Измеритель свч мощности

 

Союз Советсиии

Социапистическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iii 926602 (61) Дополнительное к авт. свид-ву —, (22) Задавлено 22. 04. 80 (21) 2912566/ 18-21 (5! )М. Кл . с присоединением заявки М (23) П риоритет

G 01 R 21/04

)аеударетмииый комитет

СССР ио делаи изобретений и открытий

Опубликовано 07. 05. 82. Бюллетень лв 17

Дата опубликования описания 07. 05. 82 (53) УДК 621. 317. . 784 (088. 8) H.Ä.Äó6îâîé, А.И.Лебедев и А.А.С зонов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский институт электронной, техники

I (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СВЧ МОЦНОСТИ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения мощности электрических си гналов высокой частоты.

Известен измеритель СВЧ мощности, содержащий самобалансирующийся термисторный мост, генератор управляемой частоты, генератор опорной частоты, вычитающее устройство, электронный ключ и счетчик, в котором с целью обеспечения автоматического переключения пределов измерения и повышения точности измерений, к выходу вычитающего устройства подключены последовательно соединенные делители разностной частоты, выходы которых через логические схемы совпадения и схему сборки подключены к электронному ключу, причем вход одной из схем. совпадения подключен к выходу вычитающего устройства (1).

Недостаток указанного измерителя

СВЧ мощности заключается в низкой надежности.

Известен также измеритель СВЧ мощ" ности, содержащий делитель мощности,, соединенный через переключатель с чувствительным элементом термисторного моста, выход которого через избирательный усилитель подключен к выпрямителю, соединенному выходом непосредственно с выходом компаратора и через интегратор - с его вторым входом, причем выход компаратора че1а рез схему управления подключен к генераторам пилообразного напряжения, выходы которых через переключатель соединены с чувствительным элементом термисторного моста и через вычитаю15 ,щий блок с индикатором 21.

Недостатком известного измерителя

СВЧ мощности также является низкая надежност ь .

Ю

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в измеритель СВЧ мощности, содержащий термисторный

6602

3 92 мост, подключенный первым плечом через ограничительный резистор к источнику питания, а, противоположным - к общей шине, усилитель, подключенный первым и вторым входами ко входу и выходу термисторного моста сооТ ветственно, а выходом - к первому входу блока индикации и через резистор обратной связи - к объединенным выходам первого плеча и ограничительного резистора, последовательно соединенные источник стабилизированного тока и пороговый элемент, подключенный выходом ко второму входу блока индикации, ВЧ выключатель и управляемый ВЧ генератор, выходы которых объединены и подключены ко входу термисторного моста, а вход управляемого ВЧ генератора подключен к выходу порогового элемента, введены направленный ответвитель и управляющий термистор, подключенный между выходом направленного ответвителя и общей шиной, причем вход направленного ответвителя подключен к выходу

ВЧ выключателя, а выход — ко входу порогового элемента.

На фиг.1 показана функциональная .схема измерителя СВЧ мощности; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы измерителя СВЧ мощности; на фиг.3 — характеристика вход-выход порогового элемента.

Измеритель СВЧ мощности содержит термисторный мост 1, подключенный первым плечом через ограничительный резистор 2 к источнику питания, а противоположным - к общей шине, усилитель 3, подключенный первым и вторым входом ко входу и выходу термисторного моста 1 соответственно, а выходом - к первому входу блока 4

Индикации и через резистор 5 обратной связи к первому плечу термисторного моста 1, последовательно соединенные источник 6 стабилизированного тока и пороговый элемент 7, подключенный выходом ко второму входу блока 4 индикации ВЧ выключатель 8 и управляемый ВЧ генератор 9, выходы которых объединены и подключены ко входу. термисторного моста 1, а вход управляемого ВЧ генератора 9 подключен к выходу порогового элемента- 7, направленный ответвитель 10, вход которого подключен к выходу ВЧ выключателя, а выход — ко входу порогового элемента 7, управляемый термнстор 11, 5

3$

26

ЗО

49

$O

$5 подключенный между выходом направленного ответвителя 10 и общей шиной.

Элементы 1-5 образуют самобалансирующийся термисторный мост.

Измеритель СВЧ мощности работает следующим образом.

В исходном состоянии выключатель

8 обеспечивает прохождение измеряемой мощности ВЧ на измерительный термистор, включенный в плечо термисторного моста и через ответвитель

10 на управляющий термистор 11-. Под действием измеряемой ВЧ мощности сопротивление термистора 11 уменьшается, следовательно, при постоянстве тока через термистор 11, задаваемого источника 6 стабилизированного тока, напряжение U на управляющем термисторе 11 уменьшается до величины

U „(фиг.2б) ° Уменьшение напряжения на управляющем термисторе 11 вызывает уменьшение амплитуды напряжения

ВЧ на выходе управляемого ВЧ генератора 9, которое подается на измерительный термистор 2, обеспечивая его дополнительный разогрев с целью регулировки уровня чувствительности ваттметра .

В момент подачи команды "Измерение" напряжение питания подается на выключатель 8 и прекращает подачу измеряемой мощности в тракт измерения. Напряжение на управляющем термисторе

11 вследствие увеличения его сопротивления возрастает и изменяет выходное напряжение порогового элемента 7 в соответствии с его выходной характеристикой (фиг.3) т.е. ступенчатым образом. Эту характеристику можно получить, например, путем последовательного включения аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей в микросхемном исполнении; Причем каждая ступенька выходного напряжения порогового элемента определяет один уровень чувствительности ваттметра или, следовательно, один предел измерения. Однако, несмотря на возрастание напряжения на выходе порогового элемента 7 изменения амплитуды выходного напряжения управляемого ВЧ генератора 9 не произойдет, так как генератор изменяет амплитуду выходного напряжения в соответствии с величиной напряжения на своем входе только тогда, когда у него на входе происходит уменьшение уровня напряжения., т.е. когда происходит уменьшение уровня напряжения на уп9266

15 формула изобретения

5 равляющем термисторе 11. Это обеспечивает постоянство выбранного уровня чувствительности в пределах одного цикла измерения Tz>> (Фиг.2а) °

После прекращения подачи измеряе- 5 мой мощности в измерительный тракт напряжение обратной связи автобалансного моста резко возрастает до уровня U о„ (фиг.2д), компенсируя воздействие на термистор измеряемой мощности ВЧ и тем самым возвращая его в прежнюю рабочую точку.

Изменение напряжения обратной связи автобалансного моста происходит в соответствии с уравнением

Pî = Риз +Рт+Р с+Рут =соп st.

/ где Р о — суммарная мощность, рассеиваемая на измерительном термисторе; 20

P — измеряемая мощность ВЧ;

Рт - мощность, эквивалентная воздействию на термистор температуры окружающей среды;

P - электрическая мощность, подаваемая по цепи обратной связи автобалансного моста;

Р т — мощность дополнительного 50 разогрева термистора напряжением с выхода управляемого генератора, обеспечивающая изменение уровня чувствительности.

Разность напряжений на выходе усилителя 3 при подаче измеряемой мощности на измерительный термистор моста и без нее является мерой измеряемой мощности ВЧ. Эта разность при данном уровне чувствительности фиксируется блоком 4 индикации, проградуированным в единицах мощности.

При сильном уменьшении измеряемой мощности ВЧ (значение Р 1 на

45 фиг. 2а) появляется необходимость уменьшения предела измерения, т.е. увеличения чувствительности измерителя СВЧ мощности. Это достигается автоматически следующим образом.

Снижение измеряемой мощности до

50 уровня Ря вызывает увеличение (относительно уровня 0„) напряжения на управляющем термисторе 11 до величины U g (фиг. 28) . Но так как U q (U<, т.е. происходит уменьшение уровня напряжения на управляющем термисторе

11, то произойдет увеличение амплитуды ВЧ напряжения управляемого гене02 4 ратора 9 и тем самым повысится уровень чувствительности измерителя СВЧ мощности, т.е. произойдет уменьшение йредела измеряемой мощности.

В соответствии с уравнением (I ) при увеличении Р у пропорционально уменьшится Р, а следовательно, и

0 ос (до уровня U на фиг.2д). Напряжение с выхода порогового элемента поступает на управляющий вход блока

4 индикации, в котором осуществляется индикация цены деления индикатора мощности, т,.е. индикация автоматически выбранного уровня чувствительности.

Таким образом, цикл измерения малого уровня измеряемой мощности Рп будет осуществлен уже при повышенном уровне чувствительности измерителя

СВЧ мощности, определяемом уровнем напряжения 0 и (фиг.2б) на управляющем термисторе 11.

При сильном возрастании уровня измеряемой мощности (значение Рз на фиг.2а) аналогично будет автоматически осуществлено снижение уровня чувствительности, т.е. увеличение, предела измеряемой мощности. В соответствии с характеристикой порогового устройства измеритель СВЧ мощности может обеспечить автоматический выбор любого из четырех пределов измерения, соответствующих четырем уровням 0, U, Ц", 0" выходного напряжения порогового элемента (фиг.3) °

Предлагаемый измеритель СВЧ мощности с автоматическим выбором предела измерения является единственно приемлемым устройством при автоматическом измерении и регулировании мощности в труднодоступных местах, агрессивных средах и т.д. Вместе с тем, он имеет меньшее количество сложных блоков, следовательно, обладает меньшей стоимостью и большей надежностью.

Измеритель СВЧ мощности, содержащий термисторный мост, подключенный первым плечом через ограничительный резистор к источнику питания, а противоположным - к общей шине, усилитель, подключенный первым и вторым входами к входу и выходу термисторного моста соответственно, а выходом .к первому входу блока индикации и через резистор обратной связи — к объ9266 единенным выходам первого плеча и ограничительного резистора, последовательно соединенные источник стабилизированного тока и пороговый элемент, подключенный выходом к второму 5 входу блока индикации, ВЧ выключатель и управляемый ВЧ генератор, выходы которых объединены и подключены к входу термисторного моста, а вход управляемого ВЧ генератора под- >о ключен к выходу порогового элемента, о т л и ч а ю щ и " с я тем, что, с целью повышения надежности, в яего введены направленный ответвитель

02 8 и управляющий термистор, подключенный между выходом направленного ответвителя и общей шиной, причем вход направленного ответвителя подключен к выходу ВЧ выключателя, а выход - к входу порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 293213, кл. С 01 R 21/00, опублик. 15.01.71.

2. Авторское свидетельство СССР

478260, кл. 6 01 К 21/04, опублик.25.07.75 (прототип) °

926602

0 ыч и уl

Составитель А.Ходырев

Редактор А.Власенко Техред Ж. Кастелевич Корректор С шекмаР

Заказ 2978/39 Тираж 719 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, 3-35 Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4