Способ определения нестабильности шумовой температуры усилителя Советский патент 1991 года по МПК G01R29/26 

f

(21)4475086/21

(22)08.08.88

(46) 23.01.91. Бюл.Н 3 (72) Б.Р.Дарчинянц

(53)621.317.75(088.8)

(56)СВЧ-устройства на полупроводниковых приборах. Под ред. И.В.Маль- ского и Б.В.Сестрорецкого. М.: Сов. радио, 1969, с. 411-413.

Техническое описание и конструкция по эксплуатации измерителя коэффициента шума X5-2I, ДО 1.400, 181 ТО, 1977.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ШУМОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ УСИЛИТЕЛЯ

(57)Изобретение может быть использовано при разработке и испытании усилителей. Цель изобретения - повышение точности измерения нестабильности шумовой температуры усилителя, достигается путем исключения погрешности, обусловленной бильности коэффициент лителя. Для этого на 4 подают сигнал от ис с известной шумовой т очередно с синусоидал Выходной синусоидальн лителя 4 сравнивают п синусоидальным сигнал на его вход. Мощность генератора 10 шума из ветствующим знаком на порциональную разност по мощности синусоида Выходную мощность шум сравнивают с мощность руемого генератора 10 чине и тнаку разности мощностей шумовых сиг ют величину и знак не шумовой температуры у

1утем исключения погреш- шумовии температуры }

га ЧЖНОР11--- i3. .Н i

Ш U24IIDuS3 СЭ

1 Тр 2TJ fjjz

пп т,- га

,.Hil . JT

DD-OD C ODrCjH

Zi -raHir 1ц

гасш Ш ою

. ПОЧ1ЮН1Ю

ности, обусловленной влиянием неста-1 бильности коэффициента усиления усилителя. Для этого на вход усилителя 4 подают сигнал от источника шума 8 с известной шумовой температурой поочередно с синусоидальным сигналом. Выходной синусоидальный сигнал усилителя 4 сравнивают по мощности с синусоидальным сигналом, поступающим на его вход. Мощность регулируемого генератора 10 шума изменяют с соответствующим знаком на величину, пропорциональную разности сравниваемых по мощности синусоидальных сигналов. Выходную мощность шумов усилителя 4 сравнивают с мощностью шумов регулируемого генератора 10 шума. По величине и тнаку разности сравниваемых мощностей шумовых сигналов определяют величину и знак нестабильности шумовой температуры усилителя 4. I ил.

шумовии температуры }

%

(Л

к

О5 N9

00

Сл

Изобретение относится к области радиоизмерений и может быть использовано при разработке и испытании усилителей.

Целью изобретения является повышение точности измерения нестабильности шумовой температуры усилителя путем исключения погрешности, обусловленной влиянием нестабильности коэф- фициента усиления усилителя.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа определения нестабильности шумовой температуры усилителя.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального СВЧ-сигнала, делитель 2 мощности, первый коммутатор 3, исследуемый усилитель 4, второй коммутатор 5, переменный аттенюатор 6, третий коммутатор 7, первый регулируемый генератор 8 шума, четвертый коммутатор 9, второй регулируемый генератор 10 шума, сумматор 11 напряжения, первый 12 и второй 13 усилите- ли СВЧ, первый 14 и второй 15 детекторы, усилитель 16 импульсного напряжения с регулируемым коэффициентом усиления, усилитель 17 импульсного напряжения, первый 18 и второй 19 синхронные детекторы, первый 20 и второй 21 индикаторы, генератор 22 импульсного напряжения в форме меандр, первый регулируемый источник

23постоянного напряжения, делитель

24напряжения, измеритель 25 температуры, малошумящий усилитель 26, калиброванный переменный аттенюатор 27 и второй регулируемый источник 28 постоянного напряжения.

