DE821067C

DE821067C - Impedance meter

Info

Publication number: DE821067C
Application number: DEP40618A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl-Ing Dr Jaumann
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1949-04-24
Filing date: 1949-04-24
Publication date: 1951-11-15

Description

Scheinwiderstandsmesser Die Erfindung betrifft einen Scheinwiderstandsmesser, insbesondere für das m-Wellengebiet (z. B. von 30 bis 300 MHz). Sie hat sich die Aufgabe gestellt, die in diesem Gebiet schon recht unhandlichen Meßleitungen durch ein kleines, handliches Gerät zu ersetzen, das eine einfachere Messung ermöglicht und ebenso genaue Meßergebnisse liefert.Impedance meter The invention relates to an impedance meter, especially for the m-wave region (e.g. from 30 to 300 MHz). She got the Task set through the measuring lines, which are already quite unwieldy in this area to replace a small, handy device that enables easier measurement and also delivers accurate measurement results.

Der Scheinwiderstandsmesser gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung, die in zwei benachbarten Brückenzweigen zwei veränderbare, zwangsläufig gekuppelte Kondensatoren und in den beiden anderen Brückenzweigen einen festen und einen veränderbaren Kondensator enthält. Dabei ist dem einen der zwangsläufig gekuppelten Kondensatoren ein konstanter Ohmscher Widerstand parallel oder in Reihe geschaltet und dem veränderbaren Kondensator in einem der anderen Brückenzweige das Meßobjekt. Die beiden zwangsläufig gekuppelten Kondensatoren müssen sich verhältnisgleich ändern, insbesondere sind sie gleich groß und um gleiche Beträge veränderbar zu wählen. Der Hauptvorteil dieser Anordnung ist, daß die reelle und die imaginäre Komponente des Scheinwiderstandes unmittelbar abgelesen werden kann und daß dabei und dadurch die Konvergenz des Brückenabgleichs gut ist. Außerdem werden als veränderbare Normale nur (Dreh-) Kondensatoren verwendet (kein veränderbares Widerstandsnormal), so daß die Schaltung für Frequenzen bis zu einigen Hundert MHz anwendbar ist. The impedance meter according to the invention is characterized by means of a bridge circuit that has two changeable, Inevitably coupled capacitors and one in the other two bridge branches contains fixed and a variable capacitor. One of them is inevitable coupled capacitors have a constant ohmic resistance in parallel or in series switched and the variable capacitor in one of the other bridge branches the test object. The two inevitably coupled capacitors must be proportionate change, in particular they are the same size and can be changed by the same amounts Select. The main advantage of this arrangement is that the real and the imaginary Component of the impedance can be read directly and that thereby and thereby the convergence of the bridge balance is good. They are also considered to be changeable Normal only (rotary) capacitors used (no changeable resistance standard), so that the circuit can be used for frequencies up to a few hundred MHz.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der in den Fig. I und 2 als Beispiel dargestellten Schaltbilder von gemäß der Erfindung ausgeführten Scheinwiderstandsmessern erläutert. Further details of the invention are based on the in Figs. I and 2 shown as an example circuit diagrams of executed according to the invention Impedance meters explained.

Die beiden oberen Brückenzweige der Schaltbilder enthalten zwei gleiche Drehkondensatoren C1, die auf einer Achse sitzen. Dem einen von ihnen ist ein fester Widerstand R in Fig. I parallel, in Fig. 2 in Reihe geschaltet. Die beiden anderen Zweige bestehen aus einem festen Kondensator C2»L und einem Drehkondensator C2, dem das Meßobjekt X parallel bzw. in Reihe geschaltet ist. Dem festen Kondensator Cirn kann zum Abgleich noch ein Trimmerkondensator Tr parallel geschaltet sein. The two upper branches of the bridge in the circuit diagrams contain two identical ones Variable capacitors C1, which sit on an axis. One of them is a solid one resistance R in parallel in Fig. I, connected in series in Fig. 2. The other two branches exist from a fixed capacitor C2 »L and a variable capacitor C2 to which the test object X is connected in parallel or in series. The fixed capacitor Cirn can be used for balancing a trimmer capacitor Tr can also be connected in parallel.

