SU1644048A1

SU1644048A1 - Способ измерени активной составл ющей комплексного сопротивлени

Info

Publication number: SU1644048A1
Application number: SU884365300A
Authority: SU
Inventors: Николай Антонович Филинюк
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1988-01-18
Filing date: 1988-01-18
Publication date: 1991-04-23

Abstract

Изобретение относитс к измерению параметров комплексных сопротивлений на высоких и сверхвысоких частотах и может быть использовано дл измерени комплексных сопротивлений как пассивных, так и активных двухполюсников и многополюсников . Цель изобретени - повышение точности измерени активной составл ющей комплексных сопротивлений и уточнени частотного диапазона Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 электромагнитных колебаний, согласующие трансформаторы 2, 6, коммутаторы 3, 5, 8, невзаимный четырехполюсник 4, измеритель 7 мощности, комплексное сопротивление 9 с известной активной составл ющей. Результат измерени активной составл ющей комплексного сопротивлени не зависит от реактивной составл ющей этого сопротивлени , что позвол ет избежать вли ни паразитных индуктивностей выводов и контактодержател Точность измерений не зависит от внутреннего сопротивлени генератора 1, от коэффициента передачи независимого четырехполюсника и от частоты, что позвол ет использовать способ в любом диапазоне частот . Нет необходимости производить измерение фазы электромагнитных колебаний, что упрощает реализацию способа и уменьшает погрешность измерений. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области измерений, в частности к измерению параметров комплексных сопротивлений на высоких и сверхвысоких частотах, и может быть использовано для измерения комплексных сопротивлений как пассивных, так и активных двухполюсников и многополюсников.

Цель изобретения - повышение точности измерения активной составляющей комплексных сопротивлений и уточнение частотного диапазона.

На чертеже приведена структурная схема установки для осуществления способа.

Установка содержит генератор 1 электромагнитных колебаний, первый согласующий трансформатор 2, первый коммутатор 3, независимый четырехполюсник 4, второй коммутатор 5, второй согласующий трансформатор 6, измеритель 7 мощности, третий коммутатор 8, комплексное сопротивление 9 с известной активной составляющей, измеряемое комплексное сопротивление 10.

Выход генератора 1 электромагнитных колебаний через первый согласующий трансформатор 2 соединен с входом первого коммутатора 3. Один из выходов первого коммутатора 3 соединен с выходом независимого четырехполюсника 4 и первым входом второго коммутатора 5. Выход второго коммутатора 5 через второй согласующий трансформатор 6 соединен с входом измерителя 7 мощности. Второй выход первого коммутатора 3 соединен с вторым входом второго коммутатора Бис входом третьего коммутатора 8. Первый выход третьего коммутатора 8 соединен с входом невзаимного четырехполюсника, второй выход третьего коммутатора 8 через комплексное сопротивление 9 с известной активной составляющей - с входом невзаимного четырехполюсника 4, третий выход третьего коммутатора 8 через измеряемое комплексное сопротивление 10 соединен с входом невзаимного четырехполюсника 4.

Способ осуществляют следующим образом.

От генератора 1 подают электромагнитные колебания постоянной мощности и частоты через согласующий трансформатор 2 и первый коммутатор 3 на вход коммута.тора 8, выход которого через измеряемое комплексное сопротивление 10 соединяется с входом невзаимного четырехполюсника 4. Выход невзаимного четырехполюсника 4 с помощью коммутатора 5 через второй согласующий трансформатор 6 соединяется с входом измерителя мощности 7. Затем с помощью согласующих трансформаторов 2 и 6 устанавливается ре жим согласования сопротивления генератора 1 электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4 при включенном в его входной цепи измеряемом комплексным сопротивлении 10 и согласования сопротивления измерителя 7 мощности с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4 и в этом режиме измеряют мощность Р 1(1) электромагнитных колебаний на его выходе. Затем с помощью коммутатора электромагнитные колебания генератора 1 подают через комплексное сопротивление с известной составляющей на вход невзаимного четырехполюсника, с помощью согласующих трансформаторов 2 и 6 устанавливается режим согласования сопротивления генератора 1 с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4 при включенном в его входной цепи комплексным сопротивлении 9 с известной активной составляющей, и согласования сопротивления измерителя 7 мощности с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4, и в этом режиме измеряют мощность Pi(2) электромагнитных колебаний на его выходе. Затем с помощью коммутатора 8 электромагнитные колебания генератора 1 передаются на вход невзаимного четырехполюсника 4, с помощью согласующих трансформаторов 2 и 6 устанавливается режим согласования сопротивления генератора 1 электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4 и согласования сопротивления измерителя 7 мощности с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4, и в этом режиме измеряют мощность Рцз) электромагнитных колебаний на его выходе.

