RU2345372C1 - Device for measuring of shf power - Google Patents
Device for measuring of shf power Download PDFInfo
- Publication number
- RU2345372C1 RU2345372C1 RU2007139014/28A RU2007139014A RU2345372C1 RU 2345372 C1 RU2345372 C1 RU 2345372C1 RU 2007139014/28 A RU2007139014/28 A RU 2007139014/28A RU 2007139014 A RU2007139014 A RU 2007139014A RU 2345372 C1 RU2345372 C1 RU 2345372C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- output
- input
- adc
- bridge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике радиоизмерений и может быть использовано в системах автоматизированного контроля радиолокационного оборудования.The invention relates to techniques for radio measurements and can be used in systems for automated control of radar equipment.
Известно устройство для измерения мощности СВЧ по авторскому свидетельству СССР №464839, кл. G01R 21/00, 1973, содержащее термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр, усилитель постоянного тока, генератор импульсов с управляемой частотой и формирователь импульсов, управляемый ключ, сигнальный вход и выход которого подключены к другой диагонали моста, а управляющий вход - к выходу формирователя импульсов, источник опорного напряжения, подключенный к диагонали моста параллельно управляемому ключу, счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу генератора импульсов с управляемой частотой, и мультивибратор, подключенный через резистор ко входам фильтра.A device for measuring microwave power according to the copyright certificate of the USSR No. 464839, class G01R 21/00, 1973, containing a thermistor bridge, to one diagonal of which a filter, a DC amplifier, a pulse generator with a controlled frequency and a pulse shaper, a controlled key, the signal input and output of which are connected to another diagonal of the bridge, and the control input are connected in series to the output of the pulse shaper, a reference voltage source connected to the diagonal of the bridge parallel to the controlled key, a pulse counter, the input of which is connected to the output of the pulse generator with a controlled frequency, and a tibrator connected through a resistor to the filter inputs.
Признаками этого устройства, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, является термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр и усилитель постоянного тока, управляемый ключ, выход которого подключен к другой диагонали моста.The signs of this device, which coincide with the essential features of the claimed device, is a thermistor bridge, to one diagonal of which a filter and a DC amplifier are connected in series, a controlled key whose output is connected to another diagonal of the bridge.
Недостатком этого устройства является низкая точность измерения малых уровней мощности СВЧ, обусловленная температурным разбалансом термисторного моста.The disadvantage of this device is the low accuracy of measuring small microwave power levels, due to the temperature imbalance of the thermistor bridge.
От этого недостатка свободно устройство для измерения мощности СВЧ по авторскому свидетельству СССР №1134917, кл. G01R 21/04, 1981, содержащее термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр, усилитель постоянного тока и генератор импульсов с управляемой частотой, формирователь импульсов, управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, а выход - к другой диагонали термисторного моста, последовательно включенные переключатель, вход которого подключен к выходу генератора импульсов с управляемой частотой, а второй выход - ко входу формирователя импульсов, интегратор и первый генератор тока, выход которого соединен с выходом управляемого ключа, последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к выходу первого генератора тока, перемножитель и формирователь временных интервалов, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен со вторым выходом переключателя, а вход управления - с выходом формирователя временных интервалов, и второй генератор тока, выход которого подключен к сигнальному входу управляемого ключа и ко вторым входам сумматора и перемножителя.A device for measuring microwave power according to the USSR copyright certificate No. 1134917, class. G01R 21/04, 1981, containing a thermistor bridge, to one diagonal of which a filter, a DC amplifier and a pulse generator with a controlled frequency are connected in series, a pulse shaper, a controlled key, the control input of which is connected to the output of the pulse shaper, and the output to another diagonal a thermistor bridge, a switch in series, the input of which is connected to the output of a pulse generator with a controlled frequency, and the second output to the input of a pulse shaper, an integrator and a first generator current, the output of which is connected to the output of the controlled key, an adder connected in series, the first input of which is connected to the output of the first current generator, a multiplier and a shaper of time intervals, a pulse counter, the counting input of which is connected to the second output of the switch, and the control input is connected to the output of the shaper intervals, and a second current generator, the output of which is connected to the signal input of the controlled key and to the second inputs of the adder and multiplier.
Признаками этого аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются термисторный мост, к одной диагонали которого подключены последовательно включенные фильтр и усилитель постоянного тока, генератор тока и управляемый ключ, сигнальный вход которого подключен к выходу генератора тока, а выход - к другой диагонали моста.The signs of this analogue, which coincide with the essential features of the claimed device, are a thermistor bridge, to one diagonal of which are connected a series-connected filter and a DC amplifier, a current generator and a controlled key, the signal input of which is connected to the output of the current generator, and the output to another diagonal of the bridge .
