RU2235336C1 - Uhf power measuring device - Google Patents
Uhf power measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2235336C1 RU2235336C1 RU2003119844/28A RU2003119844A RU2235336C1 RU 2235336 C1 RU2235336 C1 RU 2235336C1 RU 2003119844/28 A RU2003119844/28 A RU 2003119844/28A RU 2003119844 A RU2003119844 A RU 2003119844A RU 2235336 C1 RU2235336 C1 RU 2235336C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- outputs
- inputs
- sent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности сверхвысоких частот (СВЧ).The invention relates to a radio engineering and can be used to measure the power of ultra-high frequencies (microwave).
Известно устройство для измерения малых уровней СВЧ-мощности по авторскому свидетельству SU №678435, G 01 R 21/04, содержащее термопреобразователь, источник опорного постоянного напряжения, подключенный к одному из входов операционного усилителя, индикатор, генератор переменного тока, подключенный между выходом операционного усилителя и входом индикатора, второй выход которого через фильтр переменного тока подключен к термопреобразователю, соединенному с вторым входом операционного усилителя через фильтр нижних частот. Недостатком этого устройства является высокий уровень шумов и, как следствие, малая чувствительность и точность измерения на низких уровнях СВЧ-мощности. Это объясняется тем, что операционный усилитель, используемый для усиления малых уровней постоянного напряжения, имеет на частотах отстроек, близких к нулю, высокий уровень фликкер-шумов, спадающих обратно пропорционально частоте отстройки до частот, лежащих в районе единиц килогерц.A device for measuring small levels of microwave power according to the copyright certificate SU No. 678435, G 01 R 21/04, containing a thermocouple, a source of reference DC voltage connected to one of the inputs of the operational amplifier, an indicator, an alternator connected between the output of the operational amplifier and an indicator input, the second output of which through an AC filter is connected to a thermal converter connected to the second input of the operational amplifier through a low-pass filter. The disadvantage of this device is the high noise level and, as a consequence, the low sensitivity and accuracy of measurements at low microwave power levels. This is because the operational amplifier used to amplify small levels of constant voltage has, at detuning frequencies close to zero, a high level of flicker noise decreasing inversely with the detuning frequency to frequencies lying in the region of units of kilohertz.
Известно также устройство, описанное в книге М.И. Билько и др. Измерение мощности на СВЧ. М.: Сов. Радио, 1976, с.65, содержащее последовательно соединенные термопреобразователь, электронный ключ, усилитель низких частот (УНЧ), фазовый детектор, усилитель постоянного тока (УПТ), выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, два выхода которого подключены к входам управления электронного ключа и фазового детектора. Недостатком устройства является низкая чувствительность и пониженная точность измерения на малых уровнях СВЧ-мощности.The device described in the book of M.I. Bilko et al. Microwave power measurement. M .: Sov. Radio, 1976, p.65, containing a series-connected thermal converter, an electronic switch, a low-frequency amplifier (ULF), a phase detector, a direct current amplifier (DC), the output of which is the output of the device, and a pulse generator, two outputs of which are connected to the control inputs electronic key and phase detector. The disadvantage of this device is the low sensitivity and reduced measurement accuracy at low levels of microwave power.
Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в книге М.И. Билько и др. Измерение мощности на СВЧ. М., Сов. Радио, 1976, с.65.The closest analogue is the device described in the book of M.I. Bilko et al. Microwave power measurement. M., Sov. Radio, 1976, p. 65.
