Устройство для измерения RC-, RL-параметров двухполюсников Советский патент 1991 года по МПК G01R27/26 

о оо

-U

1 го 1

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть испопь- зовано 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 кпем- млми 3, пспомогтельныи индуктиипыг элемент 4, выполненныи в виде корот- козамкнутои 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

Фиг1

316

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения активных R- и резистивных С- и L-параметров двухпо- люсников.

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

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

Устройство для измерения RC и RL параметров двухполюсников содержит измеритель 1 добротности с измерительным конденсатором 2 переменной емкости, с клеммами 30 К клеммам 3 подклю- чена короткозамкнутая двухпроводная линия 4 с первой и второй клеммами 5 для подключения исследуемого двухпо- Ьтюсника 6(7) .

Устройство для измерения RC-, RL- параметров двухполюсников работает следующим образомс

Из теории колебательных цепей, в частности, длинных линий известно, что полная проводимость входного сопротивления измерительной линии определяется следующим выражением

откуда

1 + tg (Я

Х

1 8Х

аБ (1 , tgP1, Wjg г

( w,tgp,l,Htf ) R«rf

W tgftl . Й1W W w, . Wtggl Wtg/3l

UgPW.tgft.1, %TsMI W,tgfi,lt aag ;

(1

+ Ц +

Wjtg/5,1,

W tg filW tgz /ГГ

XaS

Для упрощения расчетных операций

Т

при Q t у- Ю в пределах допустиZB W

1

za& z

1+J(W/Za6)-tgfrl W/ZaS + J tgfbl 11

(D

fT J (ri Vrt 1 + 3-) (2) KaЈ (tgfVi as

aЈ полное сопротивление в точках а, б части коротко- замкнутой линии,расположенной справа от указанных точек (длина линии 1 ) с учеирм активных потерь R влинийр а также параметров R и С (L) - измеряемого двухполюсника; ,, W - волновые сопротивления участков измерительной линии с длинами 1 и 1;

f},, (3 постоянные сдвига фазы учн- стков измерительной линии

1

Г-а& R.

R с длинами It и 1;

L + i

R, R

(3)

сопротивление активных потерь линии в параллельном замещении, пересчитанное в точки а, сопротивление активных потерь измеряемого двухполюсника в параллельном замещении

5

1 1 1 АрГ. Хп

(4)

V

Д.п - паразитное реактивное сопротивление в точках а, %и реактивное сопротивление

измеряемого двухполюсника. Из выражений (1) и (2) получают

-.(7)

мой методической погрешности в выражениях (6) и (7) можно пренебречь зна5

W2tg2 f5 1 W tg /3 1 ,, чениями и f.l- f (7

KaЈ К Qgрезультате чего выражения (6) и примут вид

11i -ty.fli

Rex RaET (1+WtS3l Wtgfll

ftar

1

1 Ij.tgfrb

5 Принимая во внимание (согласно nu ражениям (3) и (4), что при R oo, u оо (условие, при котором измеряемый двухполюсник не подключен к клем мам 3 измерительного конденсатора

10

v:

+ Wtg (51 ( WttgjfrT

w,tg|Mi Яа{г

of

RA n Г

6X1 + - «--P - (g

При этом методическая погрешность определения RBK и Xg определяется длиной 1 участка измерительной линии.

Учитывая, что при резонансе входное реактивное сопротивление измерии Р

Се С, Ы СК(

OKI / „ п -- .(где СК), QM (О

,8

значения емкости измерительного кон 1- деггсатора и добротности колебательного контура измерителя добротности без измеряемого двухполюсника); при подключении измеряемого двухполюснительной линии равно емкостному сопро- 0 ка к клеммам 3 значения Ра$ и а$ тивлению измерительного конденсатора соответствуют выражениям (3) и (4) измерителя добротности, из выражения v v L „ R - °кг

/04 /гоХА. Хл1/ ГТТ: И К.

(.о; и (9) имеем

1 вх

R toe,,

CK ACI йЭС|сг - it (где CK2, Qic4 емкость измерительно го конденсатора и добротность колеба тельного контура измерителя добротности при подключенном измеряемом двухполюснике.

w

41-Stil,.)w

aCKV w,tg /5.T(; ц tg py teftx

w(i i#LJLL

-СЦ

(10)

Таким образом, из выражений

(4), (10) и (11) имеем QK.QuO -COCKfW tgfil)2 (1 O CtczW tg ftp

R G)(ei + tg fil)QK, -CO,CK(W tg|5l) - .q.w tg/iD

:

u

1s 1 + tg2 (3 1/13-j

ea),(CK4- Ck() 0 -Дск,И tg pl)(1 -CO(C,,4W

Измерение RC- и RL-параметров двухполюсников производят следующим образом.

К клеммам 3 измерительного конденсатора 2 подключают короткозамкнутую 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 QK.. Подключают к подключающим клеммам 5 линии 4 измеряемый двухполюсник 6 (7), образуя колебательную систему: измерительный конденсатор 2 - короткозам- кнутая линия 4 - двухполюсник 6(7). Изменяя емкость измерительного кон- , денсатора 2, вновь настраивают ука- I эанную колебательную систему в резонанс.

684727

(1 R

aЈ

R

6 W t к , 1

V К

J 1 + tg p

(11)

5 Принимая во внимание (согласно nu- ражениям (3) и (4), что при R oo, u оо (условие, при котором измеряемый двухполюсник не подключен к клеммам 3 измерительного конденсатора

10

of

RA n Г

и Р

Се С, Ы СК(

OKI / „ п -- .(где СК), QM (О

,8

ка к клеммам 3 значения Ра$ и а$ соответствуют выражениям (3) и (4) v v L „ R - °кг

ХА. Хл1/ ГТТ: И К.

1 вх

R toe,,

CK ACI йЭС|сг - it (где CK2, Qic4 емкость измерительного конденсатора и добротность колебательного контура измерителя добротности при подключенном измеряемом двухполюснике.

Таким образом, из выражений (3),

(12)

Момент настройки колебательной системы в резонанс соответствует мак- симальному показанию индикатора измерителя добротности, равному Qicg- Согласно выражениям (12( и (13) определяют активную R- и реактивную 9Сuсоставляющие в параллельном заме- щении полного сопротивления измеряемого двухполюсника 6 (7).

При отрицательном значении реактивной %и составляющей полного сопротивления определяют значение ем- кости измеряемого двухполюсника по формуле

J

. V

С

(14)

а при положительном значении реактивной У составляющей полного сопротивления определяют значение индуктивности измеряемого двухполюсника по формуле

линии и подключен параллельно конб(71

Корпус измер конденсат op Q

короткозамкнутой коаксиальной линии.

пус измерь добротности

Корпус изнер.

онденсаго- ра

Фиг.З