Устройство для дискретного измерения текущих значений мощности СВЧ-импульсов Советский патент 1987 года по МПК G01R21/00 

10

11345126

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено цпя измерения текущих значений мощности СВЧ-импульсов.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается за счет учета знака второй производной изменений мощности СВЧ-импульсов сигналов.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - приведены временные диаграммы работы устройства. .

Устройство содержит последовательно соединенные детекторный преобразователь 1, двойной дифференциатор 2, формирователь 3 модуля, блок 4 выборки-хранения, перемножитель 5, компаратор 6 и цифровой измеритель 7 временных интервалов, последовательно соединенные микроЭВМ 8 и цифровой индикатор 9, аналого-цифровой

15

20

вателем 3 модуля. В блоке 4 выборки- хранения запоминается значение модуля ускорения функ1щи мощности в момент времени, t,. (фиг. 25), где i - номер интервала.

В этот же момент аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 10 производится измерение напряжения на выходе детекторного преобразователя 1, пропорционального мощности Р. .

По окончании аналого-цифрового преобразования АЦП 10 вьфабатывает сигнал управления (фиг. 2г), по которому измеренное значение напряжения на выходе детекторного преобразователя 1 и знак ускорения функции мощности, определяемый нуль-органом 13, заносятся в память микроЭВМ. В момент t,- , (фиг. 2А) осуществляет --,

ся также запуск генератора квадратично-изменяющегося напряжения (ГКИН) 11 и цифрового измерителя 7 временных интервалов (.ЦИВИ) . Напряжение с

преобразователь 10, подключенный сиг- 25 выхода ГКИН 11, пропорциональное

нальным входом к выходу детекторного квадрату текущего (с момента t. )

преобразователя 1, генератор 11 квад- времени (Up Kp(t - t., ), где К ратично-изменяющегося напряжения,

выход которого подключен ко второму

входу перемножителя 5, и источник 12

регулируемого опорного напряжения.

коэффициент усиления генератора, .умножается в церемножителе 5 на зна30 чение модуля у скорения функции мощности, хранимого в блоке 4 выборки- хранения, и подается на первый вход компаратора 6 (фиг. 2).

подключенныи выходом к второму входу компаратора 6, причем информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 10 и цифрового измерителя 7 подключены к информационным входам микроэвм 8, управляющий вход аналого- цифрового преобразователя 10 подключен к управляющему входу микроЭВМ 8, а выход компаратора 6 - к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 10, генератора 11, блока 4 и BTOpoJiy управляющему входу микроэвм 8.

Кроме того, устройство содержит нуль-орган 13, вход которого подключен к выходу двойного дифференциатора 2, а выход - к третьему информационному входу микроэвм 8.

Устройство работает следующим

образом. I

СВЧ-импульс сигнала преобразуется

в видеоимпульс напряжения детекторным преобразователем 1 (фиг. 2а) и дважды дифференцируется двойным дифференциатором 2. Переменное напряжение с вьрсода двойного дифференциатора, пропорциональное ускорению функции мощности, детектируется формиро0

5

0

вателем 3 модуля. В блоке 4 выборки- хранения запоминается значение модуля ускорения функ1щи мощности в момент времени, t,. (фиг. 25), где i - номер интервала.

В этот же момент аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 10 производится измерение напряжения на выходе детекторного преобразователя 1, пропорционального мощности Р. .

По окончании аналого-цифрового преобразования АЦП 10 вьфабатывает сигнал управления (фиг. 2г), по которому измеренное значение напряжения на выходе детекторного преобразователя 1 и знак ускорения функции мощности, определяемый нуль-органом 13, заносятся в память микроЭВМ. В момент t,- , (фиг. 2А) осуществляет --,

времени (Up Kp(t - t., ), где К коэффициент усиления генератора, .умножается в церемножителе 5 на зна30 чение модуля у скорения функции мощности, хранимого в блоке 4 выборки- хранения, и подается на первый вход компаратора 6 (фиг. 2).

На второй вход компаратора 6 с ис- 35 точника 12 регулируемого опорного напряжения подается постоянное напряжение Uy, пропордаональное заданной абсолютной погрешности аппроксимации А (фиг, 21):

и,

Ку-А

где К - коэффициент пропорциональ

ности. в момент времени t.

наступает равенство напряжений на входах компаратора 6:

50

Ку А K,KM.(t. - t,,

5

где К --коэффициент преобразования блока выборки-хранения,формирователя модуля, двойного дифференциатора и детекторного преобразователя. Величину К для правильной работы устройства выбирают равной Ку Кг К/8.

В момент tj , (фиг. 2е) срабатывания компаратора 6 производится остановка работы ДИВИ 7 и запуск АЦП 10.

Значение интервала дискретизации t - t. заносится в микроЭВМ в момент подачи с выхода компаратор 6 импульса на второй управляющий вход микроэвм 8. В этот же момент в блоке 4 выборки-хранения запоминает значение модуля ускорения функции мощности импульса за время t. компаратор возвращается в исходное состояние.

После окончания аналого-цифрового преобразования мгновенное значение мощности во временной точке и знак ускорения функциональности мощности на интервале дискретизации S заносятся в память микроЭВМ 8, Процесс в устройстве повторяется.

Описанные циклы измерений происходят с момента начала действия им- пульса до момента его окончания. После этого оператор с помощью микроЭВМ рассчитывает значение текущей мощности импульса в любой его временной точке. Измерительная процедура за- канчивается занесением в ОЗУ микро- ЭВМ значений измеряемых параметров Р-; т i S,- и заданной погрешности аппроксимации А. Вычисление P(t) определяется значением t, задаваемым оператором (дифференциатор 2).

Так как ЦИВИ определяет длительность интервала дискретизации , формирователь 3, компаратор 6 и измеритель 7 необходимы для привязки временной координаты каждого узла к временному положению начала действия измеряемого импульса, которое принято началом отсчета для t.

Микроэвм В в совокупности с блоко

4выборки-хранения и перемножитепем

5производят определение номера интервала i, в котором находится значение t. По известному i в ОЗУ микроЭВМ определяются значения Р, , р., S и производится вычисление величины абсолютной погрешности AP(t)

АЦП 10 и истинного значения величины мощности P(t) в любой точке t интервала дискретизации генератором 11.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить

Q

5

0 5 о

g

5

точность измерения текущих значений мощности СВЧ-импульсов за счет уменьшения погрешности восстановления в результате наличия дополнительной информации об изменении сигнала на интервале дискретизации.

-),

Погрешность на интервале дискретизации, погрешность аппроксимации уменьгаена в предлагаемом устройстве не менее чем в 2 раза.

Формула изобретения

Устройство для дискретного измерения текущих значений мощности СВЧ- импульсов, содержащее последовательно соединенные детекторный преобразователь, двойной дифференциатор, формирователь модуля, блок выборки- хранения, перемножитель, компаратор и цифровой измеритель временных интервалов, последовательно соединенные микроэвм и цифровой индикатор, аналого-цифровой преобразователь, подключенный сигнальным входом к вы-, ходу детекторного преобразователя, генератор квадратично-изменяющегося напряжения, выход которого подключен к второму входу перемножителя, и источник регулируемого опорного напряжения, подключенный выходом к второму входу компаратора, причем информационные выходы аналого-цифрового преобразователя и цифрового измерителя временных интервалов подключены к информационным входам микроЭВМ, управляющий выход аналого-цифрового преобразователя подключен к управляющему входу микроэвм, а выход компаратора - к управляющим входам аналого-цифрового преобразователя, генератора квадратично-изменяющегося нап- . ряжения, блока выборки-хранения и второму управляющему входу микроЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности измерения введен нуль-орган, вход которого подключен к выходу двойного дифференциатора, а выход - к третьему информационному входу микроэвм.

фие.2

РЦ

t

Устройство для дискретного измерения текущих значений мощности сверхвысокочастотных (СВЧ) импульсов содержит детекторный преобразователь 1, двойной дифференциатор 2, формирователь 3 модуля, блок 4 выборки - хранения, перемножитель 5, компаратор 6, цифровой измеритель 7 временных интервалов, микроЭВМ 8, цифровой индикатор 9, аналого-цифровой преобразователь 10, генератор 11 квадратично-изменяющегося напряжения, источник 12 регулируемого опорного напряжения, нуль-орган 13. Изобретение повьщ1ает точность измерения за счет учета знака второй производной измерений мощности импульсов СВЧ-сиг- налов. 2 ил. с (Л

Редактор Л.Повхан

Составитель В.Шубин

Техред И.Попович Корректор М.Демчик

Заказ 4915/44 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

,,,„.м..в.в.

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4