Лекция №11 измерение мощности
3 чел. помогло. | скачать Лекция №11 ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ Общие сведения К измерению мощности в практической радиотехнике прибегают во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более коротких длин волн. Измерять уровни мощности приходится в очень широких пределах — от 10-18 до 108 Вт. В последние годы при измерениях наряду с абсолютными (ватт, милливатт и т.д.) широко используют относительные (логарифмические) единицы мощности (децибелы). Отметим, что относительные единицы измерения имеют ряд существенных преимуществ и применяются для оценки мощности источников радиотехнических сигналов, степени их усиления или ослабления, чувствительности приемных устройств, погрешностей измерений и пр. Новые возможности в решении задач измерения мощности открыли достижения в области физики, микроэлектроники, и особенно цифровой техники, позволившие автоматизировать измерительную процедуру и проводить ее в интерактивном режиме. Как физическая величина, электрическая мощность определяется работой, совершаемой источником электромагнитного поля в единицу времени. Размерность электрической мощности записывается следующим образом: джоуль/сек = ватт. Измерение мощности в различных частотных диапазонах имеет определенные особенности. Измерители электрической мощности промышленной частоты наряду со счетчиками энергии являются основой действующей системы учета потребления электрической энергии в народном хозяйстве. Измерение мощности на постоянном токе, а также в диапазоне звуковых и высоких частот имеет ограниченное значение, поскольку на частотах до нескольких десятков мегагерц часто удобнее измерять напряжения, токи и фазовые сдвиги, а мощность определять расчетным путем. На частотах свыше 300 МГц вследствие волнового характера процессов значения напряжения и токов теряют однозначность и результаты измерений начинают зависеть от места подключения прибора. Вместе с тем поток мощности через любое поперечное сечение линии передачи всегда остается неизменным. По этой причине основным параметром, характеризующим режим работы устройства СВЧ, становится мощность. В этой лекции пойдет речь об измерении мощности в основном на высоких и сверхвысоких частотах. Краткие сведения об измерении мощности на постоянном токе и токе промышленной частоты приведены постольку, поскольку они необходимы для описания методов и средств измерений на более высоких частотах. Измерение мощности в электрических цепях является распространенным видом измерения, характеризующим работу электрических устройств. В технике СВЧ в связи с соизмеримостью размеров цепей и длины волны — это единственный способ однозначной оценки интенсивности электромагнитного поля. В цепях постоянного тока мощность, потребляемая нагрузкой, равна произведению тока и напряжения и ее можно определить косвенным методом с помощью амперметра и вольтметра или прямым — с помощью электродинамического ваттметра. В цепях переменного синусоидального тока различают активную (среднюю за период) мощность  (1)и реактивную мощность Q= UI sin φ, где U — действующее значение напряжения на нагрузке; I — действующее значение тока, протекающего через нагрузку; φ — фазовый сдвиг между напряжением и током. Преимущественно измеряется значение активной мощности. Если нагрузка RH в электрической цепи чисто активная (φ = 0), то мощность переменного тока  Для сигнала произвольной формы, имеющего периодическую структуру, электрическую мощность можно оценить с помощью ряда Фурье:  где U0, I0 — постоянные составляющие; Un, In — средние квадратические значения гармоник напряжения и тока;φ— фазовый сдвиг между гармониками напряжения Un и тока In. В цепях с током промышленной частоты активная мощность измеряется с помощью электродинамических ваттметров, показания которых соответствуют формуле (1). Принцип действия электродинамического ваттметра основан на том, что угол поворота α рамки (со стрелкой) электродинамического прибора пропорционален произведению токов, умноженному на косинус угла φ между ними:  где k — постоянный для данного прибора коэффициент. Пусть требуется измерить активную мощность, потребляемую некоторой нагрузкой ZH, к которой приложено действующее значение напряжения Uн и через нее протекает гармонический ток со средним квадратическим значением Iн и сдвинутый по фазе на угол φ по отношению к напряжению. С  хема включения катушек ваттметра показана на рис. 11.1, где Rдоб — добавочное сопротивление. Если параметры ваттметра выбраны так, что Rдоб » ZH, то ток в неподвижной катушке I1≈Iн а в подвижной — I2≈Uн/Rдоб. Поэтому угол отклонения α стрелки ваттметра будет пропорционален активной мощности в нагрузке Р: где k — коэффициент пропорциональности. Ваттметры электродинамической системы могут применяться для измерения электрической мощности в цепях как постоянного, так и переменного тока, но наиболее широко используют их для измерения мощности промышленной частоты. Применяя вольтметр и амперметр переменного тока, можно определить значение полной мощности S = UI, которое при чисто активной нагрузке R совпадает с значением активной мощности Р =UI = I2R = U2/R. В  цепях высоких и сверхвысоких частот используют сигналы импульсной формы — радио- или видеоимпульсы. В этом случае представляет интерес не только средняя мощность, но и импульсная При прямоугольной огибающей импульса (рис. 11.2, а) импульсная мощность Ри и ее среднее значение Р за период Т повторения импульсов связаны соотношением  (2)где τ — длительность импульса; Q — скважность последовательности импульсов. Практически измеряют среднюю мощность Р и по формуле (2) определяют импульсную РИ. Если форма импульса отлична от прямоугольной (рис.11.2,б), мощность определяют по эквивалентному прямоугольному импульсу той же высоты, длительность которого равна интервалу времени между точками огибающей импульса на уровне половины его высоты. Иногда представляется необходимым измерить среднюю мощность за период несущей частоты импульсно-модулированного сигнала в точке его максимальной высоты. Такая мощность называется пиковой мощностью и определяется из формулы (2):  где k — отношение максимальной высоты импульса к высоте эквивалентного прямоугольного импульса. На низкой частоте находят применение ваттметры на интегральных аналоговых перемножителях. Интегральный перемножитель сигналов реализует передаточную функцию  где kа — масштабный коэффициент, а u1 и u2 — перемножаемые аналоговые напряжения. Р  ассмотрим упрощенную структурную схему аналогового интегрального перемножителя двух напряжений (рис. 11.3), в основу принципа действия которого заложен четырехквадрантный метод перемножения. В этой схеме (в технике измерения мощностей ее иногда называют квадратором) приняты следующие обозначения: (+) — сумматор; (-) — вычитающее устройство; (Кв) — устройство возведения в квадрат; (:4) — делитель напряжения на четыре (этот элемент необязателен).