Цифровой измеритель мощности свч

 

Изобретение относится к радиоизмерениям . Цель изобретения - повыРсвч шение точности измерений. Устройство содержит переключатель 1 мощности, измерительный мост 2, усилитель 3, блок 7 управления, .счетчик 9, генератор 10 опорной частоты, индикатор 11 и пересчетный блок 12. Погрешность преобразования снижается за счет введения компаратора 4, триггера 5, формирователя 6 импульсов и вычислителя 8. Новые функциональные связи, реализующие широтно-импульсное управление измерительным мостом 2, позволяют повысить помехозащищенность цифрового измерителя. 2 ил. « (О Фиг.

СО(03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (12) 1 2 4 (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3837653/24-21 (22) 1,0.01.85 (46) 23.06.87. Бюл. Ф 23 (72) В.Н. Поротов, Ю.Л. Нуров, В.Н. Горин и Т.А. Малашихин (53) 621.317.783(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

1(291158, кл. G 01 R 21/04, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 873143, кл. С 01 R 21/04, 1981. (54)е ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИСВЧ (57) Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения — повышение точности измерений. Устройство содержит переключатель 1 мощности, измерительный мост 2, усилитель 3, блок 7 управления, счетчик 9, генератор 10 опорной частоты, индикатор

11 и пересчетный блок 12, Погрешность преобразования снижается за счет введения компаратора 4, триггера 5, формирователя 6 импульсов и вычислителя 8. Новые функциональные связи, реализующие широтно-импульсное управление измерительным мостом 2, позволяют повысить помехозащищенность цифрового измерителя. 2 ил.

1 13

Изобретение относится к области радиоизмерений, а именно к устройствам измерения мощности сверхвысоких частот (СВЧ).

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового измерителя мощ ности СВЧ, на фиг. 2 — временные диаграммы работы цифрового измерителя мощности СВЧ, Цифровой измеритель мощности СВЧ состоит из переключателя 1 мощности, измерительного моста 2, усилителя 3 дифференциального, компаратора 4, триггера 5, формирователя 6 импупьсов,блока 7 управления, вычислителя

8, счетчика 9, генератора IO опорной частоты, индикатора ll, пересчетного блока 12.

Блок 7 управлепия состоит из двух ключей 13 и 14, дополнительного триггера 15, делителя 16 частоты, формирователя 17.

Переключатель 1 мощности выходом соединен с чувствительным элементом (термистором) моста 2, к диагоналям которого подключены последовательно дифференциальный усилитель 3 и компаратор 4. Выход компаратора соединен с первым входом триггера 5 и первым входом блока 7 управления. Выход триггера 5 соединен с вторым входом компаратора 4 и через формирователь 6 с входом питания моста 2. Пересчетный блок 12 состоит из последовательно включенных генератора 10 опорной частоты и счетчика 9, информационные выходы которого соединены соответственно с вычислителем 8, а выход переполнения счетчика 9 соединен с вторым входом триггера 5. Первый вход блока. управления соединен одновременно с входом делителя 16 частоты и первыми входами ключей 13 и 14, выходы которых соответственно соединены с входами дополнительного триггера 15, прямой выход которого соединен с входом управления переключателя 1 мощности, вторым входом ключа 14 и первым входом вычислителя 8.. Инвер— сный выход триггера 15 соединен с вторым входом ключа 13, а выход делителя 16 частоты через формирователь

17 — с вторым входом вычислителя 8, информационные выходы которого соединены с индикатором 11.

На фиг. 2 изображены сигнал 18 переполнения счетчика 9 импульсов, 45

55 водит термисторный мост 2 в состояние равновесия. В первые моменты времени после включения разбаланс моста велик, при этом компаратор 4 находится в единичном состоянии (сигнал 20, фиг. 2в, интервал времени 0-t ). В

1 момент баланса моста в первый такт измерения (после прохождения команды

Пуск ) при Р. „ =O срабатывает компаратор 4 и перепадами 1/О сбрасывает триггер 5. Таким образом, при отсутствии Р,z, на выходе триггера 5 появляется последовательность импульсов с тем же периодом Т, но длительностью i, (ь„<с„).

18923 2 сигнал 19 на выходе триггера 5, сигнал 20 на выходе компаратора 4, сигнал 21 на прямом выходе дополнительного триггера 15, сигнал 22 на выходе формирователя 17 коротких импульсов, сигнал 23 кода пересчетного блока 12, сигнал 24 текущего значения прямого кода счетчика 9 импульсов и сигнал

25 информационного кода вычислителя

8, переписываемого в регистр цифрового индикатора 11.

Цифровой измеритель мощности СВЧ работает следующим образом, В первый момент времени после; включения переключатель 1 закрыт и мощность СВЧ на термистор не поступает (интервал времени 0-t ). Код пересчетного блока 12 после включения цифрового измерителя мощности СВЧ ме2р няется по линейному закону (сигнал

23, фиг. 2е) до переполнения счетчика (интервал времени О-t„).

На управляющем выходе счетчика 9 появляется последовательность импуль25 сов (сигнал 18, фиг.2а), поступающих на второй вход счетного триггера 5, например на С-вход IK — òðèããåðà. Если бы не было сигнала 20 (фиг. 2в) с выхода компаратора 4 (например, при

30 отсутствии связи усилителя 3 и компа- ратора 4), то триггер 5 срабатывал бы на каждый перепад 1/О сигнала 18, .поступающего на первый вход (например, R-вход) К-триггера, вырабатывая

35 при этом сигнал 19 (фиг. 2б) длительностью „ и периодом Т (интервал времени О-Т, фиг. 2), при этом Т больше постоянной времени термистора. Этот сигнал проходит через формирователь 6

q0 импульсов, где формируется амплитуда и стабилизируется длительность его фронтов, и по цепи обратной связи попадает на питающую диагональ моста 2, нагревая термистор R,, и при3 13189

При подаче на мост 2 входной мощности СВЧ (P „„ ) ранее установленное условие баланса моста нарушается. Для восстановления баланса моста 2 во втором также измерения мощность подо5 грева термистора по цепи обратной связи должна быть уменьшена на величину Pqq„ . Это происходит за счет уменьшения длительность импульсов 19, т.е. срабатывание компаратора 4 про- 11) исходит раньше, при этом разность установившегося значения длительности импульсов (I

Р, рассеиваемая на термисторе, остается постоянной, так как

Ром +Рс ц -сопзг . (1)

Устройство 7 управления обеспечи- 2(1 вает два такта измерения, т.е. последовательно чередующиеся отключение и включение переключателя 1 мощности

СВЧ для подачи P, „ на термистор моста 2 (сигнал 21, фиг. 2г) и запись 25 содержимого счетчика 9 в вычислитель

8 и первый такт измерения (при P,з„

=0) по перепаду 1/О сигнала 21 и во второй такт измерения (при P, „ = 0) по сигналу 23 (фиг. 2д), который 30 формируется формирователем 17 по каждому второму перепаду 1/О сигнала на выходе счетчика — делителя 16. Содержимое счетчика 9 в указанные моменты времени схематично представлено сигналом 24 (фиг. 2ж).

Цифровой эквивалент измеряемой мощности (сигнал 25, фиг. 2з) соответствует разности кодов счетчика 9 импульсов (сигнал 24, фиг. 2ж) за 4р два такта измерения, определяемого значением длительности импульсов . (при Р „ =0). Диапазон изменения1—

)-,) о. о

Разность кодов, соответствующая 45 величине P 8, определяется соотношесв нием

d,И=11 -N, где N, — значение кода, соответствующее длительности сигна- 5Q ла 19;

N — значение кода счетчика 9, соответствующее длительности сигнала 19.

Разность кодов кМ выявляется вычислителем 8,который может быть выполнен на основе известных реверсивных счетчиков. Согласно выражению

23 4 (2) увеличение входной мощности P вызывает пропорциональное увеличение кода на входе цифрового индикатора

11 (выходе вычислителя 8).

Точность измерения во всех известных технических решениях определяется погрешностью преобразования, которая зависит от параметров пикового детектора и генератора управляемой частоты, прежде всего от его стабильности и линейности выходной характеристики. В предлагаемом цифровом измерителе мощности СВЧ высокая точность измерения, по сравнению с известным, обеспечивается за счет введения новых функциональных связей, реализующих широтно-импульсное управление термисторным мостом, что позвояет повысить помехозащищенность цифрового измерителя за счет снижения реобразования при использовании простых средств: компаратора, триггера, формирователя импульсов, счетчика импульсов и генератора опорной частоты, стабильность которого на 2-3

l порядка выше стабильности генератора управляемой частоты в известном устройстве. В этом случае погрешность преобразования, зависящая от изменения температуры окружающей среды и других возмущающих факторов, определяется только нестабильностью порога срабатывания компаратора, влияние которого на общую погрешность преобразования крайне незначительно ввиду малости интервала времени кТ двух срабатываний компаратора.

Предлагаемое техническое решение цифрового измерителя мощности СВЧ позволяет упростить получение цифрового эквивалента измеряемой мощности

СВЧ по сравнению с известным за счет использования простой пересчетной схемы блока 12.

Формула изобретения

Цифровой измеритель мощности СВЧ, содержащий переключатель, мост из активных сопротивлений с термистором, диагональ моста соединена с усилителем, блок управления, пересчетный блок и индикатор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены формирователь импульсов, триггер, вычислитель и компаратор, первый вход которого соединен с выходом усилите сыч 4<

Фу8. Я

Составитель В. Шубин

Редактор Л. Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник

Заказ 2505/38 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

5 131 ля, второй вход соединен с выходом триггера и входом формирователя импульсов, выход которого соединен с диагональю питания моста, а выход соединен с первым входом триггера и входом блока управления, первый выход которого соединен с первым управляющим вход@и. вычислителя и управПосл --..- кьЮч еил,, : свч= 0

8923 6 ляющим входом переключателя, а второй выход соединен с вторым управляющим входом вычислителя, выход последнего соединен с входом индикатора, а информационный вход подключен к информационному выходу пересчетного блока, управляющий выход которого соединен с вторым входом триггера.