АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КАЛИБРОВКА ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТИ СТАНЦИЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ

February 5, 2013 by admin Комментировать »

Иванов Д. С., Дороничев Ю. В., Тарасенко В. М. Государственное унитарное предприятие научно-производственный центр «ЭЛСОВ» п/я 90, г. Зеленоград, 124460, Россия тел.: +7(495)534-1235, e-mail: ids@elsov.ru

Аннотация – Создан испытательный стенд для климатических испытаний твердотельных усилителей мощности, содержащий термокамеру, измерительные приборы, управляющий компьютер и схему управления проверяемыми блоками. Разработана специализированная программа для автоматизированного измерения семейств калибровочных характеристик датчиков мощности при изменениях частоты сигнала и температуры блока.

I.                                       Введение

При разработке необслуживаемой станции спутниковой связи быстрого развертывания возникает задача обеспечения поддержания стабильности уровня выходной мощности сигнала в пределах 0,5 дБ. Имеющаяся элементная база твердотельных усилителей мощности не позволяет обеспечить такую стабильность коэффициента усиления в реальных условиях эксплуатации. Способом решения проблемы является снабжение усилителя калиброванными датчиками выходной мощности, температуры и программная компенсация коэффициента усиления с помощью аттенюатора. Калибровка датчика мощности в составе усилителя при его испытаниях в термокамере является длительным и трудоемким процессом.

Целью данной работы является создание автоматизированного стенда для калибровки встроенных датчиков усилителей мощности при их серийном производстве и в конечном итоге получение семейства зависимостей показаний датчика мощности СКМ (схема контроля мощности) от реальной мощности на выходе блока BUC (block up converter), или БПВ (блок переносчика вверх), температуры и частоты. В дальнейшем эти данные используются для выставления выходной мощности блока в диапазоне от 100 мВт до 10 Вт с точностью 0,5 дБ.

II.                               Основная часть

Создан автоматизированный испытательный стенд, позволяющий проводить длительный эксперимент с необходимой точностью. Процесс сбора, обработки, контроля измеряемых величин: температура, частота, показания датчика мощности СКМ (схема контроля мощности) и управление испытательным стендом осуществляется с помощью программы.

Стенд для калибровки усилителей мощности станций спутниковой связи состоит из:

–         термокамеры (в которую помещается блок

вис),

–         устройства SDP (SATCOM Data Processor),

–         устройства вис (Block Up Converter, блок переносчика вверх со встроенным усилителем мощности),

–         анализатора спектра НР8560 (выступает в роли генератора сигнала ПЧ),

–         анализатора спектра НР8563Е (с него снимаются показания выходной мощности),

–         Ethernet-cepBepa Моха 5430 (осуществляет преобразование RS-485 в Ethernet),

–         персонального компьютера.

Программа разработана в среде Agilent VEE Pro 6.01 с вызовом подпрограмм, написанных на Visual C++ 6.0.

Подпрограммы, написанные на C++, осуществляют управление блоком BUC:

–         включение/выкпючение усилителя мощности,

–         изменение значений частоты гетеродина,

–         изменение значений кода аттенюатора,

–         съем телеметрии (напряжение СКМ и температура).

Процесс снятия измерений на описанном рабочем месте происходит следующим образом.

Блок вис помещается в термокамеру. В термокамере устанавливается необходимая температура (в диапазоне температур от -50 °С до +80 °С, шаг 5 °С).

Программа, написанная на языке VEE, осуществляет перебор частот от 950 до 1400 (при значении частоты гетеродина 12800 МГц) и от 1200 до 1400 МГц (при значении частоты гетеродина 13050 МГц), подаваемых на АС НР8560. С помощью вызываемых подпрограмм, написанных на языке C++, изменением кода аттенюатора осуществляется подбор значений мощности в диапазоне 20 дБ (на АС НР8563Е), при этом с блока BUC снимается следующая телеметрия: напряжение СКМ и температура блока, а с анализаторов спектра – значение частоты и мощности.

Рис. 1. Зависимость напряжения СКМ от реальной мощности при фиксированной температуре 41°С и частотах 13,8 и 14,45 ГГц.

Fig. 1. PMC voltage dependences on real power at fixed temperature 41°C and frequencies 13,8 and 14,45 GHz

Полученные данные сохраняются и обрабатываются для построения аппроксимированных характеристик, сохраняемых затем в ПЗУ контроллера каждого блока.

На рис. 1 приведены зависимости напряжения СКМ от реальной мощности при фиксированной температуре 41 °С и частотах 13,8 и 14,45 ГГц.

Цикл измерений (снятие зависимости измеренной мощности сигнала на выходе блока от двоичного кода встроенного датчика мощности, показаний встроенного датчика температуры и заданного значения частоты) при каждой установке температуры на описанном рабочем месте отрабатывается за 1 час. Полный цикп калибровки блока при изменении температуры (всего более 9000 измерений) занимает около суток.

III.                                   Заключение

Создан автоматизированный стенд для калибровки усилителей мощности станций спутниковой связи. Рассмотрен процесс снятия измерений на данном стенде. Использование персонального компьютера с разработанной программой позволяет осуществлять процесс снятия измерений при проведении климатических испытаний блока BUC со встроенным усилителем мощности автоматизировано. Программа удобна и проста в использовании. Автоматизация позволяет проводить длительные эксперименты с заданной точностью и минимальными трудозатратами оператора.

IV.                            Список литературы

[1]  Vee Pro User’s Guide. Agilent Technologies, 2004.

[2]  HP 8560 Spectrum Analyzer User’s Guide. Hewlett Packard, 1997.

[3]  Лебедев И. В. Техника и приборы СВЧ. Высшая школа,

1970,       т. 1.

AUTOMATED CALIBRATION OF SATELLITE COMMUNICATION SET SOLID-STATE AMPLIFIERS

Ivanov D. S., Doronichev Yu. V., Tarasenko V. M.

NPC «ELSOV» m/b 90, Zelenograd, 124460, Russia Ph.: +7(495)534-1235, e-mail: ids@eisov.ru

Abstract – Automated test unit for satellite communication amplifiers calibration is fabricated. This system consists of heat- chamber, measuring instruments, control computer, units under test control circuit. Special software for automated measurements is developed.

I.                                         Introduction

While developing an unattended satellite communication station with rapid expansion, one should maintain power output level within limits of 0,5 dB. An available element base of solid- state amplifiers does not allow providing such gain factor stability in real-life environment. The problem is solved provided output power calibrated gauges and program indemnification of gain factor using attenuator.

II.                                        Main Part

The purpose of the present work is to create automated test unit in order to calibrate the built-in power amplifier gauges at their batch production and finally obtain the set of curves of power transducer aspect (PMC) from real power at the BUC (Block Up Converter) output, temperature and frequency.

Automated test unit for satellite communication set amplifiers calibration is fabricated. It allows making long-term experiment with necessary accuracy. Process of gathering, adaptation, measurands control is carried out using application-specific software. It is developed in Agilent VEE Pro 6.01 environment with calling subprograms written on Visual С ++ 6.0.

III.                                       Conclusion

The structure of the automated test unit for satellite communication amplifiers calibration is considered.

Automation allows making long-term experiments with prescribed accuracy and minimal labor expenditures.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты