Назначение
Модули расширения частоты и уровня сигналов СВЧ генераторов EMG-40 (далее -модули расширения частоты) предназначены для расширения диапазона рабочих частот генераторов СВЧ сигналов, поддерживающих стандарт SCPI - 99 и подключаемых к персональному компьютеру по интерфейсу Ethernet, формирования импульсной модуляции от внешнего источника, регулировки уровня выходного сигнала.
Описание
Принцип действия модулей расширения частоты основан на переносе входного сигнала, поступающего с выхода генератора СВЧ частот, из области диапазона рабочих частот от 0,1 до 20 ГГц в область диапазона частот от 20 до 40 ГГц путем его последовательного умножения, фильтрации, ослабления и усиления. Применение последовательно включенных полосовых фильтров и фильтра нижних частот обеспечивает высокое подавление, как субгармонических, так и гармонических составляющих в спектре выходного сигнала.
Регулировка уровня выходного сигнала обеспечивается путем применения электронноуправляемых аттенюаторов, малошумящего усилителя и усилителя мощности, работающих в широком диапазоне частот от 20 до 40 ГГц. Минимальный шаг регулировки выходного сигнала 0,1 дБ. При подаче команды управления максимального подавления на электронно -управляемые аттенюаторы уровень выходного сигнала составляет минус 40 дБ (1 мВт). Малошумящий усилитель и усилитель мощности необходимы для получения высокого уровня сигнала на выходе модуля расширения частоты. Максимальный уровень выходного сигнала в диапазоне частот от 20,0 до 40,0 ГГц при подаче команды управления нулевого подавления на электронно-управляемых аттенюаторах составляет 19 дБ (1 мВт).
Умножение входного сигнала обеспечивается встроенными умножителями частоты с коэффициентом умножения два. При подаче на вход модуля расширения частоты сигнала в диапазоне частот от 10 до 20 ГГц посредством быстродействующих СВЧ ключей и умножителей частоты на выходе формируется сигнал с диапазонами частот от 20,0 до 40,0 ГГц соответственно.
При подаче на вход модуля расширения частоты сигнала в рабочем диапазоне частот от 0,1 до 20 ГГц на выход сигнал поступает без изменений.
Конструктивно модули расширения частоты выполнены в моноблочном исполнении в корпусе прямоугольной формы, содержащего разъемы питания «POWER» и органов управления. Разъем питания «POWER» предназначен для подключения модуля расширения частоты к электрической сети переменного тока посредством блока питания постоянного тока. Органы управления состоят из соединителя входного сигнала «Freq IN» с подключенным коаксиальным высокочастотным кабелем с разъемом типа 3,5 мм (вилка), предназначенным для подключения к генератору СВЧ сигналов; разъема выходного сигнала «Freq OUT» с подключенным СВЧ переходом типа 2,92 мм (розетка) - тип 2,92 мм (вилка), разъема управления «Mini USB» для подключения к персональному компьютеру и управления модулем расширения частоты, разъема «PULSE» типа SMA (розетка) для подачи внешнего модулирующего сигнала от внешнего источника.
На боковой панели модуля расширения частоты располагается маркировка с обозначением его типа и заводского номера.
Общий вид модулей расширения частоты представлен на рисунке 1.
Внешний вид передней панели модуля расширения частоты с обозначением мест нанесения знака утверждения типа и знака поверки представлен на рисунке 2.
Место пломбировки от несанкционированного доступа представлен на рисунке 3.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) модулей расширения частоты разделено на метрологически значимую и метрологически незначимую части. Метрологически значимая часть программного обеспечения EMG 40 Firmware установлена в защищенную память микроконтроллера модуля расширения частоты и управляет режимами работы (установкой частоты выходного сигнала, уровня выходного сигнала, формированием импульсной модуляцией) и обеспечивает взаимодействие с внешними устройствами через коммуникационный интерфейс. Метрологически незначимая часть ПО «Управление EMG-40.exe» предназначена для совместного управления модулем расширения частоты и генератором СВЧ сигналов.
