Устройство для измерения rc-, rl-параметров двухполюсников

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть испопьзовано для измерения активных R- и реактивных С- и L-параметров двухполюсников . Цель изобретения - повышение точности измерения на нысоких частотах и обеспечение подключения исследуемых двухполюсников, ifMcmuuix коаксиллып.ш нход. Устройство содержит ишериюль добротности 1 с измориiемьным конденсатором 2 переменной OMKonii с кпеммлми 3, пспомогтельныи индуктиипыг элемент 4, выполненныи в виде короткозамкнутои двухпроноднои линии с клеммами 5, к которым подсоединяется измеряемый двухполюсник 6(7). Вспомогательный ИНДУКТИВНЫЙ ЧД(МГНТ ( в виде короткозамк(утоп двухпроводной линии или в виде колксилмьнои линии, на которой расположены клеммь- 5 для подключения исследуемого двухполюсника , находящиеся на максимальней расстоянии от ее входа, опредетяемом из выражения, прнведенног с в формуле изобретения. 1 з п. ф-лы, 1 ил. ю (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1684727 (51) 5 G 01 Р, 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4723892/21 (22) 24,07,89 (46) 15.10.91, Вюл. 3Р 38 (7 1) Минский научно-исследовательскии приборостроительный институт (72) В.В., Молочников (53) 621.317(088.8) (56) Компаратор (измеритель) добротное ти Е1- 16. Р ГР 10516, 1986. (54) УСТРО!!СТВО Д!1Я ИЗМЕРВНИс! !сС-, PL-ПАРАМЕТРОВ ДВУХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к радиоцзмерительной технике и может быть испопь— зовано для измерения активных Й- и реактивных С- и !.-параметров двухпопюс— ников. Цель изобретения — повышение точности измерения на высоких частотах и обеспечение подключения исследуемых пвj ÕÏI!INC!!ÈÊOÃI IBff. IVIVIIIÕ КГ аксипп! )II III вход. Устройстезо содержит lf Iffy рнтс пь добрОтности 1 с и 3м(j>lf1 с :I I Ill II! h < н1дс . Il сатором 2 переменной смкости с кпем— мами 3, вспомогатепьньlil Ifíöóêòèffíf,f! элемент 4, выполненный в ниде короткозамкнутои двухпроводной пинии с клеммами 5, к которым поп .оединяетс я измеряемый двухпопюсник 6(7). Вгпое огательный индуктивный -is! f мс и т l выпо:.— нен в виде короткозамкпутой двухпроВОдной линии или в вид(ковке иппе ной линии, на которой расположены клеммы

5 для подключения исследусмого де ухполюсника, находящисся на максимальнcllf расстоянии от ее входа, определяемом

Я из выражения, приведенного н <,формуле изобретения. 1 з и. ф-пы, 3 ил.

1684727

1 где — = ао

Z oWit Wj6„ I320

1 1 1 — + о

В посника 6(7).

W W

Wi В М» )(аГ

RoF — + j (tgf31 (5) Wtg 1 . Wtg P!

+ + 1

oF RaS

ВХ 1 +

У, !» ;Г, 1 откуда

1 1 1+ tg51 !!!! R < < ЮС»8! Wtg

w egy,1; !Х к

W tgPl а W W Wtg81 — г "!! w!»от - .,!" г! дгт

W tgô1 хаа (7) 1 1 8Х

Witg !11

<а6

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть ifcIIQJlb зовано для измерения активных R- u реэистивных С- и Е-параметров двухпо5 люсников.

Цель изобретения — повышение точности измерения на высоких частотах и обеспечение подключения исследуемых двухполюсников, имеющих коаксиальный 10 вход.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения RC-, РЛ.-параметров двухполюсников; на фиг. 2 и 3 — варианты 15 подключения короткозамкнутой двухпроводной линии к клеммам измерительного конденсатора, а также варианты подключения измеряемых двухполюсников к короткозамкнутой линии.

Устройство для измерения RC u RL параметров двухполюсников содержит измеритель 1 добротности с измерительным конденсатором 2 переменной емкости, с клеммами Э. К клеммам 3 подклю- 25 чена короткозамкнутая двухпроводная линия 4 с первой и второй клеммами 5 для подключения исследуемого двухпоУстройство для измерения RC- EG,— параметров двухполюсников работает следующим образом.

Из теории колебательных цепей, в частности, длинных линий известно, что полная проводимость входного сопротивления измерительной линии определяется следующим выражением для упрощения расчетных операций каГ при () = 1 0 в пределах допусти.

1+j0 ZoF) tg61

ВХ (1) — -j(+ -); (г)

1 . 1 1 ао < (! » а6 полное сопротивлейие в точ»! »! »! !! ках а, б части короткозамкнутой линии, расположенной справа от укаэанных точек (длина линии 1 ) с учеирм активных потерь R влиний I а также параметров R и С (L) измеряемого двухполюсника; волновые сопротивления участков измерительной линии с длинами 1 и 1; постоянные сдвига фазы учнстков измерительной линии с длинами 1< и 1;

R - сопротивление активных поA терь линии в параллельном замещении, пересчитанное в

R — сопротивление активных потерь измеряемого двухполюсника в параллельном замещении

1 1 1

+ (4) Х Е .)(n !u — паразитное реактивное сопротивление в точках "а", "б"

t — реактивное сопротивление

0 измеряемого двухполюсника.

