Устройство регулирования и автоматической стабилизации выходной мощности свч-генератора

 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих системах, в радиоизмерительной аппаратуре для установки необходимого уровня СВЧ-мощности и его автоматической стабилизации на заданном уровне. Цель изобретения - уменьшение зависимости коэффициента стабилизации от уровня стабилизации Устройство регулирования и автоматической стабилизации выходной мощности сверхвысокочастотного генератора содержит дифференциальный усилитель 1, элемент 2 сравнения, управляемый аттенюатор 3, направленный ответвитель 4, сверхвысокочастотный детектор 5, аналоговый перемножитель 6, усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи, масштабный усилитель 8, источник 9 опорного напряжения. Благодаря наличию в кольце регулирования усилителя 7 с регулируемым коэффициентом передачи, пропорциональным установочному напряжению, коэффициент стабилизации мало зависит от уровня выходной мощности. 1 ил. ё

ГОСУДАРСТВЕ ННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

С)0

Ф

C) V, « Дф,, СОЮЗ СОВЕ ГСНИХ

СОЦИАЛИСТНЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН г Л -,.- (61) 1538252 (21) 4658968/09 (22) 03,03.89 (46) 30. 10. 91, Бюл, N40 (72) А.А.Осипов (53) 621.396.66 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1538252, кл. Н 03 L 5/02, 1987 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ И АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ СВЧ-ГЕНЕРАТОРА (57) Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих системах, в радиоизмерительной аппаратуре для установки необходимого уровня

СВЧ вЂ” мощности и его автоматической стабилизации на заданном уровне. Цель изобретеИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающих системах, в радиоизмерительной аппаратуре для установки необходимого уровня

СВЧ-мощности, и его автоматической стабилизации на заданном уровне.

Цель изобретения — уменьшение зависимости коэффициента стабилизации от уровня стабилизации.

На чертеже представлена структурная схема устройства, Устройство регулирования и автоматической стабилизации выходной мощности сверхвысокочастотного генератора содержит дифференциальный усилитель 1, элемент 2 сравнения, управляемый аттенюатор

3, направленный ответвитель 4, сверхвысокочастотный детектор 5, аналоговый пере„„SU „„1688407 А2 (я)5 Н 0 Е 5/02: Н 03 G 3/20 ния — уменьшение зависимости коэффициента стабилизации от уровня стабилизации.

Устройство регулирования и автоматическои стабилизации выходной мощности сверхвысокочастотного генератора содержит дифференциальный усилитель 1, элемент 2 сравнения, управляемый аттенюатор

3, направленный ответвитель 4, сверхвысокочастотный детектор 5, аналоговый перемножитель 6, усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи, масштабный усилитель 8, источник 9 опорного напряжения.

Благодаря наличию в кольце регулирования усилителя 7 с регулируемым коэффициентом передачи, пропорциональным установочному напряжению, коэффициент стабилизации мало зависит от уровня выходной мощности. 1 ил. множитель 6, усилитель 7 с регулируемым коэффициентом передачи, масштабный усилитель 8, источник 9 опорного напряжения.

Устройство работает следующим образом, Установка выходной мощности СВЧ-генератора (на чертеже не показан) осуществляется изменением установочного напряжения источника 9 на первом входе элемента 2.

Благодаря введению в цепь обратной связи устройства усилителя 7 с регулируемым коэффициентом усиления, пропорциональным установочному напряжению

Кр Q Uycx, коэффициент стабилизации устройства

1688407

Кст =- 1 + Кус К Кр у Ровых = 1 + Kyc К а Оуст»

") Рвых, (1) гдес .— постоянная усилителя 7;

Кус коэффициент усиления диференциального усилителя 1;

Оуст напряжение на выходе источника 9;

Рвых — уровень мощности на выходе управляемого аттенюатора 3; 10

1 — постоянная, учитывающая чувствительность сверхвысокочастотного детектора 5;

К вЂ” масштабный коэффициент перемножителя. 15

Поскольку мощность на выходе управляемого аттенюатора 3. Роы, обратна пропорциональна установочному напряжению (2) 20 р .ср уст где Pp — СВЧ-мощность на выходе управляемого аттенюатора 3;

P — крутизна управления в управляемом аттенюаторе 3;

К,ср — коэффициент передачи элемента

2 сравнения, то коэффициент стабилизации устройства не зависим от уровня выходной мощности

Рвых о

Кст = 1 + Кус K Q 0уст g Рвых = 1 + Кус K" (3)

Рассмотрим подробнее работу предлагаемого устройства. 35

При изменении мощности Ро из-за действия внешних причин на величину ЛРо мощность на выходе управляемого аттенюатора 3 изменяется на величину

ЛР 40

Л вых дг — — Π— . (4) .ср уст

Пусть Л Ps > — изменение выходной мощности замкнутого кольца стабилизации при изменении мощности Ро на входе управляемого аттенюатора 3 на величину

Л Ро. Часть мощности СВЧ-сигнала с выхода управляемого аттенюатора 3 через направленный ответвитель 4 поступает на сверхвысокочастотный детектор 5.

