Устройство для измерения коэффициента шума четырехполюсника

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТЬРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ i»9205?1

Союз Советсими

Сецмалмстмческми

Республик

{61) Дополнмтельное к авт. свнд-ву 11 457940 (22) Заявлено 030480 (21) 2903371/18-21 (53)M. Кл. с присоединением заявки М

G 01 R 29/26

1Ьаударатааиивй камитет

CCCP ав делам изабретаиий и втарытий (23 ) П рнорм тет

Опубликовано 1Я)432. Бюллетень М 14

Дата .опубликования описания 150482 (5З) УДК 621. 317. .619(088.8) А.Б.Казаринов

В а ладимирснии политехнический-мнвтитут1 (72) Автор изобретения (71) Заявмтель (54) YCTPOACTBO дЛя ИЗмЕрЕНИя КОЭффИЦИЕНтА

ЯУИА ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к технике измерения параметров четырехполюсника и может быть использовано для измерения коэффициента шума при регу лировке и проверке усилителей, преобразователей частоты, транзисторов

S и микросхем.

По основному авт .св. и 457940 известно устройство для измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее включенные последователь но источник шумового сигнала, испы-. туемый четырехполюсник, измеритель малых мощностей, электронный .ключ,. управляющий вход которого соединен с дополнительным выходом источника шумового сигнала и индикатор, цифро. вой логарифмический измеритель отношения напряжений, сумматор, блок ввода калибровочных чисел, при этом, выходы измерителя малых мощностей и электронного ключа соединены с входами. цифрового логарифмического, измерителя отношения напряжений, а

его выход подключен к сумматору, дру гой вход которого соединен с выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход сумматора подключен к входу индикатора (ll.

Недостатком этого устройства является низкая точность измерения коэффициента шума малошумящих высокочастотных смесителей.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство измерения коэффициента шума четырехполюсника, содержащее включенные последовательно источник шумового сигнала, испы" туемый четырехполюсник, измеритель малых мощностей, электронный ключ, управляющии вход которого соединен с дополнительным выходом источника шумового сигнала, и индикатор, цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений сумматор, блок ввода калибровочных чисел, при этом

0571 4

1О !

2В

3 92 выходы измерителя малых мощностей и электронного ключа соединены с входами цифрового логарифмического измерителя отношения напряжений, а его выход подключен к сумматору, другой вход которого соединен с выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход сумматора подключен к входу индикатора, введены второй источник шумового сигнала, электрически управляемый переключатель, коммутатор кодов, регистр памяти и блок управления, при этом первый вход электрически управляемого переключателя соединен с входной клеммой устройства, а второй его вход через второй источник шумового сигнала подключен к второму выходу первого источника шумового сигнала, а выход электрически управляемого переключателя соединен с входом измерителя малых мощностей, второй вход которого через регистр памяти со-. единен с входом сумматора и с первым входом коммутатора кодов, второй вход которого соединен с вторым выходом блока ввода калибровочных чисел, а выход коммутатора кодов подключен к третьему входу цифрового логарифмического измерителя отношений напряжений, причем выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами регистра памяти, коммутатора кодов и электрически управляемого переключателя.

Измеритель малых мощностей выполнен в виде последовательно соединенных преобразовательно-усилительного канала, электронного коммутатора и усилительно-детекторного канала, при этом управляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом генератора с электрически управляемой интенсивностью сигнала.

Цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений выполнен в виде коммутатора сигналов, цифрового аттенюатора, элемента сравнения амплитуд огибающих сигналов и элемента. управления при этом первый выход коммутатора сигналов соединен с .первым входом цифрового аттенюато ра, а второй выход коммутатора сигналов подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифрового аттенюатора, а выход элемента сравнения подключен к входу элемента управле30

4О

55 ния, причем второй вход цифрового аттенюатор.- соединен с управляющим входом коммутатора сигналов.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит первый источник 1 шума, испытуемый четырехполюсник 2, измеритель 3 малых мощностей, электронный ключ 4, цифровой логарифмический измеритель 5 отношения напряжений, блок 6 ввода калибровочных чисел, сумматор 7, индикатор 8, второй источник 9 шума, электрически управляемый переключатель 10, коммутатор 11 кодов, регистр памяти 12, блок управления 13., преобразовательно-усилительный канал 14, электронный коммутатор 15, усилительно-детекторный канал 16, генератор 17 с управляемой интенсивностью сигнала, коммутатор 18 сигналов, цифровой аттенюатор 19, элемент 20 сравнен;;я амплитуд огибающих сигналов, элемент управления 21, входные клеммы 22 и .

23 устройства.

Устройство работает в два этапа .

На первом этапе блок управления

13 формирует сигналы, под воздействием которых электрически управляемый переключатель 10 передает сигнал с выхода второго источника 9 шума на вход измерителя 3 малых мощностей, из регистра памяти 12 поступает код на второй вход измерителя 3 малых мощностей, из коммутатора ll кодов на третий вход цифрового логарифмического измерителя отношений поступает код калибровочного числа п второго источника 9 шумового сигнала, формируемый блоком 6 ввода. Электронный коммутатор 15 поочередно с частотой Гх передает на вход усилительно-детекторного канала 16 сигналы с выходов преобразовательно-усилительного канала 14 и генератора с управляемой интенсивностью сигнала

17. Источники 1 и 9 шума работают в модулированном режиме с частотой модуляции f Лля частот выполняется условие f Ц fg. Под действием кода от коммутатора 11 кодов коммутатор

18 сигналов передает на один из входов элемента сравнения 20 сигнал Щ с выхода электронного ключа 4, а на второй вход элемента сравнения поступает сигнал Uq непосредственно с

Fn коэффициент шума и пВ »5 редачи мощности преобра зовательно-усилительного канала 14 соответственно; калибровочное числа ис- 20 точника 9 шумового сигнала, коэффициент преобразования усилительнодетекторного канала на 25 первом этапе, коэффициент пропорцио" нальности, /3 = КТе hf, постоянная Больцмана, стандартная шумовая . 30 температура, эффективная шумовая полоса пропускания детек" торного усилителя е усилительно-детекторном З5 канале 1б; действующее значение сигнала генератора 17.

К т

4 д f

При укаэанном состоянии коммутатора 18 и аттенюатора 19 амплитуды огибающий компонент с частотой Гк в сигналах и соответственно равны

А11 = .(Ug. — 0»»)/2

= К» (ВГ„С - О, .)/2 (Ui> - Цц.)/2 = ОК» Сц/2

Далее, под воздействием сигналов от элемента сравнения 20 элемент управления 21 изменяет свой выход50 ной код, а генератор 17 - интенсивность сигнала. Изменение кода производится таким образом, чтобы уменьшилось различие между величинами

А „ и А . Этот процесс заканчивается

55 при выполнении равенства A » = A1Z.

Величина сигнала генератора 17 (действующее значение) при этом равна

5 920 выхода измерителя 3 малых мощностей, через коммутатор 18 сигналов и цифровой аттенюатор 19, который ослабляет его в и раз. В результате на входах элемента сравнения 20 при- s сутствуют сигналы, равные Ос

= 011/пк и 0»1 = Ug. При квадратичном детектировании, используемом в измерителе малых мощностей, уровни напря жений в сигналах 0 и 0 равны

u„„- =О„К», U»> = ЗР„GпК», Оя = f3 (Fn + пк ) Gng э

571 6

"0 . =» 8(n - 1)G>, На этом первый этап заканчивается.

