Цифровой ваттметр СВЧ Советский патент 1988 года по МПК G01R21/04 

оэ ч

ч|

со

Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения - увеличение быстродействия. Ваттметр содержит отрезок 1 волновода с установленной в нем дифференциальной термопарой 2 с подогревателем 15, компаратор 3, блок управления 4, эл-ты И 5 и 7, инвертор 6, управляемьй г-р 8 импульсов, суммирующий счетчик 9, ЦАП 10, вьRИтaюп ий счетчик 11, блок совпадения 12, коммутатор 13 и индикатор 14. С приходом в отрезок 1 измеряемой мощности СВЧ на выходе компаратора 3 происходит перепад напряжения, что приводит к повторению процессов уравновешивания в устр-ве. После достижения одним из счетчиков 9 или 11 кода, равного измеряемой мощности СВЧ, происходит, последний перепад напряжения и момент равенства кодов на выходах c4eT4HkOB 9 и 11 фиксируется блоком-совпадения 12. Его управляющий сигнал подается на индикатор 14 и разрешает индикацию цифрового эквивалента измеренной мощ- ности, поступающего на индикатор 14 Щ через коммутатор 13 со счетчика 9 или 11, подключенного в ЦАП 10 в последний такт работы. Цель достигается введением эл-тов И 5 и 7, инвертора 6, счетчиков 9 и 11, блока совпадения 12 и коммутатора 13. 1 ил. (Л с

1-1.

8

If

11

Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть использовано для измерения мощности СВЧ.

Цель изобретения - увеличение бь стродействия.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Цифровой ваттметр СВЧ содержит отрезок 1 волновода с установленной в нем дифференциальной термопарой 2, подключенной к входу компаратора 3, выход которого соединен с первым входом блока 4 управления, вторым входо первого элемента И 5, а также через инвертор 6 с вторым входом второго элемента И 7, первый выход блока 4 управления подключен к входу управляемого генератора 8 импульсов, второй - к yпpaвляюfцe fy входу суммирующего счетчика 9, третий - к управляющему входу цифроаналогового преобразователя (НАЛ) 10, четвертый - к управляющему входу вычитающего счетчика 11, выход управляемого генератора 8 импульсов соединен с первыми входами первого 5 и второго 7 элементов И, выход первого элемента И 5 подключен к входу суммирующего счетчика 9, выход которого соединен с первым входом блока 12 совпадения и вторым входом коммутатора 13, выхолм.втррого элемента И 7 подключен к входу вычитающего счетчика 11., выход которого соединен с вторым входом блока 12 совпадения и первым входом.коммутатора 13, выход блока 12 совпадения подключен к второму входу блока 4 управления и управляющему входу индикатора 14, выходы коммутатора 13 соединены с входами ЦАП 10 и индикатора 14, выход ЦАП 10 подключен к подогревателю 15 дифференциальной термопары.

Предлагаемый ваттметр работает следующим образом,

В исходном состоянии при отсутствии мощности СВЧ в отрезке 1 волновода на входе компаратора 3 термоЗДС равна нулю, управляемый генератор 8 импульсов вьжлючен, все разряда на выходе суммирующего счетчика 9 равны нулю, код на выходе вычитающего счетчика 11 соответствует нагреву подогревателя 15 термопарЫу способному компенсировать максимальн ;то мощность СВЧ, поступающую на цифровой ваттметр, кoм fyтaтop 13 подключает выходы суммирующего счетчика 9 к I5AII 10, напряжение на выходе ЦАП 10 равно ну0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лю, показания индикатора 14 равны нулю.

С приходом в отрезок 1 волновода измеряемой мощности СВЧ на выходе дифференциальной термопары 2 появляется термоЭДС, воздействующая на вход компаратора 3. На выходе компаратора 3 происходит перепад напряжения из нулевого состояния в единичное. Цо этому перепаду коммутатор 13 отключает выходы суммирующего счетчика 9 от ЦАП 10, подключает выходы вычитанидего счетчика 11 к ЦАП 10, а блок 4 управления выдает на ЦАП 10 управляющий сигнал для преобразования поступающего на ЦАП 10 кода. Так как код на выходе вычитающего счетчика 11 соответствует максимальному рабочему значению, то напряжение на выходе ЦАП 10 максимально, подогреватель 15 термопары начинает нагреваться до максимальной температуры. По перепаду на выходе компаратора 3 блок 4 управления вырабатывает сигнал на запуск управляемого генератора 8 импульсов. Импульсы с выхода генератора 8 поступают на первый вход первого элемента И 5. На второй вход первого элемента И 5 приходит сигнал единичного уровня с выхода компаратора 3, поэтому импульсы с первого входа проходят на выход элемента И 5 и начинают заполнять суммирующий счетчик 9. Импульсы с выхода генератора 8 не проходят через второй элемент И 7, так как на второй вход второго элемента И 7 приходит нулевой сигнал, получающийся после инвертирования инвертором 6 сигнала единичного уровня с выхода компаратора 3.

Поскольку переходные процессы в цифровом ваттметре происходят по экспоненциальному закону, то термоЭДС, наводимая подогревателем 15 термопары, равна термоЭДС, наводимой мощностью СВЧ раньще того момента, когда код на выходе суммирующего счетчика 9 становится равным измеряемой мощности СВЧ. В этот момент термоЭДС, воздействующая на вход компаратора 3, становится меньще нуля и на выходе компаратора 3 происходит перепад нал- ряжения из единичного состояния в нулевое. Поэтому перепад коммутатор 13 отключает выходы вычитающего счетчика 11 от ЦАП 10, подключает выходы суммирукнцего счетчика 9 к ЦАП 10, блок 4 управления вьщает на ЦАП 10

управляющий сигнал для преобразования поступающего на IIAII 10 кода. Напряжение на выходе ПАП 10 соотнетствует коду, до которого заполняется рующий счетчик 9 в предыдущем такте работы, температура подогревателя 15 термопары начинает yмeньDJaтьcя. По перепаду на выходе компаратора 3

блок 4 управления вырабатывает сигнал ю ренной мощности выключает-генератор 8

на срыв генера1щи управляемого генератора 8 импульсов и новый запуск его. Импульсы с выхода генератора 8- .поступают на первый вход второго элемента И 7. На второй вход второго элемента И 7 приходит сигнал единичного уровня, получающийся после инвертирования инвертором 6 нулевого сигнала с выхода компаратора 3, поэтому импульсы с первого входа прохо- дят на выход второго элемента И 7 и начинают уменьшать код на выходе вычитающего счетчика 11. Импульсы с выхода генератора 8 не проходят через первый элемент И 5, так как на второй вход первого элемента И 5 приходит нулевой сигнал с выхода компаратора 3. Как и в первом случае, термоЭДС,

Пифровой ваттметр СБЧ, содержащий отрезок волновода с установленной в нем дифференциальной термопарой, которая подключена к входу компар-атора, 25 цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с подогревателем термопары, генератор импульсов и индикатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстро35

наводимая подогревателем термопары, становится равной термоЭДС , наводимой зо действия, введены последовательно со- мощностью СВЧ раньше того момента, единенные первый элемент И, суммирующий счетчик и блок совпадения, блок управления и последовательно соединенные инвертор, второй элемент И, вычитающий счетчик и коммутатор, второй вход которого подключен к выходу суммирующего счетчика, генератор импульсов выполнен управляемым, выход его соединен с первыми входами первого и второго элементов И, а управляющий вход подключен к первому выходу блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами суммирующего счетчика, цифроана- логового преобразователя и вычитающего счетчика, выход которого также соединен с вторым входом блока совкогда код на выходе вычитающего счетчика 11 становится равным измеряемой мощности СВЧ. В этот момент термоЭДС, воздействующая на вход компаратора 3, больще нуля и на выходе компаратора 3 происходит перепад напряжения из нулевого состояния в единичное, что приводит к повторению описанных процессов уравновешивания в цифровом ваттметре СВЧ.

40

Последний такт работы цифрового ваттметра СВЧ начинается после достижения одним из счетчиков (безразлично каким) кода,.равного измеряемой мощности СВЧ. При этом происходит последний перепад напряжения на выходе компаратора 3, и код на.выходе счетчика, значение которого еще не достигло измеряемой мощности СВЧ, приближается к коду уже установившегося счетчика. Момент равенства кодов на выходах суммирующего 9 и вычитающего 11 счетчиков фиксируется блоком 12 совпадения, сигнал с выхода которого поступает на управля1 ядий вход индикатора 14 и разрещает индикацию

45

50

55

падения, при этом выход компаратора соединен с первым входом блока управления, вторым входом первого элемента И, входом инвертора и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с входами цифроаналогового преобразователя и индикатора, а выход блока совпадения соединен с вторым входом блока управления и управляющим входом индикатора.

цифрового экр,шалента измеренной мощности, поступающего на входы индикатора 14 через коммутатор 13 со счетчика, подключающегося к ПДП 10 в последний такт работы. Сигнап с выхода блока совпадения 12 поступает на блок 4 управления, который после запоминания индикатором 14 значения измеимпульсов, обнуляет суммирующий счетчик 9, заполняет исходным кодом вычитающий счетчик 11, устанавливает коммутатор 13 в положение, подключающее суммируютций счетчик 9 к ЦАП 10, после чего цифровой ваттметр готов к новому циклу измерения.

Формула изобретения.

Пифровой ваттметр СБЧ, содержащий отрезок волновода с установленной в нем дифференциальной термопарой, которая подключена к входу компар-атора, 5 цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с подогревателем термопары, генератор импульсов и индикатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстроо действия, введены последовательно со- единенные первый элемент И, суммирующий счетчик и блок совпадения, блок управления и последовательно соединенные инвертор, второй элемент И, вычитающий счетчик и коммутатор, второй вход которого подключен к выходу суммирующего счетчика, генератор импульсов выполнен управляемым, выход его соединен с первыми входами первого и второго элементов И, а управляющий вход подключен к первому выходу блока управления, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами суммирующего счетчика, цифроана- логового преобразователя и вычитающего счетчика, выход которого также соединен с вторым входом блока сов35

зо

зо

40

зо

45

падения, при этом выход компаратора соединен с первым входом блока управления, вторым входом первого элемента И, входом инвертора и управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с входами цифроаналогового преобразователя и индикатора, а выход блока совпадения соединен с вторым входом блока управления и управляющим входом индикатора.