Измерение импульсной мощности
07.11.2011 | Комментариев нет
КОСВЕННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.Ваттметры основных типов— терморезисторные, калориметрические, пондеромоторные и с термоэлементами — измеряют мощность в режиме непрерывной генерации или среднюю мощностьРсрв импульсном режиме.
Если известны форма и длительность τимпульсов, а также частота их следованияFcили скважностьQ, то по измеренному значениюPcpможно определить расчетным путем мощность в импульсе.
На прямоугольной форме импульсов, образующих периодическую последовательность, мощность в импульсе
Согласно «Схеме болометрического импульсного ваттметра»(см.ниже) случайная среднеквадратическая относительная погрешность косвенного измерения импульсной мощности
Погрешность
измерения средней за период мощности
получается тем меньше, чем больше
тепловая постоянная времени поглощающей
части ваттметра по сравнению с периодом
следования импульсов.
ПРЯМЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ.Непосредственно измерить импульсную мощность можно ваттметром, показанным на рисунке ниже:
Схема болометрического импульсного ваттметра
Исследуемые радиоимпульсы поступают в болометрическую головку через направленный ответвитель, калиброванный по затуханию, основная линия которого, нагружена согласованной нагрузкой. Болометрвключен в цепь постоянного тока. Изменение его сопротивления является функцией температуры, которая определяется мощностью, поступающей на болометр.
Если тепловая постоянная времени болометра τб>>τии период следования импульсовТс>τб, тотемпература болометралинейно растет во время импульса и экспоненциально уменьшается в паузе между соседними импульсами.
Напряжение на выходе болометраимеет форму пилообразного импульса, наклон фронта которого — однозначная функция импульсной мощности. Болометр играет роль интегратора, преобразующего прямоугольный радиоимпульс в пилообразный видеоимпульс. Последний пропускается через дифференцирующую цепь, восстанавливающую форму прямоугольного импульса. На выходе дифференцирующей цепи получается видеоимпульс, точно соответствующий по форме огибающей радиоимпульса, подаваемого на болометр. Амплитуда видеоимпульса пропорциональна импульсной мощности СВЧ. Ее измеряютпиковым вольтметром, на входе которого включен видеоусилитель. Шкала вольтметра градуируется в единицах мощности.
В качестве примера измерителя малой импульсной мощности может быть назван болометрический ваттметр типа МЗ-12, работающий в диапазоне частот 0,1—3,1 Гц. Он содержит выносные головки типовМ5-33иМ5-34с проволочными малоинерционными болометрами (головки различаются по входному сопротивлению).
Более надежен (менее чувствителен к перегрузкам, чем болометрический ваттметр)электронный импульсный ваттметр.
Схема электронного импульсного ваттметра
Его принцип действия заключается в следующем:
Содержащийся в детекторной головке диод (например, типа 2А107А) детектирует радиоимпульсы исследуемого СВЧ генератора, поступающие на вход головки через аттенюатор.
Амплитуда видеоимпульсов, образующихся на выходе головки, однозначно соответствует измеряемому значению импульсной мощности. Это позволяет градуировать шкалу импульсного ваттметра в единицах мощности. В состав вольтметра входит калибратор— источник калиброванных по амплитуде импульсных сигналов.