Способ определения температурных искажений высокочастотного сигнала в усилителе вертикального отклонения осциллографа

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Целью изобретения является сокращение времени выполняемых измерений и упрощение реализации способа. Сущность предложенного способа заключается в том, что температурные искажения ВЧ-сигналов на выходе усилителя вертикального отклонения осциллографа определяются не в усх Ьвиях изменения температуры окружающей среды, а при нормальной температуре путем измерения участка амплитудно-частотной характеристики. Устройство, реализующее способ, содержит , генератор 1 гармонических колебаний , усилитель 2 вертикального отклоненияJ электронно-лучевую трубку 3, канал 4, частотомер 5 и вольтметр 6 переменного тока. Усилитель 2 включает в себя аттенюатор и широкополосный усилитель постоянного тока на основе токовых элементов Джильберта. Канал 4 горизонтального yci-шения состоит из синхронизатора, блока развертки и усилителя горизонтального отклонения. Величина температурных искажений сигнала определяется из математического выражения, приведенного в описании изобретения. 3 шт.. (В СО О1 00 иг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R )3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3950022/24-21 (22) 08.07.85 (46) 07.12.87. Бюл.№ 45 (72.) В.М.Немировский и Б.Н.Лисенков (53) 621.317.7(088.8) (56) Немировский В.M. Повышение устойчивости широкополосных балансных УПТ типа 03-ОБ. Средства связи, 1980, ¹ 5.

Блюдин Е ° К. и др. Портативные осциллографы. М.: Сов. радио, 1978, с.19, 242, 243, 162-167 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ

ИСКАЖЕНИЙ В11СОКОЧАСТОТНОГО СИГНАЛА

В УСИЛИТЕЛЕ ВЕРТИКАЛЬНОГО ОТКЛОНЕНИЯ

ОСЦИЛЛОГРАФА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Целью изобретения является сокращение времени выполняемых измерений и упрощение реализации способа. Сущность предложенного способа заключается в том, что.,Я0 1З57 4Е Л1 температурные искажения ВЧ-сигналов на выходе усилителя вертикального отклонения осциллографа определяются не в усЛовиях изменения температуры окружающей cpe i, а при нормальной температуре путем измерения участка амплитудно-частотной характеристики.

Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 гармонических колебаний, усилитель 2 вертикального отклонения электронно-лучевую трубку

3, канал 4, частотомер 5 и вольтметр

6 переменного тока. Усилитель 2 включает в себя аттенюатор и широкополосный усилитель постоянного тока на основе токовых элементов Джильберта, Канал 4 горизонтального усиления состоит из синхронизатора, блока раз.— вертки и усилителя горизонтального отклонения. Величина температурных искажений сигнала определяется из

;математического выражения, приведенного в описании изобретения. 3 ил.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к способам определения температурных искажений высокочастотного сигнала в усилителе вертикального отклонения электронно-лучевого осциллографа, Цель изобретения — сокращение времени измерений и упрощение способа.

Сущность способа заключается в том, что температурные иска>кения высокочастотных сигналов на выходе усилителя вертикального отклонения осциллографа определяются не в условиях изменения температуры окружающей среды, а при нормальной температуре путем измерения участка амплитуцночастотной характеристики.

На фиг.l представлена структурная схема устройства, реализующего споеоб; на фиг,2 — форма амплитудно-частотной характеристики усилителя вертикального отклонения при нормальной

T (T = 300 К), повышенной T„ (T„ =

= 365 К) и пониженной Т „ (Т,„ = 250 К) температурах; на фиг.3 — форма амплитудно-частотной характеристики усилителя в нормальных условиях, рабочая точка на ее спаде, приращение частоты и выходного сигнала.

Структурная схема устройства включает в себя генератор 1 гармонических колебаний, усилитель 2 вертикального отклонения, электронно-лучевую трубку

3, канал 4, частотомер 5 и вольтметр

6 переменного тока. Выход генератора

1 гармонических колебаний соединен с входом усилителя 2 вертикального отклонения. Первыя выход усилителя 2 вертикального отклонения подключен к вертикально отклоняющим пластинам электронно-лучевой трубки 3. Первый вход канала 4 горизонтального отклонения соединен с шинбй сигнала синхронизации (Вх.Х), а первый выход— с горизонтально отклоняющими пластинами электронно-лучевой трубки 3.

Вход частотомера i5 при необходимости подключается к выходу генератора 1 гармонических колебаний, а вход вольтметра 6 переменного тока — к выходу усилителя 2 вертикального отклонения.

В качестве генератора 1 гармоничес, ких колебаний используется прибор Г4107 или другой генератор, соответствующий полосе пропускания усилителя

2 вертикального отклонения, содержащего аттенюатор и широкополосный

7849 усилитель постоянн< го тока на основе токовых элементов Цжильберта.

Канал 4 горизон гального усиления

5 состоит из синхронизатора блока разФ вертки и усилителя горизонтального отклонения ° В качестве частотомера используется прибор ЧЗ-54 или модель другого типа в зависимости от полосы ча.стот усилителя 2 вертикального отклонения, а в качестве вольтметра переменного тока — прибор В3-49.

Способ осуществляют следующим образом.

