Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности Советский патент 1980 года по МПК G01R21/04 

1

Изобретение относится к технике радиоиэмерений.

Известно устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее сверхвысокочастотный выключатель, связанный с чувствительным элементом, включенным в одно кз плеч автобалансного моста, выход которого через выпрямитель подключен к одному. .,. из входов компаратора непосредственно, а к другому - через интегратор, причем выход компаратора через блок управления соединен с управляющими входами сверхвысокочастотного выключателя, индикатора, вычитающего бло- 5 ка, низкочастотного переключателя и генераторов пилообраз ного напряжения, выходы которых через последовательно соединенные низкочастотный перек.шочатель и вычитающий блок подключены 20 к второму входу индикатора 11.

Однако изв естное устройство не обеспечивает высокую точность измерения.25

Цель изобретения - повышение точ-ности измерения.

Для этого в устройстве для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащем сверхвысокочастотный вы- 30

iключaтeJJЬ, связанный с чувствитель;ным элементом, включенным в одно-на плеч автобалансного моста, выход которого через выпрямитель подключен к одному из входов компаратора непосредственно,а к другому - через интегратор,причем выход компаратора. через блок управления соединен с управляющими входами сверхвысокочастотного выключателя, индикатора, вычитающего блока, низкочастотного переключателя и генераторов пилообразного напряжения, выходы которых через последовательно соединенные низкочастотный переключатель и вычитающий блок подключены к второму входу индикатора, на выходе низкочастотного перек.шочателя включен дополнительно введенный низкочастотный переключатель, управляющий вход которого соединен с блоком управления, а выходы - один непосредственно, а другой через введенный масштабный преобразователь, соединены с плечом автобалансного моста, в которое включен чувствительный элемент.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство для измерения сверхвысо очастотной мощности содержит сверхвысокочастотный выключатель 1, связанный с чувствительным элементом 2, ктооченньгм в одно: из плеч автобалансного моста 3, выход которого через выпря1 йитель 4 подключен к одному из входов компаратора 5 непосредственно, а к другому - через интегратор 6, , ричем выход компаратора 5 через блок

7управления соединен с управляющими ходами сверхвысокочастотного выключателя 1, индикатора 8, вычитаюего блока 9, низкочастотного переключателя 10 и генераторов пилообразного напряжения 11, 12, выхотл которых через последовательно соединенные низкочастотный переключатель

10 и зы штающий блок 9 подключены к второму входу индикатора 8, на выходе низкочастотного переключателя 10 включен дополнительно введенный низкочастотный переключатель 13, управляющий вход-которого соединен с блоком 7 управления, а выходы - один непосредственно, а другой - через введенный масштабный преобразователь 14, соединены с плечом автобалансного моста 3, в которое включен чувствительный элемент 2, Автобалансный мост 3 содержит избирательный усилитель 15 и трансформатор 16.

Устройство работает следующим образом,.

После подачи напряжения питания и окончания переходных процессов на выходе двтобалаисного моста 3 устанавливается постоянное по амплитуде значение напряжения.

Измерение начинается с момента подачи команды от блока 7 управления,

8этом случае низкочастотные переключатели 10 и 13 переводятся в положение а, а через сверхвысокочастртный выключатель 1 на чувствительный элемент 2 автобалансного моста 3 в течение промежутка времени, равного длительности первого такта, поступает измеряемая мощность СВЧ. На выходе автобалансного моста 3 устанавливается новое значение амплитуды напряжения, которое после преобразования его в постоянное выпрямителем

4 и запоминания на интеграторе б поступает на один из входов компаратора 5.

Во второй такт работы устройства измеряемая мощность с помощью сверхвысокочастотного выключателя 1 отсоединяется от чувствительного элемента 2 автобалансного моста 3, выходное напряжение которого быстро возрастает до прежнего значения, характеризующего отсутствие мощнос.ти СВЧ на вх&де автобалансного моста 1i

В этот момент времени по команде с блока 7 управления включается генератор 11 пилообразного напряжения, выходное увеличивающееся напряжение которого -fepes низкочастотные переключатели 10 и 13 прикладывается к чувствительному элементу 2, образуя на нем мощность замещения. Преобразованное выпрямителем 4 выходное напряжение автобалансного моста 3, прикладываемое к другому входу компаратора 5, начинает уменьшаться, В момент сравнения напряжений на обоих входах компаратора 5 он срабатывает и через блок 7 управления останавливает генератор 11 пилообразO ного напряжения, выходное напряжение которого фиксируется вычитающим блоком 9 по команде с блока 7 управления.

В третий такт измерения низкочастотные переключатели 10, 13 переводятся в положение б, а мощность замещения на чувствительном элементе 2 образуется с помощью выходного напряжения генератора 12 пилообразного напряжения, подсоединенного через

Q масштабный преобразователь 14, причем параметры генератора 12 пилообразного напряжения связаны с параметрами генератора 11 пилообразного напряжения следующими соотношениями:

, ,

гдет--,,-е постоянные времени и напряжения питания соответствующих генераторов 11, 12 пилообразного

Q напряжения, ad- коэффициент передачи масштабного преобразователя 14,

Операция замещения происходит аналогично второму такту с фиксацией вычитающим блоком 9 выходного напряжеc ния генератора 12 пилообразного напряжения и индикацией образовавшейся в вычитающем блоке 9 разности напряжений, которая является мерой измеряемой мощности индикатором 8,

Таким образом, в устройстве коррекция погрешностей компаратора 5, интегратора б и генераторов 11, 12 пилообразного напряжения осуществляется с помощью дополнительного уравнения, которое создается использованием не высокочастотного делителя, что влечет за собой необходимость неоднократного обращения к входному сигналу, а деформированием известным образом функции преобразования устройQ ства с помощью масштабного преобразователя 14, коэффициент передачи которого в простейшем случае формируется соотношением резисторов, находящихся в цепи постоянного тока, В этом случае отпадает требование к широкополосности резисторов, и они могут быть выполнены проволочными и иметь высокую временную и температурную стабильность.

Кроме того, реализация дополнительного уравнения измерения с помощью масштабного преобразователя 14 приводит к однократному обращению к входному сигналу и исключает погрешность от нестабильности измеряемого сигнала

5 между обращениями к нему. Формула изобретения Устройство для измерюния сверхвысокочастотной мощности, содержащее сверхвысокочастотный выключатель связанный с чувствительн лм элементом включенным в одно из плеч автобаланс ного моста, выход которого через выпрямитель подключен к о дному из входов компаратора непосредственно, а к другому - через интегратор, причем выход компаратора через блок управлениясоединен с управляющими входами сверхвысокочастотного выключателя, индикатора, вычитающего блока, низкочастотного переключателя и генераторов пилообразного напряжения, выходы которых через последовательно соединенные низкочастотный переключатель и вычитающий блок подключены к второму входу индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, на выходе низкочастотного переключателя включен дополнительно введенный низкочастотный переключатель, управляющий вход которого соединен с блоком управления,а входы - один непосредственно, а другой - через введенный масштабный преобразователь, соединены с плечом автобалансного моста, в которое включен чувствительный элемент, Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №478260, кл. G 01 R 21/04, 1972 (прототип).