Ist das Meßobjekt ein reeller Widerstand Rx, so steht der Drehkondensator C2 auf Mittelstellung (C2 = C2,"). Die Gleichgewichtsbedingung der Brücke lautet dann für Fig. I R = C1 . R C2m für Fig. 2 I C1 i Rr C2'n R d. h. R bzw. R ist proportional C1. Die Skala ist für R linear. Eine kapazitive oder induktive Komponente des Meßobjekts kann mit dem Drehkondensator C2 abgeglichen werden. Das Meßergebnis erscheint in der Form 1 + )w (Cirn-Ci) X + bzw. und ist in einem bestimmten Bereich unmittelbar ablesbar. Zu diesem Zweck ist einer der zwangsläufig gekuppelten Kondensatoren bzw. der gemeinsame Bedienungsteil in Leitwerten oder Widerstandswerten und der dem Meßobjekt parallel geschaltete Kondensator in + Kapazitätswerten beschriftet.If the test object is a real resistance Rx, then the variable capacitor C2 is in the middle position (C2 = C2, "). The equilibrium condition of the bridge is then for FIG. IR = C1. R C2m for FIG. 2 I C1 i Rr C2'n R ie R or R is proportional to C1. The scale is linear for R. A capacitive or inductive component of the test object can be balanced with the variable capacitor C2. The measurement result appears in the form 1 +) w (Cirn-Ci) X + or and can be read immediately in a certain area. For this purpose, one of the necessarily coupled capacitors or the common operating part is labeled in conductance values or resistance values and the capacitor connected in parallel to the test object is labeled in + capacitance values.

Ist die Kapazität der Kondensatoren C1 z. B. im Verhältnis I: 4 veränderbar, so ist mit diesem Verhältnis auch der Widerstandsmeßbereich festgelegt, also z. B. von 30 Ohm... 120 Ohm. Um den Widerstandsmeßbereich zu vergrößern, kann es zweckmäßig sein, parallel bzw. in Reihe mit dem Meßobjekt einen festen Widerstand Ro (vgl. Fig. I und 2) einzubauen. Is the capacitance of the capacitors C1 z. B. can be changed in the ratio I: 4, so the resistance measuring range is determined with this ratio, so z. B. from 30 ohms ... 120 ohms. It can be useful to increase the resistance measuring range a fixed resistor Ro (cf. Fig. I and 2) to be installed.

Wählt man in obigem Beispiel einen Parallelwiderstand R0 = 120 Ohm bzw. einen Reihenwiderstand R0 = 30 Ohm, so steht die Brücke bei offenen bzw. kurzgeschlossenen Meßobjektklemmen am Anfang der Meßbereiche im Gleichgewicht. Die Widerstandsmeßbereiche sind dabei bzw. o ... go Ohm (90 = 120 - 30), so daß der gesamte Widerstandsbereich überstrichen wird.If you choose a parallel resistor R0 = 120 Ohm or a series resistor R0 = 30 Ohm in the above example, the bridge is in equilibrium with open or short-circuited DUT terminals at the beginning of the measuring ranges. The resistance measuring ranges are included or o ... go Ohm (90 = 120 - 30), so that the entire resistance range is covered.

Man erkennt an diesem Beispiel, daß sich die Schaltung der Fig. I besonders zur Messung großer Widerstände (kleine Leitwerte), die Schaltung der Fig. 2 besonders zur Messung kleiner Widerstände (große Leitwerte) eignet. It can be seen from this example that the circuit of FIG especially for measuring large resistances (small conductance values), the circuit of Fig. 2 is particularly suitable for measuring small resistances (large conductance values).

Der einen Brückendiagonale wird die vom Sender S kommende Meßfrequenz zugeführt. Der anderen Diagonale wird z. B. über einen geschirmten flhertrager die Anzeigespannung entnommen. Zur Feststellung des Brückenabgleichs wird entweder ein Hochfrequenzverstärker verwendet oder der Sender z. B. mit 800 Hz moduliert, die Hochfrequenz im Brückenzweig mit einem Richtleiter gleichgerichtet und der Modulationston mit einem selektiven Verstärker abgehört. One of the bridge diagonals is the measuring frequency coming from the transmitter S. fed. The other diagonal is z. B. via a shielded flh carrier Display voltage taken. Either a High frequency amplifier used or the transmitter z. B. modulated at 800 Hz, the Rectified high frequency in the bridge branch with a directional conductor and the modulation tone bugged with a selective amplifier.

