Цифровой измеритель мощности свч

(51) 4 С 01 К 21 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТВУ д ВТОРСНОМУ СВИ(56) В 87 9 76 неидентичности хара термисторов и необхо подборки. Исключена рная погрешность за ия равенства чувстви бразователей 1 и 2 решность из терис димос к обоихточноемператановл акж льн стеи прмператур 1 помощью аттенюатопо те ра 9. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 3832087/24-2129,12.8430,06.87. Бюл.В.И. Осокин, ВНекрасов621.317.78.023Авторское свид143, кл. С 01торское свидет441, кл. С 01 54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СВ(57) Изобретение может быть использовано для измерения подающей СВЧмощности в передающих и приемныхтрактах различных радиотехническихустройств при их разработке, изготовлении и эксплуатации, а также дляавтоматизации СВЧ-измерений, Цельизобретения - повьппение 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 устройствеФпрактически полностью исключена по10 15 20 где Р . =Р . +Р,Р, =Н, (Т; -В),40 45 50 1 132Изобретение 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 К =К (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.- суммарная электрическая мощность . доставляемой поцепи обратной связи ЧИП Р, и мощность Р от источлника напряженияпостоянного тока,где.Н - коэффициент рассеяния тер 1мистора;6 - температура окружающейсреды;=1,2 - условные номера термисторов (1 - рабочий, 2 - компенсирующий),При постоянстве амплитуды П и длительности с биполярных питающих импульсов обратной связи выходная частотаГ ЧИП связана с мощностью Рс разогрева термистора линейной за- висимостью 2 Р 2 тч"Нто БрНтоБ " в -в- - чувствитевьвастьЧИП по мощности.Только в случае биполярных импульсов обратной связи отсутствует корре" 0767 2 ляционная связь между постоянными импульсным токами, что и обуславливает линейную функцию преобразования.Поскольку мощность с температуройсвязана линейной зависимостью, то,согласно выражениям (1) и (2) изменение температуры внешней среды линейно связано.с изменением выходнойчастоты ЧИП. Однако вследствие того,что коэффициенты и характеристические температуры термисторов иогутсущественно отличаться, чувствительность ЧИП с рабочим термистором потемпературе также отличается от чувствительности по температуре ЧИП скомпенсирующим термистором. Равенство чувствительностей преобразователей по температуре достигается засчет изменения чувствительности помощности (следовательно, и по температуре) ЧИП с компенсирующим термистором, которое осуществляется согласно выражению (2) изменением амплитуды питающих импульсов с помощью аттенюатора. Наличие дополнительной мощности разогрева термисторов Р обесй печивает значительное уменьшение мощности разогрева термисторов Р импульсным напряжением и этим - значительное 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, т.е. Р ФР .На чертеже изображена блок-.схема цифрового измерителя мощности СВЧ. 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 из частотно-импульсных преобразователей содержит усилитель 6 (разбаланса моста), подключенный к измерительной диагонали моста 3, последовательно соединенные генератор 7 управляемой частоты, формирователь 8импульсов и аттенюатор 9, причемвход генератора 7 подключен к выходуусилителя 6, а выход аттенюатора 9соединен с диагональю питания моста 3Выход генератора 7 управляемой частоты является выходом ЧИП, Выходы основного 1 и компенсационного 2 ЧИП соединены с соответствующими входами3 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 выделяет это изменение по отношения мостов 3 подключены следующим об- нию к значению выходной частоты пре 5разом: основного ЧИП 1 через регуля- образователя 2 т. е. Ь Г =Р -Г коф ф 122 ф тор 12 тока к выходу регулируемого торое пропорционально поданной мощисточника 13 напряжения постоянного ности СВЧ. Вьщеленная разность частока, а компенсационного ЧИП 2 - не- тот фиксируется частотомером 11. посредственно к выходу регулируемого 10 В предлагаемом цифровом измерите- . источника 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 тью характеристик рабочего и компенходящимся в СВЧ-тракте, получают сирующего термисторов и отпадает не- требуемую чувствительность измери- обходимость в тщательном подборе теля, Меняя дополнительную мощность термисторов, Температурная погрешразогрева термисторов с помощью регу- ность исключается за счет установлелируемого источника 13, добиваются 20 ния равенства чувствительностей преравенства выходных частот на выходах образователей 1 и 2 по температуре преобразователей 1 и 2Изменив тем- с помощью аттенюатора 9 влияние же9 пературу окружающей среды, воздей- различных значений мощности разогреУ ствующеи на термисторы, на какую- ва рабочего и компенсирукицего термислибо величину Ь 3, фиксируют измене торов в рабочей точке исключается ние частот ЬГ, и аГ соответствен- регулятором 12 тока. но на выходах преобразователей 1 и 2.Находят отношение К = - , послелР, Формула изобретенияр Учего с помощью аттенюатора 9 преоб 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 изменениямилитель и измерительныи температуры окружающей среды, Затем 35 блок, о т л и ч а ю щ и й с я 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 р 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 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 импульс- Следовательно, при отсутствии изме- ных последовательностей, входы которяемой мощности разность выходных 5 р рого соединены с выходами частотно- частот 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 мостовПри 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 ПодписноеПроизв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4