Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 15.04.1975 75384 KI. 21e, 27/26 MKP GOlr 27/26 CZYTELNIA Urzedu Potefrt»**r)n r*LH| tam**' -a i Twórcawynalazku: Tadeusz Morawski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Warszawska, Warszawa (Polska) Sposób skalowania rezonatora do pomiaru dobroci zlacza diody waraktorowej Przedmiotem wynalazku jest sposób skalowania rezonatora do pomiaru dobroci zlacza diody wa¬ raktorowej.Diody waraktorowe sa to elementy o zmiennej pojemnosci w funkcji napiecia. Dobroc zlacza waraktora jest okreslona wzorem n - Xl 1 2nj-R'Cj 1) gdzie Qj — oznacza dobroc zlacza Xj — reaktancje zlacza R — opornosc strat zlacza Cj — pojemnosc zlacza / - czestotliwosc.Do najbardziej typowych metod okreslania dobroci Qj naleza: metoda transmisyjna, metoda wykorzystu¬ jaca transformacje impedancji oraz metody rezonansowe.Podstawowa zaleta metod rezonansowych jest ich szybkosc, gdyz po odpowiednim wyskalowaniu rezonatora pomiarowego caly pomiar sprowadza sie do okreslenia dobroci rezonatora zawierajacego diode waraktorowa.W wyniku analizy szeregu dotychczas stosowanych metod mozna powiedziec, ze dobroc zlacza diody waraktorowej mozna wyrazic zaleznoscia: <2/ =k(i)-G 2) gdzie Q — dobroc rezonatora zawierajacego waraktor k(i) — wspólczynnik proporcjonalnosci mówiacy o sprzezeniu zlacza warktora z rezonatorem. Wartosc k(i) wyznacza sie w wyniku skalowania rezonatora.Rezonator pomiarowy winien byc malostratny, tak, aby jego wlasna dobroc Q0 byla znacznie wieksza od2 75384 dobroci rezonatora z waraktorem. Jesli warunek ten nie jest spelniony prawa strone równosci 2) nalezy po¬ mnozyc przez poprawke na straty rezonatora Qo Dotychczas byly stosowane metody skalowania rezonatora polegajace na tym, ze do rezonatora wkladalo sie diody waraktorowe o znanej, uprzednio zmierzonej dobroci zlacza lub specjalnie wykonane próbki — tak zwane diody sztuczne — których dobroc mozna bylo obliczyc lub wyznaczyc doswiadczalnie. Po zmierzeniu dobroci Q rezonatora zawierajacego waraktor lub diode sztuczna o znanym Qj mozna obliczyc k(i), ze wzoru 2)# Wada opisanych sposobów jest koniecznosc posiadania innej, wzorcowej metody do pomiaru wartosci Qj, wymagajacej czesto kosztownej aparatury pomiarowej. W przypadku stosowania diod sztucznych wada jest tez trudnosc wykonania odpowiednich próbek, a ponadto rozklad pola elektromagnetycznego wokól i wewnatrz próbki jest inny niz w otoczeniu diody waraktorewej — co powoduje bledy skalowania.Celem wynalazku jest opracowanie metody skalowania rezonatora bez pomocy próbek wzorcowych lub diod waraktorowych o znanej wartosci fc, mozliwej do przeprowadzenia przy uzyciu skalowanego rezonatora oraz typowego, niekosztownego sprzetu.Wytyczony cel zostal zrealizowany zgodnie z wynalazkiem przez opracowanie sposobu skalpwania rezona¬ tora pomiarowego wykorzystujacego zaleznosc czestotliwosci rezonansowej tego rezonatora od wartosci po¬ jemnosci zlacza C/ diody waraktorowej. Zaleznosc taka mozna zmierzyc okreslajac przy pomocy mostka malej czestotliwosci pojemnosci zlacza diody waraktorowej, a nastepnie okreslajac czestotliwosc rezonansowa odpo¬ wiadajaca tej pojemnosci. Po okresleniu tej zaleznosci wartosc k(0 oblicza sie analitycznie.Zaleta metody jest to, ze skalowanie odbywa sie przy uzyciu sprzetu uzywanego pózniej w pomiarach, a wiec nie wymaga zadnego dodatkowego sprzetu.Przyklad ukladu do stosowania sposobu wedlug wynalazku jest pokazany na rysunku, na którym gene¬ rator G jest dolaczony na wejscie rezonatora R zawierajacego wewnatrz badana diode waraktorowa DW polaryzo¬ wana ze zródla P o regulowanym napieciu. Do pomiaru czestotliwosci uzywa sie falomierza F sprzezonego z generatorem G. Na wyjsciu rezonatora R dolaczony jest detektor D ze wskaznikiem W. Wzorami wyjsciowymi do obliczenia wspólczynnika k(i) sa zaleznosci energetyczne: AL = AW 3) f 2 We Q=2"We 4) Ps „ 2CJWj gdzie f- oznacza czestotliwosc rezonansowa, Af— zmiane czestotliwosci rezonansowej, Wj — energia elektrycz¬ na gromadzona w pojemnosci Cj, AWj — mala zmiana tej energii We — energia elektryczna gromadzona w calym obwodzie rezonansowym, Ps — moc strat w opornosci R zlacza waraktora.Mnozac stronami pi i)i korzystajac z 3)otrzymuje sie: A/ ^ Aw/ AWj_ W 1 Acy 6) stad A/// - ' fi/ =22AQZQ 7 Porównujac wzory 2 i 7 otrzymuje sie: a wiec pomiar wspólczynnika proporcjonalnosci k(i) sprowadza sie do zmierzenia zaleznosci/= (Cj), a nastep¬ nie obliczenia wartosci k(i) w/g wzoru 8. PL