Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 594462 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070776 (2l) 2382161/18-09 с присоединением заявки Ю (23) Приоритет (43) Опубликовано 25ОПВБюллетень М 7 (45) Дата опубликования описання 130278 (5l) М. Кл.2 01 R 21/07

Гаауднрятеенныр кавнтет

Ваяете Мнннетрае CCCP не наняв нзаеретеянй н етнрмтнй (5З) УДК.621.317 38

<088.81.М.И. Дагис, В.И. Репшис и Ю.П. Скучас (72) Авторы нзобретеиия

Ордена, Трудового Красного Знамени институт физики

pa) заявитель полупроводников йн литовской ссР (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ

МОЩНОСТИ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения напряженности СВЧ поля и мощности в линиях передачи.

Известно устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в линии передачи, источник питания и импульсный вольтметр.

Однако известное устройство имеет ограниченный динамический диапазон измеряемой СВЧ мощности и повышенную погрешность измерения. Для поддержания постоянной температуры полупроводникового датчика путем регулирования величины нагревающего тока, протекающего через него, при приемлемом значении падения постоянного напряжения на датчике, датчик должен иметь большое тепловое сопротивление и малое .сопротивление постоянному току. Зто приводит к увеличению удельных потерь СВЧ мощности, выделяющихся в датчике в виде тепла, что ограничивает верхний предел измерения

СВЧ мощности. Нижний предел измерения СВЧ мощности ограничен нестабильностью уровня ограничения ограничителя на входе импульсного вольтметра и нестабильностью питающего импульсного напряжения. Погрешность измерения определяется относительной нестабильностью, уровня ограничения и импульсного напряжения, а также изменением падения постоянного напряжения на датчике при изменении нагревающего тока.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона при повышении точности измерения.

Для этого в устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в линии передачи, источник питания и импульсный вольтметр, дополнительно введены инвертирующий повто ритель напряжения, схема сравнения, регулирующий элемент и эталонное сопротивление, причем выход полупроводникового датчика подключен через инвергирующий повторитель напряжения к импульсному вольтметру и к одному из плеч схемы сравнения, а через последовательно соединенные регулирующий элемент и эталонное сопротивление подключен к источнику питания, другое плечо схемы сравнения соединено с эталонным сопротивлением, а ее выход под.ключен к управляющему входу регулирующего элемента.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения сверхвысокочастотной мощности.

Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности содержит полупроводниковый датчик 1, помещенный в линии 2 передачи, источник 3 питания и импульсный вольтметр 4, инвертирую щий повторитель 5 напряжения, схема 6 сравнении, регулирующий элемент 7 и эталонное сопротивление 8, причем выxcIJtL полупроводникового датчика 1 подключен через инвертирующий повторитель 5 напряжения к импульсному вольтметру 4 и к одному иэ плеч схемы 6 сравнения, а через последовательно сое дииениые регулирующий элемент 7 и эталоииое сопротивление 8 подключен к источнику 3 питания, другое .плечо схемы 6 сравнения соединено с эталонным сопротивлением 8, а ее выход подключен к управляющему входу регулирующего

° элемента- 7 ° устройство для измерения сверхзысокочастотиой мощности работает следующим образом.

Выходной сигнал полупроводникового датчика 1, работающего на основе эффекта изменения сопротивления полупроводника в электрическом поле, прямо цропорционален его чувствительности и падению постоянного напряжения на ием. Поэтому изменение выходного сигнала полупроводникового датчика 1 вследствие зависимости его чувствительности от температуры (при постоянной величине СВЧ мощности в линии передачи можно, компенсировать соответствую щим изменением величины падения постоянного напряжения на нем, что осуществоляется путем изменения величины постоянного тока, питающего полупроводниковый датчик. Мерой температуры полупроводникового датчика служит па"дение постоянного напряжения на нем, которое в случае стабильного питающего тока пропорционально сопротивлению датчика. Температурную компенсацию выходного сигнала полупроводникового датчика осуществляют с помощью управления величиной. питающего датчик постоянного тока по падению напряжения на датчике 1. Полупроводниковый датчик 1 питается постоянным током от источника 3 питания через последовательно Соединенные регулирующий элемент 7 и эталонное сопротивление 8.

Схема 6 сравнения сравнивает падения постоянных напряжений!на полупроводниковом датчике 1 и эталонном сопротивлении 8 и изменяет питающий ток полу" проводникового датчика 1 с помощью воздействия сигналом ошибки на регулирующий элемент 7 таким образом, чтобы эти падения напряжений были равны. Инвертирующий повторитель 5 напряжения имеет коэффициент передачи напряжения

К - 1, т.е. меняет фазу сигнала на 180; что необходимо для нормальной работы схемы 6 сравнения. Кроме того, он выполняет и функции согласующей схемы между входным импедансом импульсного вольтметра 4 и выходным сопротивлением полупроводникового датчика. При изменении температуры полупроводникового датчика 1, например увеличении, сопротивление полупроводникового датчика 1 увеличивается, а его чувствительность уменьшается. Увеличение сопротивления полупроводникового датчика

1 приводит к увеличению падения постоянного напряжения на нем. В этом случае на выходе схемы 6 сравнения появляется сигнал ошибки, который воздействует на регулирующий элемент 7 таким образом, что увеличивается ток через эталонное сопротивление 8. Это приводит к увеличению тока. полупроводникового датчика 1 и дАльнейшему увеличению постоянного напряжения на нем.

При этом выходной сигнал полупроводникового датчика 1 увеличивается и компенсирует уменьшение чувствительности датчика с увеличением температуры.

Несмотря на введение в устройство положительной обратной связи не вс1зникает самовозбуждения, так как коэффициент передачи по напряжению, при разомкнутой петле обратной связи, определяющийся только отношением величин сопротивлений полупроводникового датчика 1 R к эталонному сопротивлению

8 и меньше единицы. Для получения условий термокомпенсации это отношение должно быть равно

%р

Йз к <. кр где ʄ— температурный коэффициент, сопротивления полупроводникового датчика 1;

К вЂ” температурный коэффициент чувствительности полупроводникового д,атчика.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет на 2-3 порядка расширенный динамический диапазон в сторону меньших мощностей при более высокой точности.

Формула изобретения

Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее полупроводниковый датчик, помещенный в ли= нии передачи, источник питания и импульсный вольтметр, о т л и ч à ra rr". eе с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона при говьяиении точности измерения, в него дополнитель594462

Составитель М.Хазан

Редактор Л.Гребенникова Техред 3.Фанта Корректор П»Макаревич

Заказ 831/4б Тираж 1011 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений.и открытий

113035р Mocxsaó %35 Раушская наб», д 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но введены инвертирующий повторитель напряжения, схема сравнения, регулирующий элемент и эталонное сопротивление, причем выход полупроводникового датчика подключен через инвертирующий пов-, 5 торитель напряжения к импульсному вольт метру и к одному иэ плеч схемы сравнения, а через последовательно соединен ные регулирующий элемент и эталонное сопротивление подключен к источнику питания, другое плечо схемы сравнения соединено с эталонным сопротивлением, а ее выход подключен к управляющему входу регулирующего элемента.