При этом напряжение на выходе сверхвысокочастотного детектора 5 U„, пропорциональное мощности на вь ходе устройства, равно:

Од = 1 (Рвых + h Рвых) = .Уд + Л Од, (5) где — постоянная, учитывающая чувствительность сверхвысокочастотного детектора 5 и ослабление, вносимое направленным ответвителем 4.

Напряжение Up на выходе усилителя 7:

K Оуст г(вых+ ЛРвых)=

+Л Р„.,) = КаUy„.

2 (10) Up -- Кр Опер = Kp

= аОуст Кuyc y(P»<

° y(P»„+ ЛP,ы„), где Кр = а Оуст — зависимость коэффициента усиления усилителя 7 от Оуст

Сигнал с выхода усилителя 7 поступает на один из входов дифференциального усилителя 1, На другой вход дифференциального усилителя 1 поступает напряжение смещения Uo.

Напряжение на выходе дифференциального усилителя 1 равно

Оду = Кус (Uo-0,) = Kyc (Uo-К а у О„ст

Р»„— К а у О„„Л Р,,), (11)

Выберем величину смещения г о

Uo = К а у Оу„Р.„= К а у -, — UycT>

/ э.ср (12) которое формируется из напряжения Оуст масштабным усилителем 8.

Тогда напряжение на выходе дифференциального усилителя 1

Од у = Kyc K а Uyct g Л Рвых. (13) г

В статическом режиме т,е. при Л Ps x =

=0 напряжение на выходе дифференциального усилителя 1, поступающее на элемент

2 сравнения, незначительно по величине и мало меняется при изменении напряжения

Сигнал с выхода сверхвысокочастотного детектора 5 поступает на один из входов аналогового перемножителя б.

На другой вход аналогового перемножителя б поступает напряжение Uyc> с источника 9.

Аналоговый перемножитель б реализует операцию

Опер = К Од Оуст, (6)

С учетом выражения 2 выходное напряжение аналогового перемножителя 6

Опер =- К 0уст ) (Ровых + ЛРвых) . (7)

При этом, если отклонение мощности

ЛРвых отсутствует, то

Unep = К Оуст ) вых (8) и с учетом формулы (2)

Ро

Опер = К ) д-1,т — — сопы (9)

/ пэ.ср т.е. величина сигнала на выходе аналогового перемножителя б практически не изменяется при изменении напряжения Оуст.

Сигнал с выхода аналогового перемножителя 6 поступает на вход усилителя 7 с регулируемым коэффициентом усиления Кр.

1688407

Составитель Н. Мельников

Техред М.Моргентал Корректор М. Пожо

Редактор Н. Коляда

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужггоод, ул.Гагарина, 101 установки мощности Оуст Благодаря этому дифференциальный усилитель 1 и элемент 2 сравнения не входят в режим ограничения при установке выходной мощности в широком диапазоне регулирования выходной 5 мощности СВЧ-генератора, как и в прототипе, Напряжение на выходе элемента 2 сравнения равно

0э.ср. = Кэ.ср (Оуст — Од.у) = Кэ.ср Оуст (1 + 10

+Ку, КаоустуЛР,,). (14)

Мощность на выходе устройства

Pp) +APp

Рвых + и

0э.ср

P. +АР 15 .„О„,(1+ Кус Ка Оусту ...)

При малых Л Рвы, величина Кус Ка Оустх

« )» ЛРвых « 1.

Поэтому (15) можно представить в виде

P. +АР 20

Р,„„ + Л Р,.„ =

Р Кэ.ср уст

s (! Kyc К а Оуст Л Рвы ) = (Pâûõ + Л Pâûõ) р(1 — Кус К а Uycx yЛ Рвых)=гв, + Л Р„, — 25

Kyc K àîóñò г Рвых h Рвых ° (16)

Отсюда Л Рвых —,(17)

Л Рвых

1+Ку, Кау р т.е. имеет место эффект стабилизации с коэффициентом стабилизации Кст = 1 + Kyc "

Ро

xKay,Hå зависящим от уровня выходО ной мощности P » .

Благодаря наличию в кольце регулирования усилителя 7 с регулируемым коэффициентом передачи, пропорциональным установочному напряжению Кр = a Uy«и

Ро смещению U4 = К а у,у,р — Оуст . подава/ .ср емому на дифференциальный усилитель 1 с источника 9 через масштабный усилитель 8, коэффициент стабилизации Кст не зависит от уровня выходной мощностиРоы, . Это позволяет обеспечить постоянство коэффициента стабилизации в широком динамическом диапазоне устанавливаемых значений выходной мощности.

Формула изобретения

Устройство регулирования и автоматической стабилизации выходной мощности

СВЧ-генератора по авт.св. N 1538252, о тл ича ющееся тем,что, с цельюуменьшения зависимости коэффициента стабилизации от уровня стабилизации, в него введены усилитель с регулируемым коэффициентом усиления и масштабный усилитель, при этом выход аналогового перемножителя соединен с входом дифференциального усилителя через усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, вход регулировки усиления которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а вход источника опорного напряжения подключен к опорному входу дифференциального усилителя через масштабный усилитель.