Из выражений (1) и (2) получают мой методической погрешности в выражениях (6) и (7) можно пренебречь эна-!

Ч ((, 3! (i

R*

O5 ay l + tgp1

1684727

5 Принимая во внимание (силла(но выражениям (3) и (4), что при R =(- (ci, ) „=(условие, при котором измерясмьп. двухполюсник не и(дключен к клеммам 3 измерительного конденсатора

Ю Л Я Хл (Ск Ск, Я С„, 0« и В = R,(где Ск (.) С„ ! значения емкости измерительного конде тсатора и добротности колебательного контура измерителя добротности без измеряемого двухполюсника); при подключении измеряемого двухполюсни-

20 ка к клеммам 3 значения Р.„р и („ соответствуют выражениям (3) и (4)

f (к

Ск Ск1 Са С к " вк сас> (где С Qg — емкость измерительноК э го конденсатора и добротность колеба25 тельного контура измерителя добротности при подключенном измеряемом двухполюснике °

Таким образом, из выражений (3), (4), (10) и (11) имеем ск,w tg $1) (12)

- к,скй 1-(Д,C„W tg Д1) (9) й

W, tg,l, W Wtg P1 ((аЯ (10) C1( „Q „ (1 -0дС«W tg Р 1)

У 1 + tg 1 Ок Скй 1 Я(ск(W нанс.

W2tg2 1 W2tg 1 чения и,, (7а) ROE. R2 результате чего выражения (6) и (7) примут вид

1 1 1+tp,,91

R и, 1 i(i(, ; (8) ьх 06 (i

w, c(,,(, W

1 1 (tg Ioii < Xas — -т — + — tg P 1

Mtg

bh

При этом методическая погрешность определения К „ и Х определяется длиной 1 участка измерительной линии.

Учитывая, что при резонансе входное реактивное сопротивление измерительной линии равно емкостному сопротивлению измерительного конденсатора измерителя добротности, иэ выражения (8) и (9) имеем

С вЂ” С

1 + tg>P1

1 -g(C,W К(Измерение RC- u RL-параметров двухполюсников производят следующим образом.

К клеммам 3 измерительного конденсатора 2 подключают короткоэамкнутую линию 4, образуя колебательную систему,.

Изменяя емкость измерительного конденсатора 2, настраивают указанную колебательную систему в резонанс. Момент резонанса соответствует максимальному показанию индикатора измерителя 1 добротности, равному (к1. Подключают к подключающим клеммам 5 линии 4 измеряемый двухполюсник 6 (7), образуя колебательную систему: измерительный конденсатор 2 — короткозамкнутая линия 4 — двухполюсник 6(7).

Изменяя емкость измерительного кон1 денсатора 2, вновь настраивают указанную колебательную систему в резо(13)

1 -4)(скР tg 1) Момент настройки колебательной системы в резонанс соответствует мак4п симальному показанию индикатора измерителя добротности, равному Q a< °

Согласно выражениям (12(и (13) определяют активную R- и реактивную составляющие в параллельном замеи

45 щении полного сопротивления измеряемого двухполюсника 6 (7).

При отрицательном значении реактивной )(,и составляющей полного сопротивления определяют значение ем50 кости измеряемого двухполюсника по формуле

С

1 (14) и а при положительном значении реактив55 ной составляющей полного сопротиви ления определяют значение индуктивности измеряемого днухполюсника по формуле

1684727

1 Ъ

63 (Cк — Скт) 1,, 1 ()с w

15 (16) 8ор юи

4 2

Выбор максимального значения 1 производят из условия получения укаэанной методической погрешности, Практически установлено, что методическая погрешность, в основном определяется соотношением выражения (7а) с числителем выражения (7) для реактивной составляющей входного сопротивления измерительной линии.

Из указанного соотношения, учиты1 1 ОСк,W tg 61

7 д1 гт, и i— - ис„,и r.g

)(Хц "Фа Räô

Г (ск,— CI „)2 яъ," ЖЮЛ 6, Формула изобретения

1. Устройство для измерения RC-, RL-параметров двухполюсников, содержащее измеритель добротности, в состав которого входит измерительный конденсатор переменной емкости, первая и 10 вторая клеммы для подключения исследуемого двухполюсника, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения на высоких частотах, в него введен вспомогательный З5 индуктивный элемент, который выполнен в виде короткозамкнутой двухпроводной линии и подключен параллельно кон1 денсатору переменной емкости, а первая и вторая клеммы для подключения исследуемого двухполюсника расположены на индуктивном элементе на расстоянии, не превышающем расстояние

1< эт него входа, определяемом по формуле где 1 — расстояние между подключающим разъемом и входом короткозамкнутой двухпроводной линии;

Д - волновое сопротивление и

1 постоянная сдвига фазы участка короткозамкнутой двухпроводной линии с длиной 1;

Q — угловая частота электромагнитных колебаний;

С„,Ск — максимальное и минимальное

1 значения емкости измерительного конденсатора переменной емкости, в пределах которых производится измерение параметров RC (RL) двух3 полюсников;

Х,„-- допустимая методическая погрешность.

2. Устройство по л. 1, о т л и ч аю m е е с я тем, что, с целью обеспечения подключения исследуемых двухполюсников, имеющих коаксиальный вход, индуктивный элемент выполнен в виде короткозамкнутой коаксиальной линии.

1684727

Составитель В, Ежов

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Подписное

Тираж

Заказ 3505

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101