Автоматический измеритель коэффициента шума Советский патент 1983 года по МПК G01R29/26 

. Изобретение относится к измери, тельной технике и может быть испол зовано для автоматического измерения параметров активных устройств, в частности, транзисторов и усилителей. . Известно устройство для автоматического измерения коэффициента шума, содержащее генератор шума и аттенюатор, в котором прд действием, синхронизирующих импульсов к измеряемому устройству подключается и отключается аттенюатор. Выход ной сигнал устройства усиливается .и синхронно детектируется, а полученным постоянным током управляют током генератора шума, и. по величине тока- генератора шума, определяют коэффициент шума испытуемого устройства . недостатком устройства является то, что шумы исследуемого объек та оцениваются путем измерения тока генератора шума, что возможно только цри линейной зависимости выходной мощности генератора шума ,от тока через него. Кроме того, устройство, имея выход в аналоговой форме, не обеспечивает цифровой индикации измеряемой величины. Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является ци ровой измеритель коэффициента шуми содержащий регулируемый генератор шума, источник питания генератора шума, контактный блок для подключе контролируемого изделия, источник «питания контролируемого изделия,си темуавтоматического регулирования ентиль, смеситель, управляемый ат тенюатор, усилитель промежуточной частоты, компаратор, счетчик, генератор импульсов и распределитель им пульсов 12 J, Однако это устройство работоспособно только при линейной зависимо ти шума от режима его питания. Поэтому верхняя граница частотного диа пазона данного устройства находится в области относительно невысоких ча тот, так как линейная зависимость выходной мощности генератора шума от тока через него хар актерна тольк для шумовых диодов с насыщением, ве няя граница использования которых не превьдшает нескольких сот мегагер На более высоких частотах в качестве генераторов шума используютс полупроводниковые генераторы шума н лавинно-пролетных диодах, выходная мощность которых нелинейно связана с током через диод. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Для достижения поставленной цели в автома.тический измеритель коэффициента шума, содержащий регулируемый генератор шума, источник питания генератора шума, контактиый блок для подключения контролируемого изделия, источник питания контролируемого изделия, систему автоматического регулирования, вентиль, смеситель, управляемый аттенюатор, усилитель промежуточной частоты, компаратор, счетчик, генератор импульсов и распределитель импульсов, дополнительно введены направленный ответвитель, второй смеситель, электронный переключатель,опорный генератор шума промежуточной частоты и второй управляемой аттенюатор, при этом регулируемый генератор шума через последовательно соединенные направленный ответвитель и второй Смеситель подключен к одндму из входов электронного переключателя, к второму входу которого подключены последовательно соединенные опорный генератор шума промежуточной частоты и второй, управляекый аттенюатор, управляю щий вход которого соединен со счетчиком, счетный вход которого подключен к распределителю импульсов, а управляющий вход соединен с компаратором. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений и тока, поясняющие принцип работы устройства. Устройство содержит управляемый генератор 1 шума на лавинно-пролетном диоде, источник 2 питания генерато-: ра шума, направленный ответвитель 3, контактный блок 4 для подключения Л контролируемого изделия, источник 5 питания контролируемого изделия,вен|тиль 6, первый смеситель 7, первый I управляемый аттенюатор 8, усилитель 9 промежуточной частоты, компаратор 10, счетчик 11, опорный генератор 12 шума промежуточной частоты, второй управляёкий атте«юатор 13, второй смеситель 14, электронный переключатель 15, систему 16 автоматического регулирования, гетеродин 17, генератор 18 импульсов, распределитель 19 импульсов. От источника питания осуществляется питание генератора 1 шума на лавинно-пролетном диоде. Основная часть выходной мощности генератора 1 шума поступает через направленный ответвитель 3 на вход контролируемого изделия через контактный блок 4 для его подключения, ОТ источника 5 питания задается питание контролируемого изделия. Выход контактного устройства соединен через вентиль 6 с сигнальным входомпервого смесителя 7, к гетеродинному входу которого подключен выход гетеродина 17. Выход смесителя через первый управпяемШ аттенюатор 8, усилитель 9 промежуточной чистоты, компаратор 10 соединен с управляющим входом счег- чика 11, йлход генератора 18 импульсов со единен с входом распределителя 19 импульсов, выходы которого подключены к управляющему входу первого управляемого аттенюаторЭгсинхронизирующему входу компаратора и счетному входу счетчика. Часть выходной мощности генератора 1 шума .подается через ответвитель 3 на сиг« нальный вход второго смесителя 14, к гет-еродИНН ому входу которого так же подключен гегеродин 17. Выход второго смесителя 14соединен с одним из входов электронного переключателя 15. К другому входу этого переключателя через второй управляемый аттенюатор 13 подключен выход опорного генератора 12 шума проме жуточной частоты. Выход электронног переключателя через систему 16 авто матического регулирования соединен с управляющим входом источника 2 питания генератора шума на лавинног пролетном диоде. Модулирующие входы источника 2 питания и опорного генератора 12 шума промежуточной частоты соединены с выходами распределителя 19 импульсов, С одним из выходов распределителя импульсов соединены управляющий вход элек ронного переключателя 15 и синхрони зирующий вход системы 16 автоматического регулирования. Выход счетчика 11 соединен с управляющим входом второго управляемого аттенюатора 13. Устройство работает следующим ;образом. : . , .