На втором этапе блок управления формирует сигналы, под воздействием которых электрически управляемый переключатель 10 передает сигнал с выхода испытуемого четырехполюсника

2 на вход измерителя малых мощностей

3; регистр памяти 12 сохраняет зна чение кода, полученное в конце первого этапа, а коммутатор 11 кодов передает код с выхода блока управления 21 на управляющие входы коммутатора 18 сигналов и цифрового аттенюатора 19. На этом этапе производится измерение отношения амплитуд огибающих компонент с частотой в сигналах Оа и 01 .

Уровни напряжений е сигналах

Ua и 06 на этом этапе равны

Ug» ОгK2,. P(Fp 1)GnÊъ 1

02х= P(FG . + Ря 1 ) 0 К2

Ugg= )Ъ (F + г»») С + Г, — 1) G„K, где Kt " коэффициент преобразования усилительно-детекторного канала 16 на втором этапе.

Величины Н и К > могут различаться вследствие изменения усиления канала под воздействием встроенной в него схемы автоматической регулировки уровня сигнала на входе детектора обеспечивающей работу последнего в области квадратичного участка характеристики. Амплитуды огибающих компонент с частотой Гк в сигналах Ug и Оа. на входах логарифмического цифрового измерителя отношения напряжений соответственно равны:

А „= (U z — u> ) /2 .= P К

По окончании уравновешивания сигналое е цифровом логарифмическом измерителе отношения напряжений 5 на его выходе устанавливается код

Z = 101gA2»/А = 10lgF/пк, который суммируется с кодом калибровочного числа первого источника шумового сигнала, записанного е децибелах (10)gnK„). Результат, представляющий собой величину измеренного коэффициента шума в децибелах, с выхода сумматора 7 поступает на индикатор 8.

При уравновешивании сигналае на первом и втором этапе элемент 21 управления может реализовать раэ920571

Формула изобретения

1. Устройство для измерения коэффициента шума четырехполюСника по авт.св. и 457940, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него .введены второй источник шумового сигнала, электрически управляемый переключатель, коммутатор кодов, регистр памяти и блок управления, при этом первый вход электрически управляемого переключателя соединен с входной клеммой устройства, а второй его вход через второй источник шумового сигнала-подключен к второму выходу первого источника шумового сигнала, а выход электрически управляемого переключателя соединен с входом измерителя малых мощностей, второй вход которого через регистр памяти соединен с входом сумматора и с первым входом коммутатора кодов, второй вход которого соединен с вторым выходом блока .ввода калибровочных чисел, а выход коммутатора кодов

35 ао личные алгоритмы, в частности, возможно использование поразрядного уравновешивания, следящего уравновешивания и др. Выполнение первого эта па можно производить не при каждом измерении, а лишь при изменении величины Гд из-за изменения частоты на которых производится измерение коэффициента шума, или иэ-за воздействия других факторов. 1О

Устройство позволяет устранить влияние собственных шумов измерителя малых мощностей и повысить точность измерения на 204. подключен к третьему входу цифрового логарифмического измерителя отношений напряжений, причем выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами регистра памяти, коммутатора кодов и электрически управляемого переключателя.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что измеритель малых мощностей выполнен в виде последовательно соединенных преобразовательно-усилительного канала, электррнного коммутатора и усилительнодетекторного канала, при этом управляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом генератора с электрически управляемой интенсивностью сигнала.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что цифровой логарифмический измеритель отношения напряжений выполнен в виде коммутатора сигналов, цифрового аттенюатора, элемента сравнения амплитуд огибающих сигналов и элемента управления, при этом первый выход комму-, татора сигналов соединен с первым входом цифрового аттенюатора, а второй выход коммутатора сигналов подключен к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифрового аттенюатора, а выход элемента сравнения подключен к входу элемента управления, причем второй вход цифрового аттенюатора соединен с управляющим входом коммутатора сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 457940, кл. G 01 R 29/26, 1973 (прототип).

920571

Тэта

МОНРО

ll amue

Составитель Л.Иуранов

Редактор М.Недолуженко Техред Т.Иаточка Корректор A.Äýÿòêo

Заказ 2330/48 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4