра Др1 и выпрямитель Д1. Миллиамперметр ИП1 служит для измерения анодного тока шумовых диодов Л1 и Л2. Для измерения анодного тока применен универсальный шунт (резисторы R8—R12), обеспечивающий пре­делы 5, 10, 50 мА. Резисторы универсального шунта коммутируются переключателем В1.

Резистор R27 служит для разрядки конден­саторов С5 и Сб.

Резисторы R28, R29 являются гасящими со­противлениями в положениях 5 и 10 переклю­чателя В1.

Лампочка Л4 сигнализирует о включении генератора шума.

R7 — гасящее сопротивление.

Балансный вольтметр собран на лампе ЛЗ и служит для измерения постоянной состав­ляющей напряжения шумов па выходе де­тектора приемного устройства. Диапазон из­меряемых напряжений разбит на 3 предела: 1, 3 и 10 В. Коммутация пределов осуществ­ляется переключателем В2 (ШКАЛА V).

Анодное напряжение на лампе ЛЗ подает­ся с делителя напряжения, состоящего из резисторов R13, R14 и R20. Напряжение па делитель поступает с колодки Ш1/6 через переключатель В2 (Шкала V) независимо от включения генератора шума. Микроампер­метр ИП2 включается между нагрузочными резисторами R16 и R26 через добавочные резисторы R17, R18, R19, R21, R22 и R23, коммутируемые переключателем В2 при пе­реключении пределов измерения. Напряже­ние накала на лампу ЛЗ балансного вольт­метра подается с трансформатора Тр2.

Резистор R15 — сопротивление утечки.

В исходном режиме переключатель В2 на­ходится в положении 0. С помощью потен­циометра R25 (УСТ. ПУЛЯ) устанавливается равенство токов плеч лампы ЛЗ.

18.3.4. Конструктивно блок выполнен на шасси (рис. 192, 193). На передней панели расположены: миллиамперметр ИП1, микро­амперметр ИП2, переключатель ШКАЛА МА (В1); переключатель ШКАЛА V (В2); пере­менные резисторы ТОК АНОДА ГРУБО, ТОЧНО (R5, R6); переменный резистор УСТ. НУЛЯ (R25); высокочастотный разъем ВЫ­ХОД ГШ (Ф1); сигнальная лампочка Л4, контрольные гнезда Г1, Г2, ГЗ.

На монтажной панели расположены: генера­тор шума; переменные резисторы 5 мА, 10 мА, 50 мА (R2, R3hR4); переменные резисторы 1 В, ЗВ, 10 В (R17, R18 и R19); трансформато­ры Tpl, Тр2 и ТрЗ и дроссель Др1, конден­саторы С5, С6 и монтажные платы.

18.4. Выносной гетеродин

(блок 70)

18.4.1. Блок предназначен для ориентиро­вания антенны станции и снятия диаграммы направленности антенны в горизонтальной плоскости.

Диапазон генерируемых частот такой же, как и у генератора передающего устройства.

Выходная регулируемая мощность сигнала до 0,5 Вт.

18.4.2. Принципиальная электрическая схе­ма выносного гетеродина УЦ2.750.013 СхЭ.

Выносной гетеродин включает в себя два маломощных автогенераторных каскада: ос­новной гетеродин, работающий в качестве выходного каскада па антенну прибора, и модулирующий каскад.

Оба автогенераторных каскада собраны по схеме индуктивной «трехточки» с последова­тельным питанием но анодным цепям.

Основной гетеродин собран на лампе Л1, которая используется как триод.

Колебательный контур гетеродина образо­ван переменным конденсатором С2 и индук­тивностью L1.

Конденсатор С4 и дроссель Др1 блокиру­ют источник анодного питания (Б1) по высо­кой частоте.

Конденсатор СЗ служит в качестве емкости в цепи обратной связи.

Смещение на сетках ламп Л1 и Л2 обра-. зуется за счет сеточных токов, протекающих через резисторы Rl, R2 и R3.

Частота автоколебаний гетеродина опреде­ляется параметрами контура и регулируется с помощью конденсатора С2 НАСТРОЙКА.

Анодное напряжение подается от трех ба­тарей типа 70-АМЦГ-У-120ч, включенных последовательно (Б1).

В качестве источника питания накальных цепей ламп Л1 и Л2 служат два элемента типа 165У, включенные последовательно (Б2).

Нити накалов ламп включены между со­бой параллельно, номинальное напряжение лакала (2,2 В) устанавливается с помощью.переменного резистора М НАКАЛ Б (R4).

Антенна в виде штыря связана с конту­ром гетеродина через конденсатор С1. Схема модулирующего каскада аналогична схеме основного гетеродина и обеспечивает частоту модуляции порядка 30—40 кГц.

Синусоидальная модуляция осуществляется на управляющую сетку лампы Л1 основного гетеродина. Модулирующее напряжение по­дается с резистора R3.

Тумблер В1 (ВКЛ. ПИТАНИЕ) служит для включения питания выносного гетеродина. Выносной гетеродин обеспечивает излучение как модулированного, так и немодулирован-ного сигнала. В последнем случае контур мо­дулирующего каскада замыкается контакта­ми тумблера В2 (МОДУЛ.—ВЫКЛ.).

18.4.3. Внешний вид выносного гетеродина представлен на рис. 194.

Выносной гетеродин помещается в металли­ческом кожухе со съемной передней панелью. На внутренней стороне панели смонтированы элементы схемы гетеродина, а на лицевую па­нель выведены органы управления: ручка ус­тановки напряжения накала ламп М НА­КАЛ Б (R4), ручка настройки основного гете­родина на частоту передатчика НАСТРОЙКА (С2), тумблер включения источника питания ВКЛ. ПИТАНИЕ (В1) и тумблер включения модуляции МОДУЛ.—ВЫКЛ. (В2).

Батарея накала установлена в задней части кожуха и отключается на время транспорти­рования и хранения изделия.

Сверху на кожухе гетеродина установлена стойка для крепления штыря антенны. Стой­ка имеет два отверстия, которые позволяют производить установку штыря антенны в го­ризонтальном и вертикальном положениях.