CC BY
6
В. Л. КОФАНОВ, В. Т. ЖУКОВСЬКИЙ
ПРО ЗАСТОСУВАННЯ ПЛАЗМОВИХ АТЕНЮАТОР1В ДЛЯ РЕГУЛЮВАННЯ Р1ВНЯ ПОТУЖНОСТ1 НВЧ
Плазмсш атенюатори як регулюкш елементи у схемах автоматичного регулювання р1вня потужносп (АРП) мають ряд позитивных якостей: вщсутшсть паразитно! ЧМ при перестройщ частота, що особливо важливо при вим!рюванш параметр1в вузл1в з вузь-кою резонансною характеристикою; малу шерцшнють, обумовлену
часом деюшзащ! плазми атеню-
3 4 5
8 7 6
Рис. 1. Блок-схема системи АРП:
1 — генератор НВЧ; 2 — плазмовий ате-нюатор; 3 — НВЧ тракт; 4 — датчик; 5 — шдсилювач; 6 — каскад пор1вняння; 7 — ППС; 8 — ф1льтр.
атора, великии динамшнии Д1а-пазон регулювання (25—30 дб), високу крупсть регулювання (близь ко 2 дб/ма), мале почат-кове затухания ( 256 ) та ш. Проте застосування плазмових регулятор1в р1вня потужносп для систем АРП обмежене тим, що в останшх виникае паразит-на амплггудна модулящя вна-слщок впливу потужносп НВЧ на газовий розряд. Досль дження можливостей системи АРП з плазмовим атенюатором дозволяе визначити умови, коли цей недол!к зводиться до мшь муму.
Блок-схема системи АРП наведена на рис. 1. У НВЧ тракт! здшснюеться перенесения вим!рювання параметр!в об'екта, що до-слщжуеться, на низьку частоту Й0 [1 ]. Обвцща НВЧ сигналу Е(£1) (рис. 2) вщиляеться у датчику, що являе собою кристал1чний детектор.
Паразитна ампл1тудна модулящя, що виникае у систем! АРП з плазмовим атенюатором, спотворюе форму сигналу на виход1 кристал1чного детектора (рис. 3, а) ! набагато. зб!льшуе похибку ви1упрювання коефЩента передач! дослщжуваного чотириполюс-ника. Запровадження фыьтра нижшх частот у ланцюг зворотного зв'язку з частотою зр1зу, меншою за основну частоту релаксащйних коливань, усувае паразитну модулящю (рис. 3, б).
Спектр частот обвщнсц на виход1 датчика £(0) залежить вщ
швидкосп перестроювання частота генератора НВЧ ^ 1 вщ пе-
репад1в напруги на вхсда датчика, обумовлених залежшстю р!вня потужносп генератора НВЧ вщ частота 1 нер1вномиршстю амши-тудно-частотно'1 характеристики НВЧ тракту 1 датчика.
Для стабшзацп р!вня потужносп ланцюг'зворотного зв'язку системи АРП повинен пропускати без спотворень весь спектр частот обвщно1 £(£2) 1 не пропускати частоту О0 1 спектр частот релакса-шйних коливань. Тому для правильного вибору постшно1 часу фшьтра 1 всього ланцюга зворотного зв'язку необхщно знайти спектр частот об-вщю1 Е (Й). Версия частота спектра й функци Е (£2) визначаеться 11 максимальною крупстю, що дозволяе без проведения гармошчного анал1зу обчислити £2В.
Л
Рис. 3. Осцилограми напруги на виход! шдсилювача:
а — без ф1льтра у ланцюгу зворотного зв'язку; б — з ф!льтром.
Згщн'Ь з теоремою Котельникова, для функцп Е (£2) фис. 2) у ви-падку лшшного перестроювання частота визначаемо
а - /П
де А£2 —д!апазон перестройки по частот! генератора НВЧ; А£2г —в1др1зок кривоТ з максимальною крутктю; Т —час перестройки д!апазону частот А£2. Допустима змша напруги на вход! датчика АЕ (£2) у режим1 перестроювання частота згщно з [2] у першому наближенш запи-шеться як
Дя
Дб, до
Рис. 2. Обв1дна НВЧ сигналу на виход1 датчика Е (£2).
