Измеритель модуляции СК3-49/1 представляет собой моноблок, выполненный в корпусе базовой несущей конструкции "Надел-85". Основные функциональные узлы прибора: ВЧ преобразователь несущего сигнала, ВЧ синтезатор частоты, СВЧ делитель частоты, АМ, ЧМ детекторы, перестраиваемые НЧ фильтры, пиковый и среднеквадратический детекторы НЧ сигнала, перестраиваемый режекторный фильтр измерителя гармоник, частотомер ВЧ и НЧ сигналов, ВЧ и НЧ измерители напряжения, блок питания, одноплатный компьютер и цветной дисплей.

Общий вид прибора приведен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид прибора

Принцип действия прибора, при измерении модуляционных параметров, основан на преобразовании частоты входного сигнала на промежуточную частоту, детектировании модулированных сигналов и последующего измерения пикового и среднеквадратического значений напряжения огибающей НЧ сигнала, пропорционального измеряемому значению девиации частоты, коэффициенту амплитудной модуляции или индексу фазовой модуляции.

В диапазоне частот от 4 до 2499 МГц (вход «-© I ») прибор функционирует по принципу супергетеродинного приемника с однократным преобразованием частоты входного сигнала. Для преобразования высокочастотного сигнала на промежуточную частоту в качестве гетеродина используется синтезатор частоты.

В диапазоне частот от 0,1 до 4 МГц входной сигнал поступает непосредственно в тракт промежуточной частоты прибора.

В диапазоне частот от 1 до 18 ГГц (вход «^) I I ») частота входного сигнала предварительно делится на восемь, далее сигнал поступает в тракт преобразования частоты.

Измерение частоты входного сигнала и частоты модулирующего сигнала основано на расчете отношения количества импульсов измеряемой частоты и количества импульсов опорной (эталонной) частоты в двухмодульном цифровом счетчике за нормированный временной интервал.

Измерение среднеквадратического значения напряжения ВЧ сигнала осуществляется методом детектирования высокочастотного сигнала. Выходное постоянное напряжение детектора пропорционально в логарифмическом масштабе входному ВЧ напряжению.

Принцип измерения коэффициента гармоник модулирующего сигнала основан на измерении отношения среднеквадратического напряжения гармоник, полученного после подавления первой гармоники НЧ сигнала и среднеквадратического напряжения полного НЧ сигнала.

Управление режимами измерения, вывод данных, математическая обработка результатов измерений, реализация алгоритмов калибровки, выполняются встроенным одноплатным компьютером. Отображение информации осуществляется встроенным цветным дисплеем.

Компьютер прибора управляется операционной системой, созданной на базе компонентной системы Windows XP Embedded. Выполнение алгоритма функционирования прибора осуществляется программным обеспечением. Программное обеспечение прибора имеет структуру с разделением на метрологически значимую и метрологически незначимую части. В приборе предусмотрены способы идентификации файла метрологически значимой части ПО, расчета его контрольной суммы, и оценка его по критериям целостности и аутентичности.

В приборе предусмотрены меры защиты программного обеспечения от преднамеренного и непреднамеренного изменения:

• - пользователь не имеет возможности обновления или загрузки новых версий ПО;

• - в режиме внешнего управления реализовано однозначное назначение каждой команды в соответствии с руководством по эксплуатации, поэтому невозможно подвергнуть ПО прибора искажающему воздействию через интерфейсы пользователя и интерфейсы связи;

• - в процессе работы в прибор невозможно ввести данные измерений, полученные вне прибора, данные результатов измерения не могут быть подвергнуты искажению в процессе хранения, так как происходит их обновление в каждом измерительном цикле, и отсутствуют требования по их хранению после окончания цикла измерения;

• - без нарушения целостности конструкции прибора и заводских пломб невозможно удаление запоминающего устройства, или его замена другим устройством.

Идентификационные признаки программного обеспечения прибора приведены в таблице 1.

Таблица 1

Метрологические характеристики нормированы с учетом влияния программного обеспечения.

Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «А» МИ 3286-2010.

Схема пломбировки от несанкционированного доступа приведена на рис 2.

Позиции 1; 2 на схеме - места для нанесения оттисков клейм.