При перемножении двух аналоговых напряжений производятся операции: суммирование: u1 + u2; вычитание: u1 - u2; возведение в квадрат: (u1 + u2)2, (u1 - u2)2, вычитание квадратов: (u1 + u2)2- (u1- u2)2 = 4 u1 u2 деление напряжения на четыре: 4 u1 u2/4 = u1 u2. Чтобы применить перемножитель сигналов в схеме ваттметра, достаточно в качестве выходного каскада измерителя включить низкочастотный фильтр. Если напряжения u1 = Umcosωt и u2 = ImRcos(ωt-φ), где R — эталонное сопротивление, то сигнал на выходе: Pвых=kaUmImR.cosωt.cos(ωt-φ). Приняв коэффициент kа = 1, сопротивление R=1 Oм и учитывая формулу произведения двух косинусов, получим:  Выделенная специальным низкочастотным фильтром постоянная составляющая данной мощности будет пропорциональна измеряемой мощности (вторым слагаемым на выходе фильтра можно пренебречь), т.е. Ро= UIcosφ В перемножителях используют идентичные, со стабильными параметрами нелинейные элементы, имеющие квадратичные характеристики. Более высокую точность измерения мощности по методу прямого умножения двух сигналов обеспечивает операция интегрирования, которую применяют в прецизионных измерительных преобразователях активной мощности промышленной частоты. Погрешность измерения мощности колеблется в широких пределах: от 0,1—0,2 % при измерении мощностей на постоянном токе и токе промышленной частоты до 4—10 % и более при измерении мощностей на СВЧ. Это объясняется возможностями применяемых методов и средств измерений в различных частотных диапазонах. В   диапазоне СВЧ измеряют поглощаемую нагрузкой мощность или мощность, проходящую к нагрузке. В соответствии с этим существуют ваттметры поглощаемой и проходящей мощности. Поглощаемую мощность измеряют тогда, когда надо определить мощность, отдаваемую источником в согласованную нагрузку. В этом случае реальная нагрузка обычно заменяется эквивалентной, часто находящейся в ваттметре, т. е. нагрузкой генератора Г (рис. 11.4, а) является сам ваттметр Вт, измеряющий поглощаемую им же мощность. Проходящая мощность измеряется в линии передачи энергии (рис. 11.4, б) при определении мощности, рассеиваемой в произвольной нагрузке ZH.При измерении мощности ее значение выражают в ваттах (или его кратных и дольных значениях) или децибел-ваттах (децибел-милливаттах). Последнее значение определяется выражением ±а = 10lg P/P0, где a — число децибел-ватт со знаком плюс, если Р > Р0), и со знаком минус, если Р < Р0; Р — абсолютное значение мощности в ваттах; Р0 — исходный уровень мощности, равный 1 Вт Так, например, ноль децибел-ватт соответствует мощности 1 Вт. Если исходный уровень равен 1 мВт, то 30 дБм соответствуют 1 Вт, а минус 30 дБм соответствуют 1 мкВт. Если за Р0 принят 1 мВт единицу измерения обозначают дБм (децибел относительно милливатта). Относительные единицы мощности удобно использовать при определении уровней мощности в различных точках тракта передачи энергии, содержащего устройства, поглощающие или усиливающие мощность. При измерении мощности на высоких и сверхвысоких частотах определяющую роль играет согласование полных сопротивлений в тракте передачи энергии. От качества согласования зависит уровень мощности, получаемой от генератора или усилителя, значение отражений в тракте генератор — линия — нагрузка и мощность, поглощаемая нагрузкой. Если нагрузка с полным сопротивлением Zн=Rн+jXн подключена к генератору непосредственно, то, как известно, генератор с внутренним сопротивлением Zг = Rг + jXr отдает в эту нагрузку мощность  (3)где Ur — действующее значение напряжения на выходе генератора. Наибольшую мощность Рмакс генератор будет отдавать нагрузке при комплексно-сопряженном согласовании их сопротивлений, т. е. при Rг = RH и Хг = —Хн. Эта мощность называется располагаемой мощностью генератора, и ее значение определяется из формулы (3): Рмакс=  . Если нагрузка подключена к генератору через линию передачи, то согласование усложняется. Электромагнитная энергия передается от генератора к нагрузке, как правило, по однородной линии с распределенными параметрами, определяющими ее волновое сопротивление  . Для простоты считают, чго такие линии вносят потери настолько малые, что ими можно пренебречь, и тогда мощность, отдаваемая генератором в согласованную с его сопротивлением линию, нагруженную на любое сопротивление ZH, определяется по формуле где Гн — коэффициент отражения от нагрузки по напряжению. Если волновое сопротивление линии передачи согласовано с сопротивлением нагрузки (Zн=ρ), то коэффициент отражения равен нулю и к нагрузке поступает максимальная мощность. В общем случае, когда и генератор и нагрузка не согласованы, мощность в последней представляется так:  Следует иметь в виду, что в зависимости от электрической длины линии передачи  (l — физическая длина линии, а λ — длина волны) мощность, поступающая в нагрузку, может принимать любые значения в некоторых пределах, определяемых фазовыми сдвигами между напряжениями отраженной и падающей волн на выходе генератора и входе нагрузки. Это явление объясняется тем, что фазовый сдвиг изменяется от конца линии к ее началу и в соответствии с этим коэффициенты отражения также меняют свое значение.Широкий диапазон частот, большие пределы значений мощности и различие допустимых погрешностей вызвали применение значительного числа методов измерений и основанных на них ваттметров. Мощность на высоких частотах (f < 100 МГц) определяют косвенным методом путем измерения тока или напряжения на соответствующих резисторах с известными сопротивлениями. На частотах до 2 ГГц этот метод применяют в виде «метода вольтметра», на основе которого выпускается ваттметр для измерения поглощаемой мощности. В диапазоне СВЧ электромагнитную энергию преобразуют в другой вид энергии, более удобный для измерения. Наибольшее применение находит преобразование электромагнитной энергии в тепловую, на базе которого разработаны методы: калориметрический, терморезисторный (болометрический и термисторный) и термоэлектрический. Находят применение пондеромоторный метод, основанный на механическом действии электромагнитного поля, и метод, основанный на эффекте Холла в полупроводнике. Л  юбой ваттметр (рис. 11.5) состоит из приемного измерительного преобразователя ППр, измерительного узла ИУ и отсчетного устройства ОУ. Конструкция приемного преобразователя зависит от метода измерения и диапазона частот. Ваттметры характеризуются коэффициентом стоячей волны (КСВ) входной цепи приемного преобразователя, диапазоном частот, пределами измеряемой мощности, временем установления показаний, эффективностью приемного преобразователя и классом точности.