Затем электромагнитные колебания генератора 1 через первый согласующий трансформатор 2 и первый коммутатор 3 подаются на выход невзаимного четырехполюсника 4. а измеритель 7 мощности через второй согласующий трансформатор б и коммутатор 5 подключается к входу третьего коммутатора 8 и производит измерение мощности Рг(1), Рг{2) и Рг(3) электромагнитных колебаний на входе невзаимного четырехполюсника 4 в режиме согласования сопротивления генератора 1 электромагнитных колебаний с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления измерителя 7 мощности с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника при последовательно подключаемых с помощью третьего коммутатора 8 измеряемого комп лексного сопротивления 10. комплексного сопротивления 9 с известной активной составляющей и непосредственно входа невзаимного четырехполюсника 4.

По измеренным значениям мощностей Ρι(ΐ), ©1(2), Рцз). Рг(1). Рг(2) и Р2(з) активная составляющая R_eZ_x комплексного сопротивления может быть определена по форму-

где

„ _Рг²+Р1(1)Р2(1).

Ку_х —---——-χ-ί—— νρφ) р₂0) _u _ Рг ² + Pl(2) Р2(2) .

Ry₀--7=— ~.

VPl(2) Р₂(2)

ReZ₀ - известная активная составляющая второго комплексного сопротивления;

Рг - мощность генератора электромагнитных колебаний.

Р 1(1). Р 1(2), Pi(3) - мощность электромагнитных колебаний, измеряемых на выходе четырехполюсника в режиме согласования сопротивления измерителя мощности с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления генератора электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника при включении в его входной цепи измеряемого комплексного сопротивления, комплексного сопротивления с известной активной составляющей и при отсутствии комплексного сопротивления соответственно:

Р2(1). Р2(2). Р2(3) - мощность электромагнитных колебаний, измеренных на входе невзаимного четырехполюсника в режиме согласования сопротивления генератора электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления измерителя мощности с входным сопротив с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника 4, мощность сигнала на его выходе равна

Р 1(3) = Рг ’ Кном2(3), где Кном1(з) - номинальный коэффициент прямой передачи невзаимного четырехполюсника по мощности.

При подаче электромагнитных колебаний генератора 1 на выход четырехполюс10 ника в режиме согласования мощность сигнала на его входе равна

Р2(3) = Рг · Кном2(3).

где Кном2(3) - номинальный коэффициент обратной передачи невзаимного четырехпо15 люсника по мощности.

Аналогичные соотношения получают для режима согласования в случае включения на входе невзаимного четырехполюсника комплексного сопротивления 9 с 20 известным активным сопротивлением ©1(2) = Рг ' Кном1(2): Р2(2) = Рг ’ Кном2(2),' и измеряемого комплексного сопротивления 10

Р 1(1) = Рг ‘ Кном1(1);

Наиболее существенное снижение погрешности измерений достигается за счет . того, что в предлагаемом способе результат 30 измерения активной составляющей комплексного сопротивления не зависит от реактивной составляющей этого сопротивления, что позволяет избежать влияния паразитных индуктивностей выводов и контакто35 держателя.

Точность измерений не зависит от внутреннего сопротивления генератора электромагнитных колебаний, от коэффициента передачи невзаимного четырехполюсника и 40 от частоты, что позволяет использовать способ в любом диапазоне частот.

Достоинством предлагаемого способа также является то, что нет необходимости производить измерение фазы электромаг45 нитных колебаний, что упрощает реализацию способа и уменьшает погрешность измерений.

лением невзаимного четырехполюсника при включении в его входной цепи измеряемого комплексного сопротивления, комплексного сопротивления с известной активной составляющей и при отсутствии комплексного сопротивления соответственно.

