Устройство для измерения полных сопротивлений Советский патент 1989 года по МПК G01R27/00 

NJ

31

Изобретение относится к области измерения параметров элементов СВЧ- устройств, в 4acTHOctH к измерению импеданса (полного сопротивления) и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1337822.

Цель изобретения - повышение точности измерения и уменьшение габаритов устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения полных сопротивлений.

Устройство содержит генератор 1, измерительную линию 2, выход 3 измерительной линии для подключения объекта измерения, датчики 4, программно-управляемый коммутатор 5, блок 6 обработки и программного управления, вычислитель 7, блок 8 генерации числовых значений пяти изменяемых параметров, блок 9 масштабирования, блок 10 вывода информации и дополнительные катушки 11 индуктив .ности со средней точкой.

Измерительная линия 2 выполнена в виде отрезков линии передачи СВЧ- сигнала, расположенных параллельно друг другу. При. этом выход генерато

0т генератора 1 синусоидальный сигнал поступает в измерительную линию 2, к выходу 3 которой подключена. измеряемая нагрузка (объект измерения) , Напряжения с датчиков 4 через программно-управляемый коммутатор 5 поступают на один из входов блока б обработки и программного управления. На другой вход этого блока поступает сигнал, вырабатываемый вычисл 1телем 7 в соответствии с формулой

15

Т7/х) oi,jch(oi,i+joij/l)x +

,

а из блока 8 генерации числовых значений пяти изменяемых параметров поступают числовые значения пяти изменяемых параметров , где oi, - напряжение на измеряемой нагрузке; oi - потери в линии 2; oi.j - электрическая длина измерительной линии, oL, - нормированная к волновому со- потивлению активная часть измеряемого сопротивления нагрузкиJ Ы, - нор

Изобретение касается измерения параметров двухполюсников в СВЧ диапазоне , в частности, к измерению полного сопротивления. Устройство для измерения полных сопротивлений содержит генератор 1, измерительную линию 2, к выходу 3 которой подключается объект измерения, датчики 4, программно-управляемый коммутатор 5, блок 6 обработки и программного управления, вычислитель 7, блок 8 генерации численных значений пяти изменяемых параметров, блок 9 мастабирования, блок 10 вывода информации. При этом измерительная линия 2 выполнена в виде отрезков 12 линии передачи СВЧ сигнала, расположенных параллельно друг другу, а соответствующие концы отрезков 12 линии передачи соединены друг с другом через дополнительные катушки 11 индуктивности, средние выводы которых соединены с входами датчиков 4. Устройство обладает повышенной точностью измерения и уменьшенными габаритами. 1 ил.

ра 1 соединен.с входом измерительной 30 мированная к волновому сопротивлению

линии 2, к выходу 3 которой подключается объект измерения (измеряемая нагрузка), выходы датчиков 4 соединены с информативными входами про-- граммно-управляемого коммутатора 5, 35 управляющий вход которого соединен с соо.тветствующим выходом блока 6 обработки и программного управления, входы которого соединены с выходами программно-управляемого коммутатора 40 5 и вычислителя 7, входы которого соединены с вторым выходом программно-управляемого коммутатора 5 и блок 8 генерации числовых значений пяти изменяемых параметров, вход которого ДЗ соединен с вторым выходом блока 6 обработки и программного управления, третий выход которого соединен с входом блока 9 масштабирования, выход которого соединен с входом блока 10 гп вывода информации. При этом концы отрезков 12 линии передачи СВЧ-сигнапа соединены между собой через дополнительные катушки II индуктивности, средние выводы которых соединены с входами датчиков 4.

Устройство для измерения полных сопротивлений работает следующим образом.

I

реактивная часть измеряемого сопротивления нагрузки, 1 - длина измери- тельной линии.

В блоке 6 обработки и программ- ного управления для каждого выбран- ного значения х производится сравнение измеренного и вычисленного сигналов, возведение их в квадрат и вычисление ошибки путем суммирования полученного результата с предыдущим. После опроса всех датчиков 4 полученное значение ошибки проверяется на условие окончания процесса измерений, при невыполнении которого , значение ошибки обнуляется, вырабатывается сигнал изменения параметров , приводящий к уменьшению ошибки, и процесс повторяется.

Условием окончания процесса измерений служит снижение суммарной ошибки ниже заданного уровня. В этом случае числовые значения параметров 0 . и oiy поступают на вход блока 9 масштабирования, в котором эти значения параметров домножаются на значение волнового сопротивления, вычисляемого согласно соотношению

I

реактивная часть измеряемого сопротивления нагрузки, 1 - длина измери- тельной линии.

В блоке 6 обработки и программ- ного управления для каждого выбран- ного значения х производится сравнение измеренного и вычисленного сигналов, возведение их в квадрат и вычисление ошибки путем суммирования полученного результата с предыдущим. После опроса всех датчиков 4 полученное значение ошибки проверяется на условие окончания процесса измерений, при невыполнении которого , значение ошибки обнуляется, вырабатывается сигнал изменения параметров , приводящий к уменьшению ошибки, и процесс повторяется.

Условием окончания процесса измерений служит снижение суммарной ошибки ниже заданного уровня. В этом случае числовые значения параметров 0 . и oiy поступают на вход блока 9 масштабирования, в котором эти значения параметров домножаются на значение волнового сопротивления, вычисляемого согласно соотношению

где f - частота, на которой производятся измерения, и с выхода блока 9 масштабирования числовые значения параметров (.4 р и odj р поступантт на блок 10 вывода информации.

Функционально блок масштабирования состоит из вычислителя значения масштабного коэффициента р и перемножителей этого значения на найденные ранее значения параметров oi и У W, ulволновое сопротивления и длина отрезков линии передачи, С З Ю м/с - скорость света в вакууме, Rj( - коэффициент укорочения длины волны в отрезках линии передачи.

Формула изобретения

Устройство дпя измерения полных сопротивлений по авт.св. № 1337822, о тличающее ся тем, что, с

целью повышения точности измерения и уменьшения габаритов, измерительная линия выполнена в виде отрезков линии передачи, расположенных параллельно друг другу, причем конец каждого нечетного отрезка и начало каждого четного отрезка линии передачи соединены соответственно через дополнительные катушки индуктивности, средние вьгооды которых соединены с входами датчиков, с концом последующего четного и началом последующего нечетного отрезков линии передачи, а свободные концы первого и последнего. отрезков линии передачи являются входом и выходом линии передачи, при этом в устройство введен блок масштабирования, вход которого соединен с соответствующим входом блока обра- ботки и программного управления, а выход - с входом блока вывода информации .