Способ определения температурных искажений высокочастотного сигнала в усилителе вертикального отклонения осциллографа

.Н.Лисенк осряжения, приведенобретения, 3 ил. тематического го в описании ГОСУДАРСТВЕННЫЙ (ОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОАНИЕ ИЗОБР(56) Немировский В.М. Повышение устойчивости широкополосных балансных УПТ типа ОЭ-ОБ. Средства связи, 1980, 9 5.Блюдин Е,К. и др. Портативные осциллограФы. М.: Сов. радио, 1978, с.19, 242, 243, 162-167(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ИСКАЖЕНИЙ В 1 СОКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА В УСИЛИТЕЛЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИИ ОСЦИЛЛОГРАФА(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике, Целью изобретенияявляется сокращение времени выполняемых измерений и упрощение реализации способа. Сущность предложенного способа заключается в том, что температурные искажения ВЧ-сигналовна выходе усилителя вертикальногоотклонения осциллографа определяютсяне в ус)1 овиях изменения температурыокружающей срегц), а при нормальнойтемпературе путем измерения участкаамплитудно-частотной характеристики.Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 гармонических колебаний, усилитель 2 вертикальногоотклонения, электронно-лучевую трубку3, канал 4, частотомер 5 и вольтметр6 переменного тока. Усилитель 2 включает в себя аттенюатор и широкополный усилитель постоянного тока на основе токовых элементов Джильберта,Канал 4 горизонтального усиления состоит из синхронизатора, блока раз;вертки и усилителя горизонтальногоотклонения. Величина температурныхискажений сигнала определяется из1135ИзобретеНие относится к радиоизмерительной технике, в частности к способам определения температурных искажений высокочастотного сигналав усилителе вертикального отклонения электронно-лучевого осциллограФа,Цель изобретения - сокращение времени измерений и упрощение способа.Сущность способа заключается в том, что температурные искажения высокочастотных сигналов на выходе усилителя вертикального отклонения осциллограФа определяются не в условиях изменения температуры окружающей среды, а при нормальной температуре путем измерения участка амплитуцночастотной характеристики.На Фиг,1 представлена структурная схема устройства, реализующего споеоб; на Фиг,2 - Форма амплитудно-частотной характеристики усилителя вертикального отклонения при нормальной Т (Т = 300 К), повышенной Т (Т = = 365 К) и пониженной Т(Т,: 250 К) температурах; на Фиг.З - Форма амплитудно-частотной характеристики усилителя в нормальных условиях, рабочая точка на ее спаде, приращение частоты и выходного сигнала.Структурная схема устройства включает в себя генератор 1 гармонических колебаний, усилитель 2 вертикального отклонения, электронно-лучевую трубку 3, канал 4, частотомер 5 и вольтметр 6 переменного тока. Выход генератора 1 гармонических колебаний соединен с входом усилителя 2 вертикального отклонения. Первьи выход усилителя 2 вертикального отклонения подключен к вертикально отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки 3. Первый вход канала 4 горизонтального отклонения соединен с шиной сигнала синхронизации (Вх.Х), а первый выход - с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 3.Вход частотомера 5 при необходимости подключается к выходу генератора 1 гармонических колебаний, а вход вольтметра 6 переменного тока - к выходу усилителя 2 вертикального отклонения.В качестве генератора 1 гармоничес, ких колебаний используется прибор Г 4- 107 или другой генератбр, соответствующий полосе пропускания усилителя 2 вертикального отклонения, содержащего аттенюатор и широкополосный 7849усилитель постоянного тока на основетоковых элементов Цжильберта.Канал 4 горизон гального усиления 5состоит из синхронизатора блока разФвертки и усилителя горизонтальногоотклоненияВ качестве частотомераиспользуется прибор ЧЗили модельдругого типа в зависимости от полосыча.стот усилителя 2 вертикального отклонения, а в качестве вольтметрапеременного тока - прибор В 3-49.Способ осуществляют следующимобразом.На вход усилителя 2 вертикальногоотклонения (Вх. У) подают сивнал свыхода генератора 1 гармоническихколебаний с частотой Г (Фиг,1). С помощью вольтметра б переменного тока ичастотомера 5 (Фиг 1),измеряют амп-литуду У, и частоту 1, исследуемогосигнала (Фиг.З). Если в высокойточности измерений необходимостинет, измерение параметров сигнала 25 производится по экрану трубки 3, Затем при неизменной амплитудевходного сигнала частота Г выходного сигнала генератора 1 гармонических колебаний увеличивается до знаЗ 0 чения+и снова измеряется амп -литуда (1 выходного сигнала. Вычислив приращение коэФФициента усиленияусилителя 2 П,(Г) = П, - У и значение ЬГ, определяют температурные 35искажения (при температуре Т) высокочастотного сигнала на выходе усилителя 2.