Besonders vorteilhaft wird jedoch, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, der Richtleiter RL unmittelbar in die Ausgangsdiagonale eingebaut, der eine Induktivität L in Reihe mit einer Kapazität Ca parallel geschaltet ist. Um störende Resonanzerscheinungen zu vermeiden, empfiehlt es sich, den induktivep Widerstand bei der tiefsten Hochfrequenz mindestens zehnmal größer als den kapazitiven zu wählen. Der Verbindungspnnkt von Induktivität La und Kapazität Ca ist über einen Widerstand Ra zur Anzeigevorrichtung, beispielsweise zu einem selektiven Niederfrequenzverstärker V befiihrt. Das andere Ende des Widerstandes R,t ist über eine Kapazität Ca', die vorzugsweise ebenso groß wie C ist, mit dem unteren Brückeneckpunkt verbunden, so daß Ra und die Kapazitäten C und Cf,' parallel zum Meßobjekt liegen und eingeeicht werden können. Eine parallel zum Sendereingang S liegende Indukti\ität Lb schließt den Gleichstromkreis. However, as shown in the exemplary embodiment, it is particularly advantageous the directional guide RL built directly into the output diagonal, which has an inductance L is connected in series with a capacitance Ca in parallel. About disturbing resonance phenomena To avoid it, it is advisable to use the inductive resistance at the lowest possible high frequency to choose at least ten times larger than the capacitive one. The connection point of Inductance La and capacitance Ca is via a resistor Ra to the display device, for example to a selective low frequency amplifier V. The other The end of the resistance R, t is about a capacitance Ca ', which is preferably just as large as is C, connected to the lower corner of the bridge, so that Ra and the capacitances C and Cf, 'lie parallel to the measurement object and can be calibrated. One in parallel The inductance Lb lying to the transmitter input S closes the direct current circuit.

Der Scheinwiderstandsmesser ist vollständig geschirmt und mit koaxialen Anschlüssen versehen. The impedance meter is fully shielded and with coaxial Connections.

PATENTAN S 1) CIS E I. Scheinwiderstandsmesser, insbesondere für das m-Wellengebiet, gekennzeichnet durch eine Brückenschaltung, die in zwei benachbarten Brückenzweigen zwei zwangsläufig gekuppelte, in gleichem Verhältnis veränderbare Kondensatoren (C1) und in den beiden anderen Brückenzweigen einen festen (C21,l) und einen veränderbaren Kondensator (C2.) enthält, und dadurch, daß dem einen der zwangsläufig gekuppelten Kondensatoren ein konstanter Ohmscher Widerstand und dem veränderbaren Kondensator in einem der anderen Brückenzweige das Meßobjekt parallel oder in Reihe geschaltet ist. PATENTAN S 1) CIS E I. Impedance meter, especially for the m-wave region, characterized by a bridge circuit in two adjacent ones Bridge branches two necessarily coupled, changeable in the same ratio Capacitors (C1) and in the other two bridge branches a fixed one (C21, l) and a variable capacitor (C2.), and in that one of the inevitably coupled capacitors a constant ohmic resistance and the changeable capacitor in one of the other bridge branches the DUT in parallel or connected in series.

Claims

2. Impedance meter according to claim I, characterized in that that the two inevitably coupled capacitors are of the same size and of the same size Amounts are changeable.

3. Impedance meter according to claim I or 2, characterized in that that in the DUT branch of the bridge, in addition to the variable capacitor (C2), there is a fixed capacitor Resistance (R o) is connected in parallel or in series.

4. Impedance meter according to claim 3, characterized in that that the bridge is in the zero position (initial position of the resistance measuring ranges) is balanced with open or short-circuited DUT terminals.

5. Impedance meter according to one of the preceding claims, characterized in that the two inevitably coupled capacitors or the common scale in conductance or resistance values and that of the test object capacitors connected in parallel are labeled with capacitance values.

6. Impedance meter according to one of the preceding claims, characterized in that the fixed capacitor has a balancing capacitor in parallel is switched.

7. Impedance meter according to one of the preceding claims, characterized in that a directional guide directly into the output diagonal is built in.

8. impedance meter according to claim 7, characterized by a series connection of inductance and capacitance parallel to the directional conductor, whose connection point is led to the display circuit via a resistor, and through an inductance parallel to the transmitter input.

9. Impedance meter according to claim 8, characterized in that that the resistance across the capacitor of the series circuit lying parallel to the directional conductor and another capacitor is connected in parallel to the DUT.

10. Impedance meter according to claim 8, characterized in that that the inductive resistance of the series connection is at least ten times greater than that capacitive resistance is.