Преобразователь сверхвысокочастотных сигналов

Союз СоветскнхСоцналнстнческнаРеслублнк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 720368(51)М. Кл. б 01 В 21/06 3 Ъоудерстееииый комитет СССР до делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения М. И. Двгис и Ю, П, Скучвс Ордена Трудового Красного Знамени институт физикиполупроводников АН Литовской ССР(54 ) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СВЕРХВЫСОК ОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относитс:я к радиотехнике и может быть использовано для измерения сверхвысокочвстотной (СВЧ) мощности или напряженности электрического СВЧ поля в линиях передачи.5Известен преобрвзоввтель сверхвысокочвстотных сигналов, содержащий полупроводниковый датчик, установленный в линии передачи, термодвтчик, подключенный одним выводом к источнику питания,с и генератор тока 11Однако в известном преобрвзоввтеле различные температурные характеристики датчика мощности и термодвтчикв не позволяют произвести компенсацию темпера 15 турной погрешности в широком температурном диапазоне с высокой точностью,Цель изобретения - повышение точности измерения при расширении темпервтурного диапазона. 26Для этого в преобразователь сверхвысокочастотных сигнвлов, содержащий полупроводниковый дзтчик, уствновленный в линии передачи, термодатчик, подключен 2ный одним выводом к источнику питания,и генератор тока, между источником питания и выводом полупроводникового двтчика введены соединенные последовательно этвлонный резистор и регулирующийэлемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного блока срввнения, неинвертирующий вход которого подключен к общей точке соединения генервторв тока и термодвтчикв, в инвертируюший вход - к общей точке соединенияэталонного резистора и регулирующегоэлементв, кроме того, полупроводниковыйдатчик и термодатчик выполнены из высокоом ного кремния,Нв чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предложенного устройствв.Схема преобразователя сверхвысокочастотных сигналов содержит полупроводниковый датчик 1, линию 2 передвчи, регулирующий элемент 3, этвлонпый резистор 4, источник 5 питания, блок 6 срввнения, термодатчик 7, генератор 8 тока.ст со Т от оо Т 3 72036Преобразователь работает следующим образом.Полупроводниковый датчик 1 питается постоянньдм током от источника питания 5 через последовательно соединенные эталонный резистор 4 и регулирующий элемент 3, Блок 6 сравнения, неинвертирующий вход которого подключен к термодатчику 7, питаемому от генератора 8 тока, а инвертируюший вход - к эталон ному резистору 4, сравнивает падение постоянных напряжений на термодатчике 7 и эталонном резисторе 4 и изменяет питающий ток полупроводникового датчика 1 с помощью воздействия сигналом ошибки на регулирующий элемент 3 так, чтобы эти падения напряжений были равными.При изменении температурьд окружаюдпей среды, например, увеличении, выход ной сигнал полупроводникового датчика 1 уменьшается, а сопротивление термодатчика 7 увеличивается и на неинвертирующий вход блока 6 сравнения поступает сигнал ошибки, который воздействует на 25 регулирующий элемент 3 и увеличивает ток через эталонный резистор 4, что приводит к увеличению тока полупроводникового датчика 1. При этом выходной сигнал полупроводникового датчика 1 увели- ЗО чивается и компенсирует уменьшение его чувствительности, вызванное увеличением температуры,. Известно, что температурная зависимость выходного сигнала полупроводникового датчика 1 0 , питаемо го от генератора 8 тока, описывается показательной Функддией где О, - выходной сигнал при 293 К;в ,температура полупроводникового датчика 1;То - 293 К- температурный коэффицие нт.Термодатчик 7 изготовлен из высокоомного кремния. В данном устройстве температурная зависимость напряжения ца нем описывается показательной функ- цией где 1 , - напряжение на термодатчике 7 при То Ф. - температурный коэффициент,Для полупроводниковых датчиков 1,изготовленных из высокоомного кремния, 8работаюдцих в области тепловых носителейтока, где полупроводниковый датчик 1имеет квадратичную характеристику,-ф = о, что является условием термокомпенсации в широком температурномдиапазоне с погрешностью, превышающей+ 05% Качественное и количественное совпадение законов измерения вьдходногосигнала полупроводникового датчика 1 итермодатчика 7 позволяет уменьшить погрешности измерения и расширить температурный диапазон. Термодатчики 7, изготовленные из высокоомного кремния,просты, стабильны, разброс их температурных характеристик це превышает 3%,т,е, почти на два порядка меньше, чем усерийных полупроводниковых терморезисторов, В предложенном устройстве полупроводниковый датчик 1 выполнен в видепластинки малых размеров, что обеспечивает малое тепловое сопротивление и защищает его от нагрева при поглодценииСВЧ мощности.В устройстве исключается высоковольтный источник питания, а регулировка напряжения питания на полупроводниковомдатчике 1 осуществляется изменениемэталонного резистора 4.Предложенный преобразователь СВЧсигналов можно широко применять в измерителях импульсной СВЧ мощности вжестких климатических условиях,формула изобретения 1. Преобразователь сверхвысокочастотньдх сигналов, содержащий полупроводниковый датчик, установленный в линии передачи, термодатчик, подключенный одним выводом к источнику питания, и генератор тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения при расширении температурного диапазона, между источником нитания и выводом полупроводникового датчика введены последовательно соединенные эталонный резистор и регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного блока сравнения, неицвертирующий вход которого подключен к общей точке соединения гецератора тока и термодатчика, а ицвертируюшцй вход - к обшей точке соединения эталонного резистора и регулирующего элемента,2, Преобразователь сверхвысокочастотных сигналов по п, 1, о т л и ч а ю 5 7 щ и й с я тем, что полупроводниковый датчик и термодатчик выполнены из высокоомного кремния.Источники информации,принятые во,внимание при экспертизе 368 61. Па;,жа А. С., Микалаускас К. К.Компенсация выходного сигнала датчиковСВЧ мощности. Известия вузов", серияЗаказ 333/16 Тираж 103.9 ЦНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, РаущскаПодписноетета СССР открытий наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Составитель В. МавринРедактор Т. Портная Техред Э. Чужик Корректор