Патент на изобретение №2289141
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЧАСТОТОМЕР СВЧ-ДИАПАЗОНА
(57) Реферат:
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения обнаруженных излучений маломощных радиопередающих устройств СВЧ-диапазона. Вход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода первого диода с первым согласующим резистором. Второй выход согласующего резистора соединен с земляной шиной. Анод первого диода соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине. Выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, выход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода второго диода со вторым согласующим резистором, второй выход которого соединен с земляной шиной. Анод второго диода соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине. Выход второго операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом. Вход Z аналогового перемножителя соединен с выходом первого операционного усилителя. Вход Х – с выходом второго операционного усилителя. Выход перемножителя соединен с входом индикатора. Технический результат – возможность работы в области сверхвысоких частот, расширение диапазона измеряемых частот и упрощение конструкции. 1 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения обнаруженных излучений маломощных радиопередающих устройств СВЧ-диапазона. Известны измерители частоты – частотомеры, принцип действия которых основан на измерении реактивного сопротивления, меняющегося монотонно и однозначно с изменением частоты [4, 5]. Наиболее распространенными элементами с такой частотной зависимостью являются катушка индуктивности, электрический конденсатор и их композиции – последовательный или параллельный колебательный контур [2, 3]. Основными недостатками данных устройств являются их сложность и невозможность работы в СВЧ-диапазоне. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является преобразователь тока в напряжение, описанный в [1]. Преобразователь тока в напряжение содержит операционный усилитель, цепь отрицательной обратной связи и два диода Шотки. При этом анод первого диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к земляной шине, к которой также подсоединен катод второго диода, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, причем, точка соединения катода первого диода с анодом второго диода является входом данного устройства, а выход операционного усилителя – его выходом. Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности измерения частоты обнаруженного сигнала. Требуемый технический результат изобретения заключается в создании частотомера, работающего в области сверхвысоких частот, обладающего простой конструкцией и широким диапазоном измеряемых частот. Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, состоящее из операционного усилителя, цепи отрицательной обратной связи и диода Шотки, причем анод диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, дополнительно введены отрезок коаксиальной линии, второй операционный усилитель с цепью отрицательной обратной связи и диодом Шотки, два согласующих резистора, аналоговый перемножитель и индикатор, при этом вход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода первого диода с первым согласующим резистором, второй выход которого соединен с земляной шиной, выход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода второго диода со вторым согласующим резистором, второй выход которого соединен с земляной шиной, анод второго диода соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, при этом вход Z аналогового перемножителя соединен с выходом первого операционного усилителя, вход Х – с выходом второго операционного усилителя, а выход – с входом индикатора. Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых блоков: отрезка коаксиальной линии, второго операционного усилителя с цепью отрицательной обратной связи и диодом Шотки, двух согласующих резисторов, аналогового перемножителя и индикатора и их связями с остальными элементами схемы. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «новизна». Требуемый результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе не обнаружены на дату подачи заявки. Следовательно, техническое решение соответствует «изобретательскому уровню». На чертеже представлена структурная схема частотомера СВЧ-диапазона. Частотомер СВЧ-диапазона содержит отрезок коаксиальной линии 1, два операционных усилителя 4 и 8, две цепи отрицательной обратной связи 5 и 9, два диода Шотки 3 и 6, два согласующих резистора 2 и 7, аналоговый перемножитель 10 и индикатор 11. При этом вход коаксиальной линии 1 соединен с точкой соединения катода первого диода 3, с первым согласующим резистором 2, второй выход которого соединен с земляной шиной, анод первого диода 3 соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя 4, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя 4 через цепь отрицательной обратной связи 5 соединен с его инвертирующим входом, выход коаксиальной линии 1 соединен с точкой соединения катода второго диода 6 со вторым согласующим резистором 7, второй выход которого соединен с земляной шиной, анод второго диода 6 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 8, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя 8 через цепь отрицательной обратной связи 9 соединен с его инвертирующим входом, при этом вход Z аналогового перемножителя 10 соединен с выходом первого операционного усилителя 4, вход Х – с выходом второго операционного усилителя 8, а выход – с входом индикатора 11. Частотомер СВЧ-диапазона работает следующим образом. Уровень сигнала на выходе аналогового перемножителя 10 будет определяться отношением уровней сигналов на выходах первого 4 и второго 8 операционных усилителей, которые, в свою очередь, зависят от уровней сигналов в точках соединения катода первого диода 3 с первым согласующим резистором 2 и катода второго диода 6 со вторым согласующим резистором 7. Разница уровней сигналов в этих точках будет определяться величиной затухания сигнала в коаксиальной линии 1, которое, в свою очередь, зависит от частоты входного сигнала. При подаче на вход устройства сигнала высокой частоты через диоды 3 и 6 начнет протекать ток, величины которого будут зависеть от уровня напряжения на входе и выходе коаксиальной линии 1 соответственно. Сила тока через диоды 3 и 6 будет определять величину напряжения на выходах операционных усилителей 4 и 8. Аналоговый перемножитель 10 перемножает эти напряжения, устраняя зависимость выходного напряжения от уровня напряжения на входе устройства, а индикатор 11 по известным зависимостям затухания сигнала в отрезке коаксиальной линии от частоты сигнала [2, 3] рассчитывает значение частоты сигнала на входе устройства и отображает это значение. Таким образом, предложенный частотомер СВЧ-диапазона в сравнении с прототипом позволяет измерять частоту сигналов СВЧ-диапазона. Источники, принятые во внимание 1. Николаев А.В., Омельченко Б.В., Асеев А.О. Преобразователь тока в напряжение. Патент на изобретение №2226741. 2. Антенны и устройства СВЧ. Под редакцией профессора Д.И.Воскресенского. – М.: Советское радио, 1972. – С.33-35. 3. Гасанов Л.Г. и др. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. – М.: Радио и связь. 1988. – с.38, 39. 4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. – М.: Мир, 1983. – С.165. 5. The Radio Amateur’s Handbook. Published by The American Radio Relay League. Newington, Conn., USA, 1968. – pp.557-559.
Формула изобретения
Частотомер СВЧ-диапазона, состоящий из операционного усилителя, цепи отрицательной обратной связи и диода Шотки, причем анод диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, отличающийся тем, что в него дополнительно введены отрезок коаксиальной линии, второй операционный усилитель с цепью отрицательной обратной связи и диодом Шотки, два согласующих резистора, аналоговый перемножитель и индикатор, при этом вход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода первого диода с первым согласующим резистором, второй выход которого соединен с земляной шиной, анод первого диода соединен с инвертирующим входом первого операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, выход коаксиальной линии соединен с точкой соединения катода второго диода со вторым согласующим резистором, второй выход которого соединен с земляной шиной, анод второго диода соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, неинвертирующий вход которого подключен к земляной шине, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, при этом вход Z аналогового перемножителя соединен с выходом первого операционного усилителя, вход Х – с выходом второго операционного усилителя, а выход – с входом индикатора.
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 28.06.2007
Извещение опубликовано: 20.02.2009 БИ: 05/2009
|
||||||||||||||||||||||||||
