Контрольно-измерительное оборудование

Калькуляторы для радиоинженеров, разработчиков электроники и операторов измерительных приёмников: затухание в RF-кабелях с учётом VSWR-mismatch, динамический диапазон спектроанализатора (NF/P1dB/IP3/SFDR), импеданс и потери печатных плат на высоких частотах, бюджет шумов приёмного тракта (Friis cascade), link budget радиосвязи, антенный фактор, S-параметры VNA. Универсально применимые: НСХ термопар, бюджет погрешности измерительной цепи.

Для:rf-инженерразработчик-электроникиvna-операторrf-измерениярадиосвязь

Подразделы

Радиоизмерения
Спектроанализаторы, измерители мощности, кабели, антенный фактор
Радиосвязь
Link budget, BER, модуляции, path loss, fading
Векторные анализаторы цепей
S-параметры, TDR, de-embedding, calibration
Разработка электроники
PCB-импеданс, фильтры, NF cascade, EVM, decoupling
Измерительная цепь
Суммарная погрешность, согласование, неопределённость измерений
Температура
Термопары, термосопротивления, преобразователи температуры (универсально)
Давление, расход, уровень
Расчёт и подбор датчиков (АСУТП — универсально)
АСУТП и регулирование
ПИД-регулирование, контуры, настройка регуляторов
Сигналы и преобразования
4-20 мА, 0-10 В, HART, цифровые протоколы (АСУТП — универсально)

Все калькуляторы раздела

Расчёт суммарной погрешности измерительной цепи

Датчик + преобразователь + ПЛК: RSS-суммирование, доминирующее звено, проверка соответствия требуемой точности

Конвертер НСХ термопар и термосопротивлений

Pt100/500/1000, 100П, 100М, ТП K/J/T/N: пересчёт °C ↔ Ом/мВ, компенсация холодного спая, допускаемое отклонение

Расчёт диафрагмы для измерения расхода по ГОСТ 8.586

Стандартное сужающее устройство (диафрагма): прямой расчёт расхода и обратный подбор диаметра по серии ГОСТ 8.586.1-5-2005 (MOD ISO 5167)

Расчёт токовой петли 4-20 мА с искрозащитным барьером и HART

Бюджет напряжения 2-проводной петли: max длина кабеля, R_load, барьер искрозащиты, HART-импеданс, поправка по температуре

Затухание в РЧ-кабеле и эффективные потери с VSWR-mismatch

Расчёт A(f) типовых кабелей (LMR / RG / Heliax) + температурная поправка + mismatch loss + ripple band от двойного отражения

Динамический диапазон спектроанализатора (DANL, DR, SFDR)

DANL, 1-tone DR, 2-tone SFDR при заданных RBW/VBW/детекторе/преампе. Расчёт времени свипа и видимости целевого сигнала

Импеданс печатной платы и затухание (Microstrip / Stripline / CPW)

Hammerstad-Jensen для microstrip, формулы Wadell для stripline и CPWG, расчёт αc (skin) + αd (tan δ) на частоте

Расчёт ESD-защиты по ГОСТ 30804.4.2

Защита от электростатического разряда: ток до 30 А @ 8 кВ, импульс 0.8/30 нс. V_overshoot из L·dI/dt, ёмкость диода для high-speed

Расчёт защиты от EFT/Burst по ГОСТ 30804.4.4

Наносекундные импульсные помехи 5/50 нс в пакетах: подбор LC-фильтра + TVS, проверка спектрального подавления

Шумовой коэффициент каскада (Friis) и чувствительность приёмника

Сумма NF цепи из N звеньев по формуле Фрииса, кумулятивный IIP3, чувствительность приёмника, оптимизация порядка каскадов

Антенный фактор и пересчёт E-поле ↔ V_приёмника

Калибровочная таблица AF(f) измерительной антенны, лог-интерполяция, поправка на кабель, сравнение с лимитом CISPR

Link budget радиолинии (Free Space, ITU-R P.530, Hata)

3 модели path loss: Friis, ITU-R P.530-17 с дождём по P.838-3, Okumura-Hata для UHF мобильной связи. Расчёт fade margin

EVM-бюджет приёмника (NF + phase noise + IIP3 + ADC)

Совместный расчёт EVM от шумов, фазового шума, нелинейности и квантизации. Сравнение с лимитом для модуляции 3GPP/Wi-Fi

TDR через VNA: время ↔ дистанция, разрешение, импеданс из ρ

Локализация неоднородностей в кабеле по S11 VNA: пересчёт время/дистанция, расчёт разрешения и max range, импеданс из ρ

Разрешение АЦП/ЦАП: вес МЗР, шум квантования, SNR, ENOB

Вес младшего разряда (LSB), погрешность и СКЗ шума квантования, идеальное ОСШ 6,02·N+1,76 дБ, динамический диапазон и ENOB из SINAD

КСВ ↔ обратные потери ↔ коэффициент отражения

Взаимный пересчёт КСВ (VSWR), обратных потерь (RL, дБ), коэффициента отражения |Γ|, отражённой мощности и mismatch loss

Нормирование сигнала 4-20 мА / 0-10 В в физическую величину

Двусторонний пересчёт унифицированного сигнала (4-20 мА, 0-20 мА, 0-10 В, своя шкала) ↔ физвеличина: линейная и корне-извлекающая характеристики, диагностика NAMUR NE43, таблица 0/25/50/75/100 %

Частота дискретизации: Найквист и алиасинг

Частота Найквиста fN = fs/2, проверка условия отсчётов fs > 2·fmax и расчёт свёртки входного тона в первую зону Найквиста (алиасинг)

Постоянная времени и время отклика датчика температуры

По показателю тепловой инерции τ (ГОСТ 6651-2009 / ГОСТ 6616-94) — время отклика t50/t63/t90/t99, температура T(t) и динамическая погрешность при изменении среды

Уровень жидкости по гидростатическому давлению

Пересчёт P ↔ h по формуле P = ρ·g·h с учётом плотности продукта и смещения нуля для закрытого аппарата с мокрой уравнительной линией; давление в Па, кПа, бар, мм вод.ст., кгс/см²

Шумовая температура ↔ коэффициент шума (Y-фактор)

Пересчёт NF (дБ) ↔ F (в разах) ↔ шумовая температура Te (K) при T₀ = 290 K и обработка измерения методом Y-фактора (ENR, Y, T_хол → Te, F, NF)

Пропускная способность Kv регулирующего клапана

Подбор регулирующего клапана: расчёт требуемой Kv (и Cv) для жидкости, газа и пара по IEC 60534-2-1 / ГОСТ 34437-2018 с проверкой запирания потока

Настройки ПИД-регулятора (Циглер–Никольс, CHR)

Стартовые настройки П/ПИ/ПИД-регулятора по кривой разгона, методу колебаний (Ziegler–Nichols) и CHR: Kp, Ti, Td, Ki, Kd для контура АСУТП

Точка пересечения IP3 и интермодуляция каскада

Суммарный IIP3/OIP3 многоступенчатого РЧ-тракта, уровень продукта интермодуляции IM3 (дБм и дБн) при двухтональном тесте и SFDR

Направленный ответвитель: переходное ослабление, направленность, развязка

Расчёт C, D, развязки и вносимых потерь по мощностям на портах или по паспорту, плюс оценка погрешности измерения КСВН из-за конечной направленности

Что войдёт в раздел в будущем
Радиоизмерения · Радиосвязь · Векторные анализаторы цепей · Разработка электроники · Измерительная цепь · Температура · Давление, расход, уровень · АСУТП и регулирование · Электрические измерения · Сигналы и преобразования