Измеритель мощности термисторный

 

Изобретение может быть использовано при построении термисторных измерителей мопшости электромагнитных колебаний СВЧ. Цель изобретения повышение точности измерения. Устройство содержит рабочий 1 и компенсационный 2 мосты, дифференциальные усилители 3, 4 и 5, делитель 6 напряжения , вычислительный блок 7, фильтр J нижних частот, индикатор 9. Блок 0 точной установки нуля включает / силитель 11, ключ 12, блок 13 памяги и преобразователь 14 напряжения в ГОК. В описании приведена функциональная схема вычислительного блока 7. Введение в устройство дифференггиального усилителя 5 и использование предложенной схемы вычислительного блока 7 исключает необходимость в делителе напряжения и уменьшает выходное сопротивление мостовых усилителей 1 3.п. ф-лы, 3 ил. S. сл

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 А1 (19) (11) (1) 4 G 0) R 2)/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3693340/24-21 (22) 13.01,84 (46) 15.05.86,Бюл. )) 18 (72) О.А.Прудников и В.Г.Удовенко (53) 621.317,38(088.8) (56) Билько M.È., Томашевский A,Ê., Шаров П,П., Баймуратов Е.А. Измерение мощности на СВЧ. N.: Советское радио, 1976, с.85, рис,2.66, Авторское свидетельство СССР

У 769441, кл. G 01 R 21/04, 1977. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ ТЕРМИСТОРНЫЙ (57) Изобретение может быть использовано при построении термисторных измерителей мошности электромагнитных колебаний СВЧ. Цель изобретения— повышение точности измерения. Устройство содержит рабочий I и компенсационный 2 мосты, дифференциальные усилители 3, 4 и 5, делитель 6 напрякения, вычислительный блок 7, фильтр .) нижних частот, индикатор 9. Блок

10 точной установки нуля вкжочает усилитель 11 ключ 12, блок 13 памяги и преобразователь 14 напряжения в .гок. В описании приведена функциональная схема вычислительного блока 7.

Введение в устройство дифференциального усилителя 5 и использование предложенной схемь| вычислительного блока

7 исключает необходимость в делителе напряжения и уменьшает выходное сопротивление мостовых усилителей

1 з.п. ф-лы, 3 ил.

М )? 31470 1 !

)зобретение относится к радиотех- числительного блока 7 и BTQDblM входом ническим измерениям и может быть Hc .сумматора 15, выход сумматора поJï 3< .ÿíо при построении термистор- ) 5, подключен к входу преобрапых измерителей мощности электромаг- эователя напряжения н длительнитных колебаний СВЧ, ность импульса 19, вход запуска котоЦель изобретения — повышение точ- рого соединен с первым выходом гененогти измерения. ратора 22 и первым входом формироваНа фиг,! представлена функциональ- теля импульсов управления 20, выход— ная схема измерителя мощности термис- с вторым входом формирователя 20, торного; на фиг.2 — функциональная 0 выход которого подключен к управляю1О схема его вычислительного блока; на щему входу ключа 18, вход. ключа 18 фиг,3 — временные диаграммь| вьгчис- через усилитель переменного тока 21 лительного блока. соединен с выходами ключей 16 и 17, Измеритель мощности содержит ра- управляющие входы которых соединены бочий 1 и компенсационный 2 мосты, !5 с вторым выходом генератора 22. три дифференциальных усилителя 3, 4 Измеритель мощности термисторный и 5, делитель напряжения 6, нычис- работает следующим образом: лительный блок 7, фильтр нижних час- Два идентичных моста 1 и 2, в тот 8, индикатор 9, блок точной ус- один из которых (1) включен рабочий тановки нуля 10, при этом входы диф- 20 термистор, а в другой (2) компенсаференциального усилителя 3 подключе- ционный, балансируются автоматически ны к диагонали рабочего моста 1, а дифференциальными усилителями 3 и 4. выход — противоположной диагонали Если рабочий и компенсационный термоста ) и к первому входу вычислитель- мисторы неидентичны, то на выходах ного блока 7, выход которого через

25 усилителей 3 и 4 напряжения будут отфильтр нижних частот 8 подключен к личаться друг от друга, что зафиксивходу блока точной установки нуля 10 рует индикатор 9, после обработки и входу индикатора 9, входы дифферен- раэностного сигнала в вычислительном циального усилителя 4 подключены к блоке 7. Для вьтравнинания этих напря. диагонали компенсационного моста 2, З0 жений введен дополнительный дифферена выход — к противоположной диагона- циальный усилитель 5, на неинвертирули этого моста, неиннертирующий вход ющий вход которого подается половина дифференциального усилителя 5 подклю- напряжения с компенсационного моста чен к инвертирующему входу дифферен- 2, С помощью делителя 6 на выходе циального усилителя 4, инвертирующий 35 усилителя 5 устананлива.ется напряжевход дифференциального усилителя 5 ние, равное выходному усилителя 3. соединен с выходом делителя напряже- При этом показания индикатора 9 должния 6 и выходом блока точной устанон- ны быть равными нулю, и прибор готов

„ки нуля 10 содержащего, например, к измерению мощности СВЧ. При перехопоследовательно соединенные усилитель 40 де на более чувствительные пределы

ll ключ 12, блок памяти 13, преоб- измерения разрешающей способности разонатель 14 напряжения в ток 14, а,целителя 6 недостаточны для установ,выхбд дифференциального усилителя 5 ки нуля, поэтому предусмотрена автоподключен к входу делителя напряже-; матическая установка нуля с помощью ния 6 и второму входу вычислительно- 45 блока 10. Последний представляет сого блока 7, Вычислительный блок.7 со- бой последовательно соединенные усидержит сумматор 15, три ключа 16, 17 литель постоянного тока 11, ключ 12, и 18, преобразователь напряжения в блок памяти 13 и преобразователь 14. длительность импульса 19, формирова- При замыкании ключа 12 сигнал с вытель импульсов управления 20, усили- 50 хода фильтра нижних частот 8 постутель переменного тока 21 и генератор пает через усилитель ll на блок па22, состоящий из источника опорной мяти 13, запоминается и через преобчастоты 23, делителя частоты 24, диф- разователь 14 напряжения в ток посференциатора 25, .формирователя 26, тупает на вход усилителя 5 и уменьпричем вход ключа 16 соединен с пер- 1; шает разбаланс сигналов с усилителей вым входом сумматора 15 и первым вхо- 3 и 5 до нулевого значения..Затем дом вычислительного блока 7, вход ключ !2 н блоке точной установки нуключа 17 соединен с вторым входом ньг- ля 10 размыкается, а н блоке памяти

1? 31 7»

13 запоминается сигнал, IIeoGxoIIIlw N для поддержания нуля на выходе измерителя мошности.

Как только на рабочий термистор будет подана СВЧ мощность, в рабочем мосту 1 автоматически с помощью усилителя 3 произойдет замещение измеряемой мощности СВЧ равной ей мощностью постоянного тока. При этом

I I 10 (П» 11Раь ) (П K Плаь )

P ) (1)

)ам 4 Rg

i.pe U, — напряжение на выходе усилителя 5;

U ь — напряжение на выходе усилителя 3 при подведении

СВЧ мощности;

R!. — сопротивление рабочего термистора.