Для увеличения чувствительности и точности измерения предложен измеритель мощности СВЧ, содержащий последовательно соединенные термопреобразователь, вход которого является входом устройства, электронный ключ и усилитель низких частот, а также синхронный детектор, усилитель постоянного тока, выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, отличающийся тем, что в него введены второй, третий и четвертый электронные ключи, соединенные параллельно по сигнальному входу с первым электронным ключом, последовательно соединенные второй усилитель низких частот, прямой вход которого соединен с выходом второго электронного ключа, а инверсный вход - с выходом четвертого электронного ключа, первый полосовой фильтр, второй синхронный детектор, сумматор, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого усилителя низких частот, а выход - к входу первого синхронного детектора, причем прямой вход первого усилителя низких частот соединен с выходом первого электронного ключа, а инверсный вход - с выходом третьего электронного ключа, а второй вход сумматора соединен с выходом первого синхронного детектора, а также последовательно соединенные первый делитель частоты на два, второй делитель частоты на два, логический элемент И и сдвиговый регистр, четыре выхода которого подключены к управляющим входам четырех электронных ключей, а выход генератора импульсов соединен с тактовым входом сдвигового регистра и входом первого делителя частоты на два, второй вход логического элемента И соединен с выходом первого делителя частоты на два, третий и четвертый полосовые фильтры, входы которых соединены с первым и вторым выходами сдвигового регистра, а выходы - с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов соответственно.To increase the sensitivity and accuracy of the measurement, a microwave power meter is proposed, containing a thermocouple connected in series, the input of which is the input of the device, an electronic key and a low-frequency amplifier, as well as a synchronous detector, a DC amplifier, the output of which is the output of the device, and a pulse generator, characterized in that the second, third and fourth electronic keys are inserted into it, connected in parallel along the signal input with the first electronic key, sequentially connected the second low-frequency amplifier, the direct input of which is connected to the output of the second electronic key, and the inverse input is the output of the fourth electronic key, the first bandpass filter, the second synchronous detector, adder, the output of which is connected to the input of the DC amplifier, the second bandpass filter, input which is connected to the output of the first low-frequency amplifier, and the output to the input of the first synchronous detector, with the direct input of the first low-frequency amplifier connected to the output of the first electronic key, and the inverse input od - with the output of the third electronic key, and the second input of the adder connected to the output of the first synchronous detector, as well as the first frequency divider in two, the second frequency divider in two, logic element I and a shift register, four outputs of which are connected to the control inputs of four electronic keys, and the output of the pulse generator is connected to the clock input of the shift register and the input of the first frequency divider by two, the second input of the logic element AND is connected to the output of the first frequency divider two, third and fourth bandpass filters whose inputs are connected to first and second outputs of the shift register, and outputs - to the second inputs of the first and second synchronous detectors, respectively.
На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.Figure 1 shows a diagram of a device; figure 2 - timing diagrams of the operation of the device.
На фиг.1 изображены:Figure 1 shows:
1 - термопреобразователь,1 - thermal converter,
2, 3, 4, 5 - первый, второй, третий и четвертый электронные ключи соответственно,2, 3, 4, 5 - the first, second, third and fourth electronic keys, respectively,
6, 7 - первый и второй усилители низких частот соответственно,6, 7 - the first and second low-frequency amplifiers, respectively,
8, 9, 10, 11 - первый, второй, третий и четвертый полосовые фильтры соответственно,8, 9, 10, 11 - the first, second, third and fourth band-pass filters, respectively,
12, 13 - первый и второй синхронные детекторы соответственно,12, 13 - the first and second synchronous detectors, respectively,
14 - сумматор,14 - adder
15 - УПТ,15 - UPT,
16 - генератор импульсов,16 - pulse generator,
17, 18 - первый и второй делители частоты на два соответственно,17, 18 - the first and second frequency dividers into two, respectively,
19 - логический элемент И,19 - a logical element And
20 - сдвиговый регистр.20 - shift register.
На фиг.2 изображены:Figure 2 shows:
а, б, в, г - временные диаграммы напряжений с выходов ключей 2, 3, 4 и 5 соответственно,a, b, c, d - time diagrams of voltages from the outputs of the switches 2, 3, 4 and 5, respectively,
д, е - временные диаграммы сигналов с выходов УНЧ6 и УНЧ7 соответственно.d, e - timing diagrams of the signals from the outputs of ULF6 and ULF7, respectively.