Недостатками этого устройства являются сложность и низкая надежность, обусловленные наличием в составе устройства двух генераторов тока, перемножителя и сумматора.The disadvantages of this device are the complexity and low reliability due to the presence of two current generators, a multiplier and an adder in the device.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (прототипом) является устройство для измерения мощности СВЧ по авторскому свидетельству СССР №1305606, кл. G01R 21/04, 1985, содержащее термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр, усилитель постоянного тока, переключатель, интегратор, генератор тока и управляемый ключ, выход которого подключен к другой диагонали термисторного моста, формирователь импульсов, последовательно включенные генератор импульсов с управляемой частотой и счетчик импульсов, последовательно включенные квадратор и формирователь временных интервалов, вход генератора импульсов с управляемой частотой подключен ко второму выходу переключателя, а выход - к формирователю импульсов, выход которого подключен ко входу управления управляемого ключа, вход квадратора подключен к выходу генератора тока, а выход формирователя временных интервалов - ко входу управления счетчика импульсов.The closest in technical essence to the claimed (prototype) is a device for measuring microwave power according to the copyright certificate of the USSR No. 1305606, class. G01R 21/04, 1985, containing a thermistor bridge, to one diagonal of which a filter, a DC amplifier, a switch, an integrator, a current generator and a controlled key are connected in series, the output of which is connected to another diagonal of a thermistor bridge, a pulse shaper, a pulse generator connected in series with controlled frequency and pulse counter, sequentially connected quadrator and shaper of time intervals, the input of the pulse generator with a controlled frequency is connected to the second output of the switch ator, and an output - to a pulse shaper whose output is connected to an input controls key input squarer connected to the output of the current generator, and an output driver slots - to the control input of the pulse counter.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр, усилитель постоянного тока, переключатель, интегратор, генератор тока и управляемый ключ, выход которого подключен к другой диагонали моста.Signs of the prototype that coincide with the essential features of the claimed device are a thermistor bridge, to one diagonal of which a filter, a DC amplifier, a switch, an integrator, a current generator and a controlled key are connected, the output of which is connected to another diagonal of the bridge.
Это устройство несколько проще, чем устройство по а.с.№1134917, так как в нем исключены сумматор и один из генераторов тока, а перемножитель заменен более простым квадратором. Однако оно все равно остается достаточно сложным и относительно низконадежным устройством. Другим недостатком этого устройства, присущим и устройствам по а.с.№№464839 и 1134917, является относительно низкое быстродействие. Дело в том, что измерение мощности в этих устройствах по сути сводится к измерению низкой частоты следования импульсов, осуществляемому путем подсчета числа этих импульсов в заранее заданном фиксированном интервале времени. Для снижения погрешности измерения это число должно быть достаточно велико (сотни - тысячи). Поэтому заданный интервал времени, а следовательно, и время измерения должны быть достаточно большими.This device is somewhat simpler than the device according to AS No. 1134917, since the adder and one of the current generators are excluded in it, and the multiplier is replaced by a simpler quadrator. However, it still remains a rather complex and relatively low-reliable device. Another disadvantage of this device, which is inherent in devices with a.c.№№464839 and 1134917, is the relatively low speed. The fact is that the measurement of power in these devices essentially reduces to measuring the low pulse repetition rate, carried out by counting the number of these pulses in a predetermined fixed time interval. To reduce the measurement error, this number should be large enough (hundreds - thousands). Therefore, the given time interval, and therefore the measurement time, should be sufficiently large.
Технической задачей, на решение которой направлено создание изобретения, является упрощение устройства и повышение его надежности и быстродействия.The technical problem, the solution of which the creation of the invention is directed, is to simplify the device and increase its reliability and speed.
Технический результат достигается тем, что в известное устройство для измерения мощности СВЧ, содержащее термисторный мост, к одной диагонали которого последовательно подключены фильтр, усилитель постоянного тока, переключатель, интегратор, генератор тока и управляемый ключ, выход которого подключен к другой диагонали термисторного моста, введены аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и генератор импульсов с управляемой длительностью, выход которого подключен ко входу управления управляемого ключа, вход АЦП подключен ко второму выходу переключателя, а выход является выходом устройства и подключен ко входу управления генератора импульсов с управляемой длительностью.The technical result is achieved by the fact that in the known device for measuring microwave power, containing a thermistor bridge, to one diagonal of which are connected a filter, a DC amplifier, a switch, an integrator, a current generator and a controlled key, the output of which is connected to another diagonal of the thermistor bridge, analog-to-digital converter (ADC) and a pulse generator with a controlled duration, the output of which is connected to the control input of the managed key, the ADC input is connected to the second output in the switch, and the output is the output device and connected to the control input of the pulse generator with a controlled duration.
Совокупность вновь введенных АЦП и генератора импульсов с управляемой длительностью не является самостоятельным устройством и не следует явным образом из уровня техники, поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и имеющим изобретательский уровень.The set of newly introduced ADC and a pulse generator with a controlled duration is not an independent device and does not follow explicitly from the prior art, therefore, the proposed device should be considered new and having an inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых приведены:The invention is illustrated by drawings, which show:
на фиг.1 - структурная схема предлагаемого устройства;figure 1 is a structural diagram of the proposed device;
на фиг.2 - один из вариантов структурной схемы генератора импульсов с управляемой длительностью.figure 2 is one of the structural diagrams of a pulse generator with a controlled duration.
Предлагаемое устройство для измерения мощности СВЧ содержит термисторный мост 1, к одной из диагоналей которого последовательно подключены фильтр 2, усилитель 3 постоянного тока, переключатель 4, интегратор 5, генератор 6 тока и управляемый ключ 7, а также АЦП 8 и генератор 9 импульсов с управляемой длительностью (фиг.1). Вход АЦП 8 подключен ко второму выходу переключателя 4, а выход является выходом устройства и подключен ко входу управления генератора 9. Вход управления ключа 7 подключен к выходу генератора 9, а выход - к другой диагонали моста 1.The proposed device for measuring microwave power contains a thermistor bridge 1, one of the diagonals of which is connected in series to a filter 2, a DC amplifier 3, a switch 4, an integrator 5, a current generator 6 and a controlled
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном состоянии переключатель 4 соединяет выход усилителя 3 со входом интегратора 5, а ключ 7 - выход генератора 6 с мостом 1.In the initial state, switch 4 connects the output of amplifier 3 to the input of integrator 5, and
После подачи напряжения питания напряжение разбаланса с выхода моста 1 через фильтр 2 поступает на вход усилителя 3, где усиливается. Через переключатель 4 усиленное напряжение разбаланса поступает на вход интегратора 5, в котором преобразуется в постоянное напряжение, управляющее величиной тока I генератора 6, поступающего через ключ 7 на мост 1. По мере окончания переходного процесса сигнал разбаланса моста уменьшается и в установившемся режиме становится равным нулю.After applying the supply voltage, the unbalance voltage from the output of the bridge 1 through the filter 2 is fed to the input of the amplifier 3, where it is amplified. Through switch 4, the amplified unbalance voltage is supplied to the input of the integrator 5, in which it is converted to direct voltage, which controls the current I of the generator 6, which passes through the
По команде подачи на мост 1 измеряемой мощности РСВЧ (устройство подачи команды на чертеже не показано) переключатель 4 устанавливается в положение, при котором выход усилителя 3 подключается ко входу АЦП 8 и образуется новый контур следящей системы: мост 1 - фильтр 2 - усилитель 3 - АЦП 8 - генератор 9 - ключ 7 - мост 1. При этом генератор 9 формирует прямоугольные импульсы фиксированной частоты f c длительностью τ, пропорциональной численному значению кода АЦП 8 (пропорциональной напряжению разбаланса моста 1). Протекание тока I генератора 6 через ключ 7 прекращается на время τ длительности импульсов генератора 9, поступающих на вход управления ключа 7. Система поддерживается в равновесии за счет размыкания ключа 7 на время τ действия импульсов генератора 9. Размыкание ключа 7 уменьшает среднюю мощность, поступающую на термистор моста 1 на величину I2·R0·f·τ·4-1, где R0 - сопротивление термистора в рабочей точке.At the command for applying to the bridge 1 of the measured microwave power P (the command issuing device is not shown in the drawing), switch 4 is set to the position where the output of amplifier 3 is connected to the input of ADC 8 and a new circuit of the tracking system is formed: bridge 1 - filter 2 - amplifier 3 - ADC 8 - generator 9 - key 7 - bridge 1. In this case, generator 9 generates rectangular pulses of a fixed frequency fc of duration τ proportional to the numerical value of the ADC code 8 (proportional to the unbalance voltage of bridge 1). The current I of the generator 6 through the
Мощность P1, рассеиваемая термистором до подачи измеряемой мощности PСВЧ, определится:The power P 1 dissipated by the thermistor before applying the measured microwave power P is determined:
Мощность P2, рассеиваемая термистором после подачи измеряемой мощности PСВЧ, определится:The power P 2 dissipated by the thermistor after applying the measured microwave power P is determined:
Поскольку мощности, рассеиваемые термистором до и после подачи измеряемой мощности PСВЧ, одинаковы, то можно записать:Since the powers dissipated by the thermistor before and after applying the measured microwave power P are the same, you can write:
P1=Р2.P 1 = P 2 .
С учетом уравнений (1) и (2) получим:Given equations (1) and (2) we get:
илиor
С помощью АЦП 8 формируется код численного значения NU напряжения разбаланса с выхода моста 1.Using the ADC 8, a code of the numerical value N U of the unbalance voltage from the output of the bridge 1 is generated.
Генератор 9 преобразует его в пропорциональную ему длительность τ импульсов фиксированной частоты. Коэффициент К9 передачи генератора 9 (коэффициент пропорциональности между длительностью τ импульсов и напряжением разбаланса) связан с численным значением NU кода на выходе АЦП 8 соотношением:The generator 9 converts it into a proportional duration τ of pulses of a fixed frequency. The transmission coefficient K 9 of the generator 9 (the proportionality coefficient between the pulse duration τ and the unbalance voltage) is connected with the numerical value N U of the code at the output of the ADC 8 by the ratio:
Коэффициент К9 выбирают из условия:The coefficient K 9 is selected from the condition:
Поэтому уравнение (4) можно записать в виде:Therefore, equation (4) can be written as:
С учетом уравнения (3) получим:Given equation (3) we get:
Таким образом, в установившемся режиме численное значение NU кода на выходе АЦП 8 соответствует измеряемой мощности СВЧ.Thus, in the steady state, the numerical value N U of the code at the output of the ADC 8 corresponds to the measured microwave power.
В предлагаемом устройстве в установившемся режиме для определения конечного результата достаточно измерить длительность одного импульса генератора 9 в отличие от устройства-прототипа, в котором для определения конечного результата необходимо затратить время на подсчет сотен импульсов такой же или меньшей частоты. Это существенно повышает быстродействие предлагаемого устройства по сравнению с прототипом.In the proposed device in the steady state, to determine the final result, it is enough to measure the duration of one pulse of the generator 9, in contrast to the prototype device, in which to determine the final result, it is necessary to spend time counting hundreds of pulses of the same or lower frequency. This significantly improves the performance of the proposed device in comparison with the prototype.
Нетрудно видеть, что предлагаемое устройство в отличие от прототипа не содержит в своем составе квадратора, формирователя временных интервалов, счетчика импульсов, формирователя импульсов и генератора импульсов с управляемой частотой, а вновь введенные АЦП 8 и генератор 9 в совокупности не сложнее, чем генератор импульсов с управляемой частотой устройства-прототипа. Следовательно, предлагаемое устройство проще, чем прототип. Большая простота предлагаемого устройства обеспечивает ему более высокую надежность. Расчет показывает, что наработка на отказ у предлагаемого устройства примерно на 10% выше, чем у прототипа.It is easy to see that the proposed device, unlike the prototype, does not contain a quadrator, a time shaper, a pulse counter, a pulse shaper and a pulse generator with a controlled frequency, and the newly introduced ADC 8 and generator 9 are not more complex than a pulse generator with controlled frequency of the prototype device. Therefore, the proposed device is simpler than the prototype. The greater simplicity of the proposed device provides it with higher reliability. The calculation shows that the MTBF of the proposed device is approximately 10% higher than that of the prototype.
Заявляемое устройство достаточно легко реализуемо.The inventive device is quite easy to implement.
Мост может быть выполнен на термисторах типа ТВ-2-250А. Усилитель 2, фильтр 3, интегратор 5 и источник 6 тока могут быть выполнены на основе операционных усилителей на аналоговых интегральных микросхемах. Переключатель 4 и ключ 7 могут быть реализованы на полевых транзисторах. В качестве АЦП 8 может служить АЦП типа AD9200 фирмы Analog Devises. Один из вариантов структуры генератора 9 прямоугольных импульсов с управляемой длительностью приведен на фиг.2. Он содержит генератор 10 стабильной эталонной тактовой высокой частоты, делитель 11 частоты с постоянным коэффициентом деления, элемент 12 ИЛИ, счетчик 13 импульсов, компаратор 14 кодов и RS-триггер 15. Вход делителя 11 соединен с выходом генератора 10 и счетным входом счетчика 13, а выход - с первым входом элемента 12 и S-входом триггера 15, R-вход которого подключен к выходу компаратора 14 и второму входу элемента 12, а выход является выходом генератора 9. Вход обнуления счетчика 13 подключен к выходу элемента 12, а выход - к первому входу компаратора 14, второй вход которого является входом управления генератора 9. Импульсы генератора 9 формируются триггером 15. Их частота f задается коэффициентом деления делителя 11, а передние фронты формируются короткими импульсами генератора 10, прошедшими через делитель 11 на S-вход триггера 15, под действием которых триггер 15 перебрасывается. Одновременно этими же импульсами, прошедшими через элемент 12, обнуляется счетчик 13, и начинается счет импульсов тактовой частоты генератора 10, поступающих на счетный вход счетчика 13. По достижении содержимым счетчика 13 числа, соответствующего коду на входе управления генератора 9 и втором входе компаратора 14, последний формирует короткий импульс, под действием которого триггер 15 возвращается в исходное состояние. В результате формируется прямоугольный импульс с длительностью, пропорциональной численному значению кода на входе управления. Далее процесс повторяется с частотой f. Все элементы генератора 9 могут быть выполнены на цифровых интегральных микросхемах.The bridge can be made on a thermistor type TV-2-250A. Amplifier 2, filter 3, integrator 5 and current source 6 can be made on the basis of operational amplifiers on analog integrated circuits. Switch 4 and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139014/28A RU2345372C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Device for measuring of shf power |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139014/28A RU2345372C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Device for measuring of shf power |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2345372C1 true RU2345372C1 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544357
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139014/28A RU2345372C1 (en) | 2007-10-19 | 2007-10-19 | Device for measuring of shf power |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2345372C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191197U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-07-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | TERMINAL MULTI-PROBE CONVERTER OF TERMINAL TYPE |
-
2007
- 2007-10-19 RU RU2007139014/28A patent/RU2345372C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Силовые полупроводниковые приборы. Перевод с английского. /Под редакцией В.В.Токарева. Первое издание. - Воронеж, 1995, с.240 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191197U1 (en) * | 2019-05-15 | 2019-07-29 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических И Радиотехнических Измерений" (Фгуп "Вниифтри") | TERMINAL MULTI-PROBE CONVERTER OF TERMINAL TYPE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10551469B2 (en) | Calibration of inverting amplifier based impedance analyzers | |
US9910074B2 (en) | Digital approach to the removal of AC parasitics for impedance measurements | |
RU2345372C1 (en) | Device for measuring of shf power | |
JP5057950B2 (en) | Insulation resistance tester | |
US20170350928A1 (en) | Duty cycle measurement | |
US3760273A (en) | Electronic watt hour meter | |
RU72331U1 (en) | MICROWAVE POWER DEVICE | |
US11340272B2 (en) | Apparatus and method for determining a power value of a target | |
RU2626071C1 (en) | Method for providing linearity of pendulous accelerometer scale coefficient of compensation type | |
RU2624406C1 (en) | Method of measuring the thermal impedance of leds | |
Batrakov et al. | Precision digital signal integrators with accurate synchronization | |
RU2642475C2 (en) | Zero radiometer | |
Jain et al. | An efficient digitization scheme for resistive sensors interfaced through quarter bridge | |
Pawaskar et al. | Design and implementation of low cost three phase energy meter | |
RU2548925C1 (en) | Method to measure series resistance of crystal diode base | |
RU2616871C1 (en) | Method of determining current localization voltage in powerful hf and uhf bipolar transistors | |
Selvam et al. | A simple square rooting circuit based on operational amplifiers (OPAMPs) | |
RU2627559C1 (en) | Device for measuring weber-ampere characteristics of electrical devices | |
RU2547882C2 (en) | Method to measure medium temperature | |
RU2565813C1 (en) | Microcontroller-based converter of resistance, capacitance and voltage into binary code | |
RU2247398C1 (en) | Two-terminal network | |
JP2009187497A (en) | Analog arithmetic circuit and distance measuring instrument | |
JP2010169630A (en) | Surge tester | |
SU853566A1 (en) | Comrlex resistance component transducer | |
SU535840A1 (en) | Digital megohmmeter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091020 |