SU384073A1 - Автоматический компенсационный измеритель - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике СЕЧ и может быть использовано при измерени х мощности в жестких полевых услови х с большим перепадом темнератур.

Известны измерители мощности, состо щие из автобалансного термисторното моста, выпр мител , генератора пилообразного напр жени , компаратора, интегратора, СВЧ-выключател  и отсчетно-регистрирующего устройства .

Однако известные измерители мощности имеют больщую погрешность измерени  при работе В малом температурном диапазоне.

Целью изобретени   вл етс  создание автоматического измерител  СВЧ-мощности, обладающего малой погрешностью измерени  при работе В жестких полевых услови х с большим перепадом температур.

Это достигаетс  тем, что в измеритель дополнительно включе 1Ы вычитающее устройство , источник онорного напр жени  и управл емый генератор высокочастотного напр жени . Один ВХОД вычитающего устройства соединен с ВЫХОДОМ выпр мител , другой вход - с ВЫХОДОМ источника опорного напр жени . Выход вычитающего устройства соединен с ВХОДОМ интегратора, выход которого подключен к ВХОДУ управл емого генератора высокочастотного напр жени , а выход последнего

2

соединен с термистором, включенным в одном из плеч автобалансного моста.

На чертеже приведена блок-схема измерител  СВЧ-мощности.

Устройство состоит из автобаланеного моста / переменнного тока с избирательным усилителем 2, выпр мител  5, вычитающего устройства 4, источника 5 опорного напр жени , интегратора 6, управл емого генератора 7 высокочастотного напр жени , генератора 8 пилообразного напр жени , компаратора 9 с релейным ВЫХОДОМ, выключател  10 высокочастотной мощности, отсчетно-регистрирующего узла //.

В исходном состо нии после подачи напр жени  питани  реле 12 и 13 не возбуждены, и на выходе автобалансного моста, образованного избирательным усилителем 2 с резнсторным мостом В положительной обратной

СВЯЗИ, устанавливаетс  посто нное по амплитуде напр жение колебани , которое поступает затем на выпр митель 5. С выпр мител  посто нное напр жение Lg поступает на один из ВХОДОВ вычитающего устройства 4. На другой ВХОД вычитающего устройства с источника 5 опорного напр жени  подаетс  посто нный уровень Uo того же знака, что и напр жение Us. Величина напр жени  Uo выбираетс  из необходимости обеспечени  требуемой

чувствительности автобалансного моста. Разностное напр жение Af/ с выхода В1з1читающего устройства, поступа  через нормально замкнутые контакты реле на вход интегратора 6, приводит к изменению его выходного уровн , который, в свою очередь, измен ет амплитуду высокочастотного выходного напр жени  управл емого генератора 7. При этом амплитуда напр жени  колебаний автобалансного моста измен етс  таким образом, что выходное папр жение Ов выпр мител  3 приближаетс  по своему значению к величине С/о источника опорного напр жени  и разностное нанр жение At/ уменьшаетс . В идеальном случае, когда отсутствует дрейф интегратора 6, в установившемс  состо нии разностное напр жение равно .нулю. При этом посто нное выходное напр жение интегратора с помощью управл емого высокочастотного генератора поддерживает амплитуду колебаний автобалансного моста, обеспечивающую равенство (7в /о. Таким образом, замкнутое кольцо, образованное автобалансным мостом, выпр мителем, вычитающим устройством, интегратором и управл емым генератором, представл ет собой систему автоматического регулировани  с астатизмом первого пор дка, обеспечивающую в установившемс  состо нии равенство А6 О.

В исходном состо нии до подачи команды «Измерение реле 12 и 13 не возбуждены, и их контакты наход тс  в положени х, обеспечивающих прохождение мощности СВЧ через высокочастотный выключатель 10 на термистор 14. При поступлении мощности СВЧ на термистор амплитуда колебаний автобалансного моста уменьшаетс , вызыва  по вление разностного напр жени  АУ, которое с помощью интегратора и управл емого генератора приводит к уменьшению дополнительной мощности разогрева термистора высокочастотным напр жением на величину поданной-мощности СВЧ. При этом амплитуда колебаний автобалансного моста возрастает до-прежней величины, обеспечивающей равенство UB UO. По команде «Измерение в момент времени ti срабатывает реле 12. С помощью одних контактов и выключател  мощности прекращаетс  подача СВЧ-сигнала на термистор, и запускаетс  геператор пилообразного напр жени , а другими контактами выход вычитающего устройства переключаетс  с входа интегратора к одному из входов компаратора , другой вход которого соединен с входом интегратора.

В первоначальный момент, после сн ти  мощности СВЧ с термистора, амплитуда колебаний автобалансного моста возрастает, и на выходе вычитающего устройства по вл етс  разностное напр жение AU. Одпако вследствие того, что след ща  система разомкнута и напр жение AU на вход интегратора не поступает, выходное папр жение интегратора, а, следовательно, и выходное высокочастотное напр жение управл емого генератора остаютс  посто нными. Под действием выходного

4

напр жени  генератора 8 через термИстОр 14 начинает протекать возрастающий посто нный ток. Амплитуда колебаний автобалансного моста , а следовательно, и разностное напр жение At/ начинает уменьшатьс . В момент времени /2, когда величина замещающей мощности посто нного тока, рассеиваемой на термисторе , станет равна измер емой мощности СВЧ, разностное напр жение At/ уменьщитс 

до нул . При этом срабатывает компаратор, возбужда  обмотку реле 13. Срабатывание реле 13 приводит к остановке одними контактами генератора пилообразного напр жени  и запуска другими контактами отсчетно-регистрирующего узла 11. Величина выходного напр жени  t/в генератора 8, зафиксированна  узлом //, св зана с измер емой мощностью СВЧ. При работе в фиксированной точке вблизи нулевого потенциала величина порога

чувствительности и его нестабильность не превышает нескольких милливольт в широком температурном диапазоне. В изобретении уровень сравниваемых компаратором напр жений определ етс  выбором рабочей точки интегратора и поддерживаетс  системой регулировани  посто нным независимо от температурных условий работы устройства.

В данном устройстве обеспечиваетс  практически полна  компенсаци  дрейфа интегратора любой величины. Это достигаетс  за счет конденсатора 15, сто щего на входе интегратора . При по влении дрейфа интегратора возникает сигнал рассогласовани , который отрабатываетс  замкнутой системой регулироваПИЯ . В установивщемс  состо нии до подачи команды «Измерение и размыкани  системы регулировани  на выходе вычитающего устройства присутствует остаточный сигнал рассогласовани  AU, компенсирующий дрейф интегратора и поддерживающий его выходной уровень посто нным. При этом конденсатор 15 зар жен до величины остаточного напр жени  рассогласовани  AU, которое после размыкани  системы регулировани  поддерживает выходное напр жение интегратора посто нным в течение t, тем самым обеспечива  полную компенсацию дрейфа интегратора.

Дл  выполнени  данного услови  посто нна  времени разр да компенсирующего конденсатора 15 должна быть на пор док больше времени /г

Изобретение позвол ет исключить основные погрещности преобразовател , повысить точность измерени  и расширить рабочий температурный диапазон. При этом значительно снижаютс  требовани  к одному из основных узлов устройства - интегратору, что позвол ет существеппо упростить схему последнего.

Проводившиес  испытани  показали высокие метрологические качества предлагаемого устройства в широком температурном дианазоне (от -50 до +60°С). Приведенна  погрешность преобразовани  (без учета погрешности

СВЧ-элементов) в диапазоне мощностей 50-

2500 мквт не превышает 1%; врем  измерени  2-3 сек.

Предмет изобретени 

У втоматический компенсационный измеритель СВЧ-мощности, содержащий автобалапсный термисторный мост, выпр митель, генератор пилообразного напр жени , компаратор, интегратор, СВЧ-выключатель и отсчетно-решающий узел, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени 

рабочего температурного диапазона, в него дополнительно включены вычитаюш,ее устройство , источник опорного напр жени  и управл емый генератор высокочастотного напр жени , причем один вход вычитаюш.его устройства соединен с выходом выпр мител , другой вход - с выходом источника опорного напр жени , выход вычитающего устройства соединен с входом интегратора, выход которого подключен к входу управл емого генератора высокочастотного напр жени , а выход последнего соединен с термистором, включенным в одно из плеч автобалансного моста.