Устройство для измерения мощности свч

Устройство для измерения мощности свч

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехническим измерениям и обеспечивает повьппение т-очности, измерения и сменность терморезистора (ТР). Устр-во содержит резисторную мостовую схему 1 с ТР 2 в одном плече, регулируемый аттенюатор 3, регулируемый источник (РИ) 4 постоянного тока, формирователь 5 двухполярных импульсов замещения , дифференциальный усилитель 6 постоянного тока, ;фильтры нижних частот 7, сумматор 8, делитель 9 аналоговых сигналов, генератор 10 управляемой частоты и блок 11 обработки и регистрации измерительной информации . Пои отсутствии на ТР 2 мощности СВЧ с помощью РИ 4 добиваются получения исходной частоты F, , следования импульсов на выходе генератора 10. Частота F, соответствует рабочей точке ТР 2, при которой его сопротивление равно сопротивлению смежного с ним регулируемого резистора R,. В таком состоянии равновесия рассеиваемая на ТР 2 мощность равна потребляемой от РИ 4 мощности. При подаче на ТР 2 мощности СВЧ происходит перераспределение мощности. Изменение рассеиваемой мощности компенсируется соотв. изменением мощности дополнительного разогрева от РИ 4. Точность измерения повьшается благодаря устранению нелинейности преобразования мощности СВЧ в разность частот следования импульсов замещения, связанной с изменением условий внешней окружающей среды и сменой ТР. 1 ил. (Л м со ч 4 ko О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (п 4 G 01 R 21/00

ICFr I), Q

Ф ФР

1г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4092789/24-09 (22) 17.07.86 (4Ь) 15. 11.88. Бюп. ¹ 42 (71) Московский институт электронной техники (72) В.Н.Поротов (53) 621.3 17.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1125552, кл, G 01 R 21/04, 1984, Измерение и контроль при производстве интегральных схем. — Сборник научных трудов. M.: Изд-во, МИЭТа, 1984, с . 49-Ь1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОЩНОСТИ СВЧ (57) Изобретение относится к радиотехническим ызмерениям и обеспечивает повышение точности измерения и сменность терморезистора (ТР). Устр-во содержит резисторную мостовую схему

1 с TP 2 в одном плече, регулируемьй .аттенюатор 3, регулируемый источник (РИ) 4 постоянного тока, формирователь 5 двухполярных импульсов замещения, дифференциальный усилитель Ь постоянного тока, фильтры нижних часÄÄSUÄÄ 1437790 А1 тот 7, сумматор 8, делитель 9 аналоговых сигналов, генератор 10 управляемой частоты и блок 11 обработки и регистрации измерительной информации. Пои отсутствии íà TP 2 мощности

СВЧ с помощью РИ 4 добиваются получения исходной частоты Е следования импульсов на выходе генератора 10.

Частота F соответствует рабочей точке TP 2, при которой его сопротивление равно сопротивлению смежного с ним регулируемого резистора R . В таком состоянии равновесия рассеиваемая на TP 2 мощность равна потребляемой от РИ 4 мощности. При подаче на TP 2 мощности СВЧ происходит перераспреде- Я ление мощности. Изменение рассеиваемой мощности компенсируется соотв. изменением мощности дополнительного С разогрева от РИ 4. Точность измерения повышается благодаря устранению нели- ф нейности преобразования мощности СВЧ в разность частот следования импуль- Iwsk сов замещения, связанной с изменением «ф, условий внешней окружающей среди и сменой ТР. 1 ил.

° а,Д

14З ?90

Изобретение относится к технике радиотехнических измерений и может быть использовано при разработке автоматических измерительных устройств, систем и приборов для измерения падающей мощности сверхвысоких частот (СВЧ).

Цель изобретения — повышение точности измерения и обеспечения сменно- 1О сти терморезистора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения мощности СВЧ.

Устрсйство для измерения мощности

СВЧ содержит резисторную мостовую схема 1 с терморезистором 2 в одном из плеч, диагональ питания которой через регулируемый аттенюатор 3 под2О ключена к регулируемому источнику 4 постоянного тока и формирователю 5 двуполярных импульсов замещения, а измерительная диагональ — к дифферен-25 циальному усилителю 6 постоянного тока непосредственно,и через фильтры ? нижних частот к соответствующим входам сумматора 8, делитель 9 аналоговых сигналов и последовательно соединенные генератор 10 управляемой частоты и блок 11 обработки и регистра ции измерительной информаПии, причем один из входов делителя 9 соединен с выходом усилителя 6, а другой — с выходом сумматора 8, выход делителя 9 35 соединен с входом генератора 10 управляемой частоты.

Устройство работает следующим образом.

4О

При отсутствии мощности СВЧ на терморезисторе 2 с помощью регулируемого источника 4 добиваются получения на выходе генератора 10 исходного (независящего от сопротивления термо ge резистора) значения частоты F, следования импульсов, соответствующей рабочей точке термореэистора R R,, при которой его сопротивление равно сопротивлению смежного с ним резистора R0 мостовой схемы 1 (или близко по значению к нему) и согласовано с волновым сопротивлением СВЧ-тракта терморезистивного приемного преобразователя . В этом состоянии устойчивого равновесия термореэистор нагрет до своей характеристической температуры Т, и рассеиваемая на нем мощность Р равна потребляемой P т.е.

В;(.; -8) =Р„+ KР, 1) где Р . = Р„„, + Р„- суммарная электрическая мощность, доставляемая по цепи обратной связи системы следящего преобразования и от источника 4 постоянного тока Рп,, 0 — температура окружающей среды, !

H — - коэффициент рассеяния термореэистора, — условный номер терморезистора, Р— номинальная мощность смещения терморезистора при нормальных условиях окружающей среды, определяющая его сопротивление в рабочей точке, Р— эквивалентная тепловая мощ3" ность, воздействующая на тер3 море зис тор и обусловленная отклонением параметров окружающей среды от номинальных, r — общее число учитываемых параметров.

Отсюда можно сделать вывод, что изменение рассеиваемой на терморезисторе мощности из-за изменения условий внешней окружающей среды можно скомпенсировать соответствующим изменением мощности дополнительного разогрева от источника 4, .т.е.

Р„; =- Е(Р,..., Р ). (2)

3- j

При подаче мощности СВЧ (Р „) на терморезистор происходит перераспределение потребляемой им мощности и в состоянии устойчивого равновесия уравнение теплового баланса принимает выл: омо и у МЕЧ

1 (З) где К вЂ” коэффициент эффективности

3 процесса замещения.

При постоянстве амплитуды U u длительности биполярных импульсов обратной связи выходная частота F генератора 10 связана с мощностью замещения Р„„„ линейной зависимостью

Р ш-P=2U F (4) оип В

Ry где S — - = const - чувствитель2U g

1437790 ность системы следящего преобразования, причем чувствительность не изменяется и при изменении R (смены термореэистора), так как путем изменения величины ослабления аттенюато5 ра 3 пропорционально изменяется и амплитуда импульсов на терморезис торе.

Из выражений (1), (3) и (4) следу- 10 ет, что

Ь

P (5) ссец К Б К Б

Зависимость (5) определяет алгоритм работы блока обработки и регистрации как в прототипе, так и в предлагаемом решении. Однако известному техническому решению присуща нелинейность характеристики преобразования мощности СВЧ в разность частот следования импульсов, что и обусловливает наличие дополнительной погрешности

F =.— — — — -- — -КК (Кт — R o) Ups (6)

2(R, + К) где U — напряжение питания мостовой м схемы, обеспечиваемое источ- з0 ником 4 постоянного тока, К, К„ — коэффициенты передачи и преобразования соответственно усилителя постоянного тока и генеРатоРа упРавляемой частоты, n - =1, 2 — номер тактов измерения.

Из выражения (6) можно получить

40Формула изобретения

bF = f(P . Р.)/ 45

Р const. (7)

Практически изменение U может достигать 80 от номинального (расчетного). ПоэтомУ, например, при 8 =

= 0,25 Гц/мкВт, К = 2000, К„ =

= 250 Гц/В, К =. 150 Ом данное возмущающее воздействие приводит к появлению дополнительной погрешности в определении 4F в 2Х, 55

Устройство, реализующее предложенный способ измерения свободно от указанного недостатка, так как в этом случае измерения.

Действительно, для выходной частоты генератора управляемой частоты справедливо выражение

ЬГ = F — FÔ = К Ц„hk, где К вЂ” суммарный коэффициент проЕ порциональности.

Следовательно:

F = - — — — — — -" (- )К К (8)

<Кти Ro Ь» К

2(R„+ К) U, где U — выходное напряжение сумматора 8, U = U„;

К вЂ” коэффициент передачи делителя,9, DF F Кг т — const, так как ЬГ 7: f(U ).

Таким образом, в предложенном техническом решении благодаря формированию сигнала управления генератором управляемой частоты путем деления усиленного сигнала разбаланса по постоянному току резисторнои мостовой схемы на суммарный сигнал постоянных составляющих, снимаемый с измерительной диагонали последней, а также выполнению резистора, смежного с терморезистором, регулируемым, установлению сопротивления этого резистора, равным сопротивлению термореэистора в рабочей точке, и изменению определенным образом величины ослабления вводимого в разрыв цепи питания резисторной мостовой схемы регулируемого аттенюатора обеспечивается повышение точности измерения вследствие устранения нелинейности преобразования мощности СВЧ в разность частот следования импульсов сигнала замеще1 ния, связанной с изменением условйй внешней окружающей среды и сменой терморезистора

Устройство цля измерения мощности

СВЧ, содержащее регулируемый источник постоянного тока, резисторную мостовую схему, в одной из плеч которой включен терморезистор, к которому подводится мощность СВЧ, к измерительной диагонали реэисторной мостовой схемы подключен усилитель постоянного тока, генератор управляемой частоты, выход которого соединен с входом блока обработки и регистрации и входом формирователя двуполярнкх импульсов, регулируемый аттенюатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения сменности термореэистора, в него введены последовательно соединенные первый фильтр нижних частот, сумма143779О

Составитель Е.ф амова

Техред Л.Олийнык Корректор Э.Лончакова

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 5889/45. Тираж 772 Под пис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 тор, второй вход которогс соединен с введенным вторым фильтром нижних частот, и делитель, выход которого соединен с входом генератора управляемой частоты, .а второй вход — с выходом усилителя постоянного тока, первый и второй входы которого соединены с входами первого и второго фильтров нижних частот соответственно, выходы регулируемого источника постоянного тока и формирователя импульсов через регулируемый аттенюатор подключены к диагонали питания резисторной мостовой схемы, в которой резистор смежный с терморезнстором, выполнен регулируемым.