Выход генератора 1 СВЧ-сигнала подключен к входу делителя 2 мощности, первый выход которого подключен к первому входу третьего коммутатора 7. Второй выход делителя 2 мощности подключен к второму входу первого коммутатора 3. Выход первого регулируемого генератора 8 шума соединен с первым входом первого коммутатора 3, выход которого через исследуемый усилитель 4 подключен к входу второг коммутатора 5. Второй выход второго коммутатора 5 через переменный аттенюатор 6 подключен к второму входу третьего коммутатора 7. Выход третьего коммутатора 7 через первый усилитель 12 СВЧ, первый детектор 14, усилитель 16 импульсного напряжения

с регулируемым коэффициентом усилени и первый синхронный детектор 18 подключен к входу делителя 24 напряжени

Первый выход делителя 24 напряже - ния подключен к первому индикатору 20, второй выход - к первому входу сумматора II напряжения. Выход первого регулируемого источника 23 постоянного напряжения подключен к второму входу сумматора 11 напряжения, выход которого подключен к входу управления второго регулируемого генератора 10 шума. Первый выход второго коммутатора 5 подключен к первому входу четвертого коммутатора 9. Выход второго регулируемого генератора 10 шума подключен к второму входу четвертого коммутатора 9, выход которого через второй усилитель 13 СВЧ, второй детектор 15, усилител 17 импульсного напряжения и второй синхронный детектор 19 подключен к индикатору 21.

Первый, второй, третий и четверты выходы генератора 22 импульсного напряжения подключены соответственно к входам управления первого 3, второго 5, третьего 7 и четвертого 9 коммутаторов. Пятый, инвертируемый, выход генератора 22 импульсного напряжения подключен к входу управления первого синхронного детектора 18. Шестой выход генератора 22 импульсного напряжения подключен к входу управления второго синхронного детектора 19. Измеритель 25 температуры подключен к клеммам контроля температуры поглотителя первого регулируемого генератора 8 шума. Выход второго регулируемого источника 28 постоянного напряжения подключен к входу управления первого регулируемого генератора 8 шума. При калибровке выход исследуемого усилителя 4 через малошумящий усилитель 26 и калиброванный переменный аттенюатор 27 подключается к входу второго коммутатора 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Синусоидальный сигнал с выхода генератора 1 поступает на вход делителя 2 мощности. С первого выхода делителя 2 мощности через третий коммутатор 7 (в момент времени, когда первый вход этого коммутатора скоммутирован с выходом) сигнал поступает на вход первого усилителя 12 В другой момент времени (через половину периода сигнала управления) на этот же вход первого усилителя 12 через третий коммутатор 7 (в положении 2) поступает синусоидальный сигнал, следующий с второго выхода делителя 2 мощности через первый коммутатор 3 (в положении 2), ис- следуемый усилитель 4 и переменный аттенюатор 6. Разность сравниваемых по мощности синусоидальных сигналов выделяется на выходе первого синхронного детектора 18.

В процессе регулировки устройства напряжение на выходе первого синхронного детектора 18 устанавливается равным нулю с помощью переменного аттенюатора 6. Сигнал с выхода пер- вого регулируемого генератора 8 шума через первый коммутатор 3 (в положении 1), исследуемый усилитель 4, второй 5 и четвертый 9 коммутаторы (оба - в положении 1) поступает на вход второго усилителя 13 СВЧ. Через половину периода сигнала управления четвертый коммутатор 9 переходит в положение 2 и с второго регулируемого генератора 10 шума сигнал посту- пает на вход второго усилителя 13 СВЧ. Разность сравниваемых по мощности шумовых сигналов выделяется на выходе второго синхронного детектора 19. В процессе регулировки устройства напряжение на выходе второго синхронного детектора 19 устанавливается равным нулю путем изменения напряжения, поступающего с первого регулируемого источника 23 постоянного напряжения на второй вход сумматора 11 напряжения. При этом напряжение на первом входе сумматора 11 напряжения должно быть равным нулю.

Рассмотрим следующий конкретный случай работы устройства.

Пусть одновременно увеличивается коэффициент усиления и шумовая температура исследуемого усилителя 4 относительно номинальных значений. При этом увеличение коэффициента усиления исследуемого усилителя 4 приводит к появлению на входе первого усилителя 12 СВЧ сигнала разбаланса с огибающей в форме меандр и к появлению постоянного напряжения с положительным знаком на выходе первого синхронного детектора 18 и на

5

® 5 0

§

5

0

первом входе сумматора 11 напряжения. Причем величина напряжения сигнала разбаланса тем больше, чем больше изменение коэффициента усиления исследуемого усилителя 4.

