SU1166005A1 - Устройство дл измерени длины волны в волноводе - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДЕ, содержащее измерительньй волноводный тракт, в котором расположен неподвижный измерительный зонд, подключенный к детектору , при этом к выходу измерительного волноводнрго тракта последовательно подсоединены фазовращатель и короткозамкнута  нагрузка, о т л ичающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерений, в не го введены последовательно соединенные вычислительньй блок, вход которого соединен с выходом детектора, и измеритель длительности импульса, блок управлени , вход которого соединен с выходом вычислительного блока , причем фазовращатель выполнен электрически управл емым, а его управл ющий вход соединен с выходом блока управлени , при этом вычислительный блок содержит последовательно соединенные дифференциальный уси-. литель, вход которого  вл етс  первым входом вычислительного блока, первый пиковьй детектор, блок вычитани , блок сравнени  и триггер, выход которого  вл етс  выходом вычислительного блока, второй пиковый детектор, вход которого соединен с входом дифференциального усилител , а выход - с вторыми входами дифференциального усилител  и блок вычитани , блокинг-генератор, вход которого  вл етс  вторым входом вычислительного блока дл  подачи импульсов за (Л пуска при измерении длины волны в волноводе импульсно-модулированных колебаний, а выход соединен с входом триггера, при этом второй вход блока сравнени  соединен с входом дифференциального усилител , а блок управлени  содержит последовательно соедиО ) ненные источник посто нного двухпоОд л рного напр жени , коммутатор, второй вход которого  вл етс  входом блока управлени , генератор линейно измен ницегос  напр жени , функциоч ел нальный преобразователь, выход котррого  вл етс  выходом блока управлени , причем третий вход коммутатора соединен с вторым выходом источнюса посто нного двухпол рного напр жени .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, Цель изобретени  - повышение точности измерени . На чертеже изображена структурна  электрическа  схема устройства дл  измерени  длины волны в волноводе, Устройство дл  измерени  длины волны в волноводе состоит из измерительного волноводного тракта 1, неподвижного измерительного зонда 2, детектора 3, фазовращател  4, выполненного электрически управл емым, короткозамкнутой нагрузки 5, вычислительного блока 6j измерител  7 длительности импульса, блока 8 упра лени . Вычислительный блок 6 состоит из дифференциального усилител  9, первого пикового детектора 10, блока 11 вычитани , блока 12 сравнени , триг гера 13, второго пикового детектора 14, блокинг-генератора 15,блок 8 управлени  - из источника 16 посто нного двухпол рного напр жени , коммутатора 17, генератора 18 линей но-измен ющегос  напр жени , функци нального преобразовател  19, а изме ритель 7 длительности импульса - и генератора 20 счетных импульсов, счетчика 21 и цифрового индикатора 22. Устройство дл  измерени  длины волны в волноводе работает следующим образом. Сверхвысокочастотна  поступает в измерительный волноводный тракт 1, проходит через (фазовра щатель 4, измен   свою фазу на вели чину tfpp 5 определ емую напр жением подаваемым с выхода блока 8 управле ни  на управл ющий вход фазовращате л  4, отражаетс  от короткозамкну , той нагрузки 5 о Отраженна  волна проходит через фазовращатель 4, измен   свою фазу на величину и через измерительный сверхвысокоча тотный тракт 1. В измерительном вол новодном тракте 1 в результате интерференции падающей и отраженной волн возникает сто ча  волна, причем в месте расположени  измеритель ного зонда 2 напр жение, снимаемое с него, определ етс  соотношением U.e,.5(v-2V,,) , 5 напр женность падающей волны; и I - модуль коэффициента отражени  короткозамкнутой нагрузки 5; М - фаза козффициента отражени  короткозамкнутой нагрузки 5, равна  -У7, взаимный сдвиг фазы, вносимьй фазовращателем 4{ ( р - сдвиг фазы, равный рассто нию от места расположени  неподвижного измерительного зонда 2 до короткозамкнутой нагрузки 5 и обратно - длина волны в волноводе в измерительном волноводном тракте 1. Напр жение Ил на выходе детектора 3, работающего в линейном режиме, определ етс  соотношением Uj .r| 2|r|oos(-2V,,-ii где К а - козффициент передачи детектора 3, и максимально Ua,o, минимально моменты времени, когда взаимньй сдвиг фазы, вносимый фазовращателем 4 буДет равен 21/ - ;T-il V 24cp е Блокинг-генератор 15 работает либо в автоколебательном, либо в ждущем режимах, что определ етс  измерением длины волны в волноводе непрерывных либо импульсно-модулированных колебаний, распростран ющихс  в измерительном волноводном тракте 1. Импульс блокинг-генератора 15 опрокидывает триггер 13, Единичное выходное состо ние триггера 13 по . управл ющему входу коммутатора 17 . производит с его помощью подключение входа генератора 18 линейно измен ющегос  напр жени  к плюсовому выходу источника 16 посто нного