Устройство измерения мощности свч

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3(50 С 01 К 21/04 21 оД венно г ходылоков три рой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство, СССРВ 317985, кл. С 01 К 21/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 369506, кл, С 01 К 21/04, 1971(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ СВЧсодержащее индикатор, блокуправления, первый выход которогосвязан с первым входом высокочастотного переключателя, второй вход которого подключен к входной клемме устройства, а выход через последовательно соединенные термистор и частотноимпульсный мост подключен к первомувходу преобразователя частота-код,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения быстродействия,в него введены три блока памяти, блоксуммирования, блок. вычитания, причемвторой выход блока управления подключен к первому входу первого ждущегомультивибратора, первый выход которого связан с первым входом блока управления, второй выход упомянутогомультивибратора соединен с входомвторого ждущего мультивибратора, атретий выход соединен с одним входомпервого ключа, другой вход последнегосвязан с первым входом преобразователя частота-код, выход первого ключасвязан с одним входом счетчика, другой вход которого соединен с первымвыходом второго ждущего мультивибратора, второй выход последнего связанс вторым входом блока управления,801118930 А четчика подключен непосред первым входам первого, вт третьего блоков памяти, вт ервого, второго и третьего памяти связаны соответстве с третьим, четвертым и пятым выходамиблока управления, выход первого блокапамяти соединен с первым входом блокасуммирования, выход второго блока памяти связан с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока суммирования,блок суммирования вторым входом соединен с выходом третьего блока памяти, а выхбд блока вычитания подключен к первому входу индикатора, связанного,вторым входом с шестым выходом блока управления. 2, Устроиство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит тактовый генератор, триггера, четыре элемента И, вто- ффф ключ и кнопку, которая через пер- ффффф вый триггер связана с первь 1 м входом й второго ключа, второй вход которого Яб подключен к выходу тактового генера- Щ тора, выход упомянутого ключа явля- фф ется вторым выходом блока управления, первый вход блока управления является входом второго триггера, единичный выход второго триггера связан с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, нулевой выход второго триггера связан с первым входом четвертого элемента, И и с входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера подключен к второму входу первого элемента И, нулевой выход третьего триггера связан с вторым входом второго элемента И причем второй вход блока управФления подключен к третьим входам первого и второго элементов И, а также к вторым входам третьего и четвертого элементов И, единичный выход второго триггера является первым выхо 118930дом устройства управления, а выходыпервого, второго, третьего и четвертого элементов И являются соответственно третьим, пятым, шестыми четвертым выходами блока управления,4 1Изобретение относится к о лся к области тоты пропорционально величине измерадиоизмерении и можи может быть исполь- ряемой мощности СВЧ,их измерителях Для уменьшения влияния изменениязовано в автоматических изме. температуры окружающей среды работамощности СВЧ,Известны устроиства измеизмерения мощ устройства осуществляется в три такности СВЧ, чувствительным элемьным элементом , та. В первом такте длительностью Ткоторых является термистор, уистор установ- мощность СЗЧ на термистор еще не поденный в одно из плеч самасамабалансиру- дана, и реверсивный счетчик запоминающегося термисторного мо т ,г моста которыйет число импульсов, прошедших на егобалансируется прямоугоугольными импуль суммирующий вход за время Т . Восами, и информация о велвеличине измеря- втором такте длительностью 2 Т натермистор подается измеряемая мощемой мощности С выдается вность СВЧ, и с реверсивного счетчикаразности частот на выходе моста дои после подачи на его вход изход измеряемой списывается" число импульсов, по 15 ступающих на его вычитающий вход вмощности СВЧ 1 ,Такое устройство имеет недоеет недостаточ- этом такте. В третьем такте длительную чувствительность, так как втак как величи- ностью Т мощность СВЧ с термистораоа составляет снимается, импульсы поступают на сумна мощности самобаланса составляй емпературе ок- мирующий вход реверсивного счетчика.20-40 мВт при низко температружающей среды и малои величивеличине изме По окончании третьего такта на выходереверсивного счетчика устанавливаетсяряемой мощности СВЧ соответствуетслишком малое изменение выходно"ение выходной код, соответствующий разности междучислом импульсов, поступающих на сумчастоты.Наиболее близким к изо ретизобретению мирующий вход реверсивного счетчикапо техническо сущности явй сти является уст в первом и третьем тактах, и числомройство измерения мощностищности СВЧ содер- импульсов, поступивших на его вычижащее индикатор, лок унб управления пер- тающий вход во втором такте, Полученвым входом высокочастотного петотного переклю- ный код несет информацию о величине,чателя, второй входЪ вход которого подклю- измеряемой мощности СВЧ,чен.к входной схеме устройства, а вы- Зо Так как эа время измерения темпераход через последовательно соединенные тура окружающей среды, а следовательтермистор и частотно-импульсный мост но, и частота на выходе частотно"имподключены к первому входу преобра пульсного моста изменяются практичесзователя.частота-код 2 . ки по линейному закону, то число им 35 пульсов поступивших на суммирующийФРабота этого устроиства оа основана вход реверсивного счетчика в первомна методе замещения, прпри котором из- и третьем тактах, равно числу импульмеряемая мощность СВЧ замещается мощ- сов которое поступило бы на вычитауностью импульсов у албалансирующих тер- юций вход его во втором такте прири подаче на 4 О отсутствИи измеряемой мощности СВЧ,мисторный мост, т.е. при подвход моста измеряемо . мощй СВЧ мощности т.е. измерение числа импульсов пришается на та- отсутствии измеряемой мощности СВЧмощность импуль"ов уменьшаетсят уменьшения и при ее наличии производится каккую же величину за счет уменьменение час- бы одновременно, что позволяет исклюих частоты, При этом изменени3 1118930 4чить из результата измерения темпера- образователя частота-код, выход перволюча связан с одний входом счетчитурную составляющую погрешности. го ключа связа д дОднако при необходимости непрерыв- ка, другой вход которого соединен с.ного измерения мощности СВЧ длитель- первым выходом второго ждущего мультиность одного цикла, равная о, поавная 4 Т по- вибратора второй выход последнего свяУлучается довольно большой, т,е. быст- зан с вторым входом блока управления,родействие такого устройс ваустройства не вели- выход счетчика подключен непосредствко. Кроме того, в реальном устройстве но к первым входам первого, второгоподача, и снятие измеряемой мймой мощности и третьего блоков памяти, вторые вхоСВЧ сопровождается переходным процес ды первого, второго и третьего блоковпамяти связаны соответственно с третьсом,Наличие переходного процесса приесса при- им четвертым и пятым выходами блокаЭводит к ошибке при измерении мощно -ении мощнос- управления, выход первого блока памяти соединен с первым входом блокати, поскольку число импульсов, запис ммирования, выход второго блокасанных в реверсивный счетчик за вре У Рмяти связан с первым входом блокаг измерения превышает число памяти свя рвто ой вход которого соимпульсов, соответствующее величине вычитания, второи входе инеи с выходом блока суммирования,измеряемой мощности СВЧ на величинуедТблок суммирования вторым входом соЬИ, причемо20 единен с выходом третьего блока памяЬМ = 2 Ре й = 2 ЬРй= 2 Ь ти, а выходблока вычитания подклюочен к первому входу индикатора, святак как е = О при Т )-Тзанного вторым входом с шестым выхогде Т - постоянная времени переход- дом блока управления.ного процесса.Кроме того, блок управления содерМетодическая погрешность, обуслов- т тактовый генератор, три триггераленная наличием переходного процесчетыре элемента И, второй ключ и кнопса, может быть определена какку, которая через первый триггер свяьМ 2 дР зана с первым входом второго ключа,- 1 ОО" Т - 30 ,р,й ,дЧ дГ 2 Т1 ходу тактового генератора, выход упоНедостатком этого устройства яв- мянутого ключа является вторым выхоляется низкое быстродействие, дом блока управления, первый входблока управления является входом втоЦель изобретения - повышение быстрого триггера, единичный выход втоРочго триггера связан с,первыми входамиПоставленная цель достигается первого, второго и третьего элементовтем, что в устройство, содержащее И, нулевой выход второго триггераиндикатор, блок управления, первый связан с первым входом четвертоговыход которого связан с первым вхо элемента И и с входом третьего триг"дом высокочастотного переключателя, гера, единичный выход третьего тригвторой вход которого подключен к гера подключенк второму входу первходной клемме устройства, а выход вого элемента И, нулевой выход третьчерез последовательно соединенные его триггера связан с вторым входомтермистор и частотно-импульсный мост 45 второго элемента И; причем второйподключены к первому входу преобразо- вход блока управления подключен квателя частота-код, введены три блока третьим входам первого и второго элепамяти блок суммирования блок вы- ментов И, а также к вторым входамФ Ун в Ичитания, причем второй выход блока третьего и четвертого элементовуправления подключен к первому входу 50 единичный выход второго триггера явпервого ждущего мультивибратора, пер- ляется первым выходом устройствавый выход которого связан с первым управления, а выходы первого, второвходом блока управления, второй выход го, третьего и четвертого элементовупомянутого мультивибратора соединен И являются соответственно третьим,с входом второго ждущего мультивибра пятым, шестым и четвеРтым выходамитора, а третий выход соединен с одним блока управления.входом первого ключа, другой вход по На чертеже представлена схемаследнего связан с первым входом пре- устройства.5 1118Предлагаемое устройство содержит последовательно соединенные высокочастотный переключатель 1, термистор 2, частотно-импульсный мост 3, преобразователь частота-код 4, содержащий первый ключ 5, вход которого соединен с выходом частотно-импульсного моста 3, выход - с входом счетчика 6, а управляющий вход - с первым выходом ждущего мультивибратора 7, вторым выходом соединенного с входом ждущего мультивибратора 8, первый вы- . ход которого соединен с управляющим входом счетчика 6, выходом соединенного с входами первого 9, второго 10 и третьего 11 блоков памяти, выходы первого 9, второго 10 и третьего 11 блоков памяти соединены с входами блока суммирования 12, выход которого, а также выход второго блока папяти 10 соединенЫ с входами блока вычитания 13, выходом соединенного с индикатором 14, а также блока управления 15, содержащего кнопку 16, соединенную с входом первого триггера 17, тактовый генератор 18, соединенный с первым входом ключа 19, вторым входом соединенного с выходом триггера 17, а выходом - с входом ждущего мультивибратора 7, второй выход которого соединен с входом триггера 20, нулевой выход которого соединен с входом триггера 21, а единичный выход триггера 20 так же, как единичный выход триггера 21 соединен с входами первого элемента И 22, пер 35 вый вход второго элемента И 23 соединен с нулевым выходом второго триггера 20, и выходом третьего элемента И 24, входы которого соединены с нулевым выходом триггера 21 и единичным выходом триггера 20, четвертого элемента И 25, первый вход которого соединен с единичным выходом триггера 20, один из входов первого45 22, второго 23, третьего 24 и четвертого 25 элементов И соединены с вторым выходом ждущего мультивибратора 8, выход элемента И 22 соединен с управляющим входом блока памяти 9 выход элемента И 23 соединен с управляющим50 входом блока памяти 10, выход третьего элемента И 24 соединен с входом блока памяти 11, выход четвертого элемента И 25 соединен с управляющими входами блока суммирования 12, блока вычитания 13 и индикатора 14, единичный выход триггера 20 соединен с управляющим входом высокочастотного пе 930 ареключателя 1, подключенного к входной клемме устройства 26.Работа устройства осуществляется следующим образом.С помощью кнопки 16 триггер 17 устанавливается в такое состояние, при котором открывается ключ 19, и импульсы с выхода тактового генератора 18 начинают поступать на вход ждущего мультивибратора 7. Ждущий мультивибратор 7 вырабатывает импульсы длительностью То, на время каждого из которых открывается ключ 5 и на счетный вход счетчика 6 начинают поступать импульсы с выхода частотно-импульсного моста 3. Задним фронтом выходного импульса ждущего мультивибратора 7 запускаются ждущий мультивибратор 8 и триггер 20 с нулевог выхода которого запускается триггер 21, В результате совпадения импульсов, поступающих с выхода ждущего мультивибратора 8, триггеров 20 и 21, на выходе элемента И 22 появляется импульс, совпадающий с выходным импульсом ждущего мультивибратора 8. Этот импульс поступает на управляющий вход блока памяти 9, который запоминает код на выходе счетчика 6. Этот код соответствует значению частоты на выходе частотно-импульсного моста 3 до подачи мощности СВЧ. Задним фронтом импульса ждущего мультивибратора 8 счетчик 6 приводится в исходное состояние. Далее импульс с единичного выхода триггера 20 вклю.чает высокочастотный переключатель 1, и на термистор 2 поступает измеряемая мощность СВЧ, По приходе второго импульса с тактового генератора 18 ждущий мультивибратор 7 вырабатывает импульс, под воздействием которого открывается ключ 5, и счетчик 6 считает импульсы на выходе частотно-импульсно-, го моста 3. По окончанйи счета код соответствующий значению частоты на выходе частотно-импульсного моста при доданной мощности СВЧ, запоминается вторым блоком памяти 10 по команде элемента И 23, Задним фронтом второго импульса ждущего мультивибратора 8 счетчик 6 приводится в исходное состояние. По приходе третьего импульса с тактового генератора 18 производится измерение частоты на выходе частотно-импульсного моста 3 при отсутствии мощности СВЧ. Код, соответствующий этой частоте, поступает на блок памяти 11 по команде элемента И 24.1118930 Тираж 710 ВННИПИ Заказ 7445 д,ул. Проектывя,4 По команде элемента И 25 блок суммирования 12 вычисляет среднее значение кодов, хранящихся в блоках памяти 9 и 11 - , Зяачеиия кодов К и КеКч+2 3 соОтветствуют частоте на выходечастотно-импульсного моста 3 до подачи и после снятия с термистора 2 измеряемой мощности СВЧ. Блок вычитания 13 определяет значение кода йК = к,+ к2 к- где К - код соответстг 1вующий частоте на выходе частотно- импульсного моста 3 при заданной мощности СВЧ. Величина кода Д К соответ ствует величине измеряемой мощности СВЧ и индицируется индикатором 14,В момент времени Т на термистор 2 подается измеряемая мощность СВЧ, По;окончании переходного процесса, 20 длящегося , за время Т осуществляется преобразование выходной частоты частотно-импульсного моста 3 в коди последующее запоминание в блокепамяти 2. В момент времени С мощностьСВЧ снимается с термистора 2. По окончании переходного процесса за времяТо осуществляется преобразованиевыходной частоты частотно-импульсного моста 3 в код, запоминание кодаблоком памяти 11, вычисление и индикация результата. Таким образом, в предлагаемом устройстве один цикл измерения состоит только из двух тактов, так как при вычислении используется значение кода К, полученного в предыдущем цикле. Кроме того поскольку погрешность устройства не зависит от соотношения времени установления и времени преобразований, последнее может быть достаточно малым, не превышающим время установления,