---.. . Сигнал с генератора шума через н П1эавленный ответвитель 3 и второй смеситель 14 поступает на один из входов электронного переключателя 1 На второй вход этого переключателя поступает сигнал с опорного, генера тора 12 шума, прошедший через второ управляемый аттенюатор 13. Электрон ный переключатель работает с частот f и поочередно подает сигналы гене раторов шума на вход систег ы 16 авт матического регулирования (фиг. 2а) Так как система автоматического рег лирования замкнута через источник питания генератора шума, она стремится свести к нулю разницу между амплитудами сигналов, поступающими на ее вход, изменением тока генератора шума на ла;винно-прЬлетном диоде. Этот эффект используется для оегулировки мощности генератора шума, шэичем ре -улировка проводится по каналу опорного генератора шума промежуточной частоты с помощью второго управляемого аттенюатора 13 Управляемый аттенюатор представляет собой набор ячеек двух-типов,котор1 е включаются с помощью реле управляемых от счетчика 11, причем цифре счетчика соответствует своя ячейка. Когда начинается цикл измерения последовательно включаются ячейки аттенюатора -и сигнал опорного генератора шума на входе системы автоматического регулирования нарастает.Так как система автоматического регулирова- , ния стремится уравнять сигналы,то нарастает и ток генератора 1 шума (фиг.26) , а, следователь но, и его выход - ная мощностьiПричем выходная мощность изменяется с дискретностью изменения Ослабления второго управляемого аттенюатора 13, т.е. изменяется по линейному закону (фиг. 2в) . Основная часть выходного сигнала генератора 1 шума поступает через направленный ответвитель 3 и контактный блок 4 на вход контролируемого изделия,причем генератор шума промодулирован частотой 2(2 Амплитуда сигнала генератора шума меняется по линейному закону и увеличи|вается от импульса к импульсу на определенную величину.Эпюра сигнала на входе первого смесителя 7 показана на фиг. 21 . В то время, когда генератор шума выключен, на вход смесителя поступают только шумы контро-лируемого изделия Р. Когда включается генератор шУма на вход смесителя поступают суммарные шумы- контролируемого изделия Р и генератора шума Pp. щ. Си гнал преобразуется смесителем в промежуточную частоту и поступает на первый управляемый аттенюатор 8, работающий синхронно с генератором шума. На тот период вре.мени, когда генератор 1 шума включается,включается и аттенюатор 8 и сиг нал ослабляется в два раза,а когда генератор, шума выключен,выключается и аттенюатор 8 и сигнал проходит на усилитель промежуточной частоты без ослабления(фиг.23).Так как суммар. ные шумы-Р, ч-Р щОслабляются в два . раза, то в начальный период времеi- -р +р ни сигнал, равный х гш будет ; . ,.2 меньше Рх В процессе работы устройства в связи с нарастанием мощности шумов генератора шума наступает момент, когда Р +Р X гщ Р Р -X гш Этот момент фиксируется компаратором 10,который останавливает счетчик 11.Счет,чик .считает импульсы частотой 2 /поступающие с рапределителя имп yльcoв на его счетный вход, а так как на каждом импульсе сигнал генератора 1 шума возрастает на определенную величину и начальный уровень мощности генератора шума известен, счетчик фиксирует относительную температуру шума генератора шума. В силу же выполне ния равенства (1) это и есть коэффициент шума контролируемого издеЛИЯ. Таким образом, на .цифровом индикаторе счетчика фиксируются no казания коэффициента шума контроли руемого изделия в децибеллах. Применение предлагаемого измерителя коэффициента шума позволяет значительно расширить частотный диапазон измерения шумовых параметров контролируемых издеший при сохранении высокой точности измере ния/ а также повышенной производительности контроля параметров за .счет использования цифровой индикации измеряемой величины. Расчеты, подтвержденные эксплуатацией измерителя коэффициента шума транзисторов на предприятииизготовителе транзисторов, построенного по описанной схеме, показа ли, что экономичеркий эффект от . гфименения предлагаемого технического решения составляет около 135 тыс. руб. за счет раоиирения функциональных возможностей уст|ройства, ввиду увеличения частотного диапазона использования известного технического решения.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ШУМА, содержащий регулируемый генератор шума, источник питания генератора шума, контактный бпощ источник питания контролируемого изделия, систему автоматического регулирования, вентиль, первый смеситель, первый управляемый аттенюатор, усилитель промежуточной частоты, компаратор, cчeтчик генератор импульсов и распредели- . тель импульсов, отличающийся тем, что, с целью расширения его функционсшьных возможностей, введены направленный ответ,витель, второй смеситель,электронный переключатель, опорный генератор шума промежуточной частоты и второй управляе№ай аттенюатор, при этом регулируемый генератор шума через направленный ответвитель и второй смеситель подключен к одному из входов электронного переключателя, к второму входу которого подключены последовательно соединенные опорный генератор шума промежуточной частоты и второй управляе мый аттенюатор, управляющий вход которого связан с выходом счетчика, (Л счетный вход которого подключен к распределителю импульсов, а управляющий вход - к выходу компаратора . СП 00 о 1C ьэ