^ М  етод вольтметра и амперметра. Этот метод применяется в том случае, когда при измерении значение тока, проходящего через амперметр и нагрузку, одинаково и напряжения на нагрузке и вольтметре равны. В цепях с распределенными параметрами эти условия выполняются только в определенных местах цепи измеряемого объекта. Амперметр следует включать возможно ближе к нагрузке, так, чтобы расстояние l1 (рис. 11.6, а) было, по крайней мере, в сто раз меньше длины волны λ. При l1/λ < 0,01 погрешность от включения не превышает 1 %. Вольтметр нужно включать на расстоянии l2 = n λ /2 от нагрузки, где n— любое целое число; в этом случае напряжение на нагрузке равно напряжению в месте измерения.П   ри измерении мощности источников энергии (генераторов, радиопередатчиков, усилителей) обычно используют эквивалент согласованной нагрузки RH и один прибор — амперметр или вольтметр (рис. 11.6, в), а мощность вычисляют по формулам: Р =  или  , где IА и Uv —показания амперметра и вольтметра. Эквивалент нагрузки, рассчитанный на необходимую мощность, подключают непосредственно к выходным зажимам источника. Если при измерении мощности передатчика П допускается излучение, то измеряется ток в антенне (рис. 11.6, б), сопротивление которой известно. В качестве эквивалента нагрузки применяют прецизионные резисторы (проволочные, силикатные, карборундовые, углеродистые). При измерении больших мощностей предусматривают принудительное охлаждение нагрузки воздухом или водой.Выбор измерительного прибора — амперметра или вольтметра — определяется диапазоном частот, значением измеряемой мощности и сопротивления нагрузки, допустимой погрешностью измерения. Так, например, на частотах до 100 МГц при заданной погрешности измерения до ±5 % можно применить термоэлектрический амперметр и электронный вольтметр класса точности 1,0 и 2,5 соответственно. Таким образом измеряют значения мощностей от единиц ватт до сотен киловатт. Н  а более высоких частотах используют прямопоказывающий ваттметр (рис. 11.7), в приемном преобразователе которого помещен поглощающий резистор RH с сопротивлением 75 Ом, рассчитанный на включение в коаксиальную линию с помощью коаксиального входа 1. Резистор заключен в экран 2 специальной формы, улучшающий условия согласования ваттметра с линией передачи. В качестве измерительного узла используется диодный пиковый вольтметр 3, отсчетное устройство которого градуировано в единицах мощности. Для расширения пределов измерения пиковый вольтметр подключается к части резистора. Погрешность измерения таким ваттметром составляет 15—20%. Ваттметр измеряет среднюю мощность, поэтому при импульсных сигналах мощность определяется в соответствии с формулой (2).Калориметрический метод. Этот метод относится к наиболее точным измерениям высокочастотной мощности больших и средних значений практически на любой частоте. Он основан на преобразовании электромагнит' ной энергии в тепловую. Калориметрический ваттметр состоит из приемного преобразователя, в котором расположена нагрузка, поглощающая электромагнитную энергию. При этом выделяется теплота, нагревающая некоторое рабочее тело. С помощью измерительного узла измеряется температура рабочего тела, и по ее значению определяется значение мощности. Ваттметры выполняются с твердым или, чаще, с жидким рабочим телом, работают в адиабатном режиме (без теплоотдачи во внешнюю среду) или при постоянной температуре рабочего тела. Н  аибольшее распространение получили проточные (поточные) калориметрические ваттметры с непрерывно циркулирующей жидкостью — водой или кремнийорганической смесью (рис. 11.8), Здесь значение мощности функционально связано с разностью температур жидкости на входе и выходе преобразователя, Т1 и Т2 соответственно. В установившемся режиме количество теплоты, выделяемой на нагрузке Rн, равно количеству отводимой жидкостью теплоты: QH = 0,24I2RHt = Qж= сv(T2-T1), откуда 0,24Р = с (v/t)∆T (с — удельная теплоемкость, v — объем жидкости). Измеряемая мощность При постоянных удельной теплоемкости и скорости протекания жидкости v/t измеряемая мощность прямо пропорциональна разности температур: Р=a∆T. Для измерения ∆T применяют батареи термопар, термоЭДС которых определяется с помощью магнитоэлектрического милливольтметра. Если термобатареи включить последовательно и встречно, то показание милливольтметра будет пропорционально ∆T и его шкалу можно градуировать в единицах мощности — ваттах. Погрешность измерения мощности калориметрическим методом возникает вследствие изменения удельной теплоемкости жидкости при ее значительном нагревании, дополнительного нагрева жидкости за счет трения, изменения скорости и характера движения жидкости, потерь теплоты на излучение. Для уменьшения погрешности используют метод сравнения, в котором тепловой эффект, вызванный СВЧ-энергией, сравнивается с тепловым эффектом, вызванным энергией постоянного тока или тока низкой частоты. Д  ля примера на рис. 11.9 приведена упрощенная схема проточного калориметрического вагтметра, работающего по методу сравнения. Приемный преобразователь представляет собой камеру 1, в которую помещен нагрузочный СВЧ-резистор R1. В аналогичной камере 2 находится резистор R2, на который подается мощность постоянного тока. Оба резистора омываются непрерывно циркулирующей жидкостью. Процесс измерения мощности СВЧ заключается в измерении мощности постоянного тока, значение которой устанавливается оператором таким образом, чтобы температура вытекающей из обеих камер жидкости была одинаковой. Равенство температур определяется по нулевому показанию чувствительного микроамперметра постоянного тока, соединенного последовательно с двумя термобатареями 3, 4, которые включены встречно друг другу. Теплообменник 5 выравнивает температуру жидкости на входах обеих камер. Очевидно, что в таком калориметрическом ваттметре не требуется определять скорость течения жидкости, ее удельную теплоемкость и температуру. Погрешность зависит от точности измерения мощности постоянного тока и от коэффициента эффективности преобразователя Кэ, значение которого для каждого ваттметра известно. Измеряемую мощность определяют как Метод терморезистора. Этот метод основан на измерении сопротивления болометра или термистора, изменяющегося под влиянием мощности СВЧ, поэтому его часто называют болометрическим или термисторным методом. Болометр представляет