SU1486953A1 - Устройство для определения параметров нелинейных кс-двухполюсников - Google Patents

Description

Изобретение относится к- измерительной технике и может быть использовано для определения параметров нелинейных двухполюсников, не допускающих энергетического воздействия на них ввиду изменения их электрофизических свойств, например сегнето— электриков. Целью изобретения явля2

ется уменьшение времени определения параметров нелинейных КС-двухполюсников. Устройство содержит широкополосный усилитель с набором полосовых фильтров, переключаемых переключателем, квадратичный детектор, сглаживающий фильтр, блок для компенсации действия собственных шумов усилителей, регистрирующий прибор, переключатель на три положения, градуированный переменный резистор и градуированный переменный конденсатор. Устройство дополнительно содержит переключатель на три положения, градуированные переменные резистор и конденсатор, что позволяет свести о

процесс измерений всего к трем отсчетам. Искомое активное сопротивление определяется непосредственно по шкале переменного резистора, а емкость нелинейного КС-двухполюсника определяется по простейшей формуле.

Таким образом происходит значительное сокращение процесса определения параметров нелинейных КС-двухполюсников. 1 ил.

511 „„ 1486953

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения параметров двухполюсников, не допускающих энергетического воздействия на них ввиду изменения их электрофизических свойств, например сегнетоэлектриков.

Цель изобретения - уменьшение . времени определения параметров нелинейных КС-двухполюсников.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит зажимы 1 для подключения исследуемого двухполюсника, градуированный переменный резистор 2, переключатель 3 на три положения, градуированный конденсатор 4 переменной емкости, широкополосный усилитель 5 с набором полосовых фильтров, переключаемых переключателем, квадратичный детектор 6,

3

1486953

4

сглаживающий фильтр 7, блок 8 для компенсации действия собственных шумов усилителей, регистрирующий прибор 9.

Согласно теореме Найквиста средний квадрат напряжения теплового шума двухполюсника, состоящего из параллельно включенных активного сопротивления К. и емкости С, измеряемого в узкой полосе частот Д£ с центром при £, равен

где К - постоянная Больцмана;

Т - абсолютная температура

сопротивления К,

Если £ достаточно мала, так что

(2?Г£СК)² а 1, то вместо (I) имеют

и ⁵ = 4-ΚΤΚΖΙΕ. (2)

Если Д£ и Т постоянны, то при измерении теплового шума линейным усилителем с последующим квадратичным детектированием имеют показания регистрирующего прибора в соответствии с (2) и (1), равные:

5 ₄ = В · К (3)

и

⁸1^{= В} Т7+"(2^£СЙИ ’

где В - коэффициент, характеризующий свойства тракта измерения теплового шума, и определяемый как В = 4КТ4£.

Если выбрать частоту £ и емкость

С из условия

2#£КС = 21?£ ф· К_Х(С_Х+ С$) “ 1, (5)

где £ ф - центральная частота включенного узкополосного фильтра;

Сх - измеряемая емкость;

- емкость градуированного

конденсатора, то вместо (4) имеют

в р . Ю

<

т.ё₀ в два раза меньше, чем в (3). Выражения (3) и (6) являются осноцными для работы устройства.

Значение исследуемого двухполюсника равно значению сопротивления градуированного резистора, подключав мого вместо двухполюсника в случае работы на низкой частоте, т,е. когда 21?£КС « 1 , при условии равенства показаний 8, регистрирующего прибора Таким образом, активная составляющая сопротивления двухполюсника определяется методом замещения.

Значение емкости С * из (5) равно

^{С х =} ~2ПфК7 “ ^С?’

где К_к - определено;

£ψ и С _г соответствуют показаниям

регистрирующего прибора . в два раза меньше'Б,, что непосредственно вытекает из (6) и (3).

'Устройство работает следующим образом.

Напряжение теплового шума, генерируемое исследуемым двухполюсником на входных зажимах Ч или градуированным переменным резистором 2, через переключатель 3, загаунтированный конденсатором 4, поступает на широкополосный усилитель 5 с набором полосовых фильтров.и детектируется квадратичным детектором 6. Так как постоянная составляющая продетектировэнного шума содержит флуктуации, вызывающие погрешность при отсчете показаний регистрирующего прибора, сигнал с выхода детектора подается на сглаживающий фильтр 7, представляющий в простейшем случае интегрирующую КС-цепочку. Далее продетектированный шум поступает на блок 8 и на регистрирующий прибор 9.

Блок 8 для компенсации действия^ собственных шумов усилителя· представ ляет собой регулируемый источник постоянного напряжения, включенный встречно напряжению продетектированного шума,_

При измерениях переключатель 3 переводят в крайнее правое положение, соответствующее короткому замыканию входа устройства, и регулировкой блока 8 для компенсации действия собственных шумов усилителей добиваются нулевых показаний регистрирующего прибора 9. Затем переключатель 3 переводят в крайнее левое положение для подключения иссле¹дуемого двухполюсника к входу усили1486953

теля 5 и снимают отсчет 5₁ при минимальной частоте включенного узкополосного фильтра.

Далее в среднем положении переклю-. чателя 3 регулировкой градуированно- ⁵ ванного переменного резистора 2 устанавливают прежнее показание 5^ регистрирующего прибора „ При этом по шкале градуированного резистора снимают показания К_х, соответствующие активной составляющей сопротивления двухполюсника.

Переключатель 3 переводят в левое положение и регулировкой емкости конденсатора 4 и выбором фильтра с нужной центральной частотой в широкополосном усилителе 5 добиваются показаний регистрирующего прибора в соответствии с выражением (6) в два ра- -,θ за меньше . Значение измеряемой емкости расчитывают по формуле (7) с учетом того, что собственная входная емкость С_о устройства учтена при градуировке конденсатора 4, 25

Предлагаемое устройство обеспечивает измерение параметров ЕС-двухполюсников без пропускания через них тока и других видов энергетических воздействий при относительно простой и дешевой конструкции и существенно уменьшает время измерений и обработку их результатов.

Claims (2)

1. Формула изобретения

   1, Устройство для определения 35

   параметров нелинейных ЕС-двухполюсников, содержащее усилитель теплового шума, квадратичный детектор и регистрирующий прибор, причем вход уси- .

   _и 40

   лителя является входом устройства, а выход усилителя соединен с входом квадратичного детектора, отличающееся тем, что, с целью

   уменьшения времени определения параметров нелинейных ЕС-двухполюсников, в него введены конденсатор п^ременнрй емкости, переменный резистор, переключатель на три положения, сглаживающий фильтр и блок компенсации собственных шумов усилителя, при этом выход квадратичного детектора соединен через сглаживающий фильтр с входом блока компенсации собственных шумов усилителя, выход которого соединен с входом регистрирующего прибора, первый вывод переменного конденсатора соединен с под_:вижным контактом переключателя на три положения и входом устройства, второй вывод переменного конденсатора соединен с третьим неподвижным контактом переключателя на три положения, третьим подвижным и вторым неподвижным выводами переменного резистора, вторым зажимом для под'Ключения исследуемого нелинейного ЕС-двухполюсника и общей шиной, первый зажим для подключения исследуемого нелинейного ЕС-двухполюсника соединен с первым неподвижным контактом переключателя на три положения, а первый вывод переменного резистора соединен с вторым неподвижным контактом переключателя на три положения, усилитель теплового шума выполнен широкополосным и снабжен набором переключаемых полосовых фильтров с одинаковой полосой пропус· кания и фиксированными центральными частотами.
2. 2, Устройство по п. ^отличающееся тем, что переменные резистор и конденсатор снабжены градуированными шкалами и размещены в одном блоке вместе с исследуемым двухполюсником.

   1486953