предложенную Сунем [Л. 460 и 461]. Если поле Bi (рис. 21-1) будет создаваться при помощи постоянного магнита, прикрепленного к магнитному сердечнику, то получим 5i = const, тогда формула (21-6) примет вид:

U = hhh. (21-10)

где i = j/i = const.

Если ток h будет пропорционален мгновенному значению тока фазы (или напряжения), а ток /g - мгновенному напряжению (или току), то получим известную

формулу для каждой из одинаковых фазовых составляющих (21-9).

На рис. 21-6 дана принципиальная схема трехфазного ваттметра системы Суня. Этот ваттметр можно использовать для измерения активной, реактивной п полной мощностей.

Катаока [Л. 228] разработал также ваттметр микроволновой мощности на основе магниторезистора. На рис. 21-6 дан принцип действия ваттметра. Магниторезистор G помещен в середину прямоугольного волновода F. На магниторезистор действуют электрическая составляющая Е электромагнитного поля (она создает в магниторезисторе ток /), магнитная составляющая Я, а также магнитное поле В постоянного магнита М, создающее предварительную поляризацию.

Тогда среднее значение напряжения на магниторезисторе выражается формулой

Рис. 21-6. Принцип магниторези-стивного ваттметра СВЧ [R. 228].

[y,p=.-Re[IB]aRe[EH],

(21-11)

где /?я -коэффициент Холла, с -толщина магниторезистора.

Исследования проведены для ваттметров двух типов - резонаторного и проходного -при частоте 9 360 Мгц, с использованием магниторезисторов из InAs (р = 0,0035 ом-см, 1.1 = 2,2-104 смУв-сек, /?н=80 смк, размеры 2X1X0,07 мм). Магниторезисторы имели

прикрепленные узкие полоски из алюминия с целью усиления явления .магнитосопротивления [Л. 227]. Получены линейные характеристики, причем для проходного ваттметра в интервале до 1 вт измеряемой мощности чувствительность составляет 3 мкв/вт (индукция поляризующего поля В = 3 500 гс), а для резонаторного в интервале до 20 лгвт -0,1 мкв/мвт (S = 5 000 гс).

21-3. УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ И АНАЛИЗАТОР ГАРМОНИК

Известно, что в слабых магнитных полях для магниторезисторов справедливо равенство

= аВ\ (21-12)

Если принять В = Вт sin (i>t, то в течение одного периода полное сопротивление магниторезистора изменится 2 раза и

Д/? = RaBf - (1 - cos 2w0 -

(21-13)

Пропуская через магниторезистор постоянный ток, получим на магниторезисторе напряжение, которое будет изменяться вместе с изменением активного сопротивления, т. е.

(21-14)

/R = R,Bl(l-cos 2Ы),

(21-15)

а значит, изменения напряжения будут иметь частоту в 2 раза большую частоты магнитного поля.

Ценным свойством такого удвоения является отсутствие паразитных переменных составляющих, за исключением напряжения с частотой со, индуцируемого в петле, образованной выводами магниторезистора.

1слн магниторезистор питается переменным током, то такая схема может работать как смеситель, модулятор или анализатор гармоник.

21-4. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА В ПЕРЕМЕННЫЙ

Вышеуказанные свойства удвоителя частоты можно использовать для преобразования постоянного тока в переменный.

Для магниторезистора, изготовленного из InSb с подвижностью 60 000 см1в-сек в поле с индукцией В = 10 кгс, теоретическое отношение амплитуды переменного напряжения к амплитуде постоянного получается равным 86%-

21-5. УСИЛИТЕЛЬ И ГЕНЕРАТОР

Вопросы построения усилителей па основе магииторезисторов всесторонне разработаны в работе [Л. 469], где при температуре 90° К получено усиление приблизительно 14 дб, а при 20° К - около 20 дб. Эти значения можно повысить максимум до 40 и 60 дб соответственно.

Теоретический анализ работы генераторов на основе магииторезисторов сделал Богомолов (Л. 544], подтвердив, в частности, что к. п. д. генераторов может достигать 37,57о и сравним с к. п. д. обычных ламповых генераторов малой и средней мощности.

Генераторы на основе магииторезисторов невелики по размерам и просты по конструкции, отличаются большой надежностью и прочностью.

Однако, несмотря на положительные качества, как усилители, так и генераторы иа основе магииторезисторов имеют до сих пор скорее теоретическое значение.

21-6. СЧЕТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

В § 21-1 описана схема (рис. 21-1) перемножающего прибора, выходное напряжение которого пропорционально произведению трех токов по формуле (21-6). Возьмем два таких умножающих прибора Л и В и соединим их, как показано на рис. 21-7 Л. 460].

Выходное напряжение элементов А w В будет равно:

Uj,=kAhhh; (21-16)

UB = kBhhh. (21-17)

Выходы обоих элементов подсоединены к дифференциальному усилителю С и уравнены. Усилитель С будет в результате уравнивания иметь определенный выходной ток /е, который подводится к элементу В. Этот ток будет постоянный, если Uравно Uв-Тогда

/./2/3

С помощью рассмотренной схемы можно выполнять несколько десятков различных математических операций (табл. 21-1), охватывающих умножение трех величии, возведение в квадрат и в третью

степень, деление произведений

Рис 21-7. Счетное устройство иа магниторезисторах (по Суню [Л. 460]).

двух величии, извлечение корня второй и третьей степеней.

Катаока и Ямада [Л. 230] использовали один датчик Холла Одновременно как датчик Холла и как магниторезистор для разработки простой аналоговой схемы (рис. 21-8) решения алгебраических уравнений третьей степени, т. е. (/ = = ax+bx + cx + d.

Известно, что сопротивление магниторезистора (в интервале полей до 3-5 кгс) про-

- й ft

с. О

S ф

ч ft

« S

Ф т о

X о о

о -ю

ft в

а ч 2

% III

о -Si

в о а

ч о в S п

s"

ег" S

20-1401

-J0 -20 -10 О Юма 20

Рис. 21-8. Устройство для реше- Рис. 21-9. Ход функции у= ния уравнений типа уахЬх- =ах+Ьх для разных значе--cx+d. НИИ Rh.

порционально квадрату напряженности поля. Пропуская управляющий ток магниторезистора Ix через катушку, создающую поле Я, получим зависимость напряжения на магниторезисторе Ug 1 . Величины и знаки коэффициентов устанавливаются при помощи резисторов, переключателей и источников напряжения.

На рис, 21-9 ,{Л. 229] приведен ход функции у=ах+Ьх для разных значений сопротивления Rh, определяющего величину и знак коэффициентов а к Ь. Точность схемы выше 1%.

КАТАЛОГ ДАТЧИКОВ ХОЛЛА, МАГНИТОРЕЗИСТОРОВ И УСТРОЙСТВ С ДАТЧИКАМИ ХОЛЛА

Данный каталог охватывает гальваномагнитные приборы важнейших заграничных фирм, а также польских лабораторных и мелкосерийных разработок. Для обозначения изготовителей приняты следующие сокращения: IPPT - Опытное производство Института основных проблем техники Польской Академии наук; Веек -Весктап Instruments Inc., США; Bell -F.W.Bell Inc., США; Ohio -Ohio Semiconductors Inc., США; Siem - Siemens and Halske Aktiengesellschaft, ФРГ. Каталог магниторезисторов