Устройство для измерения комплексныхсопротивлений

 

1 11 828И5

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4».

"г -, 1 l з (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.02.79 (21) 2722703/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. К .

G 01 27/02

Государственный комитет по делам изобретений (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.317.733..011 (088.8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81

: с х 1

Л. Я. Закрацкий, А. С. Князев и А. А. Вороии l.»

1 т, 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСтРОИСтво ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЦХ

СОПРОТИВЛЕНИИ

Изобретение относится к технике измерений импедансов антенно-фидерного тракта и антенн.

Известно устройство для измерения комп- лексных сопротивлений, содержащее генератор, индикатор и неуравновешенный мост с подобранными сопротивлениями плеч, позволяющий по трем измерениям модуля коэффициента отражения определить графоаналитическим способом активную и реак- 1п тивную составляющие комплексного сопротивления (1).

Недостатком устройства является низкая точность измерения в широком диапазоне частот из-за несбалансированности моста. 15

Целью изобретения является повышение точности измерений модуля коэффициента отражения в широком диапазоне частот.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор, неуравновешенный мост, составленный из двух последовательно соединенных резисторов, первый из которых одним из выводов соединен с подвижным контактом двухпозиционного переключателя, три первых неподвижных контакта которого через соответствующие три резистора соединены с вторыми неподвижными контактами переключателя, второй подвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, с первым выводом 30 конденсатора и с подвижным контактом коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом конденсатора и с одним из входов устройства, второй вход которого подключен к второму выводу второго резистора и индикатор, одним из входов подключенный в точке соединения двух резисторов, а вторым входом — к корпусу устройства, введены второй переключатель, управляемый делитель напряжения, усилитель, вход источника опорного напряжения, трансформатор тока, элемент сравнения, элемент обратной связи и кнопка управления, при этом один из выводов первого упомянутого резистора соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к второму входу устройства и к подвижному контакту второго переключателя, неподвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, а обмотка возбуждения трансформатора тока одним из выводов через балластный резистор соединена с корпусом устройства, а другим выводом через усилитель — с выходом управляемого делителя напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, а управляющий вход делителя напряжения соединен с выходом элемента сравнения, один из входов которого подключен к входу источника

828115 х .сдоб Rg

Zx -- лоб + Ra опорного напряжения, второй вход — к кнопке управления, а третий вход через элемент обратной связи соединен с выходом индикатора, выполненным регулируемым, при этом индикатор выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя частоты, вторым входом подключенного к выходу гетеродина, усилителя проме>куточной частоты, детектора, ограничителя напряжения и схемы запоминания и кодирования, а вторичная обмотка трансформатора тока выполнена с симметричным выходом в виде короткозамкнутого узла, размещенного внутри ферритового тороидального сердечника с размещенной на нем обмоткой возбуждения, заключенной в электростатический экран.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 показан графоаналитический способ определения комплексного сопротивления.

Устройство содер>кит управляемый делитель напряжения 1, широкополосный усилитель 2, элемент сравнения 3, трансформатор тока 4, схему неуравновешенного»оста 5, усилитель 6, преобразователь частоты 7, усилитель проме>куточной частоты 8, детектор 9, элемент обратной связи 10, ограничитель напря>кения 11, схему запоминания и кодирования 12, генератор рабочей частоты 13, гетеродин 14, кнопку управления 15, двухпозиционный переключатель 16, коммутатор 17, второй переключатель 18, резисторы 19 — 21, балластный резистор 22, конденсатор 23, индикатор 24, вход 25.

Устройство работает следующим образом.

Перед каждым измерением модуля коэффициента отражения измерительный вход

26 неуравновешенного моста 5 закорачивается вторым переключателем 18 на корпус.

При нажатии кнопки 15 высокочастотное напря>кение с генератора 13 поступает на схему моста 5 и регулируется до тех пор, пока на мосте не установится заданное значение напряжения, соответствующее модулю коэффициента отражения, равного единице (полное отражение).

После установки заданного уровня напряжения в генераторной диагонали моста

5 измерительный вход 26 последнего отключается переключателем 18 от корпуса и подключается к измеряемому сопротивлению 27, например, входу фидера с антенной.

Измерению модуля коэффициента отражения производится при различных величинах сопротивления R коммутируемого плеча моста 5.

Измерение модуля коэффициента отражения производится также с включенным последовательно с измеряемым сопротивлением 27 конденсатором 23 и одним из резисторов коммутируемого плеча R.

Выходное напряжение в индикаторной диагонали моста 5 преобразователем час5

65 тоты 7 трансформируется по частоте в промежуточную частоту, усиливается усилителем проме>куточной частоты 8 и детектируется амплитудным детектором 9.