При подаче электромагнитных колебаний на вход невзаимного четырехполюсника 4, сопротивление которого согласовано с сопротивлением генератора 1, а сопротивление измерителя 7 мощности согласовано

Для реализации способа может быть использован пассивный невзаимный четырехполюсник, что позволяет исключить погрешность за счет нестабильности источника питания.

В случае, если необходимо, чтобы одна из клемм измеряемого комплексного сопротивления была соединена с общей шиной, в процессе измерений комплексного сопротивления Ζι, Z2 поочередно включаются параллельно входу невзаимного четырех7 полюсника, последовательность операций способа и его режимы сохраняются.

Способ реализован с использованием кварцевого ГЧ-генератора со стабильностью, использовались согласующие транс- 5 форматоры типа Э1-46, в качестве невзаимного четырехполюсника применялся ферритовый вентиль типа Э6-29, измере- . ние мощности электромагнитных колебаний производилось с помощью тер- 10 мисторного моста типа МЧ-1.

Claims

Формула изобретения

Способ измерения активной составляющей комплексного сопротивления, включающий подачу электромагнитных колебаний 15 постоянной мощности и частоты на вход невзаимного четырехполюсника с включенным во входной цепи комплексным сопротивлением и измерение мощности электромагнитных колебаний на его выхо- 20 де, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения активной составляющей комплексного сопротивления и уточнения частотного диапазона, измерения мощности электромагнитных 25 колебаний на выходе невзаимного четырехполюсника производят в режимах согласования сопротивления генератора электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невэаимного четырехполюс- 30 ника с включенным во входной цепи измеряемым комплексным сопротивлени» ем, комплексным сопротивлением с известной активной составляющей и без подключения комплексного сопротивления 35 и согласования выходного сопротивления невзаимного четырехполюсника с сопротивлением измерителя мощности, для чего . подачу электромагнитных колебаний осуществляют соответственно через комплекс- 40 ное сопротивление с измеряемой активной составляющей, с известной активной составляющей и без подключения комплекс' ного сопротивления на вход невзаимного четырехполюсника, далее подачу электро- 45 магнитных колебаний осуществляют на выход невзаимного четырехполюсника и измерение мощности электромагнитных колебаний производят на входе невзаимного четырехполюсника в режиме согласования 50 сопротивления генератора электромагнит. ных колебаний с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления измерителя мощности с входным сопротивлением 55 невзаимного четырехполюсника при включении в его входной цепи измерительного комплексного сопротивления, затем комплексного сопротивления с известной активной составляющей и при отсутствии комплексного сопротивления, где активная составляющая комплексного сопротивления определяется из выражения

ReZx— ReZo

Кух Ку

Куо - Ку где ReZx - активная составляющая измеряемого комплексного сопротивления;

R_eZ₀ - активная составляющая известного комплексного сопротивления;

_{Ку =} Рг².+ Р1(з)Р2(з) .
2 ^1(3) Р2(з) _v _Рг² + Р1(1)Р₂(1).

Ку_х ---— , _υ _Рг²+Р1(2)Р₂(2).

Ку₀ - , ,

2VPi(2)P₂(₂)

Р_г - мощность электромагнитных колебаний, подаваемых на клеммы невзаимного четырехполюсника;

Pi(i), Pi(2). Рцз) - мощность электромагнитных колебаний, измеряемых на выходе невзаимного четырехполюсника в режиме согласования сопротивления измерителя мощности с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления генератора электромагнитных колебаний с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника при включении в его входной цепи измеряемого комплексного сопротивления, известного комплексного сопротивления и при отсутствии комплексного сопротивления соответственно;

Р₂(1). Р₂(2), Р₂(3) - мощность электромагнитных колебаний, измеренных на входе невзаимного четырехполюсника в режиме согласования сопротивления генератора электромагнитных колебаний с выходным сопротивлением невзаимного четырехполюсника и согласования сопротивления измерителя мощности с входным сопротивлением невзаимного четырехполюсника при включении, в его входной цепи измеряемого комплексного сопротивления, комплексного сопротивления с известной активной составляющей и при отсутствии комплексного сопротивления соответственно.