2

&

ЛЗО М SC'-U М> к*

Рисунок 2 - Схема пломбировки прибора

• 1 Диапазон несущих частот входного сигнала измерителя модуляции:

• - от 0,1 до 18000 МГц в режиме «ЧМ»;

• - от 0,1 до 500 МГц в режиме «АМ»;

• - от 5 до 18000 МГц в режиме «ФМ».

• 2 Диапазон среднеквадратических значений входного напряжения при измерении модуляционных параметров по входу « -© I »:

• - от 0,05 до 1 В в диапазоне частот от 0,1 до 500 МГц;

• - от 0,07 до 1 В в диапазоне частот св. 500 до 1000 МГц;

• - от 0,1 до 1 В в диапазоне частот св. 1000 до 2499 МГц.

• 3 Диапазон значений входной мощности при измерении модуляционных параметров по входу « -© I I »:

• - от 1 до 20 мВт в диапазоне частот от 1000 до 2500 МГц;

• - от 1 до 10 мВт в диапазоне частот св. 2500 до 18000 МГц.

• 4 Диапазон модулирующих частот в режиме «ЧМ» составляет:

• - от 0,02 до 200 кГц в диапазоне несущих частот от 4 до 18000 МГц при измерении среднеквадратических значений девиации частоты;

• - от 0,02 до 60 кГц в диапазоне несущих частот от 4 до 18000 МГц при измерении пиковых значений девиации частоты;

• - от 0,02 до 0,02-f кГц, но не более 20 кГц, в диапазоне несущих частот от 0,1 до 4 МГц при измерении пиковых и среднеквадратических значений девиации частоты, где f - несущая частота входного сигнала, кГц.

• 5 Диапазоны измерения пиковых и среднеквадратических значений девиации частоты, в зависимости от значений несущих частот, соответствуют таблице 2.

Таблица 2

• 6 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения пикового значения девиации частоты в нормальных условиях применения приведены в таблице 3.

Таблица 3

• 7 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения среднеквадратического значения девиации частоты в нормальных условиях применения приведены в таблице 4.

Таблица 4

А f_CK3 - среднеквадратическое значение девиации частоты, кГц;

А/_Ш - среднеквадратическое значение частотного шума и фона, вносимое прибором, кГц.

• 8 Среднеквадратическое значение частотного шума и фона, вносимое прибором в режиме «малошумящих» измерений, не превышает значений, приведенных в таблице 5.

Таблица 5

• 9 Коэффициент гармоник ЧМ сигналов, вносимый измерителем модуляции, не превышает значений, приведенных в таблице 6.

Таблица 6

• 10 Коэффициент преобразования частотной модуляции в амплитудную в диапазоне модулирующих частот от 0,02 до 20 кГц и девиациях частоты до 200 кГц не превышает 0,02 % на 1 кГц девиации частоты.

• 11 Диапазон модулирующих частот в режиме «АМ» составляет:

- от 0,02 до 200 кГц в диапазоне несущих частот от 4 до 500 МГц при измерении среднеквадратических значений коэффициента АМ;

- от 0,02 до 60 кГц в диапазоне несущих частот от 4 до 500 МГц при измерении пиковых значений коэффициента АМ;

- от 0,02 до 0,02-/ кГц, но не более 20 кГц, в диапазоне несущих частот от 0,1 до 4 МГц при измерении пиковых и среднеквадратических значений коэффициента АМ, где f - несущая частота входного сигнала, кГц.

• 12 Измерение пикового значения коэффициента АМ осуществляется в диапазоне от 1 до 100 %, а среднеквадратического значения коэффициента АМ в диапазоне от 0,1 до 50 %.

• 13 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения пикового значения коэффициента АМ в нормальных условиях применения приведены в таблице 7.

Таблица 7

• 14 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения среднеквадрати-ческого значения коэффициента АМ в нормальных условиях применения приведены в таблице 8.

Таблица 8

Мскз - среднеквадратическое значение коэффициента АМ, %;

М_ш - среднеквадратическое значение амплитудного шума и фона, вносимое прибором, %.

• 15 Среднеквадратическое значение амплитудного шума и фона, вносимое прибором в режиме «малошумящих» измерений, не превышает значений:

• < 0,015 %   в полосе НЧ от 0,3 до 3,4 кГц;

• < 0,025 %   в полосе НЧ от 0,02 до 20 кГц;

• < 0,05 %    в полосе НЧ от 0,02 до 60 кГц;

• < 0,1 %      в полосе НЧ от 0,02 до 200 кГц.

• 16 Коэффициент гармоник огибающей АМ сигналов, вносимый измерителем модуляции, не превышает значений, приведенных в таблице 9.

Таблица 9

• 17 Коэффициент преобразования амплитудной модуляции в частотную в диапазоне модулирующих частот от 0,02 до 20 кГц и коэффициентах АМ до 30 % не превышает 10 Гц на 1 % коэффициента АМ.

• 18 Диапазон измерения пиковых значений индекса фазовой модуляции составляет: от 1 до 100 рад в диапазоне модулирующих частот от 0,3 до 5 кГц,

от 1 до Д f_max /Fm рад в диапазоне модулирующих частот св. 5 до 20 кГц,

где Fm - модулирующая частота, кГц;

Дf_max = 500 кГц - максимальное значение девиации частоты при измерении индекса ФМ.

• 19 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения пикового значения индекса ФМ в нормальных условиях применения приведены в таблице 10.

Таблица 10

• 20 Диапазон измерения частоты входного сигнала от 0,1 до 18000 МГц.

• 21 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты входного сигнала в нормальных условиях применения вычисляют по формуле

Af = ±(5-10^-6 f+ 1 Гц) ,                                    (1)

где Af - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты входного сигнала, Гц;

f - частота входного сигнала, Гц.

• 22 Измерение среднеквадратического значения входного напряжения осуществляется в диапазоне несущих частот от 0,1 до 2499 МГц.

• 23 Диапазон измерения среднеквадратического значения входного напряжения составляет от 0,05 до 1 В.

• 24 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения среднеквадратического значения входного напряжения в нормальных условиях применения вычисляют по формулам:

AU = ±(0,1-U + 0,005 B) в диапазоне частот от 0,1 до 100 МГц ,

AU = ±(0,15-U + 0,005 B) в диапазоне частот св. 100 до 1000 МГц ,

AU = ±(0,2-U + 0,005 B) в диапазоне частот св. 1000 до 2499 МГц ,

где AU - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения среднеквадратического значения входного напряжения, В;

U - входное напряжение, В.

• 25 Диапазон частот измерения коэффициента гармоник модулирующего сигнала составляет от 0,05 до 10 кГц.

• 26 Диапазон измерения коэффициента гармоник модулирующего сигнала составляет от 0,1 до 30 %.

• 27 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения коэффициента гармоник модулирующего сигнала в нормальных условиях применения вычисляют по формуле

АКг = ±(0,05-АТ + 0,05 %) ,                       (5)

где АКг - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения коэффициента гармоник модулирующего сигнала, %;

Кг - коэффициент гармоник модулирующего сигнала, %.

• 28 Диапазон измерения частоты модулирующего сигнала от 0,02 до 200 кГц.

• 29 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты модулирующего сигнала в нормальных условиях применения вычисляют по формуле

AF = ±(1-10^-4 -F + 0,1 Гц),                                      (6)

где AF - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения частоты модулирующего сигнала, Гц;

F - частота модулирующего сигнала, Гц.

• 30 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения: пикового и среднеквадратического значения девиации частоты, пикового и среднеквадратического значения коэффициента АМ, пикового значения индекса ФМ, частоты входного сигнала, среднеквадратического значения входного напряжения, коэффициента гармоник модулирующего сигнала, частоты модулирующего сигнала в диапазоне рабочих температур и относительной влажности воздуха, составляют ±2Д, где Д - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения соответствующего параметра в нормальных условиях применения.

• 31 Питание прибора осуществляется от сети переменного тока напряжением (230±23) В, частотой (50±0,5) Гц, потребляемая мощность не более 90 ВА.

• 32 Габаритные размеры прибора не более (488*475*178) мм.

• 33 Масса не более 14,0 кг.

• 34 По условиям эксплуатации измеритель модуляции СК3-49/1 относится к группе 3 ГОСТ 22261-94 с пределами рабочих температур окружающей среды от плюс 5 до плюс 40 °С.

• 35 Средняя наработка на отказ прибора Т0 не менее 12000 ч. Гамма-процентный ресурс прибора не менее 10000 ч при доверительной вероятности g равной 90 %. Гамма-процентный срок службы прибора не менее 15 лет при доверительной вероятности g равной 90 %.

• 36 По требованиям безопасности прибор соответствует ГОСТ Р 52319-2005, степень загрязнения 2, категория измерений 1.