Устройство для измерения шумов четырехполюсника

Устройство для измерения шумов четырехполюсника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет адаптации к изменению температуры окружающей среды. Устройство для измерения шумов четырехполюсника содержит генератор 1 шума, управляющий усилитель 2, усилитель 3 постоянного тока, управляемый аттенюатор 4, квадратичный детектор 5, блок 6 управления, синхронный детектор 7.1 измерительного канала, синхронный детектор 7.2 канала калибровки, блок 8 сравнения, блок 9 регистрации, согласованную нагрузку 10, напрвленный ответвитель 11 и термодатчик 12. На выходе направленного ответвителя 11 образуется модулированный меандром шумовой испытательный сигнал, который имеет два уровня температуры шума. После прохождения испытательного сигнала через исследуемый четырехполюсник 13 к нему добавляется его шум. Перед процессом измерения осуществляется самокалибровка устройства к в каждом цикле. 2 ил.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИ9МУ СЮЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР

1 (21) 4620118/24"09 (22) 12 ° 12.88 (46) 23.07.90. Бюл. У 27 (72) К.Н.Мартьппевский и В.П.Мушков (53) 621.396.669.8 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1149167, кл. G 01 R 17/04, 1981 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ШУМОВ

ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет адаптации к изменению температуры окружающей среды. Устройство для измерения шумов четырехполюсника содержит генератор 1 шума, управляющий усили.В}} -}5И}й7Х А } (Д1)5 Н 04 В 3/46 // G 01 R 17/04

2 тель 2, усилитель 3 постоянного тока, управляемый аттенюатор 4, квадратичный детектор 5, блок 6 управления, синхронный детектор 7.1 измерительного канала, синхронный детектор

7.2 канала калибровки, блок 8 сравнения, блок 9 регистрации, согласованную нагрузку 10, направленный ответвитель 11 и термодатчик 12. На выходе направленного ответвителя 11 образуется модулированный меандром шумовой испытательный сигнал, который имеет два уровня температуры шума. После прохождения испытательного сигнала через исследуемый четырехполюсник 13 к нему добавляется его шум. Перед процессом измерения осуществляется самокалибровка устройства в каждом цикле. 2 ил.

1580573

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения собственных шумов (температуры шуйа, коэффициента шума) четырехпо люсников как в процессе эксплуатации, так и в процессе их настройки.

Цель изобретения — повышение точности измерения sa счет адаптации к изМенению температуры окружающей сре- 10 ды;.

; На фиг.1 представлена структурная электрическая схема предложенного

1 ус1ройства, на фиг.2 - эпюры напряжения, поясняющие его работу. 15 . Устройство для измерения шумов четырехполюсников содержит (фиг.1) генератор 1 шума, управляемый усилитель 2, усилитель 3 постоянного тока, управляемый аттенюатор 4, квадратичный детектор 5, блок 6 управления, синхронный детектор 7.1 измерительного канала, синхронный детектор 7.2 канала калибровки, блок 8 сравнении, блок 9 регистрации, согласованную на- 25 грузку 10, направленный ответвитель

11, термодатчик 12, также показан исследуемый четырехполюсник 13.

Устройство работает следующим образом. 30

На выходе направленного ответвителя 11 (фнг.1) образуется модулированный меандром шумовой испытательный сигнал, который имеет два уровня тем- 35 пературы шума — верхний "горячий" Тг и нижний "холодный" Тх (фиг.2а). Верхний уровень сигнала с температурой шума Тг создается генератором 1 шума

rjpa поступлении на него соответству- 49 ющего (первый .полупериод каждого периода) управляющего сигнала с блока

6 управления (фиг.2а). Нижний уровень сигнала с температурой шума Т создается согласованной нагрузкой 10 при 45 выключенном генераторе 1 шума (фиг.2а второй полупериод калдого периода).

Величина Т равна температуре тела согласованной нагрузки 10 (температура окружающей среды) в градусах Кель- 50 вина. После прохождения этого сигнала через исследуемый четырехполюсник 13 к нему добавляется шум этого исследуемого четырехполюсника 13, температуру шума которого обзначим через Т1,„ а 55 также происходит усиление суммарного шума в N pan, где N -коэффициент усиЛения исспедуемого четврехнолюсника

13 (фиг.2б), Шумовой сигнал (фиг.2б) поступает с выхода исследуемого четырехполюсника 13 на управляемый .усилитель 2, где происходит его фильтрация и усиление до уровня, необходимого для нормальной работы последующих устройств. С выхода управления усилителя 2 сигнал поступает на управляемый аттенюатор 4, ослабление которого периодически изменяется от величины

g=T „/Т до О, в результате чего коэффициент передачи N(t) также периодически йзменяется от N/ol, до N (фиг.2в). При этом ослабление равно

0 и соответственно коэффициент передачи равен N каждую последнюю половину полупериода меандра,. при которой происходит выключение Т, т.е. на вход исследуемого четырехполюсника

13 идет шумовой сигнал с температурой шума Ту, от согласованной нагрузки 10.

Затем сигнал поступает на квадратичный детектор 5, в котором производится квадратичное детектирование шума, что обеспечивает линейную зависимость результата измерения от величины температуры шума.

На выходе квадратичного детектора

5 напряжение вследствие модуляции генератора 1 шума и коэффициента передачи измерителя имеет три уровня (фиг.2г): верхний (Т„+Т„,)Иж, средний (Т +Т )М /ь, нижний (Т„+Т )NK/oC

Здесь И =И„N(t) c pHbm KO34фициент передачи.

Это напряжение поступает на синхронный детектор 7.2, который выделяет из этого напряжения импульсы (фнг.2д). Амплитуда этих импульсов равна перепаду ДТ между средним и нижним уровнями (Тг T„)NZ/04

Учитывая, что g. =Т„/Т„

На выходе синхронного детектора

7.2 при этом образуется постоянное напряжение, равное ДТ, которое подается на первый вход блока 8 сравнения. На второй вход блока 8 сравнения поступает с первого выхода усилителя

3 постоянного тока напряжение, численно равное Т . Одновременно со вто«

0573

40

5 1 58 рого выхода усилителя 3 постоянного тока напряжение, пропорциональное Т, подается на второй управляющий вход управляемого аттенюатора 4 для обеспечения равенства К =Т /Т при изменении температуры окружающей среды (величины Т1,). Пропорциональность напряжения в милливольтах температуре тела согласованной нагрузки (Т ) в Кельвинах обеспечивает термодатчик

12, имеющий непосредственный тепловой контакт с телом нагрузки. Это напряжение подается на усилитель 3 постоянного тока, который усиливает это напряжение до величины Т в милливольтах

Напряжение, образующееся на выходе блока 8 сравнения, управляет величиной коэффициента управляемого усилителя 2. В результате автоматической регулировки усиления этого управляемого усилителя 2 напряжение на выходе синхронного детектора 7.2 устанавливается равным опорному напряжению, т.е. Д Т =T> и, следовательно, N (g-1) pL=-1 ° и

Таким образом, напряжение Т < на выходе синхронного детектора 7.2 будет автоматически устанавливаться и поддерживаться равным Т в процессе работы устройства, при включении его, при перекоммутации исследуемых четырехполюсников 13, при изменении температуры окружающей среды, при изменении коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника 13 и т.п. Происходит как бы "самокалибровка" устройства в каждом цикле перед измерением.

Одновременно сигнал с выхода квадратичного детектора 5.поступает на .синхронный детектор 7.1. Этот синхронный детектор 7.1 выделяет импульсы (фиг.2е), амплитуда которых равна . перепаду Дтц между верхним и средним уровнями шумовых температур сигнала (фиг.2г) На выходе синхронного детектора

7.1 при этом будет постоянное напряжение, численно равное ДТ, а спедовательно, и Tz, которое,регистрируется блоком 9 регистрации. Таким образом, блок 9 регистрации будет фиксировать и отображать температуру шума исследуемого четырехполюсника 13. леандр, модулирующий генератор 1 шума, с частотой, соответствующей частоте сигнала, изображенного на фиг.2а, образуется в блоке б управления. Одновременно в нем формируются импульсы, управляющие работой атте- . нюатора 4, синхронного детектора 7.2 канала калибровки и синхронного детектора 7.1 измерительного канала.

По форме эти импульсы аналогичны показанным на временных диаграммах 2в, д,е соответственно.

Формула изобретения

Устройство для измерения шумов четырехполюсника, содержащее блок управления, генератор шума, управля- . ющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, последовательно соединенные управляемый усилитель, вход которого является выходом исследуемого четырехполюсника, управляемый аттенюатор, первый управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, и квадра« тичный детектор, последовательно соединенные синхронный детектор-измери- тельного канала, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом квадратичного детектора и третьим выходом блока управления, и блок регистрации, последовательно соединенные синхронный детектор канала калибровки, первый и второй входы

45 которого соединены соответственно с выходом квадратичного детектора и четвертым выходом блока управления, и блок сравнения, выход которого соединен с управляющим входом управляедт (т„+т„,)н -(т +т )я /ы. ° г Г И Е

Поскольку соблюдается условие oC =

=Т /Т„, то а „= Т,Н (aC-1)/ ..

Учитывая, что N .(К-1) /юг=1, имеем ьт„-т„.

50. 55 мого усилителя, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше- . ния точности измерения за счет адаптации к изменению температуры окружающей среды, введены направленный ответвитель, согласованная нагрузка, последовательно соединенные термодатчик, подключенный к согласованной нагрузке, и усилитель постоянного тока, первый и второй выходы которого

7 1580573 8

Составитель Е.Голуб.

Техред Л.Серд ок0ва

Редактор С.Патрушева

Корректор И.Куска

Заказ 2023 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 сбединены соответственно с вторым входом блока сравнения и вторым управляющим входом управляемого. аттенМатора, первое и второе входные плечи направленного ответвителя.сое@+А)Ж

g%%JI5P

Р +ЫМ динены соответственно с согласованной нагрузкой и генератором шума, а выходное плечо направленного"ответвителя является входом исследуемого четырехполюсника.