Автоматический измеритель коэффициента шума

Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устрой-ства.для достижения поставленной целив автоматический измеритель коэффи 65. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматического измерения параметров активных устройств,в частности, транзисторов и усилителей.5Известно устройство для автоматического измерения коэффициенташума, содержащее генератор шумаи аттенюатор, в котором под действием,синхронизирующих импульсов к 16измеряемому устройству подключается и отключается аттенюатор, Выходной сигнал устройства усиливаетсяи синхронно детектируется, а полученным .постоянным током управляют 15током генератора шума, и по величине тока генератора шума,определяют коэффициент шума испытуемогоустройства 1 ,Недостатком устройства являет- ;рся то, что шумы исследуемого объекта оцениваются путем измерения тока генератора шума, что возможнотолько при линейной зависимостивыходной мощности генератоРа шумаот тока через него. Кроме того,устройство, имея выход в аналоговойформе, не .обеспечивает цифровой индикации измеряемой величины.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является цифровой измеритель коэффициента шума,содержащий регулируемый генераторшума, источник питания генераторашума, контактный блок для подключениякойтролируемого иэделия, источниккапитания контролируемого изделия,системуавтоматического регулирования,вентиль, смеситель, управляемый аттенюатср, усилитель промежуточнойчастоты, компаратор, счетчик, генератор импульсов и распределитель импульсов 21Однако это устройство работоспособно только при линейной зависимости шума от режима его питания, Поэ" 45тому верхняя граница частотного диапазона данного устройства находитсяв области относительно невысоких час. -тот, так как линейная зависимостьвыходной мощности "генератора шума 5)от тока через него характерна толькодля шумовых диодов с насыщением, верхняя граница использования которыхне превышает нескольких сот мегагерц,На более высоких частотах в качестве генераторов Шума используютсяполупроводниковые генераторы шума налавинно-пролетных диодах, выходная мощность которых нелинейно свя-зана с током через диод.60 циента шума, содержащий регулируемый генератор шума, источник питания ге нератора шума, контактный блок для подключения контролируемого изделия, источник питания контролируемого изделия, систему автоматического регулирования, вентиль, смеситель, управляемый аттенюатор, усилитель промежу точной частоты, компаратор, счетчик, генератор импульсов и распределитель импульсов, дополнительно введены направленный ответвитель, второй смеси- тель, электронный переключатель, опорный генератор шума промежуточной частоты и второй управляемый аттенюатор, при этом регулируемый генератор шума через последовательно соединенные направленный ответвитель и второй смеситель подключен к одному из входов электронного переключателя, к второму входу которого подключены последовательно соединенные опорный генератор шума промежуточной частоты и второй управляемый аттеиюатор, управляющий вход которого соединен со счетчиком, счетный вход которого подключен к распределителю импульсов, а управляющий вход соединен, с компаратором.На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений и тока, поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит управляемый генератор 1 шума на лавинно-пролетном диоде, источник. 2 питания генерато-. ра шума, направленный ответвитель 3, контактный блок 4 для подключения контролируемого изделия, источник 5 питания контролируемого изделия,вентиль б, первый смеситель 7, первый управляемый аттенюатор 8, усилитель 9 промежуточной частоты, компаратор 10, счетчик 11, опорный гена- ратор 12 шума промежуточной частоты, второй управляемый аттенюатор 13, второй смеситель 14, электронный пе,реключатель 15, систему 16 автоматического регулирования, гетеродйн 17, генератор 18 импульсов, распредели" тель 19 импульсов.От источника питания осуществляется питание генератора 1 шума на лавинно-пролетном диоде. Основная часть выходной мощности генератора 1 шума поступает через направленный ответвитель 3 на вход контролируемого иэделия через контактный блок 4 для его подключения, От источника 5 питания задается питание контролируемого изделия. Выход контактного устройства соединен через вентиль б с сигнальным входом первого смесителя 7, к гетеродинному входу которого подключен выход гетеродина 17.Выход смесителя через первый управляемый. аттенюатор 8, усилитель 9 промежуточной частоты, компаратор 1010:53022 собой набор ячеек двух-типов,которь 1 евключаются с помощью реле управляемыхот счетчика 11, причем кажрой циФресчетчика соответствует своя ячейка.Когда начинается цикл измерения последовательно включаются ячейки аттенюатора и сигнал опорного генераторашума на входе системы автоматического регулирования нарастает,Так каксистема автоматического регулирова-,ния стремится уравнять сигналы,тонарастает и ток генератора 1 шума.(Фиг.2 б),а,следовательно,.и его выход -ная мощность. Причем выходная мощностьизменяется с дискретностью измененияослабления второго управляемого ат- .тенюатора 13, т.