Opublikowano: 18.11.1966 KI 50190 ¦aio, 36/10/ - MKP G 01 r 2'fo UKD BIBLIOTEKA; Urzedu P«l«ntcvve^c ; PobilcJ lzeezv: - ¦' •¦-: \ Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Ludwik Badian, mgr inz. Wladyslaw Kavka, dr inz Jerzy Laczynski Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Telekomunikacji, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru tlumienia plytek ferrytowych w ukladzie izolatora mikrofalowego i urzadzenie do jego stosowania i Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru tlumienia plytek ferrytowych w ukladzie izola¬ tora mikrofalowego i urzadzenie do jego stoso¬ wania.Plytki ferrytowe w ukladzie izolatora mikro¬ falowego znajduja zastosowanie w konstrukcji izolatorów mikrofalowych, pelniacych funkcje ele¬ mentów o jednokierunkowych wlasciwosciach transmisyjnych.Znane sposoby badania plytek ferrytowych w ukladzie izolatora polegaja na wyznaczeniu cha¬ rakterystyk tlumienia w funkcji stalego polaryzu¬ jacego pola magnetycznego metoda „punkt po punkcie" przy ustalonych pozostalych parametrach izolatora. Sposób ten — ^poza duza pracochlon¬ noscia — cechuje stosunkowo mala dokladnosc pomiaru tlumienia zwlaszcza w kierunku prze¬ pustowym. Jest to spowodowane niestabilnoscia pracy generatora zasilajacego, miernika mocy oraz zmianami zewnetrznymi warunków pomiarowych w czasie trwania pomiaru.Sposób pomiaru wedlug wynalazku i urzadze¬ nie do jego wykonywania umozliwia ukazanie ca¬ lej charakterystyki w funkcji pola magnetycznego na ekranie lampy oscyloskopowej. W tej samej skali sa widoczne na ekranie równoczesnie cha¬ rakterystyki tlumienia dla kierunku zaporowego i przepustowego z jednoczesnym uwidocznieniem na ekranie poziomu mocy generatora zasilajacego, 10 20 25 30 pozwalajacego bezposrednio liczbowo okreslic tlu¬ mienie.Urzadzenie wedlug wynalazku jest uwidocznio¬ ne na zalaczonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uklad elektryczny urzadzenia, fig. 2 — przebieg czasowy najwazniejszych wielkosci elektrycznych, wystepujacych w urzadzeniu, a oznaczonych kolejno rysunkami 2a, 2b .... 2h, fig. 3 — widok z boku odcinka falowodu z prze- suwnikiem, do którego zamocowana jest badana plytka ferrytowa, fig. 3a — widok z góry tego odcinka falowodu z przesuwnikiem, fig. 4 — obraz charakterystyki tlumienia, powstajacy na ekranie lampy oscyloskopowej.Sposób pomiaru tlumienia plytek ferrytowych wedlug wynalazku polega na umieszczeniu ba¬ danej plytki ferrytowej w tprze mikrofalowym w zmiennym polu magnetycznym malej czesto¬ tliwosci, przy czym w torze mikrofalowym wy¬ twarza sie fale wielkiej czestotliwosci.Moc fali wielkiej czestotliwosci po przejsciu przez badana plytke ferrytowa, detekowana przez diode o charakterystyce kwadratowej, jest poda¬ wana do lampy oscyloskopowej. Na ekranie lam¬ py oscyloskopowej zostaje uwidoczniona wówczas charakterystyka przepuszczania plytki ferrytowej w zaleznosci od pola magnesujacego plytke.Dodatkowo na ekranie lampy oscyloskopowej uwidoczniony zostaje poziom mocy fali padajacej na plytke ferrytowa. Zespól tlumików, wspól- 501903 pracujacy z lampa oscyloskopowa, umozliwia po¬ miar chwilowych wartosci tlumienia badanej plytki ferrytowej dla danego pola magnetycznego.W szczególnosci sposób pomiaru plytek ferryto¬ wych wedlug wynalazku polega na umieszczeniu badanej plytki F wewnatrz odcinka falowodu IB, wykonanego z tworzywa nieprzewodzacego i we¬ wnatrz cienko metalizowanego (Fig. 3a), który jest wlaczony w tor mikrofalowy, stanowiac z nim calosc elektryczna, a ponadto umieszczony mie¬ dzy biegunami elektromagnesu EL zasilanego pra¬ dem zmiennym malej