Способ определения шумовой температуры усилителя

Способ определения шумовой температуры усилителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСА!УЬЛИН (I9) SU (II) (51)5 0 01 R 29 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4418402/21 (22) 29.04.88 (46) 23.01.91. Бил. Р 3 (72) Б.P.Äàð÷èíÿíö (53) 621.317.373(088.8) (56) СВЧ устройства на полупроводниковых приборах. Под ред. И.В.Мальского. — М.: Советское радио, 1969, с.411-413.

Иэнеритель коэффициента шума

Х.5-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ЦИ1.400.!81. .ТО, 1977. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НУМОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ УСИЛИТЕЛЧ (57) Изобретение может быть использовано при разработке и испытании усилителей. Цель изобретения — повышение точности измерения. Это достигается за счет использования метода нулевого сравнения измеряемого шумового сигнала с шумовым сигналом регулируемого источника шума, шумовую темпера- .

Изобретение относится к области радиоиэиерительной техники, и может быть использовано при разработке и испытании усилителей.

Цель изобретения — повышение точности измерения эа счет использования метода нулевого сравнения измеряемого шумового сигнала с шумовым сигналон регулируемого генератора шума с последуюцин измерением шумовой температуры этого генератора с

2 туру которого определяют, измерятеипературу его поглотителя. Для этого на вход усилителя подают сигнал от источника шума с известной шумовой температурой Т, . Выходную мощность шумов усилителя ослабляют до получения коэффициента передачи усилителя, равного единице. Ослабленную иоцность шумов сравнивают с уровнем иоцности шунового сигнала регулируеного источника шума. Мощность сигнала регулируемого источника шума изменяют до равенства с выходной мощностью шумов усилителя. Измеряют шумовую теиперэтуру регулируемого источника шума Т . Иуновую температуру усилителя Тчс определяют по формуле Т,)

= Тргй Тгц - (! - 0(о )То где ТГШ шуновая теипература источника шума, К; Трг — шуиовая теипература регулируемого источника шума, К; (— величина ослабления выходной моцности шуиов усилителя, разы; Т„ — комнатная теипература, К. 1 ил. высокой точностью путем измерения температуры нагрева или охлаждения его поглотителя, являюцегося источ-ником шума.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения шумовой тенпературы усилителя, реализующего, предлагаеиый способ.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального СВЧ сигнала, направМ ениый ответвитель 2, первый конмута16 2?849 тор 3, исследуемый усилитель 4, отрезок линии 5 передачи, калиброванный переменный аттенюатор 6, второй коммутатор 7, первьп» переключатель 8, переменньп» аттениатор 9, первый 10 и второй 11 усилители СВЧ, регулируемый генератор 12 шума, сумматор 13, детектор 14, усилитель 15 импульсного напряжения. синхронный детектор 16, индикатор 17, генератор

18 импульсного напряжения, первый измеритель 19 температуры, источник

20 постоянного напряжения питания, второй переключатель 21, согласованная нагрузка 22, генератор 23 шума, второй измеритель 24 температуры, при этом выход генератора 1 СВЧ сигнала через основной канал направленного ответвителя 2 подключен к согласованной нагрузке 22.

Выход генератора 23 шума через ответвленный канал направленного отBeòâèòåëÿ 2 подключен к входу первого ко1»мутатора 3, первый выход кото- 25 рого через исследуемый усилитель 4, калиброванный переменный аттенюатор

6, первьгй вход второго коммутатора 7, первый усилитель 10 СВЧ подключен к первому входу сумматора 13. Второй выход первого комнутатора 3 через переиенны»» аттениатор 9, второй уси-. литель 11 СВЧ подключен к второму входу сумматора 13. Выход регулируемого генератора 12 шума подключен к

35 второму входу второго коммутатора 7.

Выход сне»атора 13 через детектор

14, усилитель 15 импульсного напряжения, синхронный детектор 16 подключен к индикатору 17. Первьп» выкод ге- 40 нератора 18 импульсного напряжения подключен к входу первого переключателя 8. Перньп» выход первого переключателя 8 подключен к входу управления первого коммутатора 3, второй 45 выход первого переключателя 8 подключен к входу управления второго коммутатора 7. Второй выход генератора

18 имггульсного напряжения подключен к входу управления синхронного детектора 16.

Первьп» выход источника 20 постоянного напряжения питания подключен к входу второго переключателя 21, первьп» выход которого подключен к клеммам гп»тания генератора 1 СВЧ сигнала и второго усилителя 11 СВЧ, а так же к клею»ам питания цепи смещения второго комнутатора 7. Второй выход второ- псреключаэ ела 21 подключен к клеммам питания цепи смещения первого ко агутатора 3. Второй вьгход источника 20 постоянного напряжения подключен к клеммам литания исследуемого усилителя 4. Трет»»»» выход источника 20 постоянного напряжения питания подключен к клемнам питания первого усилителя 1О СВЧ. Четвертый выход источника 20 постоянного напряжения питания подключен к клеммам питания усилителя 15 импульсного напряжения. Измеритель 19 температуры подключен к клеммам контроля температуры нагрева или охлаждения поглотителя регулируеного генератора 12 шума. Отрезок линии 5 передачи при калибровке соединяет первый выход первого конмутатора 3 с входом калиброванного переменно» о аттенюатора 6.

Генератор 23 шума подключен к развязанному выходу ответвленного канала направленного отнетвителя 2.

Второй измеритель 24 температуры подключен к кленмам контроля температуры логлотителя генератора 23 шума.

Способ осуществляют следующим образом.

Часть синусоидального сигнала генератора 1 СВЧ ответвляется н направленном отнетнителе 2 с ослаблением не ненее ?О дБ н далее с помощью первого коннутатора 3 поочередно направляется н дна канала (канал I иэнерительньп» и канал II — опорный).

Рассмотрии режим калибровки тракта, при котором н канале I включен отрезок линии 5 передачи. При этом калибронанньп» переменный аттениатор 6 установлен на "0, а переключатели

8 и 21 — н положение "1". В этом положении переклкчателей на упранлякгщий вход первого комкутатора 3 поступает имлульснсе напряжение, а в цепь смещения второго коммутатора 7 постоянное наггряжение, устанавливающее его и н положение "1". Сигналы, прошедшие по каналам I и II, следуют на сумнатор 13 и далее после амплитудного детектиронания, усиления и синхронного детектирования сигнал разницы их амплитуд наблюдают на индикаторе 17. С понощью переменного аттениатора 9 осуществляется выравнивание амплитуд этих сигналов путем получения "0" на индикаторе 17. На этом калибронка тракта окончена.

49 6 торой находится калиброванньп» переменный аттенватор 6.

Используя измеренные величины, определяют шумовув температуру исследуемого усилителя rro формуле

"0 " абай) о ргй

5 16228

Стрезок линии 5 передачи г»ск »ючается из канала I и вместо него вводится исследуеиьп» усилитель 4. При этом на индикаторе 17 появляется сиги ал ра з и ицы амплитуд сигналов, п р о5 шедших по каналам I и II, эа счет усиления усилителя 4. С помоцью калиброванного переменного аттенюатора 6 осуцествлявт выравнивание амплитуд этих сигналов по нулевому показанию индикатора 17 путем ослабления моцности выходного си нала усилитег я 4 на величину 0», т. е. осуцествляют снижение коэффициента передачи тракта усилителя 4 вместе с введенным затуханием аттенватора 6 до величины, равной единице (0(К Х

1, где К вЂ” коэшфициент усиления усилителя 4; 0((1) . Далее произво- 20 дится отсчет затухания О(по шкале калиброванного переменного аттенюатора 6.

Для осуцествления сравнения шумовых сигналов переключатели 8 и 21 ус- 25 танавливавт в положение "2". При этом на управляюцг»й вход второго коюгутатора 7 подается импульсное наггряженне, и он начинает работать в режиме коггг»утации. В цепь смещения коммутато- 3р ра 3 поступает постоянное напряжение, обеспечивавцее переключение его в положение "1 . Генератор СВЧ 1 в этом случае не работает, так как напряжение питания на него не поступает. В

35 результате этого на пЕрвый» вход второго коммутатора ? поступает выходной» шумовой сигнал исследуемого усилителя (включающий в себя шумовой сигнал генератора 23 шума, ослабленный на величину пг „). Указанньп» сигнал поочередно коммутируется с шумовым сигналом, поступавцим на второй вход второго коммутатора 7 с регулируемого генератора 12 шума. Регулировкой выходной моцности генератора 12 шума добиваются равенства мощностей двух шумовых cr»rr»aлов по нулеВому показанию индикатора 17. Далее осуцествляют измерение шумовой температуры Т г1„ генератора 12 шуг»а путем измерения измерителем 19 температуры нагрева (илн охлаждения) поглотителя этого генератора. Измеряют также шумовую температуру Т„ генератора 23 шума путем измерен,»я измерителем 24 температуры нагрева (или охлаждения) поглотителя этого генератора. Измеряется комнатная температура Та,прн коТ, = Т ц„— Т вЂ” (1 — 0 )Т

При наличии начального затухания

У аттенватоРа 6 (0(„а„ ) пгУмоваЯ температура усилителя определяется по формуле

Т гш Тгы 0r цач — (1 -0r e 0r sap)T@

Т„

Ог мац

Данные формулы выведены исходя иэ того, что вьгходная мощность шумового сигнала усилителя 4, ослабленная на величину pro, равна г»оцнрсти шумов регулируемого генератора 12 шума.

+ Тр) Kgr. 0 0(иач +

ПОСКОЛЬКУ )r. = --,—, TO I»PI»0(II»rrr (ио

-prur Тгш 0r rrsv (1-Ф -М >ай)То

0 г аи- м о °

0r IIau

ПРи 0(rrarr = 1 (начальное эатУхачие аттенватора 6 равно нулю) T ðr rrr -гш (1 о)Та формула и э о б р е т е н и я

Способ определения шумовой температуры усилителя, заключаюцийся в том, что на вход усил»»тепя подают сигнал от источника шума с известной шуг»овой» температурой и сравнивают моцности шумовых сигналов на выходе измеряемого усилителя, о т л I» ч а ю ц и и с я тем, что,с целью повышения точности иэмеренич, выходную моцность шумов усши»теля ослабляют до получения коэффициента передачи усилителя вместе с введенным ослаблением, равного единице, и сравнивают с уровнем моцности шумового сигнала регулируемого источника шума, затем изменяют моцность сигнала регулируемого источника шума до равенства с выходной моцностью шумов усилителя и измеряют шумовув температуру Т „,„ регулируемого источника шума, а шумо1622849 вую температуру Т усилителя определяют по формуле:

P 1.hj т

Составитель Н.Михалев редактор Н.Яцола Техред Л.Олийнык Корректор С,Некмар

Заказ 110 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.умгород, ул. Гагарина,101

Т ргш Т г щ — (1 - Ot o) T o где Т ы — шумовая температура источника шума, К; шумовая температура регулируемого источника шума, К; величина ослабления выходной модности шумов усилителя, раз; комнатная температура, К.