собой вольфрамовую или платиновую нить, заключенную в стеклянный баллончик, заполненный инертным газом. Поперечное сечение нити 3—10 мкм, а длина l<0,1λ. К нити припаяны выводы для включения в измерительную схему. Допустимая мощность рассеивания для нитевидных болометров находится в пределах от 50 мВт до 2 Вт; чувствительность от 1,5 до 8 Ом/мВт; рабочая частота ниже 1 ГГц; сопротивление нити в холодном состоянии 6—120 Ом. На частотах выше 1 ГГц используются пленочные болометры. Тонкая платиновая или палладиевая пленка наносится в вакууме на подложку из стекла или слюды, соизмеримую с сечением волновода. Для включения в измерительную цепь края подложки покрываются серебром. Пленочные болометры хорошо согласуются с волноводным трактом, их конструкция удобна для включения, и, что очень ценно, они могут применяться до частот миллиметрового диапазона волн. Чувствительность 3—3,5 Ом/мВт при работе на частотах ниже 10 ГГц; на более высоких частотах она снижается. Рабочее сопротивление несколько сот Oм. Температурный коэффициент болометров положительный. Термистор представляет собой бусинку (или диск) спрессованной смеси окиси марганца, никеля и кобальта, покрытую тонким слоем стекла. Бусинка заключена в стеклянный баллончик между более жесткими выводами, чем впрессованные в бусинку платиновые проволочки. Материал, из которого изготавливают термисторы, является полупроводником, поэтому их температурный коэффициент отрицательный. Чувствительность термисторов много выше чувствительности болометров — до 100 Ом/мВт; они широко применяются для измерения малых и очень малых мощностей на частотах до 78 ГГц. Сопротивление термисторов в холодном состоянии колеблется от сотен Oм до сотен кOм. Рабочая точка устанавливается предварительным подогревом постоянным током или током низкой частоты и выбирается для согласования с волноводным трактом в несколько сот Oм. Основными характеристиками болометров и термисторов являются зависимость их сопротивления и чувствительности от поглощаемой мощности и максимальная допустимая мощность рассеивания. Терморезисторный ваттметр состоит из приемного преобразователя, в котором размещены болометр или термистор и элементы согласования; измерительного узла в виде моста постоянного тока для измерения сопротивления терморезистора; отсчетного устройства с цифровой или стрелочной индикацией; стабилизированного блока питания. П  риемный преобразователь в зависимости от диапазона частот изготавливается из отрезка коаксиальной или волноводной линии. В коаксиальном преобразователе (рис. 11.10, а) терморезистор, например термистор, включается в разрыв центрального проводника 1 в конце линии. Для максимального поглощения мощности СВЧ предусматривается возможность перемещения термистора в пределах четверти длины волны. Термистор одновременно включен в цепь СВЧ-тракта и в цепь постоянного тока — одно из плеч моста. Для развязки этих цепей предусмотрен дроссель 2, предохраняющий мост от проникновения в него энергии СВЧ и обеспечивающий прохождение постоянного тока через термистор. Внешний проводник коаксиальной линии преобразователя имеет разрыв со слюдяной прокладкой, без которого термистор был бы замкнут накоротко по постоянному току. Разрыв представляет собой конструктивный конденсатор Ск, через емкость которого энергия СВЧ замыкается беспрепятственно. Коаксиальные приемные преобразователи применяются при измерении мощности в диапазоне частот 20 МГц— 6 ГГц. На более высоких частотах используют преобразователи волноводной конструкции.В  олноводный приемный преобразователь (рис. 11.10, б) представляет собой отрезок короткозамкнутого прямоугольного волновода, в конце которого помещен терморезистор, закрепленный в цилиндрических патрубках, перпендикулярных широкой стороне волновода. Для согласования термистора с волноводом он должен располагаться на расстоянии l= (2n + 1)λ/4 от замкнутого конца волновода. Для установки этого расстояния (настройки согласования) предусмотрен поршень 3. Прохождение по термистору постоянного тока обеспечивается разрывом Ск в одном из патрубков.Измерение сопротивления терморезистора (а следовательно, и мощности) производится с помощью моста постоянного тока. В одно плечо моста включается болометр или термистор, а в остальные — постоянные резисторы, сопротивления которых равны сопротивлению терморезистора в рабочей точке. Такой равноплечий мост обладает наибольшей чувствительностью. И  змерение мощности можно выполнять при неуравновешенном или уравновешенном состоянии моста. Схема ваттметра с неуравновешенным мостом представлена на рис. 11.11, а. Измерение выполняют следующим образом. Сначала, до включения энергии СВЧ, мост приводят в равновесие на постоянном токе. Для этого, изменяя сопротивление резистора R1 в цепи питания моста, добиваются нулевого показания на шкале микроамперметра в диагонали моста. Это свидетельствует о равенстве сопротивления терморезистора всем остальным сопротивлениям плеч. Затем на вход преобразователя подают измеряемый сигнал, мощность которого нагревает терморезистор; сопротивление его изменяется, мост выходит из равновесия и стрелка микроамперметра отклоняется. Шкала микроамперметра градуируется заранее по мощности постоянного тока, и потому его показания соответствуют измеряемой мощности СВЧ.Ваттметр с неуравновешенным мостом позволяет непрерывно и непосредственно измерять мощность; схема его проста и надежна в работе. Однако он имеет ряд недостатков: необходимость предварительной градуировки и ее периодической проверки; значительную погрешность, превышающую 10 %. Причины погрешности заключаются в рассогласовании тракта СВЧ с сопротивлением терморезистора, так как последнее изменяется в зависимости от измеряемой мощности, температуры окружающей среды и нестабильности напряжения источника питания. В  аттметр с уравновешенным мостом (рис. 11.11, б) обеспечивает лучшее согласование, и потому его погрешность значительно меньше. Измерение производится в два этапа. Сначала мост приводят в равновесие на постоянном токе изменением сопротивления резистора R1 и замечают значение постоянного тока I1. Через термистор протекает половина питающего мост тока, поэтому мощность, рассеиваемая термистором Rт, (4)Затем подается СВЧ-сигнал, термистор дополнительно нагревается, его сопротивление уменьшается и мост выходит из равновесия. Увеличивая сопротивление Rl т. е. уменьшая постоянный ток через термистор, мост вторично приводят в равновесие, которое наступит при значении постоянного тока I2. Теперь мощность постоянного тока, рассеиваемая на термисторе, согласно формуле (4),  (5)Очевидно, что уменьшение мощности постоянного тока равно приложенной сверхвысокочастотной мощности Р~, т. е.  (6)Измерение мощности с помощью ваттметра с уравновешенным мостом является косвенным, так как требует вычислений. Преимущество этого ваттметра перед ваттметром с неуравновешенным мостом состоит в том, что сопротивление терморезистора остается неизменным и согласование не нарушается. Недостатком является необходимость двух операций уравновешивания моста в процессе одного измерения и выполнение вычислений. Прямопоказываюшдй ваттметр с уравновешенным мостом, в котором измеряется разность токов ∆I=I1—I2, не имеет этих недостатков. Подставим в формулу (6) значение I2=I1-∆I. После элементарных преобразований получаем  (7)Е  сли поддерживать значения тока I1 и сопротивления R постоянными, то значение мощности СВЧ однозначно определяется приращением постоянного тока: Р~ =f(∆I). В этом случае шкалу миллиамперметра в цепи питания моста можно градуировать в единицах мощности. Однако градуировка может нарушаться при изменении температуры окружающей среды или замене термистора, когда для первоначальной балансировки моста требуется установка другого значения тока I1. Для обеспечения постоянства градуировки мост питают от двух автономных источников тока — постоянного и переменного низкой частоты. Постоянный ток получают от стабилизированного по току источника и устанавливают несколько меньшим, чем нужно для уравновешивания моста. Точное равновесие получают путем ручной регулировки мощности генератора низкой частоты, переменный ток которого косвенно подогревает термистор. В процессе измерения первоначальное равновесие моста устанавливают и его изменения от внешних влияющих величин устраняют только изменением переменного тока, а начальное значение постоянного тока не меняется.На рис. 11.12 приведена упрощенная схема прямопоказывающего ваттметра с уравновешенным мостом. Равноплечий мост питается от источника постоянного напряжения ИПН через стабилизатор тока СТ. Перед измерением мост уравновешивают с помощью переменного тока, получаемого от генератора низкой частоты Г. Затем на вход приемного преобразователя ППр подается измеряемая мощность, мост выходит из равновесия и на диагонали моста 1—2 появляется напряжение. Это напряжение после усиления в УПТ подается на базу регулирующего транзистора Т, включенного параллельно второй диагонали моста, и вызывает в транзисторе увеличение тока ∆I. Так как значение тока I1 измениться не может, то соответственно уменьшается ток через термистор в приемном преобразователе и мост уравновешивается. Приращение тока транзистора (уменьшение тока термистора) фиксируется на шкале миллиамперметра, градуированной в единицах мощности. Промышленность выпускает ваттметры поглощаемой мощности со сменными приемными преобразователями и мостовыми измерительными узлами с ручной и автоматической установкой состояния равновесия. Эти ваттметры перекрывают весь диапазон частот, используемый в настоящее время; значение измеряемой мощности составляет от единиц микроватт до единиц ватт. Эти пределы легко расширить с помощью внешних аттенюаторов или направленных ответвителей. Класс точности выпускаемых ваттметров связан с КСВ входной цепи приемного преобразователя и в соответствии с ГОСТ 13605 соотношения их следующие:
Т  ермоэлектрический метод. Сущность термоэлектрического метода заключается в преобразовании энергии СВЧ в термоЭДС с помощью высокочастотных термопар, включаемых в приемный преобразователь в качестве поглощающей нагрузки. Конструкции термоэлектрических преобразователей различны, но электрическая схема их может быть представлена рисунком 11.13. Две термопары соединены для СВЧ-тракта параллельно, а для цепи постоянного тока — последовательно. Термопара состоит из двух тонких пленок (висмут—сурьма или хромель—копель), напыленных в вакууме на диэлектрическую подложку. Общее сопротивление двух соединенных параллельно термопар должно равняться волновому сопротивлению линии передачи: ρ=Rт/2. Конструктивный конденсатор Ск разделяет цепи СВЧ и постоянного тока. На выходе приемного преобразователя включается непосредственно или через усилитель постоянного тока магнитоэлектрический измеритель термоЭДС Ет. Так как Р~=ET/k, шкалу измерителя градуируют в единицах мощности (коэффициент преобразования термопары k ≈ 1 мВ/мВт).К достоинствам термоэлектрического метода относятся: широкий диапазон частот; малое время измерения; малая зависимость показаний от температуры окружающей среды; широкие пределы измеряемой мощности, которые можно расширить применением внешних аттенюаторов и направленных ответвителей на входе преобразователя и высокочувствительных усилителей постоянного тока на выходе. Термоэлектрический ваттметр со стрелочным индикатором легко превратить в ваттметр с цифровым отсчетом. Для этого вместо магнитоэлектрического измерителя нужно включить цифровой микровольтметр постоянного тока. С  труктурная схема одного из выпускаемых промышленностью ваттметров с термоэлектрическим преобразователем приведена на рис. 11.14. Набор из нескольких приемных преобразователей ППр обеспечивает измерения в диапазоне частот от 100 МГц до 37,5 ГГц. Конструкция преобразователей подобна рассмотренным выше терморезисторным преобразователям (см. рис. 11.10). Возникшую под влиянием мощности СВЧ термоЭДС через фильтр Ф подают на электронный ключ ЭК, с помощью которого она преобразуется в переменное напряжение. После усиления переменное напряжение выпрямляется в синхронном детекторе СД и через усилитель постоянного тока УПТ воздействует на магнитоэлектрический миллиамперметр, шкала которого градуирована в единицах мощности. Электронный ключ и синхронный детектор синхронизируются с помощью вспомогательного генератора Г. В измерительном узле осуществлена глубокая отрицательная обратная связь, стабилизирующая коэффициент преобразования ЭДС в ток. Для проверки градуировки шкалы ваттметра в его состав входит калибратор К.