е. изменяется полинейному закону (фиг. 2 в),Основная часть выходного сигнала генератора 1 шума поступает через направленный ответвитель 3 иконтактный блок 4 на вход контролиру-емого изделия, причем генератор шума промодулирован частотой Г (К (й),АМплитуда сигнала генератора шума меняется пэ линейному закону и увеличивается от импульса к импульсу на определенную величину.Эпюра сигнала навходе первого смесителя 7 показанана фиг. 2 г . В то время, когда генератор шума выключен, на .вход смесителя поступают только шумы контролируемого изделия Р. Когда включается генератор шума на вход смесителя поступают суммарные шумы контролируемого иэделия Р и генераторашума Рщ .Сигнал преобразуется смесителем в промежуточную частоту и поступает на первый управляеьый аттенюатор 8, работающий синхронно сгенератором шума. На тот период времени, когда генератор 1 шума включается,включается и аттенюатор 8 и сигфнал ослабляется в два рээа,а когдагенератор шума выключен, выключаетсяи аттенюатор 8 и сигнал проходит на.усилитель промежуточной частоты беэ.ослабления(фиг,2 д).Так как суммар- .ные шумы"Р +Р ослабляются в двараза, то в начальный период времеР +Рни сигнал, равный Х гш будет. 2меньше Р . В процессе работы устройства в связи с нарастанием мощности шумов генератора шума Р наступаетмомент, когдаУстройство работает следующим,образоМ,ф"40Сигнал с генератора шума через на.правленный ответвитель 3 и второй смеситель 14 поступает на один из входов электронного переключателя 15. На второй вход этого переключателя45 поступает сигнал с опорного генераф тора 12 шума, прошедший через второй управляемый аттенюатор 13, Электрон-. ный переключатель работает с чрстотой Й и поочередно подает сигналы генераторов шума на вход системы 16 авто-. матического регулирования (фиг. 2 а)Так как система автоматического регу-. лирования замкнута через источник питания генератора шума, она стре.мится свести к нулю разницу между амплитудами сигналов, поступающими на ее вход, изменением тока генератора шума на лавинно-пролетном диоде. Этот эфФект используется для оегулировки мощности генератора 60 шума, поичем регулировка проводится по каналу опорного генератора шума промежуточной частоты с помощью второго управляемого аттенюатора 13Управляемый аттенюатор представляет Х гщгиЭтот момент фиксируется компаратором 10, который останавливает счетчик 11, Счетчик .считает импульсы частотой К 2 ,поступающие с рапределителя импульсов на его счетный вход, а так как на каждом импульсе сЫгнал генератора 1 шума возрастает на опрЕделенную величину и начальсоединен с управляющим входом счет=чика 11,Выход генератора 18 импульсов соединен с входом распределителя 19импульсов, выходы которого подключены к управляющему входу первогоуправляемого аттенюатора, синхронизирующему входу компаратора и счетному входу счетчика. Часть выходной мощности генератора 1 шума йодается черед ответвитель 3 на сиг- Юнальный вход второго смесителя 14,к гетеродинному входу которого также подключен гетеродин 17. Выходвторого смесителя 14 соединен с одним из входов электронного переключателя 15. К другому. входу этогопереключателячерез второй управля"емый аттенюатор 13 подключен выход ,опорного генератора 12 шума промеджуточной частоты. Выход электронного;, 1переключателя через систему 16 авто-,матического регулирования соединенс управляющим входом источника 2питания генератора шума на лавинно-.пролетном диоде, Модулирующие вхо-.ды источника 2 питания и опорногогенератора 12 шума промежуточнойчастоты соединены с выходами распределителя 19 импульсов, С однимиэ выходов распределителя импульсов соединены управляющий вход злект ЗОронного переключателя 15 и синхронизирующий вход системы 16 автоматического регулирования. Выход счетчика 11 соединен с управляющим входом второго управляемого аттенюатора 13.1053022 Составитель Н.МиТехред И, Надь ктор О.Сопк каз 8865/43 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МоскТираж 710 Прственного комитета СССРзобретений и открытий .а, Ж, Раушская наб., д. исно П Патентф г. Ужгород, ул Проектная Фили ный уровень моШности генератора шума известен, счетчик фиксирует относительную температуру шума генератора шума, В силу же выполнения равенства (1) это и есть коэффициент шума контролируемого изделия. Таким обрезом, на цифровом индикаторе счетчика фиксируются по казания коэффициента шума контролируемого изделия в децибеллах.Применение предлагаемого измерителя коэффициента шума позволяет значительно расширить частотный диапазон измерения шумовых параметров контролируемых иэделий при сохранении высокой точности измерения, а также повышенной производи тельности контроля параметров за,счет использования цифровой индика"ции измеряемой величины. РасЧеты, подтвержденные эксплуатацией измерителя коэффициента шума транзисторов на предприятия- изготовителе транзисторов, настроенного по описанной схеме, показав ли, что экономический эффект от .10 применения предлагаемого технического решения составляет около 135 тыс. руб. эа счет расширения функциональных возможностей устройства, ввиду увеличения частотно го диапазона использования известного технического радения,алев Корректор Г. Решет ник