На вход усилителя 2 вертикального отклонения (Вх. Y) подают сивнал с выхода генератора . гармонических колебаний с частотой f (фиг.l). C ггомощью вольтметра 6 переменного тока и частотомера 5 (фиг„l).измеряют амп литуду У, и частоту f, исследуемого сигнала (фиг.3). Если в высокой точности измерений необходимости нет, измерение параметров сигнала

25 производится по экрану трубки 3, Затем при неизменной амплитуде входного сигнала частота f выходного сигнала генератора 1 гармонических колебаний увеличивается до знаЗо чения f + Lf и снова измеряется амп— литуда U выходного сигнала. Вычислив приращение коэффициента усиления усилителя 2 П „,„(Г) = 1 1>, — U I и значение Ьf определяют температурные

35 искажения (при температуре Т) высокочастотного сигнала на выходе усилителя 2.

Независимо от схемы каскадов, на которых построен многокаскадный уси... литель 2 вертикального отклонения, частотная зависимость его относительного коэффициента усиления определяет ся выражением )1 = (1 + (я7) ) где — постоянная времени каскада, и — число каскадов. Поскольку от ,температуры зависит только Г, температурные искажения выходного сигнала на выходе усилителя 2 можно определить путем замены температурных исследований частотными (ы и Г в указанной формуле эквивалентны) . Такая замена существенно сокращает время измерений и их стоимость, поскольку отпадает необходимость в длительных и дорогостоящих климатических исследо ваниях

Возмо>кность замены сложных температурных исследований (фиг.2) простыми частотными (фиг.3) иллюстрирует849 искажениям и, следовательно, макси-; мальны на спаде амплитудно-частотной характеристики. На горизонтальном (низкочастотном) участке (фиг.3) этой характеристики температурные искажения близки к нулю, поскольку в токовых элементах Джильберта от температуры зависит главным образом граничная частота f. 1)а низких частотах и на постоянном токе (f = О) стабильность усилителя определяется отношением "внутренних" и внешних" токов дифференциальных каскадов и это отношенйе от температуры практически не зависит.

Пример. Экспериментальное исследование предлагаемого способа определения температурных искажений высокочастотного сигнала производится на усилителе вертикального отклонения осциллографа С1-114 с полосой пропускания 0-50 МГц. При подаче на вход усилителя гармонического сигнала величиной 18 мВ и частотой

30 МГц напряжение, измеренное с помощью вольтметра B3 — 49 на одном плече усилителя, составляет Ul = 3,6. В (ЭФФ, а на симметричном выходе

7,2 В. При изменении частоты входного сигнала до значения f + gf = 35 MIq напряжение на выходе (при неизменной амплитуде сигнала на выходе) уменьшается до значения U = 6,8 В. Следовательно, при t = 65 С (348 К) температурные искажения сигнала составляют в соответствии с формулой (1) ЬU ь,„, = -1,22 В, а знак минус указывает на уменьшение величины сигнала. Соответственно при охлаждении усилителя до -50 С (223 К) )-)выл = 2э3 В.

Формула изобретения

+ (ы") ) К

1=

Ко

25 (1) ) +—

O где )-)ьхэ U бьix соответственно вели6))вых Л))вык — Я Ф ч аT (2) 35 в усилителе вертикального отклонения осциллографа, основанный на воздействии на вход усилителя вертикального отклонения гармоническим сигналом с частотой, на которой измеряют температурные искажения, и измерении выходного сигнала, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью сокращения времени измерения и упрощения способа, изменяют частоту гармонического сигнала при сохранении его амплитуды на входе усилителя вертикального отклонения на величину, то для случая, когда в качестве усилителя вертикального отклонения осциллографа применяется дифференциальньгй усилитель постоянного тока типа

OЭ-ОБ.

Анализ выражения (1) для многокаскадного усилителя 2 вертикального

55 о отклонения, выполненного на токовых элементах !)жильберта, показывает, что температурные искажения выходного сигналя пропорциональны частотным

3 1357 ся преобразованиями приведенной зависимости. Взяв производные по Т и

Ю, приходим к равенству, подтверждающему возможность упрощения измерения температурных искажений выходного сигнала усилителя 2.

Модуль относительного коэффициента усиления многокаскадного усилителя вертикального отклонения равен где К вЂ” комплексный коэффициент усиления усилителя;

К вЂ” коэффициент усиления усилите- )5 ля по постоянному току;

/ — постоянная времени усилительного каскада;

n — число каскадов.

Для современного усилителя верти- 20 кального отклонения на основе токовых элементов Джильберта . 1 MT и, следовательно, при неизменной амплитуде входного сигнала чины входного и выходного сигнала уси- 30 лителя.

После дифференцирования (1) по . температуре Т и частоте и находим где oC = Ь f /f, — температурный коэффициент граничной частоты f транзистора. о

Поскольку Ы т = -1, 33/Т, после 40 подстановки в (2) получаем т, А -) вых (1 ) 1 в ЗЗ о

aUв,„(i ) Tl 45 — 1 33 — — ) — "- — f 1n--

g+ T о

Аналогичные соотношения имеют месСпособ определения температурных искажений высокочастотного сигнала г

10

Т о

Составитель Л.Сорокина

Редактор П.Гереши Техред И,Дидык корректор С.1цекмаР

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4(5

Заказ 5993/44

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

1357849 при которой приращение амплитуды вы- =/U„ -П / ходного сигнала превышает заранее заданную величину, например разрешающую способность блока измерения

5 выходного сигнала, фиксируют приращение выходного сигнала и приращение частоты, а величину температурных искажений сигнала определяют из соотношения

-1,33Ы,„„(Г) т

AU (T) э Вы f вью T о где 6U „,„() приращение выходного сигнала при изменении частоты на величину д f; частота сигнала; температура, при которой определяются температурные искажения сигнала; температура в нормальных условиях (Т =. 300 К).