Устройство для измерения коэффициента шума четырехполюсника

ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕНИЯК АВТЬРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ц 9205 Сфез СоветсиииСфциалистическииРеспублик(51)М. Кл. с присоединением заявки М 6 О й 29/26 аваударатааиай камитет СССР ив делам изабретаиий и открытий(71) Заявитель Б 4) уСтройСтво для ивмЕРеНИя КОЭффицИЕнтА яумА четыРехполюсникАИзобретение относится к технике измерения параметров четырехполюсника и может быть использовано для измерения коэффициента шума при регу лировке и проверке усилителей, преобразователей частоты, транзисторов3 и микросхем.По основному авт,св, и 457940 известно устройство для измерениякоэффициента шума четырехполюсника, содержащее включенные последователь но источник шумового сигнала, испы-.туемый четырехполюсник, измеритель малых мощностей, электронный .ключ,.управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника шумового сигнала и индикатор, цифро вой логарифмический измеритель отношения напряжений, сумматор, блок ввода калибровочных чисел, при этом, выходы измерителя малых мощностей и электронного ключа соединены свходами. цифрового логарифмического , измерителя отношения напряжений, а его выход подключен к сумматору, дру гой вход которого соединен с выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход сумматора подключен к входуиндикатора 1Недостатком этого устройства является низкая точность измерения коэффициента шума малошумящих высокочастотных смесителей.Цель изобретения - повышение точности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения коэффициента шума цетырехполюсника, содержащее включенные последовательно источник шумового сигнала, испы" туемый четырехполюсник, измеритель малых мощностей электронный ключ, управляющии вход которого соединен с дополнительным выходом источника шумового сигнала, и индикатор, цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений сумматор, блок ввода калибровочных чисел, при этом0571 4 5 1 О 5 2 В 25 3 92 выходы измерителя малых мощностей и электронного ключа соединены с входами цифрового логариФмического измерителя отношения напряжений, а его выход подключен к сумматору, другой вход которого соединен с выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход сумматора подключен к входу индикатора, введены второй источник шумового сигнала, электрически управляемый переключатель, коммутатор кодов, регистр памяти и блок управления, при этом первый вход электрически управляемого переключателя соединен с входной клем. мой устройства, а второй его вход через второй источник шумового сигнала подключен к второму выходу первого источника шумового сигнала, а выход электрически управляемого переключателя соединен с входом измерителя малых мощностей, второй вход которого через регистр памяти соединен с входом сумматора и с первым входом коммутатора кодов, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход коммутатора кодов подключен к третьему входу цифрового логарифмического измерителя отношений напряжений, причем выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами регистра памяти, коммутатора кодов и электрически управляемого переключателя.Измеритель малых мощностей выполнен в виде последовательно соединенных преобразовательно-усилительного канала, электронного коммутатора и усилительно-детекторного канала, при этом управляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом генератора с электрически управляемой интенсивностью сигнала. 30 Э 5 4 О 45 50 55 Цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений выполнен в виде коммутатора сигналов, цифрового аттенюатора, элемента сравнения амплитуд огибающих сигналов и элемента. управления при этом первый выход коммутатора сигналов соединен с .первым входом цифрового аттенюатора, а второй выход коммутатора сигналов подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифрового аттенюатора, а выход элемента сравнения подключен к входу элемента управления, причем второй вход цифрового аттенюатор.- соединен с управляющим входом коммутатора сигналов.На фиг, 1 изображена структурная схема устройства, на Фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.Устройство содержит первый источник 1 шума, испытуемый четырехполюсник 2, измеритель 3 малых мощностей, электронный ключ 4, цифровой логарифмический измеритель 5 отношения напряжений, блок 6 ввода калибровочных чисел, сумматор 7, индикатор 8, второй источник 9 шума, электрически управляемый переключатель 10, коммутатор 11 кодов, регистр памяти 12, блок управления 13., преобразовательно-усилительный канал 14, электронный коммутатор 15, усилительно-детекторный канал 16, генератор 17 с управляемой интенсивностью сигнала, коммутатор 18 сигналов, цифровой аттенюатор 19, элемент 20 сравненя амплитуд огибающих сигналов, элемент управления 21, входные клеммы 22 и .23 устройства. Устройство работает в два этапа.На первом этапе блок управления 13 Формирует сигналы, под воздействием которых электрически управляемый переключатель 10 передает сигнал с выхода второго источника 9 ш.ма на вход измерителя 3 малых мощностей, из регистра памяти 12 поступает код на второй вход измерителя 3 малых мощностей, из коммутатора 11 кодов на третий вход цифрового логарифмического измерителя отношений поступа. ет код калибровочного числа п второго источника 9 шумового сигнала, формируемый блоком 6 ввода. Электронный коммутатор 15 поочередно с частотой Гх передает на вход усилительно-детекторного канала 16 сигналы с выходов преобразовательно-усилительного канала 14 и генератора с управляемой интенсивностью сигнала 17. Источники 1 и 9 шума работают в модулированном режиме с частотой модуляции Гм Лля частот выполняется условие 1 Ц Гк, Под действием кода от коммутатора 11 кодов коммутатор 18 сигналов передает на один из входов элемента сравнения 20 сигнал Щ с выхода электронного ключа 4, а на второй вход элемента сравнения поступает сигнал О непосредственно сгде Сп Гп К т д Г О. 40 5 920выхода измерителя 3 малых мощностей,через коммутатор 18 сигналов и цифровой аттенюатор 19, который ослабляет его в и раз, В результате навходах элемента сравнения 20 присутствуют сигналы, равные Ос= ЯГСпК,О, = Ъ (Гп + и к 2) Сп 1коэФфициент шума и пе" 5редачи мощности преобразовательно-усилительного канала 14 соответственно;калибровочное число источника 9 шумового сигнала,коэФфициент преобразования усилительнодетекторного канала на 25первом этапе,коэффициент пропорцио"нальности, р = КТОМ,постоянная Больцмана;стандартная шумовая . 