Измеритель мощности СВЧ содержит термопреобразователь 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 электронные ключи, первый 6 и второй 7 УНЧ, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 полосовые фильтры, первый 12 и второй 13 синхронные детекторы, сумматор 14, УПТ 15, генератор импульсов 16, первый 17 и второй 18 делители частоты импульсов на два, логический элемент И 19, сдвиговый регистр 20.The microwave power meter contains a temperature converter 1, first 2, second 3, third 4 and fourth 5 electronic keys, the first 6 and second 7 ULF, the first 8, second 9, third 10 and fourth 11 band-pass filters, the first 12 and second 13 synchronous detectors, the adder 14, UPT 15, the pulse generator 16, the first 17 and second 18 pulse frequency dividers by two, a logical element And 19, the shift register 20.
Измеритель мощности СВЧ работает следующим образом. Постоянное напряжение малого уровня с выхода термопреобразователя 1 поступает на сигнальные входы электронных ключей 2, 3, 4 и 5, на управляющие входы которых поступают импульсы с выходов сдвигового регистра 20, сдвинутые между собой на четвертую часть периода. На информационный вход сдвигового регистра 20 поступают импульсы вида фиг.2а с делителя частоты на четыре, образованного последовательно соединенными первым 17 и вторым 18 делителями частоты на два и логическим элементом И 19, а на тактовый вход - сигнал с выхода генератора импульсов 16. С выходов первого 2 и третьего 4 электронных ключей сигналы поступают на прямой и инверсный входы первого УНЧ 6, а с выходов электронных ключей 3 и 5 сигналы поступают на прямой и инверсный входы второго УНЧ 7 соответственно, на выходах которых образуются усиленные двуполярные сигналы, показанные на фиг.2д и е. Затем сигналы поступают на входы первого 8 и второго 9 полосовых фильтров, предназначенных для преобразования импульсного сигнала в синусоидальный и очистки от помех.The microwave power meter works as follows. The low-level direct voltage from the output of the thermal converter 1 is supplied to the signal inputs of electronic keys 2, 3, 4, and 5, to the control inputs of which pulses from the outputs of the shift register 20 are shifted to each other by a quarter of the period. The information input of the shift register 20 receives pulses of the form of FIG. 2a from a frequency divider into four, formed by successively connected first 17 and second 18 frequency dividers into two and a logical element And 19, and to the clock input - a signal from the output of the pulse generator 16. From the outputs the first 2 and third 4 electronic keys, the signals are fed to the direct and inverse inputs of the first VLF 6, and from the outputs of the electronic keys 3 and 5, the signals are sent to the direct and inverse inputs of the second VLF 7, respectively, at the outputs of which amplified bipolar signals shown in fig.2d and e. Then the signals are fed to the inputs of the first 8 and second 9 bandpass filters, designed to convert the pulse signal into a sinusoidal and clean from interference.
После этого сигналы синусоидальной формы преобразуются в постоянный ток в первом 12 и втором 13 синхронных детекторах и суммируются на сумматоре 14. УПТ 15 производит окончательное усиление сигнала постоянного тока до уровня, необходимого для работы индикаторного устройства.After that, the sinusoidal waveforms are converted to direct current in the first 12 and second 13 synchronous detectors and summed on the adder 14. UPT 15 produces the final amplification of the DC signal to the level necessary for the operation of the indicator device.
Для получения опорных сигналов, действующих на вторых входах первого 12 и второго 13 синхронных детекторов, используются сигналы с первого и второго выходов сдвигового регистра 20 после преобразования в синусоидальное напряжение третьим 10 и четвертым 11 полосовыми фильтрами.To obtain the reference signals acting on the second inputs of the first 12 and second 13 synchronous detectors, the signals from the first and second outputs of the shift register 20 are used after conversion to a sinusoidal voltage by the third 10 and fourth 11 bandpass filters.