Решение уравнения (1) осуществляет вычислительный блок 7 (фиг ° 3). Сиг- 0 налы с выходов усилителей 3 и 5 подаются на ключи 16, 17 и сумматор 15 вычислительного блока 7. На выходе сумматора 15 получается сигнал постоянного напряжения, равный

I . к + Пюь

4 Ry

Этот сигнал подается на преобразователь напряжения в длительность импульса 19. Работой ключей 16 17 !О и преобразователя 19 управляет генератор 22. С источника опорной частоты

23 сигнал поступает на делитель частоты 24, который формирует сигналы меандра для управления ключами 16 и 17. Сигнал управления преобразователем 19 формируется иэ сигнала делителя 24, прошедщего через дифференциатор 25, и сигнала источника опорной частоты 23 формирователем 26. 40

Длительность сигнала управления преобразователя напряжения в длительность импульса 19 не менее, чем на порядок меньше длительности импульса управления ключами 16 и 17. Сигнал 45 меандра, пропорциональный по амплитуде (U„ — V, ), сформированный ключами 16, 17 и усилителем переменного тока 21, поступает на вход ключа 18.

Импульс управления ключом 18 получа- 50 ется на выходе формирователя импульса управления 20 иэ сигналов преобразователя 19 и формирователя 26, поступающих на его вход.

Длительность этого сигнала равна 55

Т1 — Т б q Где Ту длительность им пульса на выходе формирователя 26, Т, — длительность импульса на выходе ркиб!)азотн > i .ня нанрп . н v )I»»те,",»,—

НОСT»M!)ульг;i 9 .

На BblXOpP llilYI I l 1 8 форм)трa P. I c)I сигнал, пронорин<>нальньпт выражению (! ), причем бла гсда 1))т задержк е сигнала управления ключом 18 относительно поступающего нл его вход меайдра на вели ину T »c) лючаетгя потpemгь ность, возникаю)пая из-за искажения фронтон меандра в усилителе 21.

Сигнал с выход» ключа 18 интегрируется фильтром нижних частот 8 и поступает на вход индикатора 9, производяшегo отсчет измеряемой MomHocTH

Предлагаемый термисторный измеритель мощности СВЧ обладает более высокой по сравнению с прототипом точностью измерения мощности СВЧ, которая ловьппается в результате исключения делителя напряжения с его погрешностью в рабочем канале, уменьшения выходного сопротивления мостовых усилителей и изменения структурной схемы вычислительного блока.

Формула изобретения

l. Измеритель мощности термисторHbIA) содержащий рабочий и компенсационный мосты, два дифференциальных усилителя, делитель напряжения, вычислительный блок, фильтр нижних частот, индикатор, бнок точной установки нуля, причем входы первого дифференциального усилителя подключены к диагонали рабочего моста, а выход к противоположной диагонали моста и к первому входу вычислительного блока, выход которого через фильтр нижних частот подключен к входу блока точной установки нуля, выходы второго дифференциального усилителя подключены к диагонали компенсационного моста, а выход — к противоположной диагонали этого моста, отличающийся тем, что, с целью llosbmr- ия точности измерения, в него введен третий дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого подключен к одному из входов второго дифференциального усилипеля, инвертирующий вход к выходу делителя напряжения и ньтходу блока точной установки нуля, а выход усилителя подключен к входу делителя и второму входу вычислительного блока, причем вход индикатора соединен с выходом фильтра нижнттх частот.

1231470

uq а,) МЙ ) 0

Фу,у

Составитель С.Кабиков

Техред Л.ОлейникЖорректор Г.Решетник

Редактор А.Гулько

Заказ 2561/50 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4

2. Измеритель по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что вычислительный блок содержит три ключа„ усилитель переменного тока, сумматор, преобразователь напряжения в длительность импульса, генератор и формирователь импульсов управления, причем вход первого ключа соединен с первым входом сумматора и первым входом вычислительного блока, вход второго ключа соединен с вторым входом вычислительного блока и вторым входом сумматора, выход сумматора подключен к входу преобразователя напряжения в длительность импульса, вход запуска которого соединен с первым выходом генератора и первым входом формирос вателя импульсов управления, а выход — с вторым входом указанного формирователя, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа,, выход ключа является выходом вычислительного блока, а его вход через усилитель переменного тока соединен с выходами первого и второго ключей, управляющие входы которых соединены с вторым выходом . енератора.