Конструкция модулей расширения частоты исключает возможность несанкционированного влияния на ПО модулей расширения частоты и измерительную информацию.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | EMG 40 Firmware |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 1.0 |
| Цифровой идентификатор ПО | - |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | - |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон частот выходного сигнала, ГГ ц | от 0,1 до 40 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты выходного сигнала: - в диапазоне частот от 0,1 до 20 ГГ ц включ. - в диапазоне частот св. 20 до 40 ГГц | ±5Fген* ±(^ген|+Г10-8) |
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон установки мощности выходного сигнала в диапазоне частот, дБ (1 мВт): - от 0,1 до 20 ГГц включ. - св. 20 до 30 ГГц включ. - св. 30 до 32 ГГц включ. - св. 32 до 33 ГГц включ. - св. 33 до 35 ГГц включ. - св. 35 до 40 ГГц | от минимально уровня выходного сигнала используемого генератора частот до + 20 от -40 до +19 от -40 до +18 от -40 до +15 от -40 до +13 от -40 до +10 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки мощности выходного сигнала в диапазоне частот, дБ: - от 0,1 до 20 ГГц включ. - св. 20 до 40 ГГц | ±(|ДРген|+0,8) ** ±(|ДРген|+1,2) |
| Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) выхода в диапазоне частот, не более: - от 0,1 до 20 ГГц включ. - св. 20 до 40 ГГц включ. | 1,8 2,2 |
| Уровень субгармонических составляющих в спектре выходного сигнала (при уровне выходного сигнала плюс 5 дБ (1 мВт)), дБ относительно несущей, не более | -80 |
| Параметры импульсной модуляции для частот свыше 20 ГГц: - длительность импульса, нс, не менее - подавление сигнала в паузе между импульсами, дБ, не менее - длительность фронта/спада по уровню от 10 до 90 %, нс, не более | 20 70 10 |
| Диапазон частот входных сигналов, ГГ ц | от 0,1 до 20 |
| Диапазон значений мощности входного сигнала в диапазоне частот, дБ (1 мВт): - от 0,1 до 20 ГГц (не включ.) с верхним пределом - от 20 до 40 ГГц | 26 от 13,9 до 14,1 |
| * SF^ - относительная погрешность установки частоты выходного сигнала используемого генератора частот * ДРген - абсолютная погрешность мощности выходного сигнала используемого генератора сигналов |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В | от 187 до 242 |
| - частота переменного тока, Г ц | от 49 до 51 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 10 |
| Габаритные размеры, мм, не более: | |
| - длина | 160 |
| - ширина | 90 |
| - высота | 27 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Масса, кг, не более | 1,5 |
| Рабочие условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 °С, % - атмосферное давление кПа (мм рт.ст.) | от +15 до +25 от 45 до 80 от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским или иным способом и на лицевую панель модуля расширения частоты в виде наклейки.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность модулей расширения частоты
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Модуль расширения частоты | EMG-40 | 1 шт. |
| Кабель сетевой | - | 1 шт. |
| Кабель USB | USB A (m) - USB B (m) | 1 шт. |
| Кабель LAN | - | 1 шт. |
| Блок питания | - | 1 шт. |
| USB-накопитель с ПО | - | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | МТВГ.468159.002РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | МТВГ.468159.002ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | МТВГ.468159.002МП | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «Описание и работа» документа МТВГ.468159.002РЭ «Модуль расширения частоты и уровня сигналов СВЧ генераторов EMG-40. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Приказ Росстандарта № 1621 от 31.07.2018 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты
Приказ Росстандарта № 3461 от 30.12.2019 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 9 кГц до 37,5 ГГц
Приказ Росстандарта № 2839 от 29.12.2018 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений мощности электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 37,50 до 78,33 ГГц
ГОСТ 22261-94 ГСИ. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
МТВГ.468159.002ТУ Модули расширения частоты и уровня сигналов СВЧ генераторов EMG-40. Технические условия
84476-22: Описание типа СИСкачать349.4 Кб