Интерферометр для диагностики плазмы Советский патент 1989 года по МПК G01N22/00 

Изобретение относится к технике радиоизмереншЧ, а именно к СВЧ-диаг- ностике плазмы, и может быть использовано, нанример, для онределения электронной концентрации нлазмы пе.

Целью изобретения является увеличение точности измерения путем уменьшения фазового шума.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого интерферометра.

Интерферометр для диагностики плазмы включает СВЧ-генератор 1, первьй 2 и второй 3 делители сигнала, пер- вый 4 и второй 5 смесители сигнала, включенные между ними измерительный канал с приемным 6 и передающим 7 вводами и плазменной камерой 8, опор- ньш канал 9 и канал гетеродина со сдвигателем 10 частоты, смесительные детекторы 11 и 12, подключенные к выходам первого 4 и второго 5 смесителей, сигнала, первьй 13 и второй 14 усилители соответственно измеритель-- ного и опорного каналов, преобразователь-фаза - напряжение 15, осцилло граф 16, а также сумматор 17, последовательно соединенные амплитудный детектор 18, усшп-1тель 19 и регулируе- мьш фазовращатель 20, При этом вход амплитудного-детектора 18 подключен к выходу усилителя 14, выход регулируемого фазовращателя 20 соединен с

первым входом сумматора 17, второй

вход которого соединен с выходом преобразователя 15 фаза - напряжение, а выход подключен к осциллографу 16.

Интерферометр для диагностики плазмы работает следуютцим образом.

СВЧ-сигнал с частотой С, генерируемой СВЧ-генератором 1, делится делителями 2 и 3 сигнала на измери- тельньй, опорнгл и гетеродинньй сигналы. Измерительиьй сигнал с частотой f излучается передающим вводом 7 в. плазменную камеру В, принимается приемным вводом б и поступает на первый вход первого смесителя 4 сигнала. Опорньй сигнал с частотой f поступа- ет на первьй вход второго смесителя 5 сигнала. На вторые входы смесителей 4 и 5 сигнала поступает гетеродинный сигнал, прошедший через сдвигатель 10 частоты и имеющий частоту f j.ftF, где F - частота сдвига. Пройдя через первый 4 и второй 5 смесители сигнала-, указанные сигналы поступают на смесительные детекторы П, 12, на

0 5 Q

5

0

Q

выходе которых выделяются и усиливаются усилителями 13 и 14 сигналы с промежуточной частотой, равной частоте сдвига Г. Эти сигналы нодаются на входы нреобразователя 15 фаза - напряжение, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное разности фаз мелсду измерительным и опорным сигналами, по которому судят об эле ктронной концентрации плазмы в плазменной камере 8.

Онорньй сигнал промежуточной частоты F поступает на вход амплитудного детектора 18, которьй выделяет его огибающую. Огибающая опорного сигнала промежуточной частоты усиливается усилителем 19 так, чтобы ее амплитуда была равна амплитуде фазового шума, и подстраивается фазовращателем 20 так, чтобы она находилась в противофазе с фазовым шумом. Далее огибающая с выхода регулируемого фазовращателя 20 поступает на первьй вход сумматора 17,, на второй вход ко- ;торого поступает сигнал с преобразователя фаза - напряжение 15. Сумма- тор 17 .осуществляет сложение этих двух сигналов, и на его выходе появляется напряжение, пропорциональное разности фаз между измерительным и . опорным сигналами с частично скомпенсированным фазовым шумом, которое инициируется осциллографом 16.

Формула изобрете.ния

Интерферометр для диагностики плазмы, содержащий последовательно соедине шые. СВЧ-генерйтор, , первьй и второй делители сигнала, а также первый и второй смесители сигнала, причем между первым делителем сигнала И первым смесителем сигнала включен измерительный канал, содержащий пере- дающ1.1й ввод, плазменную камеру и при- емпьш ввод, мелоду вторь1м делителем сигнала и вторым смесителем сигнала включены опорньй канал и канал гетеродина, включающий сдвигатель частоты, а таюке первьй и второй смесите- и сигнала, оптически связанные друг с другом, выходы первого и второго смесителе сигнала через соответству- ющие первьй и второй см есителыще детекторы и первый и второй усилители подключены соответственно к входам преобразователя фаза - напряжение, и осциллограф, о т л и ч а -ю щ и й- с я тем, что, с целью увеличения

Р

,513513886

точности измерения путем уменьшения детектора соединен с выходом второго фазового шума, в него введены после- усилителя, второй вход сумматора сое- довательно соединенные амплитудный динен с выходом преобразователя фа- детектор, регулируемый фазовращатель за - напряжение, а его выход подклкгг и сумматор, причем вход амплитудного чен к входу осциллографа.

Изобретение относится к технике радиоизмеренда и обеспечивает увеличение точности измерения путем уменьшения фазового шума, Опорньй сигнал промежуточной частоты поступает на вход амплитудного детектора 18, к-рый выделяет его огибающую. Огибающая опорного сигнала усиливается усили- 19 так, чтобы ее амплитуда была равна амплитуде фазового шума, и подстраивается фазовращателем 20 так, чтобы она находилась в противофазе с фазовым шумом. Далее огибающая с выхода фазовращателя 20 поступает на первый вход сумматора 17, на второй вход к-рого поступает сигнал с преобразователя 15 фаза - напряжение. Сумматор 17 осуществляет сложе1ше этих двух сигналов, и на его выходе появляется напряжение, пропорциональное разности фаз между измерительным и опорным сигналаъш с частично скомпенсированным фазовым шумом, к-рое иршциируется осциллографом 16. 1 ил. с ( сд со 00 00 17 fS 20