Преобразователь сверхвысокочастотных сигналов

 

Союз Советским

Социалистическим

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»720368 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.07.78.(21) 2638698/18-09 с присоедииеииеы заявки И (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень Ля 9

Дата опубликования описания 07.03.80 (513< Кл. б 01 В 21/06

3Ъоудерстееииый комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

М. И. Дагис и Ю, П. Скучас

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики полупроводников АН Литовской CCP (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫХ

СИГНАЛОВ

Изобретение относитс:я к радиотехнике . и может быть использовано для измерения сверхвысокочастотной (СВЧ) мощности или напряженности электрического СВЧ поля в линиях передачи.

Известен преобразователь сверхвысокочастотных сигналов, содержащий полупроводниковый датчик, установленный в линии передачи, термодатчик, подключенный одним выводом к источнику питания, з и генератор тока (1)

Однако в известном преобразователе различные температурные характеристики датчика мощности и термодатчика не позволяют произвести компенсацию темпера15 турной погрешности в широком температурном диапазоне с высокой точностью.

Пель изобретения — повышение точности измерения при расширении температурного диапазона. 2g

Для этого в преобразователь сверхвысокочастотных сигналов, содержащий IIQлупроводниковый датчик, установленный в линии передачи, термодатчик, подключен2 ный одним выводом к источнику питания, и генератор тока, между источником питания и выводом полупроводникового датчика введены соединенные последовательно эталонный резистор и регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного блока сравнения, неинвертирующий вход которого подключен к обшей точке соединения генератора тока и термодатчика, а инвертируюший вход — к обшей точке соединения эталонного резистора и регулирующего элемента, кроме того, полупроводниковый датчик и термодатчик выполнены из высоко ом ного кре мния.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

Схема преобразователя сверхвысокочастотных сигналов содержит полупроводниковый датчик 1, линию 2 передачи, регулирующий элемент 3, эталонный резистор 4, источник 5 питания, блок 6 сравнения, термодатчик 7, генератор 8 тока. ст со Т от о Т з 72036

Преобразователь работает следующим образом.

Полупроводниковый датчик 1 питается постоянным током от источника питания

5 через последовательно соединенные эталонный резистор 4 и регулирующий элемент 3. Блок 6 сравнения, неинвертирующий вход которого подключен к термодатчику 7, питаемому от генератора 8 тока, а инвертируюший вход — к эталонному резистору 4, сравнивает падение постоянных напряжений на термодатчике

7 и эталонном резисторе 4- и изменяет . питающий ток полупроводникового датчика 1 с помощью воздействия сигналом ошибки на регулирующий элемент 3 так, чтобы эти падения напряжений были равными.

При изменении температуры окружаю цей среды, например, увеличении, выход- 20 ной сигнал полупроводникового датчика 1 уменьшается, а сопротивление термодатчика 7 увеличивается и на неинвертируюший вход блока 6 сравнения поступает сигнал ошибки, который воздействует на 25 регулирующий элемент 3 и увеличивает ток через эталонный резистор 4, что приводит к увеличению тока полупроводникового датчика 1. При этом выходной сигнал полупроводникового датчика 1 увели- ЗО чивается и компенсирует уменьшение его чувствительности, вызванное увеличением температуры, Известно, что температурная зависимость выходного сигнала полупроводникового датчика 1 0, питаемо- 35 го от генератора 8 тока, описывается показательной функцией где О, — выходной сигнал при 293 К; — температура полупроводникового датчика 1;

То - 293 К вЂ” температурный коэффициент.

Термодатчик 7 изготовлен из высокоомного кремния. В данном устройстве температурная зависимость напряжения на нем описывается показательной функцией

8 Д работающих в области тепловых носителей тока, где полупроводниковый датчик 1 имеет квадратичную характеристику, -ф = с, что является условием термокомпенсации в широком температурном диапазоне с погрешностью, превышающей

+ 0.5%,. Качественное и количественное совпадение законов измерения выходного сигнала полупроводникового датчика 1 и термодатчика 7 позволяет уменьшить погрешности измерения и расширить температурный диапазон. Термодатчики 7, изготовленные из высокоомного кремния, просты, стабильны, разброс их температурных характеристик не превышает 3";о, т.е. почти на два порядка меньше, чем у серийных полупроводниковых терморезисторов. В предложенном устройстве полупроводниковый датчик 1 выполнен в виде пластинки малых размеров, что обеспечивает малое тепловое сопротивление и защищает его от нагрева при поглощении

СВЧ мощности.

В устройстве исключается высоковольтный источник питания, а регулировка напряжения питания на полупроводниковом датчике 1 осуществляется изменением эталонного резистора 4.

Предложенный преобразователь СВЧ сигналов можно широко применять в измерителях импульсной СВЧ мощности в жестких климатических условиях. формула изобретения

1. Преобразователь сверхвысокочастотных сигналов, содержащий полупроводниковый датчик, установленный в линии передачи, термодатчик, подключенный одним выводом к источнику питания, и генератор тока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измере н ия пр и рас шире нии те мпературного диапазона, между источником нитания и выводом полупроводникового датчика введены последовательно соединенные эталонный резистор и регулирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом введенного блока сравнения, неинвертирующий вход которого подключен к общей точке соединения ге55 где оо — напряжение на термодатчике

7 при То — температурный коэффициент.

Для полупроводниковых датчиков 1, изготовленных из высокоомного кремния, ператора тока и термодатчика, а инвертируюший вход — к обшей точке соединения эталонного резистора и регулирующего элеме нта.

2, Преобразователь сверхвысокочастотных сигналов по п. 1, о т л и ч а ю5 7 шийся тем, что полупроводниковый датчик и термодатчик выполнены из высокоомного кремния.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

368 6

1. Па;,жа А. С., Микалаускас К. К.

Компенсация выходного сигнала датчиков

СВЧ мощности. Известия вузов, серия

"Радиоэлектроника", 1976, J,3, % 3 (прототип) °

С ос тав ителв В. М ав рин

Редактор Т. Портная Техред Э. Чужик Корректор . М. Шароши

Заказ 333/16 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4