Далее, после сложения с напряжением, поступающим с первого регулируемого источника 23 постоянного напряжения, сигнал разбаланса следует на управляющий вход второго регулируемого генератора 10 шума. При этом мощность последнего также увеличивается пропорционально величине изменения коэффициента усиления исследуемого усилителя 4, Это приводит к тому, что уменьшается разность сравниваемых по мощности шумовых сигналов, поступающая на вход второго усилителя 13 СВЧ, за счет снижения вклада шумового сигнала, обусловленного увеличением коэффициента усиления исследуемого усилителя 4. Оставшаяся после коррекции разность сравниваемых по мощности шумовых сигналов имеет положительный знак и определяет величину изменения шумовой температуры исследуемого усилителя.

Для определения пропорциональности изменения выходной мощности второго регулируемого генератора 10 шума с изменением коэффициента усиления исследуемого усилителя 4 производят следующую проверку.

Между выходом исследуемого усилителя 4 и входом второго коммутатора 5 включает последовательно соединенные малошумящий усилитель 26 СВЧ и калиброванный переменный аттенюатор 27.

Начиная с затухания о аттенюатора 27, равного 1

к ус.гб

где Kac.t6 коэффициент усиления усилителя 26, изменяют в4 сначала в сторону увеличения затухания, а затем - в сторону уменьшения затухания. При этом должно обеспечиваться нулевое показание индикатора 21. В случае, если индикатор 21 в заданных пределах изменения L не имеет нулевых показаний, то необходимо соответственно увеличить или уменьшить коэффициент усиления регулируемого усилителя 16 импульсного напряжения.

Одновременно с этим производится калибровка шкалы индикатора 20 изменения коэффициента усиления исследуемого усилителя 4 по показаниям калиброванного переменного аттенюатора 27.

Для обеспечения соответствия знака сигнала разбаланса на выходе первого синхронного детектора 18 со знаком изменения коэффициента усиления исследуемого усилителя 4 на управляющий вход первого синхронного детектора 18 подается инвертированный управляющий сигнал по отношению к управляющим сигналам, подаваемым на управляющие входы коммутатора 3, 5, 7 и 9 и синхронного детектора 19.

Калибровка шкалы индикатора 21 изменения шумовой температуры произ- водится в режиме, когда выход усилителя 4 подключен к входу второго коммутатора 5 и напряжение на первом входе сумматора 11 напряжения равно нулю. Калибровка осуществляется пу- тем изменения шумовой температуры первого регулируемого генератора 8 шума с помощью второго регулируемого источника 28 постоянного напряжения. При этом шумовую температуру первого регулируемого генератора 8 шума определяют по показаниям измерителя

25 температуры нагрева (или охлаждения) поглотителя этого генератора.

Формула изобретения

Способ определения нестабильности шумовой температуры усилителя, заключающийся в том, что на испытуемый усилитель подают сигнал с известной мощностью шума и сравнивают мощности шумовых сигналов, после чего судят о нестабильности шумовой температуры испытуемого усилителя, о т л и ч а - ю щ и я тем, что, с целью повышения точности измерения нестабильности шумовой температуры, на испытумый усилитель подают поочередно сигнал с заданной мощностью шума и синусоидальный сигнал, измеряют разность мощности синусоидального сигнала с входа и выхода испытуемого усилителя, формируют второй шумовой сигнал, мощность которого изменяют на величину, пропорциональную разности мощностей синусоидального сигнала с входа и выхода испытуемого усилителя с соответствующим знаком, по величине и знаку разности мощностей выходного шумового сигнала усилителя и второго шумового сигнала определяют величину и знак нестабильности шумовой температуры усилителя.

Редактор Н.Яцола

Составитель Н.Михалев

Техред Л.ОлейникКорректор М.Максимишинец

Заказ 1185

Тираж 422

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное