CN109387770B - 对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，该方法包括：准备步骤：将电源连接于振荡器，并且将检波器和示波器相连，让所述检波器的检波口对准振荡器的信号输出口；测试启动电压步骤：缓慢调整电源的电流，使得该电流大于或等于振荡器的预设工作电流值；缓慢增加电源电压幅值，当示波器显示有输出信号时，判定振荡器开始工作；不断缓慢增加振荡器的工作电流，并减小振荡器的工作电压，使得示波器上一直显示一个预设的幅值，直至无论怎么调节振荡器的工作电流，示波器都不再显示所述振荡器的输出信号，判定此时的工作电压值即为所述振荡器启动电压。本发明利用简单的测试设备对高频电子振荡器件工作电参数进行测试分析。

Description

对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法
技术领域
本发明涉及利用脉冲电源和低频检测元器件对高频、超高频和太赫兹振荡器辐射电磁信号进行检测的方案，具体地，涉及对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法。
背景技术
真空电子振荡器在工业生产、人们生活和国防信息化装备中发挥着重要的作用。研制并生产各种类型的电子振荡器以满足系统装备的需要成为一项重要的工作。随着科研的进步，低频段电子振荡器辐射信号的测量已经基本得到解决和完善。然而，随着器件工作频率的提高，测试设备越来越昂贵，为了降低测试成本，科研人员希望在器件研制、调试过程中采用比较简单的手段对电子振荡器发射特性和参数进行简单的定性测量和分析，直到器件工作稳定后，再采用精确的测量系统对样品进行定量标定。每种电子振荡器都有自己的启振电压、启振电流和工作电压范围等电参数，由于材料和工艺的差异，每个器件的实际工作值与理论设计值都存在一定的误差，需要对这些研制和生产的器件的工作电参数进行测试，本发明就是在没有相应频段的功率计和频谱仪的情况下，利用简单的测试设备对高频电子振荡器件工作电参数进行测试分析的一种办法。
发明内容
本发明的目的是提供一种对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，该对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法克服了现有技术中的没有相应频段的功率计和频谱仪的情况下，利用简单的测试设备对高频电子振荡器件工作电参数进行测试分析。
为了实现上述目的，本发明提供了一种对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，该方法包括：
准备步骤：将电源连接于振荡器，并且将检波器和示波器相连，让所述检波器的检波口对准振荡器的信号输出口；
测试启动电压步骤：缓慢调整电源的电流，使得该电流大于或等于振荡器的预设工作电流值；缓慢增加电源电压幅值，当示波器显示有输出信号时，判定振荡器开始工作；不断缓慢增加振荡器的工作电流，并减小振荡器的工作电压，使得示波器上一直显示一个预设的幅值，直至无论怎么调节振荡器的工作电流，示波器都不再显示所述振荡器的输出信号，判定此时的工作电压值即为所述振荡器启动电压；
测试电子调谐范围步骤：在振荡器处于正常工作状态的情况下，不断增加工作电压，直至某个工作电压之后，示波器不会再有新的输出峰出现，那么该工作电压即为电子调谐的最大电压值，启动电压至最大电压值的区间即为电子调谐范围；
测试启振电流步骤：在电子调谐范围内，调节工作电压使得示波器上的波峰最高，接着缓慢降低工作电流，直至在某个工作电流下示波器上不再显示所述振荡器的输出信号，那么该工作电流即为启振电流。
优选地，在准备步骤中，将电源设置为脉冲模式。
优选地，该检波器为检波二极管。
优选地，在准备步骤中，安装好相应的冷却系统。
根据上述技术方案，本发明用于真空电子振荡器，如返波管、绕射辐射振荡器、扩展互作用振荡器等器件的调试和测试。本发明在没有相应频段的功率计和频谱仪的情况下，利用简单的测试设备对高频电子振荡器件工作电参数进行测试分析的一种办法。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是振荡器的电压-频谱特性曲线图；
图2是脉冲电源输出脉冲电压波形示意图；
图3是脉冲电压(实线)刚高于启振电压，或输出电流刚高于启振电流情况下示波器显示的电磁波形(虚线)；
图4是单个脉冲周期内电压幅度(实线)与示波器显示输出电磁波形(虚线)示意图；
图5是脉冲电压时域图(上图)与示波器显示振荡器输出信号时域图(下)；以及
图6是脉冲电压幅值超过器件电子调谐范围后，示波器显示一个电压周期内的电磁波形。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，该方法包括：
准备步骤：将电源连接于振荡器，并且将检波器和示波器相连，让所述检波器的检波口对准振荡器的信号输出口；
测试启动电压步骤：缓慢调整电源的电流，使得该电流大于或等于振荡器的预设工作电流值；缓慢增加电源电压幅值，当示波器显示有输出信号时，判定振荡器开始工作；不断缓慢增加振荡器的工作电流，并减小振荡器的工作电压，使得示波器上一直显示一个预设的幅值，直至无论怎么调节振荡器的工作电流，示波器都不再显示所述振荡器的输出信号，判定此时的工作电压值即为所述振荡器启动电压；
测试电子调谐范围步骤：在振荡器处于正常工作状态的情况下，不断增加工作电压，直至某个工作电压之后，示波器不会再有新的输出峰出现，那么该工作电压即为电子调谐的最大电压值，启动电压至最大电压值的区间即为电子调谐范围；
测试启振电流步骤：在电子调谐范围内，调节工作电压使得示波器上的波峰最高，接着缓慢降低工作电流，直至在某个工作电流下示波器上不再显示所述振荡器的输出信号，那么该工作电流即为启振电流。
本发明按照返波管振荡器的工作原理，将脉冲电源和振荡器连接好，并安装好相应的冷却系统和其他配套辅助件。将检波器与示波器相连接，且检波器的检波口对准振荡器的信号输出口。
在本发明的一种具体实施方式中，在准备步骤中，将电源设置为脉冲模式。
在本发明的一种具体实施方式中，该检波器为检波二极管。
在本发明的一种具体实施方式中，在准备步骤中，安装好相应的冷却系统。
该技术需要一个供电电源，要求该供电电源满足以下技术要求：
1)电源可以采用脉冲模式工作，输出频率为f,f要在测试该器件选用示波器的采频范围内。
2)电源的输出电压可以调节，调节范围覆盖器件工作电压的设计值。
3)电源输出电压的波形可以是正弦波形、三角波形、锯齿波形等波形，但不限于这些波形。
4)电源的输出电流可以调节，且电流调节范围覆盖器件工作电流范围。
其次，需要一个检波二极管，要求该检波二极管满足以下要求：
1)能检测到的电子振荡器的电磁波能量，并转化为电信号传输给示波器显示。
再次，需要一个示波器，示波器满足以下技术指标要求：
1)其能接受检波二极管的检波信号；
2)具有采集脉冲电源脉冲频率f的能力。
在本发明的一种最优选的实施方式中，本案例通过调试测试一个太赫兹真空电子振荡器返波管来详细阐述该测试方法。
1、硬件准备：准备一个脉冲电源，一个检波二极管，一个示波器，一个返波管。按照返波管的工作原理，将脉冲电源和振荡管连接好，并安装好相应的冷却系统和其他配套辅助件。将检波器与示波器相连接，且检波器的检波口对准振荡器的信号输出口。
2、将电源工作模式调整为脉冲模式，脉冲频率设定为f1，且假定输出波形为半正弦波形，如附图2所示。设置示波器的采样频率大于f1。
3、给返波振荡器供电，使器件的其他供电系统，如灯丝电参数满足管子工作要求，然后缓慢调整脉冲高压电源的电流I1，使其大于(或等于)器件的设计工作电流值Idesign。
4、缓慢增加脉冲电源电压幅值U，密切监视示波器的指示变化。当示波器显示有输出信号时，说明电子振荡器已经开始工作了，如附图3所示。
5、缓慢增加器件的工作电流值I1，由于工作电流的增加，器件的输出功率会增大，示波器上显示的波形会变大。然后通过降低脉冲电源的电压幅值，使器件的输出功率降低，进而导致示波器上显示的信号幅值降低，通过不断增大器件的工作电流值I1，降低器件的脉冲电压幅值U，使示波器上显示的输出信号维持在很小的幅值。直到脉冲电压幅值正好达到Ustart后，无论怎么调节器件工作电流I1，示波器都不会再显示器件的输出信号，这时脉冲电源的电压幅值就是器件的启动电压Ustart。
5、调节器件的工作电流I1使其达到管子正常工作状态，然后调高脉冲电源的电压幅值，当脉冲电压幅值U大于Ustart时,器件会输出新的电磁波。如，当脉冲电压幅值为U3时，在电压变化周期范围内，电压为U1、U2和U3时，器件会输出频率为f1、f2和f3的电磁波，在示波器上单个周期内的电磁波显示如图4内虚线所示。多个周期的检测波形如图5所示。
6、增大脉冲电压幅值至Umax，当继续增加电压幅值时，示波器不会有新的输出峰出现，说明该电压幅值是器件电子调谐的最大值，那么Umax-Ustart为器件的电子调谐范围。附图6是电压脉冲幅度超过电子调谐电压值后，示波器显示的器件输出波形情况，中间再也没有新的输出信号产生。
7、在电子调谐范围内，将脉冲电压调至器件输出的电磁波信号最大(示波器上该脉冲电压对应的波峰最高)情况下，然后缓慢降低器件工作电流至Istart后，示波器上显示没有信号输出，该电流Istart为该器件的启振电流。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (4)

1.一种对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，其特征在于，该方法包括：
准备步骤：将电源连接于振荡器，并且将检波器和示波器相连，让所述检波器的检波口对准振荡器的信号输出口；
测试启动电压步骤：缓慢调整电源的电流，使得该电流大于或等于振荡器的预设工作电流值；缓慢增加电源电压幅值，当示波器显示有输出信号时，判定振荡器开始工作；不断缓慢增加振荡器的工作电流，并减小振荡器的工作电压，使得示波器上一直显示该输出信号，直至无论怎么调节振荡器的工作电流，示波器都不再显示所述振荡器的输出信号，判定此时的工作电压值即为所述振荡器启动电压；
测试电子调谐范围步骤：在振荡器处于正常工作状态的情况下，不断增加工作电压，直至某个工作电压之后，示波器不会再有新的输出峰出现，那么该工作电压即为电子调谐的最大电压值，启动电压至最大电压值的区间即为电子调谐范围；
测试启振电流步骤：在电子调谐范围内，调节工作电压使得示波器上的波峰最高，接着缓慢降低工作电流，直至在某个工作电流下示波器上不再显示所述振荡器的输出信号，那么该工作电流即为启振电流。
2.根据权利要求1所述的对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，其特征在于，在准备步骤中，将电源设置为脉冲模式。
3.根据权利要求1所述的对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，其特征在于，该检波器为检波二极管。
4.根据权利要求1所述的对高频真空电子振荡器工作电参数测试的方法，其特征在于，在准备步骤中，安装好相应的冷却系统。
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