^ По определению, проходящую мощность можно выразить следующей формулой:  (8)где Рп и Ро — мощность падающей и отраженной волн соответственно, а Гн — коэффициент отражения от нагрузки. Ваттметр проходящей мощности включают в линию передачи между генератором и нагрузкой; его включение не должно вызывать искажений структуры электромагнитного поля в линии или его ослабления. Несоблюдение этих требований приводит не только к значительной погрешности измерения, но и к нарушению режима работы нагрузки. Для измерения проходящей мощности применяют методы ответвления, поглощающей стенки волновода, зондовый, пондеромоторный и метод, основанный на эффекте Холла в полупроводнике. Метод ответвления реализуется с помощью любых ваттметров поглощаемой мощности в совокупности с направленными ответвителями. Последние подробно изучаются в технической электродинамике. Здесь отметим, что они характеризуются переходным ослаблением С=10lg(РП/∆РП) и коэффициентом направленности D = 10 lg (∆РП/∆РО), где Рп — значение падающей мощности в основном тракте; ∆РП и ∆Р0 — значения ответвленной мощности падающей и отраженной волн в измерительном тракте. Коэффициент D обычно составляет 20 ÷ 40 дБ; С = 10 ÷30 дБ. О  дна из возможных схем реализации этого метода приведена на рис. 11.15. Направленные ответвители НО1 и НО2 с одинаковыми характеристиками и противоположными ориентациями включены последовательно в линию передачи. Ответвленные мощности падающей и отраженной волн измеряются поглощающими ваттметрами Вт1 и Вт2. Результат измерения каждым ваттметром подается на вычитающее устройство ВУ, на выходе которого включен магнитоэлектрический измеритель, градуированный в единицах мощности. Его показания, в соответствии с формулой (8), пропорциональны проходящей мощности.Метод поглощающей стенки реализуется в конструкции, состоящей из отрезка волновода, часть боковой стенки которого заменена поглощающей платиновой пленкой. При прохождении по волноводу энергии СВЧ-пленка нагревается, ее сопротивление изменяется. Измерительный узел, выполняемый обычно по мостовой схеме, позволяет измерить проходящую мощность СВЧ, замещая ее мощностью постоянного токa Метод позволяет измерять малые, средние и большие мощности на участках рабочих диапазонов частот волноводов. Метод прост и надежен. Большим недостатком метода является инерционность и значительная погрешность измерения. Для уменьшения погрешности применяют предварительною калибровку на постоянном токе. Зондовый метод основан на измерении напряженности электромагнитного поля (обычно его электрической составляющей) в нескольких точка линии передачи и определении проходящей мощности по известным соотношениям Напряженность поля измеряется зондами, представляющими собой миниатюрные преобразователи с элементами связи. Зонды характеризуются коэффициентом преобразования и амплитудной характеристикой. В большинстве случаев применяют зонды в виде металлических или полупроводниковых термопар, которые погружаются в полость волновода на 0,1—0,2 мм в определенном порядке. Чисто зондов колеблется от двух до восьми. Мощность СВЧ вызывает нагрев термопар, и на их выходных (холодных) концах появляется термоЭДС, пропорциональная проходящей мощности Метод прост, позволяет измерять средние и большие мощности; индикация возможна простым стрелочным прибором. К недостаткам следует отнести значительную погрешность (больше 10%), зависимость показаний от точности согласования, узкополосность и необходимость калибровки на рабочих уровнях мощности. Пондермоторный метод обеспечивает высокую точность (погрешность меньше 1 %), однако ваттметры малонадежны, неудобны в работе. Метод используется преимущественно в метрологических исследованиях. И  змерение мощности преобразователями Холла . Прямое перемножение при измерении мощности можно также получить, используя полупроводниковые преобразователи Холла.Если специальную полупроводниковую пластину, по которой течет ток I (показан пунктиром на рис. 11.16, а), возбуждаемый электрическим полем напряженностью Е, поместить в магнитное поле с напряженностью Н (индукцией В), то между ее точками, лежащими на прямой, перпендикулярной направлениям протекающего тока I и магнитного поля, возникает разность потенциалов (эффект Холла), определяемая как  где k — коэффициент пропорциональности. Согласно теореме Умова-Пойнтинга, плотность потока проходящей мощности СВЧ-колебаний в некоторой точке поля определяется векторным произведением электрической и магнитной напряженностей этого поля: П=[Е.Н]. Отсюда, если ток I будет функцией электрической напряженности Е, то с помощью датчика Холла можно получить следующую зависимость напряжения от проходящей мощности: Ux=gP, где g—постоянный коэффициент, характ  еризующий образец — частоту и пр. Для измерения такой мощности пластину полупроводника (пластинку Холла—ПХ) помещают в волновод, как показано на рис. 11.16, б.Рассмотренный измеритель проходящей мощности обладает следующими достоинствами: • может работать при любой нагрузке, а не только при согласованной; • высокое быстродействие ваттметра дает возможность применять его при измерении импульсной мощности. Однако практическая реализация ваттметров на эффекте Холла — достаточно сложная задача в силу многих факторов. Тем не менее, существуют ваттметры, измеряющие проходящую импульсную мощность до 100 кВт с погрешностью не более 10 %. Ваттметры на основе эффекта «горячих» носителей тока. Из курса физики известно, что под воздействием электрического поля в полупроводнике увеличивается средняя хаотическая скорость свободных носителей заряда (электронов или дырок), что эквивалентно повышению их температуры относительно температуры кристаллической решетки материала. Это явление в теории полупроводников называемся разогревом носителей зарядов. Если осуществить неоднородный «разогрев» полупроводниковой пластины, то должен возникнуть поток носителей зарядов из «горячей» области в «холодную». Вместе с тем оказывается, что ток в разомкнутой цепи равен нулю. Это обстоятельство свидетельствует о возникновении ЭДС, противодействующей движению зарядов. Величина такой ЭДС зависит от степени «разогрева» полупроводниковой пластины. Для усиления эффекта неоднородному «разогреву» следует подвергать полупроводник, концентрация носителей в котором пространственно неоднородна. Если «разогрев» осуществляется полем СВЧ, то по значению ЭДС можно судить о проходящей мощности СВЧ. Поскольку интервал установления температуры носителей зарядов на несколько порядков меньше времени установления температуры кристаллической решетки, ваттметры на основе разогрева носителей зарядов позволяют непосредственно измерять импульсную мощность при длительностях импульсов до 0,1 мкс. Основными узлами такого ваттметра являются приемный преобразователь с полупроводниковым элементом и измерительное устройство с цифровым отсчетом. ^ В радиотехнической практике иногда возникает необходимость измерения таких малых значений мощности СВЧ, на которые не рассчитаны рассмотренные выше методы и ваттметры, например мощности собственного шума высокочувствительных радиоприемников и антенно фидерных устройств систем космической связи или шумов внеземного происхождения, являющихся основной информацией в радиоастрономии. Если измеряемая мощность больше 10-12 Вт, то измерение выполняют с помощью выпускаемых для этой цели измерителей помех или измерительных приемников с соответствующими диапазоном частот и чувствительностью. Если уровень измеряемой мощности ниже уровня собственных шумов измерительного устройства, то применяют модуляционный метод измерения в сочетании с методами сравнения и накопления. Ш  умовой сигнал модулируется синусоидальным напряжением низкой частоты с помощью модулятора М и модуляционного генератора МГ (рис 11.17) и поступает на широкополосный супергетеродинный СВЧ-приемник. Напряжение промежуточной частоты после детектирования с помощью квадратичного детектора Д преобразуется в сигнал низкой частоты, значение которого пропорционально мощности входною сигнала. Этот сигнал проходит через узкополосный селективный фильтр усилитель У, настроенный на частоту модулирующего напряжения, и затем на синхронный детектор СД. С выхода последнего постоянное напряжение поступает на фильтр нижних частот Ф с постоянной времени, достигающей десятков секунд, и регистрируется выходным магнитоэлектрическим индикатором, градуированным в единицах мощности и kTВыигрыш в чувствительности оценивают по формуле  , где 2∆f — полоса пропускания приемника до детектора, τ — постоянная времени фильтра нижних частот. Например, при 2∆f = 8 МГц и τ = 60 с Q = 22 000, т. е. выигрыш в чувствительности превышает четыре порядка Такие высокочувствительные измерители мощности называют радиометрами. Для определения абсолютного значения измеренной мощности радиометр необходимо перед каждым измерением тщательно калибровать, для чего предусмотрен калибровочный генератор шумовых сигналов ГШК. Чувствительность радиометров составляет 10-15 Вт (0,1 kT0), погрешность ±0,5дБ Число единичных измерений должно быть не менее 10.^ Мощность и энергия излучения лазеров — это различные, хотя и тесно связанные друг с другом величины. Мощность и энергию лазерного излучения обычно называют энергетическими параметрами. Лазерное излучение принято характеризовать следующими параметрами: • мощностью излучения Р при работе лазера в непрерывном режиме; • энергией излучения одиночных импульсов  где τи — длительность импульса излучения; • средней мощностью в импульсе  • средней мощностью импульсно-модулированного излучения  Здесь Т— период следования импульсов. Измерения энергии и мощности лазерного излучения не отличаются достаточно высокой точностью (ошибки измерения около 2,5 % и редко понижаются до 0,5 %). Мощность и энергию излучения лазеров измеряют различными методами, в том числе и методами, применяемыми для СВЧ-диапазона. Однако их реализация для волн оптического диапазона имеет некоторые отличия. Для измерения импульсов лазерного излучения с энергией менее 10-3 Дж применяют вакуумный микрокалориметр с поглотителем в виде миниатюрного конуса, изготовленного из медной фольги и имеющего массу около 0,1 г. Измеряемое излучение направляют в поглотитель с помощью короткофокусной линзы. Изменение температуры поглотителя регистрируется дифференциальной медно-константановой термопарой. Один из спаев термопары укреплен на вершине конуса, а другой (холодный) присоединен к траверсе, выходящей наружу через ножку колбы. Конус вклеен в слюдяную пластину, закрепленную в специальных держателях. При использовании гальванометра чувствительность прибора составляет 0,8 мДж на деление шкалы. Измеряют энергию лазера и жидкостными калориметрами, подобным рассмотренным выше. Основной недостаток калориметров с датчиками температуры — большое время установления теплового равновесия (единицы минут). За это время часть тепла теряется на излучение и конвекцию, что является причиной дополнительных погрешностей измерения уровня поглощаемой энергии. Этого недостатка лишены жидкостные калориметры для измерения больших энергий излучения, работающие подобно термометрам. Примером такого калориметра может служить специальный сосуд, наполненный раствором нитрата меди в ацетонитриле. Концентрацию нитрата меди подбирают так, чтобы коэффициент пропускания ячейки длиной 75 мм составлял 10-4 для падающей энергии излучения на длине волны рубинового лазера. Сосуд связан с тонким капилляром диаметром 0,1 мм, в который может выходить жидкость при расширении. Обычно уровень жидкости устанавливается так, что ее подъему на 25 мм соответствует увеличение измеряемой энергии на 2,5 Дж. Фотоэлектрические измерители лазерного излучения. Фактически любой фотоприемник, выходной сигнал которого пропорционален падающему лучистому потоку, позволяет измерять мощность непрерывного излучения лазеров или энергию их импульсного излучения. Для измерения средней мощности излучения лазеров непрерывного действия применяют полупроводниковые фотоприемники с р-n-переходом. Энергию излучения лазеров, работающих в импульсном режиме, измеряют интегрированием выходного сигнала фотоприемника. Измерители больших импульсных мощностей лазерного излучения. Большие импульсные мощности часто измеряют с помощью различных эффектов в кристаллах, прозрачных для лазерного излучения. ^ С  егнетоэлектрический измеритель мощности. При падении излучения на сегнетоэлектрик (пироэлектрик) на кристалле или на последовательно соединенном с ним резисторе удается получить пироэлектрическое напряжение, которое можно измерить.В качестве сегнетоэлектриков применяют титанат бария, титанат свинца, моногидрат сульфата лития и др. Для измерения силы пиротока на противоположные стороны кристалла напыляют серебряные или золотые электроды (рис. 11.18). Приемник обычно выполняют в виде цилиндрического конденсатора с круглым или прямоугольным входным отверстием. Сфера состоит из двух полусфер, изготовленных из пироактивной керамики титаната бария и соединенных специальным образом. На внешнюю и внутреннюю поверхности полусфер наносят серебряные электроды, к которым присоединяются тонкие проводники. Для измерения высоких интенсивностей излучения внутреннюю поверхность сферы покрывают тугоплавким слоем с большой отражательной способностью — например, слоем платины толщиной 0,1 мм. И  змеритель мощности излучения с использованием обратного электрооптического эффекта. Данный эффект состоит в том, что при падении монохроматического излучения на некоторые кристаллы в них возникает поляризация. Если такой кристалл поместить в конденсатор специальной формы (рис. 11.19), то измеряемая мощность излучения будет связана с напряжением и на зажимах конденсатора определенным соотношением.Наиболее эффективно использовать полупроводники при измерении мощности лазеров, работающих в инфракрасном диапазоне (например, лазеров на СО2). Верхний уровень измеряемой мощности определяется оптической прочностью кристалла, которая для пьезокристаллов находится в пределах (0,15 ..1) 1010 Вт/см2, что сравнимо с оптической прочностью оптических стекол лучших марок, используемых в лазерах Измеритель мощности с использованием обратного электрооптического эффекта содержит прозрачный для измеряемого излучения кристалл; конденсатор с помещенным в него кристаллом, с пластин которого снимается напряжение, пропорциональное пиковой мощности импульса лазера, электронную схему для измерения наведенной ЭДС (как правило, вольтметра амплитудного значения). Для регистрации длительности лазерного импульса при измерении энергии излучения к измерителю мощности может подключаться осциллограф. ^ . Действие пондеромоторного (механического) измерителя основано на использовании светового давления. Давление электромагнитных волн на отражающую поверхность пропорционально значению вектора Умова-Пойнтинга, который определяет плотность потока энергии, проходящей ежесекундно через единичную площадь. Такие приборы применяют для измерения энергии и мощности излучения лазеров, работающих как в импульсном, так и непрерывном режимах. Верхний предел измеряемых величин мощности или энергии практически не ограничен. Пондеромоторные измерители мощности обладают высокой точностью измерений, потребляют незначительную мощность, малоинерционны и не боятся перегрузок. Их недостатком является низкая виброустойчивость и необходимость тщательного согласования и изготовления деталей по высшему классу точности. ^ Повсеместно внедряемая в последние годы в измерительной технике автоматизация процесса измерения распространилась и на средства измерения мощности. Необходимость в автоматизации средств измерения мощности возникла по двум причинам: во-первых, из-за развития автоматических систем контроля и, во-вторых, из-за сложности управления работой, связанной с балансировкой мостовых схем, которые являются основным элементом любого терморезисторного ваттметра. В цифровых ваттметрах применяют различные типы преобразователей мощности, в том числе и терморезисторные. Упрощенная структурная схема цифрового ваттметра дана на рис. 11.20. О  сновным элементом схемы ваттметра является микропроцессор. УПТ усиливает выходное напряжение термоэлектрического приемного преобразователя до значения, обеспечивающего устойчивую работу блока АЦП. Напряжение, пропорциональное значению измеряемой мощности, преобразуется с помощью времяимпульсного преобразователя (на схеме не показан) в интервал времени, который заполняется импульсами опорной частоты. Число импульсов, пропорциональное измеряемой мощности, отображается на цифровом отсчетном устройстве (ЦОУ) или может вводиться в специализированное устройство обработки измерительной информации.Микропроцессор ваттметра содержит элементы автоматического управления режимами работы и дистанционного переключения пределов измерения, индикации условного обозначения измеряемой величины. Калибратор мощности переменного тока используется для самокалибровки ваттметра. Калибратор мощности постоянного тока применяется для калибровки цифрового ваттметра, работающего с преобразователями на средних и больших уровнях мощности. Все узлы ваттметра запитываются от встроенного источника питания постоянного тока. Приемный преобразователь состоит из отрезка коаксиальной линии (или волновода) со стандартным высокочастотным разъемом, поглощающего элемента, термоэлектрического модуля, «образца сравнения». Поглощающий элемент представляет собой тонкопленочный резистор на теплопроводящей (бериллиевой) керамике. Центральным проводником коаксиального тракта является тонкостенная трубка из нержавеющей стали, исключающая тепловое влияние внешней среды на поглощающий элемент. Для уменьшения потерь на СВЧ трубка покрывается медью и серебром. Поглощающий элемент за счет плотной посадки имеет электрический контакт с центральным проводником. Другой его конец впаян в согласующий медный экран с серебряным покрытием. В согласующем экране предусмотрено ступенчатое изменение диаметра, что обеспечивает согласование поглощающего элемента с трактом во всем диапазоне частот. Термоэлектрический модуль представляет собой диск с отверстием и расположен так, что горячий спай имеет тепловой контакт с внешней поверхностью согласующего экрана в месте пайки поглощающего элемента, а холодный спай — с «образцом сравнения». К выводам термоэлектрического модуля припаиваются провода соединительного кабеля. Для защиты модуля от случайных внешних тепловых воздействий используются внутренний и внешний экраны. На внешнем экране укреплены ребра, образующие вместе с экраном радиатор. Применение радиатора позволяет увеличить мощность рассеяния преобразователя. В цифровом ваттметре благодаря применению микропроцессора осуществляется ряд автоматизированных операций: автоматический выбор пределов измерений, автоматическая установка нуля и самокалибровка; кроме того, предусматривается выход информации на канал общего пользования при его включении в состав информационно-измерительной системы. Контрольные вопросы 1. Что собой представляет такая физическая величина, как мощность электрических колебаний? 2. Как записывается аналитическое выражение для активной мощности в случае периодического сигнала? 3. Перечислить основные методы измерения мощностей в различных частотных диапазонах. 4. Объяснить принцип действия электродинамического ваттметра. 5. Какой алгоритм математических операций лежит в основе ваттметра на перемножителях. 6. Каковы особенности измерения мощности электромагнитных колебаний в диапазоне СВЧ? 7. Как строятся ваттметры поглощающей мощности для диапазона СВЧ? 8. Приведите пример ваттметра поглощающей мощности. 9. В чем заключается терморезисторный метод измерения электрической мощности в СВЧ-диапазоне? 10. Какие типы мостов применяют для измерения мощности с помощью терморезисторов? 11. Приведите схему неуравновешенного моста. 12. Приведите схему уравновешенного моста. 13. В чем заключается метод измерения электрической мощности с помощью термопар? 14. На чем основан калориметрический метод измерения мощности? 15. Как работают ваттметры проходящей мощности? Привести примеры. 16. На каком принципе основаны измерители мощности, использующие преобразователи Холла? 17. Как осуществляется измерение мощности с преобразователями Холла? 18. Как работают ваттметры на основе эффекта «горячих» носителей тока? 19. Какие методы используются при измерениях мощности и энергии лазерного излучения? 20. Объяснить принцип действия цифрового ваттметра по его упрощенной структурной схеме.
|
плохо
2средне
1отлично
3 Разместите кнопку на своём сайте или блоге: