Устройство для селективного по частоте измерения пикового значения мощности сигналов сверхвысоких частот Советский патент 1983 года по МПК G01R21/06 

1, Изобретение относится к- измеритепьной технике сверхвысоких частот и может быть использовано в автоматизирован1ШХ системах контроля пиковой мошности к частоты генераторов сверхвысоких частот раэпичного назначения Известно устройство для измерения пикового значения мошности, содержащее диод, усилитель, ключ,заряяно-разрядную цепь и цепь обратной связи Однако известное устройство не обес печиваат высокую точность, измерений изза ё нсимости динамического и частотного диапазонов от характеристик диодов, а также из-за зависимости показаний от величины гармонических составляющих в измеряемом сигнале. Наиболее близким к предпагаемс у изобретению является устройство для селективного по частоте измерения пикового значения мошности сигналов СВЧ, со держащее ферритовый преобразователь с эле1ктромагнитом, модулятор, соединенный через фильтр нижних частот с ферритовым преобразователем, подключенным к квтбратору и бпоку обр{1бо 1Ш пр фазованного сигнала, включающему в себя последовательно соешнеяные фильтр верхних частот, аттенюатор, усилитель преобразованного сигнала и детект, а также блок перестройки магнитов системы фер1Шгового преобразователя С23 Однако известное устройство не обладает высокой точностью измерений иэза малой разрешающий спосо ости системы настрсДки ферритового преобразователя в резонанс а также из-за ошибок one ратора пр шлполнении ручных (жераций. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены полу проводннкошлй преобразователь, блок стабилизации поля, блок преобразования частоты и блок сопряжения, при этом ВХОД попупрсшодникового преобразователя соединен с волноводным выходом ферритового преобразователя, а выход - с пер1Овым входом блока стабилизации поля, второй вход которого соеданен с выходом модулятора, а выход - с первым входом блока перестройки магнитной системы ферритового преобразователя, второй вход которого соединен с одним из выходов блока сопряжения, а выход - с вхо дом блока, преобразования частоты выход которого соединен с одним из входов бло ка сопряжения, второй вход которого соединен с выходом пикового детектора|а три других выхода блока сопряжения соединены соответственно со входами усилителя преобразованного сигнала, модулятора и калибратора.. На чертеже показана структурная схема предложенного устройства. Устройство содержит ферритовый преобразователь 1 с электромагнитом 2, модулятор 3, соединенный через фильтр 4 низких частот с ферритовым преобразователем 1, выход которого подключен к блоку 5 обработки преобразованного сигнала, включающего последовательно соединенные фильтр б верхних частот, аттенюатор 7, усилитель 8 преобразованного сигнала и пиковый детектор 9, блок 1О перестройки магнитной системы ферритового преобразователя 1, калибратор 11, полупроводниковый тфеобразователь 12, вход которого соединен с выходом ферритового преобразователя 1, а выход - с первым входом блока 13 стабилизации по ля, второй вход которого подключен к вы ходу модулятора 3, а выход - к первому входу блока 10, блок 14 сопряжения и блок 15 преобразования частоты, вХрд которого соединен с выходом блока 10, а выход с входом блока 14, три выхода . которого соединены соответственно с вхо дами модулятора 3, калибратора 11 и усилителя 8. Устройство работает следующим образом. Команда от внешнего управляющего устройства подается в блок 14, где Преобразуется, например с помощью преобразователя код-напряжение в аналоговый сигнал, поступающий в блок 1О. По этому сигналу в катушки электромагнита 2 ферритового преобразователя 1 из бпок%/ 10 подается ток, изменяющийся по пилообразному закону, В результате модуляции резонансной частоты ферритового пре образователя 1 гармоническим током модулятора 3 сигнал сверхвысокой частоты поступающий на вхЬд полупроводникового преобразователя 12 (в качестве которого может быть использован, например. 044 диодный сверхвысокочастотный преобразователь типа М5-9О) вблизи ферромагнитного резонанса оказывается промодулированным по амплитуде с частотой модуляции, причем глубина модуляоаии и фаза огибающей зависят от величины и знака расстройки ферритового преобразователя 1 относительно частоты измеряемого СВЧ сигнала, Продетектированный сигнал с полупроводникового преобразователя 12 поступает в блок 13, содержащий фазовый дискриминатор и вырабатывающий сигнал ощибки, который, в свою очередь поступает в блок 1О, осуществляющий точную настройку ферритового преобразователя 1 на частоту СВЧ сигнала. Опорный сигнал .на фазовый дискриминатор поступает от модулятора 3. В момент точной настройки ферритового преобразователя 1 блок 15 вырабатывает напряжение, пропорциональное измеряемой частоте, которое через блок 14 транзитом поступает на внешнее отсчетное устройство, например цифровой вольтметр. Преобразованный сигнал на удвоенной частлте модуляции, пропорциональной мощности сверхвысокочастотного сигнала, поступает из ферритового преобразователя 1 в блок 5, где усиливается, детектируется и через блок 14 .транзитом также поступает на внешнее отсчетное устройство. Напряжение, пропорциональное частоте сверхвысокочастотного сигнала, поступающее из блока 15 в блок 14, преобразуется в Нем в сигнал коррекции частотной неравномерности коэффициента преобразования ферритового преобразователя, который подаётся в блок 5, где и осуществляется коррекция путем изменения коэффициента усиления одного или нескольких каскадов, например усилителя 8, При подготовке к измерениям и периодически в процессе измерения производится проверка постоянства коэффициента усиления .блока 5, Для этой цели по команде с внешнего управляющего устройства через блок 14, например с помощью преобразователя код - напряжение осуществляется включение калибратора 11, выход которого подключен к входу ферритового преобразователя 1, Напряжение с выхода блока 5 поступает в блок 14, где с помощью компаратора сравнивается с номинальным, устанавливаемым при аттоста1ши устройства. Сигнал ошибки, вырабатываемый в компараторе, поступает из блока 14 на один из каскадов блока 5, например на усилитель 8 для автомати510ческой подрегулировки его коэффициента усилени$1.. Предложенное устройство nosBonsieT по .высигь точность измерений путем увеличения рдзрешаюшей способное то системы настройки феррит(жого преобразователя 1 в резонанс, стабилизации коэффициента усиления канала преобразований мощности путем его периодической калибровки исключения субъективных ошибок, вносимых оператором. Формула изобретения Устройство для селективного по частоте измерения пикового значения мощности сигналов СВЧ, содержащее ферритовый преобразователь с электромагнитом, модулятор, соединенный через фильтр нижних частот с ферритовым преобразователем, подключенным к калибратору и блоку обработки преобразованного сигнала. включающему в себя последовательно соединенные фильтр верхних частот, аттенюатор, усили1:ель преобразованного сигнала и пико1вый детектор, а также блок перестройки магнитной системь ферритового преобразователя, отличающее с я тем, что, с пепью повышения точности измерения, введены полупровоД1шкоО4вый преобразователь, блок стабилизвдин поля, блок преобразования частоты и блок сопряж&аия, при этом вхой полупроводникового преобразователя соешнен с волноводным выходом ферритового преобразователя а шлход - с первым входом блока ста шизации поля, второй вход которого соединен с выходом модулятора, а выход - с перекос входом блока пере- . . , - - --. .г ---. ъ.j. стройки магнитной системы ферритового преобразователя, вторсА вход которого соединен с одним из выходов блока сопряжения, а выход - с входам блока преобразования частоты, выход которого соединен с одним из входов блока сопряжения, второй вход которого соединен с выходом пикового детектора, а три других выхода блока сопряжения соединены соответственносо входами усилителя преобразованного сигнала, модулятора и калибратора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Билькин М. И. и др. Измерение мощности на СВЧ, М., Советское раДио, 1976, с. 113, 114. 2. Авторское свидетельство СССР № 376727, кл. Q О1 R 21/06, 1971 (прототип).

На §иеш. ., . „ / . iMcvefntfoejfnpaea)iytneto

Of fit-80мят-fa