двух-. пол рного напр жени  Напр жение на выходе генератора 18 линейно измен ющегос  напр жени  начнет линейно возрастать и через функциональный преобразователь 19, линеаризук ций нелинейную зависимость изменени  взаимного сдвига фазы 2Vcp 3 фазовращателем 4 от длины волны в волноводе, увеличивает взаимный сдвиг фазы 2 , и соответственно измен етс  напр жение на выходе детектора 3, которое поступает на второй вход блока 12 сравнени , пер вьш вход дифференциального усилител  9 и на вход второго пикового детектора 14, В момент времени, ког да взаимный сдвиг фазы будет равен соотношению (1), напр жение на выхо де детектора 3 будет максимально и равно (ко Это напр жение вьщел етс  и запоминаетс  вторым пиковы детектором 14, Дифференциальньй уси литель 9 усиливает разность между напр жением (,c с выхода второго пикового детектора 14 и текущего значени  напр жени  Uo. с выхода детектора 3. Максимальна  разность нсцк.с з-мий вьщел етс  и запоминаетс  первьш пиковым детектором 10 В блоке 11 вычитани  производитс  вычитание из напр жени  хода второго пикового детектора 14 напр жени  мин с выхода первого пикового детектора 10, в результате чего получаетс  напр жение , которое поступает на блок 12 сравнени , где оно сравниваетс  с текущим значением напр жени  Uj с выхода детектора 3. В мо мент их равенства блок 12 сравнени  измен ет свое состо ние на выходе , тем самьм опрокидьгеа  триггер 13. Нулевое выходное состо ние триггера 13 через второй вход комму татора 17 производит с его помощью подключение входа генератора 18 линейно-измен ющегос  напр жени  к минусовому выходу источника 16 посто нного двухпол рного напр жени . Напр жение на выходе генератора 18 54 линейно измен ющегос  напр жени  начнет линейно уменьшатьс  и через функциональный преобразователь 19 и управл ющий вход управл емого , ферритового фазовращател  4 уменьшит взаимный сдвиг фазы , и тем самым изменит напр жение на выходе детектора 3. Процесс перестройки до минимума произойдет аналогично описанному и в момент времени, когда в блоке 12 сравнени  сравн ютс  . по амплитуде напр жени  Ua(,««c выхода блока 11 вычитани  и U с выхода детектора 3, он изменит свое выходное состо ние, тем самым опроiкинет триггер 13. Процесс перестрой;ки от максимума к минимуму будет |повтор тьс  до тех пор, пока в измерительный волноводный тракт V поступает сверхвысокочастотнй  мощность. Единичньй импульс с выхода триггера 13, пропорциональный измер емой длине волны в волноводе, поступает на вход генератора 20 счетных импульсов , в котором длительность этого импульса преобразуетс  в цифровой эквивалент. Счетчик 21 подсчитывает число импульсов генератора 20 счетных импульсов, эквивалентное длительнбсти единичного импульса с выхода триггера 13, и результат счета отображаетс  на цифровом индикаторе 22, , При измерении длины волны в волневоде импульсйо-моду ированных колебаний : запуск устройства дл  измерени  длины волны в волноводе производитс  путем запуска блокинг-генератора , работак цега при этом в ждущем режиме, модулирующим импульсом от источника сверхвысокочастотной мощности , длину волны в волноводе которого измер ют.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДЕ, содержащее измерительный волноводный тракт, в котором расположен неподвижный измерительный зонд, подключенный к детектору, при этом к выходу измерительного волноводного тракта последовательно подсоединены фазовращатель и короткозамкнутая нагрузка, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные вычислительный блок, вход которого соединен с выходом детектора, и измеритель длительности импульса, блок управления, вход которого соединен с выходом вычислительного блока, причем фазовращатель выполнен электрически управляемым, а его уп равляющий вход соединен с выходом блока управления, при этом вычислительный блок содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель, вход которого является первым входом вычислительного блока, первый пиковый детектор, блок вычитания, блок сравнения и триггер, выход которого является выходом вычислительного блока, второй пиковый детектор, вход которого соединен с входом дифференциального усилителя, а выход - с вторыми входами дифференциального усилителя и блок вычитания, блокинг-генератор, вход которо- С го является вторым входом вычислитель-* ного блока для подачи импульсов запуска при измерении длины волны в волноводе импульсно-модулированных колебаний, а выход соединен с входом триггера, при этом второй вход ка сравнения соединен с входом ренциального усилителя, а блок ления содержит последовательно ненные источник постоянного двухпо- блодиффеуправсоедилярного напряжения, коммутатор, второй вход которого является входом блока управления, генератор линейноиэменяющегося напряжения, функциональный преобразователь, выход котррого является выходом блока управления , причем третий вход коммутатора соединен с вторым выходом источника постоянного двухполярного напряжения.

   <1166005