30температура,эффективная шумовая полоса пропускания детек"торного усилителя в усилительно-детекторном З 5канале 1 б;действующее значениесигнала генератора 17. При указанном состоянии коммутатора 18 и аттенюатора 19 амплитуды огибающий компонент с частотой Гк в сигналах и соответственно равны А г 1 = . (О 12 - О) /2К ЖГч С 0 )/2А= (О, - Ц,2,)/г: ВК С/2Далее, под воздействием сигналов от элемента сравнения 20 элемент управления 21 изменяет свой выход 50 ной код, а генератор 17 - интенсив" ность сигнала. Изменение кода производится таким образом, цтобы уменьшилось различие между величинами Аи Р. Этот процесс заканчивается55 при выполнении равенства А 11 = А 12. Величина сигнала генератора 17 (дейст. вующее значение) при этом равна 571 6"Ог = В 0 - 1)Сп, На этом первыйэтап заканчивается.На втором этапе блок управленияформирует сигналы, под воздействиемкоторых электрически управляемый переключатель 10 передает сигнал свыхода испытуемого четырехполюсника2 на вход измерителя малых мощностей3; регистр памяти 12 сохраняет значение кода, полученное в конце первого этапа, а коммутатор 11 кодовпередает код с выхода блока управления 21 на управляющие входы комму"татора 18 сигналов и цифрового аттенюатора 19. На этом этапе производится измерение отношения амплитудогибающих компонент с частотой Гв сигналах Оц и 01.Уровни напряжений в сигналахОа и 06 на этом этапе равныо= огк 2 = (Г)С,к 2;Ои= Р(ГС + Гп - 1) Сп К;025= Ъ 1 Г + г 1)С + Г, - 11 СК,где К 2 " коэффициент преобразованияусилительно-детекторного канала 16 на втором этапе.Величинь Н и К 2 могут различаться вследствие изменения усиления канала под воздействием встроенной в него схемы автоматической регулировки уровня сигнала на входе детектора обеспечивающей работу последнего в области квадратичного участка характеристики. Амплитуды огибающих компонент с частотой Гк в сигналах О и Ос на входах логариФмического цифрового измерителя отношения напряжений соответственно равны: А 2= (022 - 021)/2 = ЬК 2 СаСГ/2, 0 тъ Огд /2 =,6 К 2 ССп /2 . По окончании уравновешивания сигналов в цифровом логарифмическом измерителе отношения напряжений 5 на его выходе устанавливается код Е = 101 дА 2/А 22 -- 101 оГ/пК который суммируется с кодом калибровочного числа первого источника шумового сигнала, записанного в децибелах (101 упк). Результат, представляющий собой величину измеренного коэффициента шума в децибелах, с выхода сумматора 7 поступает на индикатор 8,При уравновешивании сигналов на первом и втором этапе элемент 21 управления может реализовать раз15 Формула изобретения 1, Устройство для измерения коэффициента шума четырехполюника по авт.св. М 457940, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй источник шумового сигнала, электрически управляемый переключатель, коммутатор кодов, регистр памяти и блок управления, при этом первый вход электрически управляемого переключателя соединен с входной клеммой устройства, а второй его вход через второй источник шумового .сигнала подключен к второму выходу первого источника шумового сигнала, а выход электрически управляемого переключателя соединен с входом измерителя малых мощностей, второй вход которого через регистр памяти соединен с входом сумматора и с первым входом коммутатора кодов, второй вход которого соединен с вторым выходом блока .ввода калибровочных чисел, а выход коммутатора кодов Зо 25 30 35 Ео личные алгоритмы, в частности, возможно использование поразрядного уравновешивания, следящегд уравновешивания и др. Выполнение первого эта па можно производить не при каждом измерении, а лишь при изменении величины Гд из-за изменения частоты на которых производится измерение коэффициента шума, или иэ-за воздействия других факторов. 10Устройство позволяет устранить влияние собственных шумов измерителя малых мощностей и повысить точность измерения на 204. подключен к третьему входу цифровогологарифмического измерителя отношений напряжений, причем выходы блокауправления соединены с соответствующими управляющими входами регистрапамяти, коммутатора кодов и электрически управляемого переключателя,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измерительмалых мощностей выполнен в виде последовательно соединенных преобразовательно-усилительного канала, электррнного коммутатора и усилительнодетекторного канала, при этомуправляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом генераторас электрически управляемой интенсивностью сигнала.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений выполнен в видекоммутатора сигналов, цифрового аттенюатора, элемента сравнения амплитудогибающих сигналов и элемента управления, при этом первый выход комму-,татора сигналов соединен с первымвходом цифрового аттенюатора, а второй выход коммутатора сигналов подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединенс выходом цифрового аттенюатора, авыход элемента сравнения подключенк входу элемента управления, причемвторой вход цифрового аттенюаторасоединен с управляющим входом коммутатора сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРИ 457940, кл. 6 01 Й 29/26, 1973 (прототип),"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ли Тираж 719 ИИПИ Государственног по делам изобретений Москва, Ж, Раушск Подписноекомитета СССРоткрытийнаб., д, Ц/