CC BY
8
УДК 621.317.365
В. С. ВУНТЕСМЕРИ, канд. техн. наук
КАЛИБРОВКА ГАЛЬВАНОГИРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК
Преобразователи на основе ферромагнитных пленок имеют высокое быстродействие, хорошо воспроизводят огибающую импульса мощности и имеют малое внутреннее сопротивление [1], что позволяет после усреднения напряжения на гальваномагнитном преобразователе определить коэффициент преобразования как отношение среднего значения импульсной ЭДС, снимаемой с преобразователя, к среднему значению импульсной СВЧ-мощ-ности. В этом случае отпадает необходимость в определении скважности, что повышает точность и удобство калибровки. Рассмотрим подробнее этот вид калибровки.
В общем случае напряжение на выходе преобразователя связано с импульсной мощностью функциональной зависимостью
{/ = {/(/>,£/>), (1)
где Р — среднее за период СВЧ значение потока мощности
(мгновенное значение огибающей мощности); Р — первая произ-
1 т
водная по времени огибающей импульса мощности; С РсЧ —
о
среднее значение импульсной мощности; Т — время усреднения. Нелинейность вольт-ваттной зависимости определяется нелинейностью магнитосопротивления, ста.бильными и нестабильными нелинейными явлениями при ферромагнитном резонансе. Среднее значение мощности изменяет температуру преобразователя, а вследствие температурной зависимости коэффициента преобразования и значение огибающей при заданной величине импульсной мощности. Производная мощности по времени может оказать влияние из-за инерционности как преобразователя, так и последующих отводящих цепей.
Так как калибровка производится при импульсной мощности
с параметрами Рк, Рк, Рк, то целесообразно разложить функцию (1) в ряд Тейлора в точке калибровки £/(/) = £/ (Р}1, Рк, Рк) +
+
11 тг [ ■ж (р-рьУ+ Ж (р-^ +—(Р-- ^ «1 1 др
и(Р,Р,Р) +
+ Рп, где Кп—остаточный член разложения.
Первый член разложения позволяет составить уравнение калибровки, а последующие члены дают возможность учесть отличие условий, измерения от условий калибровки. Тогда уравнение калибровки запишется как
и{1) = и{Рк,Рк,Р11). (2)
Так как зависимость напряжения на преобразователе от составляющих импульсной СВЧ-мощности определяется различными эффектами, то функциональную зависимость (2) можно представить как произведение независимых функций
u{t) = 4>{P) \ph(®)g(t-e)de, (з)
о
где g(t)—передаточная характеристика преобразователя — реакция на единичное включение СВЧ-мощности. Передаточная функция g(t—0) изменяется только в промежутке времени 0<(i—в)<тп, где хп — постоянная времени преобразователя. Для преобразователя на основе ФМП эта постоянная времени составляет величину 10~в—Ю-10 с. Поэтому для импульсов длительностью Ю-6—10~7 с передаточную характеристику можно считать постоянной, особенно в области вершины импульса. С учетом этого равенство (3) можно записать как
U{t) = kPh, (4)
где /е=ф(P)g(t) — коэффициент преобразования.
Усреднив левую и правую части (4) за время Т, получим
г г
-f-^U{t)dt--jr^ kPkdt, или U = kPh.
о о
Тогда коэффициент преобразования гальваномагнитного преобразователя на основе ферромагнитной пленки можно определить как k—U/Pk. Этот коэффициент преобразования будет совпадать с коэффициентом преобразования собственно преобразователя для мгновенных значений k(t) =11 (t)jP(t) в области вершины импульса и несколько отличаться на фронтах, длительностью меньше Ю-7—10~s с. Таким образом, для получения коэффициента преобразования достаточно использовать микровольтметры постоянного тока и измерители средней мощности, имеющие одинаковые постоянные времени. В этом случае погрешность калибровки для импульсов длительностью больше 1{Н"—10~6 с определится как Ak — KaI + A^, где Л- — погрешность измерения среднего значения импульсного напряжения; Д-— погрешность измерения среднего значения импульсной мощности.
Для исключения влияния паразитных сигналов измерение проводится дважды при противоположных направлениях подмагни-чивающего поля.
1. Вунтесмери В. С. Детектирование на основе гальваномагнитных явлений в ферромагнитных пленках.—Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1976. 2, т. XIX, с. 39—45.
Поступила в редколлегию 25.02.82