czestotliwosci.Plytke w falowodzie umieszcza sie na prze-, suwniku (Fig. 3a) równolegle do osi falowodu z moznoscia przesuwania jej w kierunku prosto¬ padlym do tej osi w sposób charakterystyczny dla pracy w ukladzie izolatora ferrytowego. % Moc fali elektromagnetycznej po przejsciu przez plytke jest indykowana za pomoca diody D2 o charakterystyce kwadratowej. Umieszczenie plytki F w zmiennym polu magnetycznym elektro¬ magnesu EL daje okresowa zmiane jej magne¬ sowania, w rezultacie czego na ekranie lampy oscyloskopowej LO otrzymuje sie charakterystyke badanej plytki tak dla kierunku przepustowego jak i dla kierunku zaporowego w funkcji nateze¬ nia pola magnetycznego.Moc zas mikrofalowa, indykowana dioda v Dl, sluzy jako poziom odniesienia przy pomiarze wiel¬ kosci tlumienia.Przebieg badania plytki ferrytowej sposobem wedlug wynalazku uwidacznia sie na ekranie lampy oscyloskopowej LO w postaci linii PP dla kierunku przepustowego oraz linii PZ dla kie¬ runku zaporowego (Fig. 4). Równoczesnie na tym ekranie sa uwidaczniane: moc fali padajacej PO, poziom zerowy 0 oraz znaczki Zl, Z2, Z3 i Z4, okreslajace kazdorazowo chwilowa wartosc induk¬ cji dla poszczególnych przebiegów elektrycznych.Urzadzenie do dokonywania pomiaru sposobem wedlug wynalazku sklada sie z toru mikrofalo¬ wego TF, w którym jest wbudowany falowodowy odcinek IB, z elektromagnesu EL, zasilanego pra¬ dem malej czestotliwosci oraz z zespolu elektro¬ nicznego ZE z lampa oscyloskopowa LO, na ekra¬ nie której uwidacznia sie charakterystyki tlumie¬ nia badanych plytek.Tor mikrofalowy TF jest zasilany przez gene¬ rator G za posrednictwem obustronnie dopasowa¬ nego tlumika falowodowego Tl. W ukladzie „ma¬ gicznego T" oznaczonego symbolem MT moc fali wielkiej czestotliwosci ulega podzialowi na po¬ lowy, z których fala przechodzaca do ramienia HI jest indykowana przez diode Dl.Dioda Dl w tej czesci toru mikrofalowego pra¬ cuje jako miernik mocy fali pojawiajacej sie rów¬ noczesnie w galezi H2, przed jej przejsciem przez ba¬ dana plytke, a to dzieki równemu podzialowi tej fali w ukladzie „magicznego T" — MT. Fala prze¬ chodzaca do ramienia H2 zasila falowodowy od¬ cinek IB z umieszczona w nim badana plytka F.Odcinek falowodowy IB znajduje sie miedzy bie¬ gunami elektromagnesu EL zasilanego pradem zmiennym malej czestotliwosci (np. 50 Hz). We¬ wnatrz falowodowego odcinka IB jest umieszczo- 4 ny przesuwnik mechaniczny (Fig 3a), za pomoca którego badana plytke mozna przesuwac wewnatrz falowodu prostopadle do jego osi czyli poprzecz¬ nie do przylozonego zmiennego pola magnetycz- 5 nego.Przesuwnik ten (Fig. 3a) sklada sie ze sruby napedowej S, wózka L, pretów C oraz pianopo- listyrenowego wspornika WP, do którego przy¬ twierdza sie badana plytke. Kazdorazowe polo- 10 zenie plytki F w falowodzie IB odczytuje sie z po- dzialki milimetrowej P tego przesuwnika.Dioda D2, umieszczona za badana ferrytowa plytka F reaguje na poziom mocy fali, która przeszla przez te plytke. Dzieki zasilaniu elektro- !5 magnesu pradem zmiennym malej czestotliwosci uzyskuje sie periodyczna zmiane pola magnesu¬ jacego te plytke, co jest polaczone z odwraca¬ niem sie kierunku tego pola.W ten sposób napiecie na wyjsciu diody D2 20 przy jej kwadratowej charakterystyce detekcji jest proporcjonalne do mocy fali przechodzacej przez badana plytke raz w kierunku przepustowym, a nastepnie w kierunku zaporowym.Napiecie z diod Dl i D2-jest podawane przez 25 regulowane tlumiki T2 i T3 na przemian do wzmacniacza W przez przelacznik P, utworzony z trzech przekazników spolaryzowanych PI, P2, P3.Ich uzwojenia sa zasilane napieciami o ksztalcie pokazanym na fig; 2c, 2d i 2e. Napiecia te pow- 30 staja przez zsumowanie w ukladzie sumujacym SI napiec dostarczanych przez generatory fali pro¬ stokatnej Gl i G2, sterowanych napieciem z do¬ datkowego uzwojenia Ul, umieszczonego na ele- tromagnesie EL. ?5 Dzieki temu przelaczanie przekazników PI, P2, P3 jest synchronizowane z czestotliwoscia zmian pola magnesujacego plytka ferrytowa. Czasowy przebieg natezenia B pola magnetycznego elektro¬ magnesu i przebieg napiecia U z diody D2 sa 40 uwidocznione odpowiednio na fig. 2a i fig. 2b.Przebieg czasowy napiecia podawanego do wzmacniacza W jest przedstawiony na fig. 2f.Napiecie to po wzmocnieniu jest doprowadzane do plytek Y—Y lampy oscyloskopowej LO. Plyt- 45 tki X—X tej lampy sa zasilane napieciem o ksztal¬ cie pokazanym na fig. 2h. Napiecie to jest uzyski¬ wane przez wyprostowanie przez prostownik PD1 napiecia% z wyjscia ukladu calkujacego C, zasila¬ nego z uzwojenia U2, umieszczonego na jarzmie 50 elektromagnesu EL.W ten sposób odchylanie w kierunku osi X jest proporcjonalne do bezwzglednej wartosci na¬ tezenia pola magnetycznego, polaryzujacego bada¬ na plytke ferrytowaF. / 55 Uklad elektroniczny ZE urzadzenia wedlug wy¬ nalazku zawiera ponadto czlony PF2, PD2, G3 slu¬ zace do periodycznego wygaszania plamki na ekra¬ nie lampy oscyloskopowej dla unikniecia powsta¬ wania podwójnych obrazów. eo Wygaszanie nastepuje napieciem prostokatnym o ksztalcie jak na fig. 2g w czasie, gdy natezenie pola magnetycznego elektromagnesu EL zaczyna malec od wartosci maksymalnej do zera.Do wytworzenia takiego napiecia sluzy genera- 65 tor fali prostokatnej G3, synchronizowany ze ,* *50190 zmianami pola magnetycznego przez prostownik dwukierunkowy PD2 i przesuwnik fazowy PF2, który jest zasilany z uzwojenia Ul, umieszczonego na jarzmie elektromagnesu EL.Indukcje maksymalna w plytce ferrytowej od¬ czytuje sie ze skali przyrzadu V mierzacego na¬ piecie zasilajace elektromagnes EL. Do odczytu chwilowych wartosci indukcji sluza znaczki Zl, Z2, Z3 i Z4 wytwarzane w formie jasnych plamek na charakterystykach tlumienia uwidocznionych na ekranie oscyloskopowej lampy LO.Znaczki te sa wytwarzane przez przerzutnik bi- stabilny PB, sterowany z wyjscia ukladu sumuja¬ cego S2. W ukladzie sumujacym S2 jest sumowane napiecie podawane do plytek X—X z napieciem stalym, regulowanym potencjometrem PC.Potencjometr PC jest wyskalowany we wzgled¬ nych wartosciach indukcji w plytce F i reguluje polozenie znaczków Zl, Z2, Z3 i Z4 w kierunku poziomym, czyli ?n kierunku osi X. Napiecie wyj¬ sciowe przerzutriika PB jest uzyte do rozjasnienia ekranu lampy oscyloskopowej po uprzednim zróz¬ niczkowaniu ukladem R i uformowaniu ukladem obcinajacym O.Pomiaru tlumienia plytki ferrytowej F doko¬ nuje sie za pomoca wyskalewanego tlumika* T2, porównujac na ekranie lampy oscyloskopowej LO poziomy mocy fali PO (fig. 4), padajacej na plyt¬ ke i mocy fali PP i PZ po przejsciu przez te plyt¬ ke, co uwidacznia sie na ekranie przez zmiane polozenia linii oznaczajacej poziom PO wzgledem nieruchomych linii PP i PZ, oznaczajacych cha¬ rakterystyki, sluzace do wyznaczania wielkosci tlumienia.Urzadzenie wedlug wynalazku nadaje sie szcze¬ gólnie do szybkiego badania plytek ferrytowych w ukladzie izolatora mikrofalowego, wyboru optymalnego polozenia plytek w falowodzie, okre¬ slenia optymalnej wartosci indukcji pola magne¬ tycznego oraz do badania tlumienia plytek w funkcji wielkiej czestotliwosci. Urzadzenie moze byc tez wykorzystane do okreslenia wplywu poziomu mo¬ cy mikrofalowej i temperatury na tlumienie ply¬ tek ferrytowych. PL