Цифровой измеритель мощности свч
Изобретение может быть использовано для измерения подающей СВЧ- мощности в передающих и приемных трактах различных радиотехнических устройств при их разработке, изготовлении и эксплуатации, а также для автоматизации СВЧ-измерений.- Цель изобретения - повьшение точности измерения . Устройство содержит основной 1 и компенсационный 2 частотноимпульсные преобразователи (ЧИП), выполненные на основе мостов 3 с рабочим 4 и компенсирукидим 5 термисторами соответственно. Каждьй ЧИП содержит усилитель 6 разбаланса моста, последовательно соединенные генератор 7 управляемой частоты, формирователь 8 импульсов и аттенюатор 9. В состав устройства также входят вычитатель 10 цвух импульсных последовательностей , частотомер 11, регулятор 12 тока -и регулируемый источник 13 питания. Благодаря линейности функции преобразования в устройстве практически полностью исключена погрешность из-за неидентичности характеристик обоих термисторов и необходимость точной подборки. Исключена также температурная погрешность за счет установления равенства чувствительностей преобразователей 1 и 2 по температуре с помощью аттенюатора 9. 1 ил. С SS (О
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
09у (1I) (51) 4 С 01 R 21/04
1 %JAN
\.. @ J
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3832087/24-21 (22) 29. 12.84 (46) 30.06.87. Бюл. У 24 (72) В.И. Осокин, В.Н. Поротов и С.M. Некрасов (53) 621.317.78.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
У 873143, кл. G 01 R 21/04, 1980.
Авторское свидетельство СССР
К - 769441, кл. G 01 R 21/04, 1977. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СВЧ (57) Изобретение может быть использовано для измерения подающей СВЧмощности в передающих и приемных трактах различных радиотехнических устройств при их разработке, изготовлении и эксплуатации, а также для автоматизации СВЧ-измерений.. Цель изобретения — повышение точности измерения. Устройство содержит основной 1 и компенсационный 2 частотноимпульсные преобразователи (ЧИП), выполненные на основе мостов 3 с рабочим 4 и компенсирующим 5 термисторами соответственно. Каждый ЧИП содержит усилитель 6 разбаланса моста, .последовательно соединенные генератор 7 управляемой частоты, формирователь 8 импульсов и аттенюатор 9.
В состав устройства также входят вычитатель 10 двух импульсных последовательностей, частотомер 11, регулятор 12 тока и регулируемый источник
13 питания. Благодаря линейности функции преобразования в устройстве
/ практически полностью исключена погрешность из-за неидентичности характеристик обоих термисторов и необходимость точной подборки. Исключена также температурная погрешность за счет установления равенства чувстви- С тельностей преобразователей 1 и 2 по температуре с помощью аттенюатора 9. 1 ил.
0767 2 ляционная связь между постоянным и импульсным токами, что и обуславливает линейную функцию преобразования.
Поскольку мощность с температурой связана линейной зависимостью, то. согласно выражениям (1) и (2) изменение температуры внешней среды линейно связано.с изменением выходной частоты ЧИП. Однако вследствие того, что коэффициенты и характеристические температуры термисторов иогут существенно отличаться, чувствительность ЧИП с рабочим термистором по температуре также отличается от чувствительности по температуре ЧИП с компенсирующим термистором. Равенство чувствительностей преобразователей по температуре достигается за счет изменения чувствительности по мощности (следовательно, и по температуре) ЧИП с компенсирующим термистором, которое осуществляется согласf0
20 но выражению (2) изменением амплитуды питающих импульсов с помощью аттенюатора. Наличие дополнительной мощности разогрева термисторов P обесAi печивает значительное уменьшение мощности разогрева термисторов P импульсным напряжением и этим — значид Р; =P +P„; — суммарная электрическая мощность . доставляемой по цепи обратной связи ЧИП Р, и мощность P от источЛ ника напряжения постоянного тока, тельное повышение чувствительности
ЧИП. Большой разброс начальной мощ-, ности разогрева термисторов в рабочей точке устраняется с помощью регулятора тока, который обеспечивает асимметричное питание мостов с рабочим и компенсирующим термисторами, ФР„, °
На чертеже. изображена блок-.схема цифрового измерителя мощности СВЧ.
Р .=Н,(Т,-e), где.Н вЂ” коэффициент рассеяния тер1 мистора; — температура окружающей среды; т.=1,2 — условные номера термисторов (1 — рабочий, 2 — компенсирующий).
При постоянстве амплитуды U и длительности биполярных питающих импульсов обратной связи выходная частота„F ЧИП связана с мощностью Р, разогрева термистора линейной зависимостью
Цифровой измеритель содержит основной 1 и компенсационный 2 ЧИП на основе мостов 3 с рабочим 4 и компенсирующим 5 термисторами соответственно. В свою очередь каждый
4S
50 из частотно-импульсных преобразователей содержит усилитель 6 (разбаланса моста), подключенный к измерительной диагонали моста 3, последовательно соединенные генератор 7 управляемой частоты, формирователь 8 импульсов и аттенюатор 9, причем вход генератора 7 подключен к выходу усилителя 6, а выход аттенюатора 9 соединен с диагональю питания мос2 02 тч"
R o Бр
Нто
Б †-ь- — чувствитевьвасть
ЧИП по мощности.
Только в случае биполярных импульсов обратной связи отсутствует коррета 3 ° Выход генератора 7 управляемой частоты является выходом ЧИП. Выходы основного 1 и компенсационного 2 ЧИП соединены с соответствующими входами
1 132
Изобретение относится к радиотехническим измерениям и может быть использовано для измерения падающей
СВЧ-мощности в передающих и приемных трактах различных радиотехнических устройств при их разработке, изготовлении и эксплуатации, а также для автоматизации СВЧ-измерений.
Цель изобретения — повышение точности измерения.
Частотно-импульсный преобразователь (ЧИН) представляет собой систему следящего уравновешивания, обеспечивающую изотермический режим работы термистора. В состоянии устойчивого равновесия термистор нагрет до своей характеристической температуры
Т, при которой его сопротивление равно номинальному R =R (это значег то ние сопротивления для рабочего термистора должно быть согласовано с волновым сопротивлением СВЧ-тракта) и рассеиваемая мощность Р равна потребляемой Р, т.е.
3 1320767 4 вычитателя 10 двух импульсных после- ра 4 импульсным напряжением. При этом довательностей, выход которого сое- происходит изменение частоты на выдинен с входом измерительного блока ходе преобразователя 1. Вычитатель (частотомера) 11. Диагонали пита- 10 выделяет это изменение по отношения мостов 3 подключены следующим об- нию к значению выходной частоты пре5 разом: основного ЧИП 1 через регуля- образователя 2 т. е. Ь F =F -F ко12 1 2> тор 12 тока к выходу регулируемого торое пропорционально поданной мощисточника 13 напряжения постоянного ности СВЧ. Выделенная разность частока, а компенсационного ЧИП 2 — не- тот фиксируется частотомером 11. посредственно к выходу регулируемого 10 В предлагаемом цифровом измеритеисточника 13. ле мощности СВЧ благодаря линейносНастройка измерителя мощности ти функции преобразования можно пракпроисходит следующим образом. тически полностью исключить погрешС помощью аттенюатора 9 преобразо- ность, обусловленную неидентичносвателя 1 с рабочим термистором, на- 15 тью характеристик рабочего и компенходящимся в СВЧ-тракте, получают сирующего термисторов и отпадает нетребуемую чувствительность измери- обходимость в тщательном подборе теля. Меняя дополнительную мощность термисторов. Температурная погрешразогрева термисторов с помощью pery- ность исключается за счет установлелируемого источника 13, добиваются 20 ния равенства чувствительностей преравенства выходных частот на выходах образователей i и 2 по температуре преобразователей 1 и 2. Изменив тем- с помощью аттенюатора 9 влияние же
У пературу окружающей среды, воздей- различных значений мощности разогреI ствующеи на термисторы, на какую- ва рабочего и компенсирующего термислибо величину 66, фиксируют измене- 25 торов в рабочей точке исключается ние частот ЬГ, и KF соответствен- регулятором 12 тока. но на выходах преобразователей 1и 2.
Находят отношение К = —, после
AF, Формула изобретения
У чего с помощью аттенюатора 9 преоб- .30 Цифровой измеритель мощности СВЧ, разователя 2 изменяют частоту на его содержащий рабочий и компенсационный выходе в К раз, обеспечивая тем са- мосты, к измерительной диагонали кажмым равенство чувствительностей пре- дого из которых подсоединен соответобразователей 1 и 2 к изменениям илитель и измерительныи температуры окружающей среды. Затем 5 блок, отличающийся тем, с помощью регулятора 12 тока, в ка- что, с целью повышения точности измечестве которого может быть исполь- рения, в него введены два идентичзован обычный потенциометр, добива- ных частотно-импульсных преобразоваются равенства частот на выходах теля, цепь управления которых содерпреобразователей 1 и 2, что соответ- 40 жит последовательно соединенные генествует нулевому показанию частото- ратор управляемой частоты, формиромера 11. Этим исключается влияние ватель импульсов и аттенюатор, приразличных значений мощности разогре- чем вход генератора управляемой часва рабочего и компенсирующего тер- тоты соединен с выходом усилителя, а мисторов в рабочей точке. После дан- 45 выход аттенюатора — с диагональю пиных настроек измеритель готов к ра- тания моста, регулируемый источник боте и его показания не зависят от напряжения постоянного тока, регуляизменения температуры внешней среды. тор тока и вычитатель двух импульсСледовательно, при отсутствии изме- ных последовательностей, входы которяемой мощности разность выходных 5р рого соединены с выходами частотночастот преобразователей 1 и 2, вьще- импульсных преобразователей, а выляемая вычитателем.10 и фиксируемая ход — с входом измерительного блока, частотомером 11, равна нулю. при этом диагонали питания мостов
При подаче мощности СВЧ уравнове- подключены одна — непосредственно, а шивание моста 3 преобразователя 1 55 другая через регулятор тока — к выхопроисходит автоматически за счет из- ду регулируемого источника напряжеменения мощности разогрева термисто- ния постоянного тока.
ВНИИПИ Заказ 2657/50 Тираж 730 Подписное
Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