Независимо от схемы каскадов, накоторых построен многокаскадный уси.ф,.литель 2 вертикального отклонения,частотная зависимость его относительного коэФФициента усиления определяется выражением= 11 + ЬТ) Дгде с - постоянная времени каскада,и - число каскадов, Поскольку от,температуры зависит только Г , температурные искажения выходного сигнала на выходе усилителя 2 можно определить путем замены температурныхисследований частотными (ьи Г в указанной Формуле эквивалентны). Такаязамена существенно сокращает времяизмерений и их стоимость, посколькуотпадает необходимость в длительныхи дорогостоящих климатических исследованияхВозможность замены сложных температурных исследований (Фиг.2) простыми частотными (Фиг.3) иллюстрирует849 искажениям и, следовательно, макси-; мальны на спаде амплитудно-частотной характеристики. На горизонтальном (низкочастотном) участке (фиг.З) этой характеристики температурные искажения близки к нулю, поскольку в токовых элементах Джильберта от температуры зависит главным образом граничная частота Г. На низких частотах и на постоянном токе (Г = 0) стабильность усилителя определяется отношением "внутренних" ивнешних" токов дифференциальных каскадов и это отношенйе от температуры практически не зависит,П р и м е р, Экспериментальное исследование предлагаемого способа определения температурных искажений высокочастотного сигнала производится на усилителе вертикального отклонения осциллографа С 1-114 с полосой пропускания 0-50 МГц. При подаче на вход усилителя гармонического сигнала величиной 18 мВ и частотой 30 МГц напряжение, измеренное с помощью вольтметра ВЗна одном плече усилителя, составляет У, = 3,6. В (ЭФФ, а на симметричном выходе 7,2 В. При изменении частоты входного сигнала до значения Г + Ь = 35 МГц напряжение на выходе (при неизменной амплитуде сигнала на выходе) уменьшается до значения П = 6,8 Б. Следовательно, при 1 = 65 С (348 К) температурные искажения сигнала составляют в соответствии с формулой (1) ЬБ ь,к,= -1,22 В, а знак минус указывает на уменьшение величины сигнала, Соответственно при охлаждении усилителя до -50 С (223 К) ЬПвых= 2 эЗ В.1Формула изобретения К Ко 25(2) 35 в усилителе вертикального отклоненияосциллографа, основанный на воздействии на вход усилителя вертикального отклонения гармоническим сигналом с частотой, на которой измеряюттемпературные искажения, и измерении.выходного сигнала, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени измерения и упрощения способа, изменяют частоту гармонического сигнала при сохранении егоамплитуды на входе усилителя вертикального отклонения на Величину,то для случая, когда в качестве усилителя вертикального отклонения осциллографа применяется дифференциальньгй усилитель постоянного тока типа ОЭ-ОБ.Анализ выражения (1) для многокаскадного усилителя 2 вертикального55 о отклонения, выполненного на токовых элементах Джильберта, показывает, что температурные искажения выходного сигналя пропорциональны частотным 3 1357 ся преобразованиями приведенной зависимости, Взяв производныепо Т и Ю, приходим к равенству, подтвержда" ющему возможность упрощения измерения температурных искажений выходного сигнала усилителя 2.Модуль относительного коэффициента усиления многокаскадного усилителя вертикального отклонения равен где К - комплексный коэффициент усиления усилителя;К - коэффициент усиления усилителя по постоянному току;Л- постоянная времени усилительного каскада;и - число каскадов.Для современного усилителя верти кального отклонения на основе токовых элементов Джильберта- 1/ыТ и, следовательно, при неизменной амплитуде входного сигнала чины входного и выходного сигнала усилителя.После дифференцирования (1) по . температуре Т и частоте и находим где М , = Ь Г /Г, - температурный коэффициент граничной частоты Г,.транзистора,оПоскольку Ы ьт = -1,33/Т, после 40подстановки в (2) получаемт,Ь И к 1 1,33Ь 1)к (".) Т, ф 5- 1 33 --- "- - 1 1 п9То Аналогичные соотношения имеют месСпособ определения температурныхискажений высокочастотного сигналаГТ 10 То Составитель Л,СорокинаГереши Техред И,Дидык Корректор С.1 Цекма дакт Тираж 730 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Иосква, Жаказ 5993 4 одписноетета СССР ногнийРауш и открытииская наб., д.475 оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектна 1357849 при которой приращение амплитуды вы- =(11 -П / ходного сигнала превышает заранее званную величину, например разрешающую способность блока измерения5 выходного сигнала, фиксируют приращение выходного сигнала и приращение частоты, а величину температурных искажений сигнала определяют из соот- ношения-1,334.1 выл( г)ь 3 (т) - ф ывью Тогде баев = приращение выходного сигнала приизменении частотына величину 4 Г;частота сигнала;температура, прикоторой определяются температурныеискажения сигнала;температура в нормальных условиях