专利名称：多功能固态微波信号源的制作方法
技术领域：
本实用新型为高校近代物理实验装置。
当前，高校微波实验教学中使用的微波源通常有反射式速调管振荡器和体效应管振荡器。前者具有等幅、方波调幅、锯齿波调频等工作方式，功能比较齐全，但由于它是采用电真空器件，仪器结构和调节都比较复杂。后者采用固体器件，具有小型轻便的突出特点，在教学中有逐渐取代前者的趋势。但目前市场可见到的供教学用固态源产品的功能不齐全，有的只能调幅不能电调频，有的虽能电调频但只能点频测量不能扫频测量。市场上尚无一种功能齐全，价格低廉，适合教学使用的固态微波源。
本实用新型的目的是提供一种具有等幅、调幅、调频和扫频等工作方式的多功能固态微波信号发生器。它具有功能齐全，小型轻便，操作简单，成本较低等特点。能较好满足高校近代物理实验教学中多个微波实验的要求。
本实用新型的目的是这样实现的设计一个供电调体效应振荡器使用的多功能电源，将此电源与振荡器配套，组成一个具有等幅、方波调幅、电调谐和窄带扫频等四种功能的微波信号发生器，工作方式的选择，分别由按键开关来实现。多功能电源主要包括直流稳压器(1)，输出14V直流电压，加于振荡器中的体效应二极管，使振荡器起振，输出等幅微波功率；方波发生器及调幅电路(2)，供选择调幅输出时使用；可调直流稳压器(3)，输出0～24V直流电压，加于振荡器中的变容二极管，进行电调频，供点频测量中电调谐时使用；扫频电压形成电路(4)，其输出加于变容二极管进行自动窄带扫频。
本实用新型不仅具有多功能的特点，而且结构简单、操作方便、体积小、重量轻、成本低、用途广，能满足多个微波教学实验的需要。比如当做微波基本测量实验时，可选择等幅或调幅工作方式；当做微波段电子顺磁共振实验时，可选择电调频工作方式；当做谐振腔法测微波介电常数实验时，可选择扫频工作方式。
附
图1为方波发生器及调幅电原理图。
附图2为扫频电压形成电原理图。
多功能固态微波信号源装置中直流稳压器(1)及可调直流稳压器(3)为常规电路。下面仅结合实施例着重对方波调幅电路(2)及扫频电压形成电路(4)进一步说明。
方波调幅是这样实现的如图1所示，由一多谐振荡器(图1虚线框中所画电路)产生重复频率为1KHz方波，加至开关管3DK2的基极去控制其导通与截止。负方波使3DK2截止，稳压管有14V稳定的直流输出，此电压加到体效应二极管上，振荡器工作，有微波功率输出。正方波使3DK2导通，改变了稳压管的输出电压，达不到使振荡器起振的电压要求，无微波功率输出。从而比较简便地对体效应振荡器实现了方波调幅。若不接通多谐振荡器的电源开关K，则无1KHz方波，3DK2总处于截止状态，此时体效应振荡器便处于连续工作状态，输出等幅的微波功率。
扫频方式是将扫频电压加于变容二极管，通过改变二极管的结电容来实现调谐频率的变化。由于变容二极管的结电容随偏压的变化是非线性的，这必造成调谐频率的非线性变化，结果扫描频率不能以恒定的速率变化。为此，在电源中专门设计了一个扫频电压形成电路(见图2)，它能产生按抛物线形规律变化，并且变化的曲率可调的扫频电压，以此来补偿变容二极管的非线性，使扫描频率基本以恒定的速率变化。此电路采用单结晶体管BJ33F和电阻电容组成充放电回路，接上18V电源后，电源就通过电阻RW1对电容C1充电，电容上的电压加在单结管的发射极e和第一基极b1上。当电容电压充到单结管的峰值电压时，则e和b1之间由截止变为导通，电容通过eb1和RW2、C2放电。放电后，电容电压下降，当降至低于单结管的谷点电压时，e和b1之间就恢复了截止状态。这时18V电源又对电容C1充电，充到峰值电压后单结管再次导通，电容再次放电。此过程反复进行，则电容上的电压一会高，一会低，有规律地振荡着，振荡频率可通过电位器RW1调节，而电阻RW2和电容C2上也按此规律产生相应的脉冲电压，其波形与电容放电速度有关，即由放电时间常数决定。这样，我们就可以通过调节RW2和C1、C2的大小，来获得一个符合扫频需要的按抛物线形规律变化的电压。此电压经放大后加到变容二极管上，便可实现扫频。电路图中虚线框内为一直流稳压电路，由它提供一个0～6V的可调直流电压，与扫频电压反串接于变容二极管，供调节扫频起始工作点时使用。
权利要求1.一种与体效应振荡器配套使用的多功能固态微波信号源，其特征在于由直流稳压器、方波发生器及调幅电路、可调直流稳压器及扫频电压形成电路构成，一个供电调体效应振荡器使用的多功能电源，其工作方式由按键开关来实现，直流稳压器，加于振荡器中的体效应二极管，使振荡器起振，输出等幅微波；方波发生器及调幅电路，供选择调幅输出使用；可调直流稳压器加于振荡器中的变容二极管，供点频测量中电调频使用；扫频电压形成电路，其输出加于变容二极管进行自动窄带扫频；直流稳压器及可调直流稳压器为常规电路，方波调幅电路由一多谐振荡器产生重复频率方波，加至开关管3DK2的基极，负方波使3DK2截止，稳压管有直流输出，加至体效应二极管上，振荡器工作，有微波功率输出，正方波使3DK2导通，振荡器无微波输出，实现对体效应振荡器的方波调幅，扫频方式是将扫频电压加于变容二极管的结电容来实现调谐频率的变化，扫频电压形成电路采用单结晶体管BJ33F和电阻电容组成充放电回路，接上18V电源后，通过电阻RW1对电容C1充电，电容上的电压加在单结管的发射极e和第一基极b1上。当电容电压充到单结管的峰值电压时，则e和b1导通，电容放电，通过电容的反复充、放电过程，调节RW2和C1、C2的大小，获得一个符合扫频需要的按抛物线形规律变化的电压，此电压经放大后加到变容二极管上实现扫频。
专利摘要本实用新型为高校近代物理实验装置。主要是设计一个供电调体效应振荡器配套使用的多功能电源。包括多路常规整流、稳压电路及方波发生器、调幅电路和扫频电压发生器。将多功能电源与电调体效应振荡器配套,组成一个具有等幅、方波调幅、电调谐和窄带扫频等四种功能的固态微波信号源。该信号源不仅功能齐全,而且结构简单,操作方便,重量轻,成本低,适合在多个微波教学实验中使用。
文档编号G05F1/10GK2503667SQ01267120
公开日2002年7月31日 申请日期2001年10月22日 优先权日2001年10月22日
发明者王鑫, 魏德祥, 周辉 申请人:王鑫