Способ измерения коэффициента передачи объекта на частоте электромагнитного излучения

 

Относится к измерительной технике, а именно для измерения коэффициентов передачи различных устройств или материалов в различных участках частотного диапазона электромагнитного излучения. Способ измерения коэффициента передачи объекта на частоте электромагнитного излучения, включающий модуляцию сигнала электромагнитного излучения сигналом низкой частоты, детектирование сигнала, прошедшего через исследуемый объект детектором излучения, фильтрацию узкополосным усилителем, детектирование НЧ детектором и индикацию, при этом сигнал с выхода узкополосного усилителя сравнивается по фазе схемой ФАПЧ с ее выходным сигналом, который используют для модуляции сигнала электромагнитного излучения. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения коэффициентов передачи различных устройств или материалов в различных участках диапазона частот электромагнитного излучения (ВЧ, СВЧ, оптического и др.).

Известный способ измерений, применяемый в таких устройствах, состоит в том, что сигнал электромагнитного излучения модулируют сигналом низкой частоты, затем модулированный сигнал, прошедший через исследуемый объект (устройство, вещество) детектируют детектором излучения, усиливают узкополосным усилителем, детектируют НЧ детектором и измеряют индикатором [1] Недостатком известного способа является низкая точность измерений, обусловленная нестабильностью частоты НЧ генератора модулирующего сигнала и резонансной частоты узкополосного усилителя, поскольку эти частоты некоррелированы между собой. Эта нестабильность связана с влиянием дестабилизирующих факторов (температуры, времени).

Заявляемое изобретение предназначено для решения задачи повышения точности измерений.

Указанная задача решается тем, что в известном способе, включающем модуляцию сигнала электромагнитного излучения сигналом НЧ, детектирование сигнала, прошедшего через исследуемый объект детектором излучения, фильтрацию узкополосным усилителем (УУ), детектирование НЧ детектором и индикацию, сигнал с выхода узкополосного усилителя сравнивается по фазе схемой ФАПЧ [3] с ее выходным сигналом, который используют для НЧ модуляции сигнала электромагнитного излучения.

Получаемый при использовании изобретения технический результат, а именно повышение точности измерений достигается за счет того, что схема ФАПЧ настраивает частоту генератора модулирующих сигналов на резонансную частоту УУ.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства реализующего предложенный способ; на фиг.2 приведена блок-схема схемы ФАПЧ.

Устройство состоит из излучателя электромагнитной волны 1, модулятора 2, исследуемого объекта (устройства, вещества) 3, детектора излучения 4, УУ 5, детектора НЧ сигнала 6, индикатора 7, схемы ФАПЧ 8.

Схема ФАПЧ состоит из усилителя-формирователя 9, фазового компаратора 10, фильтра нижних частот 11, управляемого напряжением генератора 12.

Устройство работает следующим образом. Сигнал электромагнитного излучения от излучателя 1 модулируется НЧ сигналом, поступающим на управляющий вход модулятора 2 с выхода схемы ФАПЧ 8. Модулированный сигнал поступает на вход исследуемого объекта 3, после которого он детектируется детектором излучения 4. Продетектированный сигнал поступает на вход узкополосного усилителя 5. Сигнал с выхода УУ подается на НЧ детектор и (через усилитель-формирователь схемы ФАПЧ) на первый вход фазового компаратора схемы ФАПЧ. Схема ФАПЧ генерирует прямоугольные импульсы со скважностью равной 2, которые подаются на управляющий вход модулятора 2 и на второй вход ФК.

Фазовый сдвиг выходного сигнала узкополосного усилителя на его резонансной частоте равен 0 [2] Также равна 0 разность фаз на входах ФК (триггерного типа) [3] схемы ФАПЧ в режиме слежения. Поэтому при изменении резонансной частоты ПФ под влиянием дестабилизирующих факторов, схема ФАПЧ подстраивает частоту модуляции на резонансную частоту ПФ. Это позволяет исключить из процедуры измерений ручную подстройку частоты НЧ генератора модулирующих сигналов и использовать более узкополосный фильтр, что улучшает соотношение сигнал/шум и тем самым повышается точность измерений.

Предлагаемый способ был использован в СВЧ измерителе влажности диэтиленгликоля, который прошел испытания в институте ВНИИГАЗ (г. Москва). Результаты испытаний подтвердили работоспособность способа.

Литература 1. М.А.Берлингер. Измерения влажности. М. Энергия, 1973, стр.134.

2. Г. Хорн, П. Мошитц. Проектирование активных фильтров. М. Мир, 1984, стр.22, 75.

3. В. Л. Шило. Популярные цифровые микросхемы. М. Радио и связь. 1987, стр.278-283.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента передачи объекта на частоте электромагнитного излучения, включающий модуляцию сигнала электромагнитного излучения сигналом низкой частоты, детектирование сигнала, прошедшего через исследуемый объект, детектором излучения, фильтрацию узкополосным усилителем, детектирование НЧ-детектором и индикацию, отличающийся тем, что сигнал с выхода узкополосного усилителя сравнивается по фазе схемой ФАПЧ с ее выходным сигналом, который используют для модуляции сигнала электромагнитного излучения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2