SU1622849A1 - Способ определени шумовой температуры усилител - Google Patents

Description

1

(21)4418402/21

(22)29.04.88

(46) 23.01.91. Бгсл. Р 3 (72) Б.Р.Дарчин нц

(53)621.317.373(088.8)

(56)СВЧ устройства на полупроводниковых приборах. Под ред. И.В.Маль- ского. - М.: Советское радио, 1969, с.411-413.

Измеритель коэффициента шума Х.5-21. Техническое описание и инструкци  по эксплуатации. ЦЮ1.400.181. .ТО, 1977.

(54)СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШУМОВОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ УСИЛИТЕЛЯ

(57)Изобретение мо ет быть использовано при разработке и испытании усилителей . Цель изобретени  - повышение точности измерени . Это достигаетс 

за счет использовани  метода нулевого сравнени  измер емого шумового сигнала с шумовым сигналом регулируемого источника шума, шумовую темпера- .

туру которого определ ют, измерк температуру его поглотител . Дл  этого на вход усилител  подают сигнал от источника шума с известной шумовой температурой Тгы Выходную мощность шумов усилител  ослабл ют до получени  коэффициента передачи усилител , равного единице. Ослабленную модность шумов сравн вают с уровнем мощности шумового сигнала регулируемого источника шума. Мощность сигнала регулируемого источника шума измен ют до равенства с выходной мощностью шумов усилител . Измер ют шумовую температуру регулируемого источника шума Т.ш. Шумовую температуру усилител  Тус определ ют по формуле Т«с Tpru(- Тгш- (1 )Тв, где Тгш - шумова  температура источника шума, К; Трги- шумова  температура регулируемого источника шума, К; U0 ве личина ослаблени  выходной мощности шумов усилител , разы; Т0 - комнатна  температура, К. 1 ил.

«

V)

Изобретение относитс  к области радиоизмерительной техники, и может быть использовано при разработке и испытании усилителей.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет использовани  метода нулевого сравнени  измер емого шумового сигнала с шумовым сигналом регулируемого генератора шума с послелующим измерением шумовой температуры этого генератора с

высокой точностью путем измерени  температуры нагрева или охлаждени  его поглотител ,  вл ющегос  источ- ником шума.

На чертеже представлена блок-схема устройства дл  измерени  шумовой температуры усилител , реализующего , предлагаемый способ.

Устройство содержит генератор 1 (синусоидального СВЧ сигнала, направ- |ленный ответвнтель 2, первый коммутатор 3, исследуемый усилитель 4, отрг зок линии 5 передачи, калиброванный переменный аттенюатор 6, второй коммтатор 7, первый переключател ь 8, переменный аттенюатор 9, первый 10 и второй 11 усилители СВЧ, регулируемый генератор 12 шума, сумматор 13, детектор 14, усилитель 15 импульсного напр жени , синхронный детектор 16, индикатор 17, генератор 18 импульсного напр жени , первый измеритель 19 температуры, источник 20 посто нного напр жени  питани , второй переключатель 21 , согласованна  нагрузка 22, генератор 23 шума, второй измеритель 24 температуры, при этом выход генератора 1 СВЧ сигнала через основной канал направленного ответвител  2 подключен к согласованной нагрузке 22.

Выход генератора 23 шума через ответвленный канал направленного ответвител  2 подключен к входу первого коммутатора 3, первый выход которого через исследуемый усилитель 4, калиброванный переменный аттенюатор 6, первый вход второго коммутатора 7, первый усилитель 10 СВЧ подключен к первому входу сумматора 13. Второй выход первого коммутатора 3 через переменный аттенюатор 9, второй усилитель 11 СВЧ подключен к второму входу сумматора 13. Выход регулируемого генератора 12 шума подключен к второму входу второго коммутатора 7. Выход сумматора 13 через детектор 14, усилитель 15 импульсного напр жени , синхронный детектор 16 подключен к индикатору 17. Первый выход генератора 18 импульсного напр жени  подключен к 1)ходу первого переключател  8. Первый выход первого пере- ключатал  8 подключен к входу управлени  первого коммутатора 3, второй выход первого переключател  8 подключен к входу управлени  второго коммутатора 7. Второй выход генератора 18 импульсного напр жени  подключен к входу управлени  синхронного детектора 16.

Первый выход источника 20 посто нного напр жени  питани  подключен к входу второго переключател  21 , первый выход которого подключен к клеммам питани  генератора 1 СВЧ сигнала и второго усилител  11 СВЧ, а так же к клеммам питани  цепи смещени  второго коммутатора 7. Второй выход

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

иторо переключатетп 21 подключен к клеммам питани  цепи смещени  первого коммутатора 3. Второй выход источника 20 посто нного напр жени  подключен к клеммам питани  исследуемого усилител  4. Третий выход источника 20 посто нного напр жени  питани  подключен к клеммам питани  первого усилител  10 СВЧ. Четвертый выход источника 20 посто нного напр жени  питани  подключен к клеммам питани  усилител  15 импульсного напр жени . Измеритель 19 температуры подключен к клеммам контрол  температуры нагрева или охлаждени  поглотител  регулируемого генератора 12 шума . Отрезок линии 5 передачи при калибровке соедин ет первый выход первого коммутатора 3 с входом калиброванного переменного аттенюатора 6. Генератор 23 шума подключен к раз- в з aHHofry выходу ответвленного канала направленного ответвител  2. Второй измеритель 24 температуры подключен к клеммам контрол  температуры поглотител  генератора 23 шума.

Способ осуществл ют следующим образом .

Часть синусоидального сигнала генератора 1 СВЧ ответвл етс  в направленном ответвителе 2 с ослаблением не менее 20 дВ и далее с помощью первого коммутатора 3 поочередно направл етс  в два канала (канал I - измерительный и канал II - опорный).

Рассмотрим режим калибровки тракта , при котором в канале I включен отрезок линии 5 передачи. При -этом калиброванный переменный аттенюатор 6 установлен на О, а переключатели 8 и . 1 - в положение 1. В этом положении переключателей на управл ю- - щий вход первого коммутатора 3 поступает импульсное напр жение, а в цепь смещени  второго коммутатора 7 - посто нное напр жение, устанавливающее его и в положение 1. Сигналы, прошедшие по каналам I и II, следуют на сумматор 13 и далее после амплитудного детектировани , усилени  и синхронного детектировани  сигнал разницы их амплитуд наблюдают на индикаторе 17. С помощью переменного аттенюатора 9 осуществл етс  выравнивание амплитуд этих сигналов путем получени  О на индикаторе 17. На этом калибровка тракта окончена.

Отрезок линии етс  из канала Т

5 передачи исключа- и вместо него вводитс  исследуемый усилитель 4. При этом на индикаторе 17 по вл етс  сигнал разницы амплитуд сигналов, прошедших по каналам I и II, за счет усилени  усилител  4. С помощью калиброванного переменного аттенюатора 6 осуществл ют выравнивание амплитуд этих сигналов по нулевому показанию индикатора 17 путем ослаблени  мощности выходного си нала усилител  4 на величину 6, т.е. осуществл ют снижение коэффициента переда чи тракта усилител  4 вместе с введенным затуханием аттенюатора f до величины,равной единице vu , K,.fi 1, где К - коэбфициент усилени 

усилител  А; р(в 1). Далее произво- дитс  отсчет затухани  0(0 по шкале калиброванного переменного аттенюатора 6.

Дл  осуществлени  сравнени  шумовых сигналов переключатели 8 и 21 ус танавливают в положение 2. При это на управл ющий вход второго коммутатора 7 подаетс  импульсное напр жение , и он начинает работать в режиме коммутации. В цепь смещени  коммутат ра 3 поступает посто нное напр жение обеспечивающее переключение его в положение 1. Генератор СВЧ 1 в этом случае не работает, так как напр жение питани  на него не поступает. В результате этого на первый вход второго коммутатора 7 поступает выходной шумовой сигнал исследуемого усилител  (включающий в себ  шумовой синал генератора 23 сгума, ослабленный на величину (х 0). Указанный сигнал поочередно коммутируетс  с шумовым сигналом , поступаюгдим на второй вход второго коммутатора 7 с регулируемого генератора 12 шума. Регулировкой выходной мощности генератора 12 шума добиваютс  равенства мощностей двух лумовых сигналов по нулевому показанию индикатора 17. Далее осуществл ю измерение шумовой температуры Т.гш генератора 12 иума путем измерени  измерителем 19 температуры нагрева (или охлаждени ) поглотител  этого генератора. Измер ют также игумовую

температуру Тгы генератора 23 шума путем измерени  измерителем 24 температуры нагрева (или охлаждени ) поглотител  этого генератора. Измер етс  комнатна  температура Тв)при коа- 15

16228496

торой находитс  калиброванный переменный аттенюатор 6.

Использу  измеренные величины, определ ют шумовую температуру исследуемого усилител  но формуле

ч

тргш тгы 1

При наличии начального затухани  у аттенюатора 6 (d(Hai ) пгумова  температура усилител  определ етс  по

формуле

т . ( Z J LlSi Tft. УС (Уи ои

Данные фор гулы выведены исход  из того, что выходна  мощность шумового сигнала усилител  4, ослабленна  на величину (у д , равна мощности шумов регулируемого генератора 12 шума.

+ гы

V1

KUC tf0 tf Ма4 о

pru/

+ (1 -rf Поскольку К,.с -.т-, то приО

3Ив

нам

1

3е

.(1.1 л н11л.

Т

При(х нач 1 (начальное затухание аттенюатора 6 равно нулю)

Т

т т -ус 1 ргш

- Тгы- (1 - в)Т0

Т

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  пгумовой температуры усилител , заключающийс  в

   Т

   сигнал от источника шума с известной шумовой температурой и сравнивают мощности шумовых сигналов на выходе измер емого усилител , отличающийс  тем, что,с целью повышени  точности измерени , выходную мощность шумов усилител  ослабл - ют до получени  коэффициента передачи усилител  вместе с введенным ослаблением , равного единице, и сравнивают с уровнем мощности шумового сигнала регулируемого источника шума, . затем измен ют мощность сигнала регулируемого источника шума до равенства с выходной мощностью шумов усилител  и измер ют шумовую температуру Тргш регулируемого источника шума, а шумо

   вую температуру Tuf усилител  определ ют по формуле:

   т - т ЧС - рпи

   - Тгш - (1 -(УоПо , где Tfy - шумова  температура источника шума, К;

   Т.

   шумова  температура регулируемого источника шума, К; величина ослаблени  выходной мощности шумов усилител , раз; комнатна  температура, К.