SU1318923A1 - Цифровой измеритель мощности СВЧ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерени м . Цель изобретени  - повыРсвч шение точности измерений. Устройство содержит переключатель 1 мощности, измерительный мост 2, усилитель 3, блок 7 управлени , .счетчик 9, генератор 10 опорной частоты, индикатор 11 и пересчетный блок 12. Погрешность преобразовани  снижаетс  за счет введени  компаратора 4, триггера 5, формировател  6 импульсов и вычислител  8. Новые функциональные св зи, реализующие широтно-импульсное управление измерительным мостом 2, позвол ют повысить помехозащищенность цифрового измерител . 2 ил. « (О Фиг.

Description

113

Изобретение относитс  к области

радиоизмерений, а именно к устройствам измерение мощности сверхвысоки частот (СВЧ).

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурна  схема цифрового измерител  мощ- нести СВЧ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы цифрового измерител  мощности СВЧ.

Цифровой измеритель мощности СВЧ состоит из переключател  1 мощности, измерительного, моста 2, усилител  3 дифференциального, компаратора 4, триггера 5, формировател  6 импульсов , блока 7 управлени , вычислител  8, счетчика 9, генератора 10 опорной частоты, индикатора 11, пересчетного блока 12.

Блок 7 управлени  состоит из двух ключей 13 и 14,. дополнительного триггера 15, делител  16 частоты, формировател  7,

Переключатель мощности выходом соединен с чувствительным элементом (термистором) моста 2, к диагонал м которого подключен 1 последовательно дифференциальный усилитель 3 и компаратор 4. Выход компаратора соединен с первым входом триггера 5 и первым входом блока 7 управлени . Выход триггера 5 соединен с вторьсм входом компаратора 4 и через формирователь 6 с входом питани  моста 2. Пересчетный блок 12 состоит из последовательно включенных генератора 10 опорной частоты и счетчика 9, информационные вьгходы которого соединены соответственно с вычислителем 8, а выход переполнени  счетчика 9 соединен с вторым входом триггера 5. Первый вход блока, управлени  соединен одновременно с входом делител  I б частоты и первыми входами ключей 13 и 14, выходы которых соответственно соединены с входами дополнительного триггера 15, пр мой выход которого соединен с входом управлени  переключател  1 мощности, вторым входом ключа 14 и первым входом вычислител  8-. Инвер- сньш выход триггера 15 соединен с вторым входом KJuoqa 13, а выход делител  16 частоты через формирователь 17 - с вторым входом вычислител  8, информационные выходы которого соединены с индикатором 11.

На фиг. 2 изображены сигнал 18 переполнени  счетчика 9 импульсов.

89232

сигнал 19 на выходе триггера 5, сиг-

нал 20 на выходе компаратора 4, сигнал 21 на пр мом выходе дополнительного триггера 15, сигнал 22 на выходе

. формировател  17 коротких импульсов, сигнал 23 кода пересчетного блока 12, сигнал 24 текущего значени  пр мого кода счетчика 9 импульсов и сигнал 25 информационного кода вычислител 

O 8, переписываемого в регистр цифрового индикатора 11.

Цифровой измеритель мощности СВЧ работает следующим образом.

В первый момент времени после .

f5 включени  переключатель 1 закрыт и мощность СВЧ на термистор не поступает (интервал времени O-t). Код пересчетного блока 12 после включени  цифрового измерител  мощности СВЧ ме0 н етс  по линейному закону (сигнал 23, фиг. 2е) до переполнени  счетчика (интервал времени 0-t).

На управл ющем выходе счетчика 9 по вл етс  последовательность импуль25 сов (сигнал 18, фиг.2а), поступающих на второй вход счетного триггера 5, например на С-вход 1К-триггера. Если бы не было сигнала 20 (фиг. 2в) с выхода компаратора 4 (например, при

30 отсутствии св зи усилител  3 и компаратора 4), то триггер 5 срабатывал бы на каждый перепад 1/0 сигнала 18, .поступаюЕ1его на первый вход (напри- мер, .R-вход) К-триггера,вырабатьгоа 

зг при этом сигнал 19 (фиг. 26) длительностью ц и периодом Т (интервал времени 0-7, фиг. 2), при этом Т больше посто нной времени термистора. Этот сигнал проходит через формирователь 6

Q импульсов, где формируетс  амплитуда и стабилизируетс  длительность его фронтов, и по цейи обратной св зи попадает на питающую диагональ моста 2, нагрева  термистор R,., и при водит термисторный мост 2 в состо ние равновеси . В первые моменты времени после включени  разбаланс моста велик, при этом компаратор 4 находитс  в единичном состо нии (сигнал 20,

Q фиг. 2в, интервал времени 0-t ). В момент баланса моста в первый такт измерени  (после прохождени  команды Пуск) при 0 срабатывает компаратор 4 и перепадами 1/0 сбрасывает

триггер 5. Таким образом, при отсут- . ствии на выходе триггера 5 по вл етс  последовательность импульсов с тем же периодом Т, но длительностью t (1 „).

313

При подаче на мост 2 входной мощности СВЧ (Р;.в ) ранее установленное условие баланса моста нарушаетс . Дл  восстановлени  баланса моста 2 во втором также измерени  мощность подогрева термистора по цепи обратной св зи должна быть уменьшена на величину Это происходит за счет уменьшени  длительность импульсов 19, т.е. срабатывание компаратора 4 происходит раньше, при этом разность установившегос  значени  длительности импульсов Т (t LO) и значени  длительности импульсов Тд , т.е.л to- f , пропорциональна величине входной мощности Pf. При этом обща  мопщость Р, рассеиваема  на термисторе, остаетс  посто нной, так как

Pj.PjaM +Рс1ч COnSt.(1)

Устройство 7 управлени  обеспечивает два такта измерени , т.е. последовательно чередующиес  отключение и включение переключател  1 мощности СВЧ дл  подачи Р на хермистор моста 2 (сигнал 21, фиг. 2г) и запись содержимого счетчика 9 в вычислитель 8 и первый такт измерени  (при 0) по перепаду 1/0 сигнала 21 и во второй такт измерени  (при 0) по сигналу 23 (фиг. 2д), который формируетс  формирователем 17 по каждому второму перепаду 1/0 сигнала на выходе счетчика - делител  16. Содержимое счетчика 9 в указанные моменты времени схематично представлено сигналом 24 (фиг. 2ж).

Цифровой эквивалент измер емой мощности (сигнал 25, фиг. 2з) соответствует разности кодов счетчика 9 импульсов (сигнал 24, фиг. 2ж) за два такта измерени , определ емого значением длительности импульсов X (при Pjjg 0). Диапазон изменени  t .

Разность кодов, соответствующа  величине , определ етс  соотношением

,

где Ng - значение кода, соответствующее длительности t сигнала 19;

N - значение кода счетчика 9, соответствующее длительности сигнала 19.

Разность кодов &.N вы вл етс  вычислителем 8,который может быть выполнен на основе известных реверсивных счетчиков. Согласно выражению

увеличение входной мощности

8923 (2)

вызывает пропорциональное увеличение кода на входе цифрового индикатора 11 (выходе вычислител  8) .

Точность измерени  во всех известных технических решени х определ етс  погрешностью преобразовани , котора  зависит от параметров пикового детектора и генератора управл емой

0 частоты, прежде всего от его стабильности и линейности выходной характеристики . В предлагаемом цифровом измерителе мощности СВЧ высока  точность измерени , по сравнению с из5 вестным, обеспечиваетс  за счет введени  новых функциональных св зей, реализующих широтно-импульсное управление термисторным мостом, что позвол ет повысить помехозащищенность цифрового измерител  за счет снижени  преобразовани  при использовании ,.. простых средств: компаратора, триггера , формировател  импульсов, счетчика импульсов и генератора опорной час5 тоты, стабильность которого на 2-3 пор дка вьш1е стабильности генератора 1управл емай частоты в известном уст- ройстве. В этом случае погрешность преобразовани , завис ща  от изменени  температуры окружающей среды и других возмущающих факторов, определ етс  только нестабильностью порога срабатывани  компаратора, вли ние которого на общую погрешность преобразовани  крайне незначительно ввиду малости интервала времени T двух срабатываний компаратора.

0

0

5

Предлагаемое техническое решение цифрового измерител  мощности СВЧ позвол ет упростить получение цифрового эквивалента измер емой мощности СВЧ по сравнению с известным за счет использовани  простой пересчетной схемы блока 12.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой измеритель мощности СВЧ, содержащий переключатель, мост из активных сопротивлений с термистором, диагональ моста соединена с усилителем , блок управлени , пересчетный блок и индикатор, отличаю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введены формирователь импульсов, триггер, вычислитель и компаратор, первый вход которого соединен с выходом усилите5 131

   л , второй вход соединен с выходом триггера и входом формировател  импульсов , выход которого соединен о диагональю питани  моста, а выход соединен с первым входом триггера и входом блока управлени , первый выход которого соединен с первым управл ющим ВЗФДС1М-. вычислител  и управПоСА --

   ВтШени - ,,

   Q

   89236

   л  ющим входом переключател , а второй выход соединен с вторым управл ю- 1ЦИМ входом вычислител , выход последнего соединен с входом индикатора, а

   J информационный вход подключен к информационному выходу пересчетного блока, управл ющий выход которого соединён с вторым входом триггера.

   РСВЧ-О

   Составитель В. Шубин Редактор Л, Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник

   Заказ 2505/38 Тираж 730Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4

   Фиг. 2