Выпрямленное детектором 9 напряжение одновременно поступает по цепи обратной связи 10 на элемен-. сравнения 3 и через ограничитель 11 — на схему запоминания и кодирования 12. В качестве гетеродина 14 преобразователя 7 используется генератор, перестраиваемый одновременно с изменением раоочей частоты основного генератора

13, частота которого ниже на величину проме>куточной частоты усилителя промежуточной частоты 8.

Данные измерений трех значений модуля коэффициента отражения используются для определения ком плексного сопротивления графоаналитическим способом.

Графический метод определения комплексного сопротивления с использованием неуравновешенного моста основан на использовании плоскости комплексного сопротивления (R,+jx), на которой построены окружности равного модуля коэффициента отражения (Г ), (Г ) относительно заданных величин волновых сопротивлений Ri u

Rz, включаемых в плечо 21 моста (фиг. 2).

Комплексное сопротивление определяется по трем измеренным значениям модуля коэффициента отражения (Г ), (Г ) и (Гз), принадлежащих соответственно трем окружностям постоянного модуля коэффициента отражения, построенных на плоскости (R;-1:1х) относительно сопротивлений

И R2

Два значения коэффициента отражения, например, (Г>) и (Гz), измеряются при двух различных дискретных значениях сопротивления коммутируемого плеча 21, т. е.

) 7) l I ) )

2 2 Z +R где в — напря>кение на генераторном входе моста 5;

Zx=ß+- Jx — измеряемое комплексное сопротивление.

Третье значение измеряемого напряжения измеряется с одним из дискретных значений сопротивления R коммутируемого плеча, но одновременно с дополнительной емкостью, включаемой последовательно с измеряемым сопротивлением. Признаком знака реактивной составляющей измеряемого сопротивления является уменьшение (при индуктивном характере) или увеличение (при емкостном характе1>е) напряжения в

828115 индикаторной диагонали по сравнению с величиной измеренного напряжения без дополнительной емкости.

Погрешность измерения коэффициента отражения при выполнении узла вторичной обмотки трансформатора тока в виде тонкого круглого диска с отношением длины к диаметру 0,2 и индуктивностью около 0,2

НГН составит не более 2 /о.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения комплексных сопротивлений, содержащее генератор, неуравновешенный мост, составленный из двух последовательно соединенных резисторов, первый из которых одним из выводов соединен с подвижным контактом двухпозиционного переключателя, три первых неподвижных контакта которого через соответствующие три резистора соединены с вторыми неподвижными контактами упомянутого переключателя, второй подвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, с первым выводом конденсатора и с подвижным контактом коммутатора, неподвижный контакт которого соединен с вторым выводом конденсатора и с одним из входов устройства, второй вход которого подключен к второму выводу второго резистора, и индикатор, одним из входов подключенный к точке соединения двух резисторов, а вторым входом — к корпусу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений модуля коэффициента отражения в широком диапазона частот, в него введены второй переключатель, управляемый делитель напряжения, усилитель, вход источника опорного напряжения, трансформатор тока, элемент сравнения, элемент обратной связи и кнопка управления, при этом один из выводов первого упомянутого резистора соединен с одним из выводов вторичной обмотки трансформатора тока, второй вывод которой подключен к второму входу устройства и к подвижному контакту второго переключателя, неподвижный контакт которого соединен с корпусом устройства, а обмотка возбуждения трансформатора тока одним из выводов через балластный резистор сое1р динена с корпусом устройства, а другим выводом через усилитель — с выходом управляемого делителя напряжения, вход которого подключен к выходу генератора, а управляюший вход делителя напряжения соец динен с выходом элемента сравнения, один из входов которого подключен к входу источника оВорного напряжения, второй вход — к кнопке управления, а третий вход через элемент обратной связи соединен с выходом индикатора, выполненным регулируемым.

2. Устройство по п. 1, отлич ающееся тем, что индикатор выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, преобразователя частоты, усилителя промежуточной частоты, детектора, ограничителя напряжения и блока запоминания и кодирования, при этом второй вход преобразователя частоты соединен с выходом гетеродина.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл и ч а ющ е е с я тем, что вторичная обмотка трансформатора тока выполнена с симметричным выходом в виде короткозамкнутого узла, размещенного внутри ферритового тороиЗ5 дального сердечника с размещенной на нем обмоткой возбуждения, заключенной в электростатический экран.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4р 1. Авторское свидетельство № 124533, кл. G 01R 27/02, 1965 (прототип).

828115 юг. 1

Хх

Составитель Л. Муранов

Техред А. Камцшиикова

Корректор Е. Осипова

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 923/6 Изд. № 342 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5