(ИПк
ж
/ГГь
ЧЩ1
За в ¿до мою для даноТ системи кривою Е(0) для В!др1зка можна визначити
<РЕ (£2)
ТОД1
Оскыьки
а —
(10. М
д. О2
¡макс
т =
ДО
2 | А Е (О) I а
аА£2
2 | ДЕ (О) |
<и
то з врахуванням (1) маемо
[ А£ (О) | аА&г
(4)
(5)
Таким чином, постшну часу ландюга зворотного зв'язку з фильтром необхщно обчислювати ви-ходячи з умови
| АД (0)| ' <6>
де Йр — перша гармошка ре-лаксащйних коливань.
3 (6) випливае, що при за-даних параметрах а ! ДЦ криво! Е (Й) постшна часу ланцю-га зворотного зв'язку повинна бути тим б!льша, чим твердМ ВИМОГИ ЩОДО допустимих ЗМ1Н р!вня потужност! на вход! НВЧ тракту.
Осюльки вщношення
АЕ (О)
Рис. 4. СЛм'я статичних характеристик системи АРП.
£(£2)
залежить вщ ступеня змши р1в-ня вхщно'! потужносп по диапазону при роз!мкнутому ланцюгу зворотного зв'язку 1 вщ коеф1щента стабшзацп, система АРП повинна мати пщсилювач з великим коефвдентом пщсилення. Для цього застосовують допом1жну модулящю НВЧ сигналу. Пщсилювач 5 (рис. 1) здшснюе основне пщсилення на допом1жнш частот!.
У каскад! пор!вняння 6, на який. кр!м сигналу, з пщсилювача 5 подаеться еталонна напруга £/ет, виробляеться напруга сигналу помилки, пропорцюнальна величин! вщхилення р!вня вихщно'! по-тужност! НВЧ тракту Рвих вщ р!вня стабшзацп потужност! Р0.
3 каскаду пор1вняння сигнал помилки надходить на шдсилю-вач постшного струму 7, де виробляеться струм, пропорцюнальний напруз1 сигналу помилки, який керуе змшою затухания вщ плаз-
мового атенюатора. На рис. 4 наведена ам'я статичних характери-
р
стик системи АРП з плазмовим атенюатором °их = / (/) для
"о
р1зних значень потужносп, що надходить на вхщ плазмового атенюатора Рвх. За заданими значениями Р0 ¡з статичних характеристик визначають /макс та 1мт для максимального та мнпмального значень Рвх, що необхщно для розрахунку ППС.
При випробуваннях описано!" системи АРП сумарний перепад р1вня потужносп Рвх у д1апазош перестройки частота становив 15—25 дб. Для заданого часу перестройки 7 сек та 40 сек частота
FB = —~— не перевищуе 4—5 гц. Одержаний коефЩент стаб1ль
заци 250—300 задовольняе заданим похибкам вим1рювання параметр ¡в чотириполюсника.
Висновки
1. Плазмов1 атенюатори можна застосовувати у систем! АРП ав-томатичних BHMipK®a4iB параметр!в чотириполюсник¡в, якщо е фшьтр, що подавляв релаксащйн1 коливання.
2. Ланцюг зворотного зв'язку з фшьтром обчислюють з умови (6). Через те, що застосовуеться фшьтр, пост1йна часу ланцюга зворотного зв'язку збшыпуеться. Це допустимо для бшьшосп прак-тичних випадк1в.
Л1ТЕРАТУРА
1. Б о в а Н. Т., Л а й х т м а н И. Б., Измерения параметров волновод-ных элементов, К-, Гостехиздат УССР, 1964.
2. Т у р б о в и ч Н. Т., О погрешности измерения частотных характеристик методом частотной модуляции, Радиотехника, 1954, т. 9, № 2.
V. L. КО F A NOV, V. T. Z HUKOVSKY
APPLICATION OF PLASMA ATTENUATOR FOR MICROWAVE POWER LEVEL CONTROL
S u mm a г y
Correlations for the calculation of the circuit back coupling time constant of control power level system using filter which removes signal parasitic amplitude modulation are derived.
System is described in which coefficient of the stabilization 250—300 is obtained when changing the input power level is 15—25 db.
