Измеритель свч-мощности Советский патент 1980 года по МПК G01R21/06 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения мощности, , выполненным на базе полупроводнико- . вого СВЧ-диода.

Известен электронный измеритель, реализованный на базе полупроводникового диода, содержащий полупроводниковый СВЧ-диод, помещенный в СВЧ-тракт и соединенный с автокомпенсационным преобразователем l .

Недостаток этого измерителя заключается в том, что выход из строя диода приводит к отказу измерителя и, следовательно, не обеспечивает достоварный контроль СВЧ-мощности.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель СВЧ-моиности, содержащий последовательно«соединен- 20 вые диодный преобразователь, компенсационный преобразователь, имеющий схему сравнения, расширитель, формирователь напряжения компенсации и ключи, анализирующее устройство 25 ивыходное устройство (например, индикатор), а также программно-управляющее устройство, подключенное к компенсационному преобразователю ,и анализирующему устройству 2 . ЗО

Недостатком этого устройства является низкая достоверность контроля, часто приводящая к ложным тревогам.

Цельизобретения - повышение достоверности контроля путем обеспечения самоконтроля измерителя мсядности.

Поставленная цель достигается тем, -что в измеритель СВЧ-мощности, содержащий последовательно соединенные диодный преобразователь, автокомпенсационный преобразователь и анализирующее устройство, ключ, введей генератор знакопеременного периодического сигнала, выход которого подключен непосредственно к выходу диодного преобразователя и через ключ - к выходу автокомпенсационного преобразователя, а управляющие входы ключа и генератора знакопеременного периодического сигнала соединены с анализирующим устройством.

Введённый генератор позволяет воздействовать только на диодный преобразователь со стороны его выхода (ключ замкнут ) или одновременно на выход диодного преобразователя

и вход автокомпенсационного преобразователя (ключ разомкнут), а анализируя отклик на эти воздействия, можно сделать вывод о техническом состоянии диода и низкочастотной части измерения и, тем самым,.обеспечить гювыиюние достоверности контроля.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит последователь.но соединенные диодный преобразователь 1, автокомпеисационный преобразователь 2, анализатор 3/ ключ 4, а генератор 5 знакопеременного периодического сигнала, соединенный с выходом диодного преобразователя 1 непосредственно и через ключ 4 с выходом автокомпенсационного преобразователя 2, а управляющие входы ключа 4 и генератора 5 соединены с анализатором 3.

Устройство работает следующим образом.

Электромагнитная энергия СВЧтракта воздействует на полупроводниковый диод диодного преобразователя 1, с его выхода продетектированный сигнал поступает на автокомпенсационный преобразователь 2, выходное постоянное напряжение которого сравнивается с эталонным напряжением анализатора 3, выставленным при калибровк-е измерителя мощности. Результат сравнения поступает на индикатор (на чертеже не по казан). Если уровень СВЧ-мощности в норме, на выходе анализирукидего устройства формируется сигнал 1, а на управляющих выходах анализатора 3 поддерживается сигнал 0;0.

При появлении на выходе измерителя сигнала О, сигнализирующем оператору о том, что мощность не в норме, на управляющих выходах анализатора 3 формируется сигнал 1;1, который замыкает ключ 4 и запускает генератор 5, тем самым переводя измеритель в режим самоконтроля.

В режиме самоконтроля возможны несколько ситуаций в зависимости от технического состояния элементов измерителя.

При исправном диоде на вход анализатора 3 с генератора 5 проходят только положительные полуволны знакопеременного меандра (для показанного на чертеже включения диода), амплитуда которых больше меньшего порогового уровня ,no меньше большего УГЦ анализатора 3, на управляющем выходе последнего сформируется сигнал 0,1, который размыкает только ключ 4, вследствие чего положительные полуволны меандра поступают на вход автокомпенсационного преобразователя 2. Выходное постоянное напряжение при испраности последнего, равное амплитуде меандра, также становится больще меньшего U но меньше большего Up анализатора 3, после чего на управляющих выходах появляется сигнал 0 0, который застопорит генератор 5 и сформирует на выходе измерителя обобщительный сигна.п 1, подтвер)1дцающий, что действительно СВЧ-мощность не в норме.

При неисправности автокомпенсационного преобразователя 2 его выходное постоянное напряжение оказывается больше или меньше амплитуды меандра, на управляющих выходах анализатора 3 сохраняется сигнал 0;1, измеритель оказывается в режме самоконтроля, а на его выходе подерживается сигнал О, по которому оператор делает вывод об отказе низкочастотной части измерителя мощности и, следовательно, отвергает как ложную тревогу полученное ранее предварительное заключение о том, что СВЧ-мощность не в норме.

При неисправном диоде,например его коротком замыкании или пробое с разрывом цепи между его электродами, оператором делается тот же вывод.

Это обеспечивается следующим образом.

При коротком замыкании диода (с момента перевода измерителя в режим самоконтроля) входная шина анализатора 3 оказывается закороченной (через замкнутый ключ 4) на землю, т.е. входное напряжение будет меньше меньшего порога Un2 анализатора 3, последний не изменяе своего состояния, а, следовательно, не изменяются -и сигналы на его выходах. Если отказ диода связан с разрывом цепи между его электродами то.на вход анализатора 3 поступает полный размах напряжения меандра (двойная амплитуда), короткое оказывается больше большегО порога анализатора, выходные сигналы последнего также не изменяются, т.е. измеритель остается в режиме самоконтроля.

В рассмотренных трех последних ситуациях переход на контроль СЁЧ-мощности возможен только после восстановления отказавших элементов измерителя мощности.

Таким образом, предлагаемое устройство, обеспечивает повышение достоверности контроля СВЧ-мощности в широком диапазоне частот СВЧ-сигналов, позволяет обнаружить отказ элементов измерителя и тем самым уменьшить вероятность ложных тревог а также указать вид отказа, что уменьшает время поиска неисправност и позволяет прогнозировать ухудшение его электрических характеристик

Формула изобретения

Измеритель СВЧ-мощности, содержащий последовательно соединенные диодный преобразователь, автокомпенсационный преобразователь и анализирующее устройство, ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем обеспечения самоконтроля, в него введен генератор знакопеременного периодического сигнала, выход которого подключен непосредственно к выходу диодного преобразователя и через ключ - к выходу автокомпенсационного преобразователя,а управляющие входы ключа и генератора знакопеременного периодического сигнала соединены с анализирукщим устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Долгов В.А., Келин А.В. Электронные датчики для автоматических систем контроля, М., Сов.радио, 1968, с. 41,рис. 15.

0

2.Автоматическая аппаратура контроля радиоэлектронного оборудования. Под ред. Пономарева Н.Н.

М., Сов.радио, 1975, с. 136, рис. 4.41.