Как видно из фиг.2д, е на выходах УНЧ 6 и УНЧ 7 по сравнению с аналогом образуется сигнал удвоенной амплитуды, в то же время уровень шумов этих усилителей остается на том же уровне. За счет этого получается выигрыш в отношении сигнал/шум и повышение чувствительности измерителя. Кроме того, дополнительный выигрыш в отношении сигнал/шум и, соответственно, в чувствительности получается за счет того, что на выходе сумматора 14 полезный сигнал постоянного тока удваивается, а шумы УНЧ 6 и синхронного детектора 12 с одной стороны и УНЧ 7 и синхронного детектора 13 с другой стороны при суммировании возрастают всего в 1,42 раза. Это объясняется тем, что шумы этих устройств являются некоррелированными случайными процессами.As can be seen from fig.2d, e at the outputs of the ULF 6 and ULF 7 in comparison with the analog signal is generated doubled amplitude, at the same time, the noise level of these amplifiers remains at the same level. Due to this, a gain in signal-to-noise ratio and an increase in the sensitivity of the meter are obtained. In addition, an additional gain in signal-to-noise ratio and, accordingly, in sensitivity is obtained due to the fact that at the output of adder 14 the useful DC signal is doubled, and the noise of the ULF 6 and synchronous detector 12 on the one hand and VLF 7 and synchronous detector 13 on the other hand, when summed, they increase by only 1.42 times. This is because the noise of these devices are uncorrelated random processes.
Таким образом, при одном и том же уровне входного сигнала СВЧ заявленное устройство позволяет, ориентировочно, трехкратно повысить чувствительность устройства и значительно увеличить точность измерения.Thus, with the same level of the microwave input signal, the claimed device allows, approximately, three times to increase the sensitivity of the device and significantly increase the measurement accuracy.
Все элементы устройства могут быть выполнены на стандартной элементной базе и не имеют каких-либо особенностей.All elements of the device can be performed on a standard element base and do not have any features.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119844/28A RU2235336C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Uhf power measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003119844/28A RU2235336C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Uhf power measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2235336C1 true RU2235336C1 (en) | 2004-08-27 |
RU2003119844A RU2003119844A (en) | 2004-12-20 |
Family
ID=33414605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003119844/28A RU2235336C1 (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Uhf power measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2235336C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686452C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-04-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Ultra-high-frequency measurer of electrical quantities |
-
2003
- 2003-06-30 RU RU2003119844/28A patent/RU2235336C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2686452C1 (en) * | 2018-05-31 | 2019-04-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук | Ultra-high-frequency measurer of electrical quantities |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2235336C1 (en) | Uhf power measuring device | |
RU2642475C2 (en) | Zero radiometer | |
RU2298801C1 (en) | Device for measuring the power of a microwave frequency | |
Drung et al. | Linearity measurements on critical noise thermometer components | |
RU2225012C2 (en) | Phase-meter | |
Bekirov et al. | Real time processing of the phase shift and the frequency by voltage signal conversion into the sequence of rectangular pulses | |
SU577469A1 (en) | Arrangement for measuring frequency of three-phase sinusoidal voltage | |
RU2782984C1 (en) | Hall effect constant magnetic field induction meter (options) | |
KR0158633B1 (en) | Voltage frequency measurement circuit of operation frequency | |
RU2439595C1 (en) | Radiometric reflection coefficient meter | |
RU2247995C2 (en) | Harmonic distortion digital meter | |
RU2431856C1 (en) | Radiometre to analyse objects adjoining antenna | |
RU2686519C1 (en) | Digital ferro-probe magnetometer | |
RU2244314C2 (en) | Method for statistical evaluation of nonlinear distortions and device for realization of said method | |
SU1490653A1 (en) | Device for measuring amplitude-phase distribution in antenna apperture | |
JP2009014432A (en) | Amplitude/phase detecting device, measurement system using the same and amplitude/phase detecting method | |
SU834594A1 (en) | Method of measuring signal phase | |
SU1691773A1 (en) | Device for measurement of differences in phase and in voltages | |
RU2096828C1 (en) | Method for detection of amplitude ratio of harmonic signals | |
RU2101715C1 (en) | Phase meter for signals of high and ultrahigh frequency | |
RU2258231C2 (en) | Device for measuring frequency of sinusoidal signal | |
SU661398A1 (en) | Phase shift meter | |
JPH10293143A (en) | Fft lock-in amplifier | |
SU800902A1 (en) | Method of determining signal-to-noise ratio | |
RU2072522C1 (en) | Method and device for measuring low signal-to-noise ratios |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |