SU873153A1 - Устройство дл измерени входного сопротивлени и входной емкости повторител напр жени - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ВХОДНОЙ ЕМКОСТИ ПОВТОРИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Г.... Изобретение относитс  к измерител ной технике и предназначено дл  измерени  входного сопротивлени  и входной емкости повторителей напр же ни . Известно устройство дл  измерени  входного сопротивлени  и входной емкости повторител  напр жени  содержащее повторитель напр жени , генератор входного напр жени  с регулируемой частотой, измеритель напр жени , переключатель, калиброванное активное сопротивление, вклйченное между выходом генератора входного напр жени  и входом повторител  напр жени , к выходу которого подклю чен измеритель напр жени , а средн   точка и вход переключател  подключен соответственно к выходу генератора входного напр жени  и входу повторител  напр жени  1. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  точность измерений изза невозможности измерений больших входных сопротивлений и мгшых емкостей , сравниваемых по величине с величиной калиброванных резистора и конденсатора. Известно также устройство дл  измерени  входных сопротивлений и емкости повторител  напр жени , содержащее два последовательно соединенных калиброванных полных сопротивлений , первое из которых соединено с выходом генератора напр жени , а второе - с входом измерител  напр жени  и с одним из входов устройства, второй вход которогоподключен к точке соединени  первого и второго калиброванных Т1ОЛНЫХ сопротивлений 2. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерений. Цель изобретени  - повышение точности измерений. Цель достигаетс  тем, что в устройство , содержащее первое калиброванное полное сопротивление, одним из выводов соединенное с выходом генератора переменного напр жени  и первью4 неподвиЛнЕ контактом переключател , подвижный контакт которого подключен к входу измерител  напр жени , корпусом св занный с корпусом генератора переменного напр жени , а второй неподвижный контакт переключател  соединен с одним из входов устройства непосредственно и через второе калиброванное полное сопротивление - с вторым выводом первого калиброванного полного сопротивлени , введены второй переключатель, калиброванные резистор и конденсатор , причем один из выводов калибро ванных резистора и конденсатора соединен с вторым выводом первого калиброванного полного сопротивлени , а вторые выводы калиброванных резистора и конденсатора подключены к первому и второму неподвижным контактам второго переключател  соот ветственно , подвижный контакт которого соединен с вторым входом устройства. На чертеже представлена блоксхема устройства. Устройство содержит повторитель 1напр жени  с входным активным сопротивлением (R) , входной емкостью,) .коэффициентом передачи (К) и выходным сопротивлением (г1), генератор 2входного напр жени , измеритель 3 напр жени  с входным сопротивлением 4 (Zf,) , калиброванное активное сопротивление 5 (R1), калиброванный конденсатор 6 (С1). В математически выражени х сопротивление R1 и сопротивление --pY обозначено Z. ) , вто рое и третье калиброванное полные сопротивлени  7 и 8 - соответственно (Z2) и (Z3). устройство содержит также первый переключатель 9, второ переключатель 10, выход генератора переменного напр жени  11, входы 12 и 13 устройства. Устройство работает следующим об разом. Из последовательно включенных полных сопротивлений Z2 и Z3 собран делитель напр жени , включенный меж ду выходом генератора 2 напр жени  и выходом повторител  1 напр жени  Так как напр жени на входе и выходе повторител  напр жени  практически равны (у современных повторит лей .напр жени  коэффицие.нт передачи близок к единице), ток сопротивлению 5 или конденсатору 6 в зависим сти о.т режима работы схемы приклады ваетс  напр жение-в Z2/Z3 раз меньше (выбирает ). Это приводит к уменьшению тока через сопротивление 5 или б в Z2/Z3 раз. Например, если до подключени  сопротивлений Z2 и Z3 протекает ток через, например/ сопротивление 5 (R1), а выходное напр жение равно {U2), то после подключени  калиброванных сопротивлений Z2 и Z3 дл  обеспечеZ2A . |1 2 й-||иУ f д гъ} 2.ъ гъ у ZH гъ -гъиг

().iHi()

Ш. Ui Учитыва , 4TQ обычно используетс  I измеритель напр жени  с высоким вхрдным сопротивлением (10 -10 Ом) ко- 65

(1) ни  первоначального режима схемы необходимо увеличить входное напр жение в Z3/Z2 раз. Это позвол ет применить в устройстве меньшие номиналы активных сопротивлений и большие номиналы калиброванных конденсаторов , что позвол ет существенно повысить точность и упростить устройство , так как сопротивлени  меньших номиналов ( Ом) выпускаютс  более точными, чем резисторы .больших номиналов (10ом и выше) и имеют более высокую стабильность. Калиброванные конденсаторы больших номиналов (больше 100 пФ) выпускаютс  прецизионными. При малых емкост х конденсаторов большую погрешность вносит его паразитна  емкость. При больших значени х резистора его сопротивление часто бывает сравнимо с сопротивлением паразитной емкости, что существенно снижает точность измерений (погрешность измерений достигает до 30% и выше).1 При использовании предлагаемого устройства значительно повышаетс  точность измерений в св зи с тем, что значительно уменьшаетс  сопротивление R1(или емкост- ное сопротивление 1/сьср в Z2/Z3 раз, а величина паразитной емкости остаетс  неизменной или незначительно измен етс . При зтом вли ние паразитной емкости уменьшаетс  в Z2/Z3 раза. При включении этого сопротивлени  5 (конденсатора 6) в устройство одновременно повышаетс  как эквивашентное значение сопротивлени , так и эквивалентное сопротивление паразитной емкости, но соотношение между ними остаетс  посто нным. Отсюда за счет применени  калиброванных конденсаторов меньших номиналов имеем существенное увеличение точности измерений в области больших значений входных сопротивлений и .в области малых значений входных емкостей. Измерени  входного сопротивлени  или входной емкости производ тс  следующимобразом. Подключа  вход измерител  3 с помощью переключател  9 к выходу генератора 2 входного напр жени  измер ют напр жение на его выходе U1, а подключа  переключателем 9 вход измерител  3 к выходу повторител  напр жени , измер ют напр жение на его выходе U2. I При расчете схемы получают дл  входного импеданса эффициент передачи высокочастотного повторител  напр жени  обычно близок к единице, а-его выходное сопротивление очень мало rl/Zj.«l и отношение резисторов Z2/Z3 выбираем так, чтобы

Н, Z2/- Щ . Н 21

Z(I-M)« V А; -г«

получаем 2Ю Z ZMma/ZjO (3)

При Z2/Z3 1 можно считать

7 n-ZlZi ,,.

- ХЭ W|Ui-1 В высококачественных повторител х напр жени  входное сопротивление на низких и средних частотах определ етс  сопротивлением входной емкости СЮ, так как входное сопротивление повторител  напр жени  намного больше и становитс  сравнительным с сопротивлением , емкости лишь в области низких частот при Гц, В повторител х более низкого качества входное сопротивление определ етс  сопротивлением входной емкости в области средних и высоких частот. Поэтому измерение входного сопротивлени  необходимо производить в области низких и иифранизких частот там, где сопротивление входной емкости значительно больше входного сопротивлени  При измерении входного сопротивлени  переключатель 10 подключает вход повторител  1 к калиброванному активному сопротивлению 5. В этом случае R-1Z2

°- гъ-тп::Т

Погрешность измерений уменьшаетс  в 22/Z3 раз. При измерении входной емкости как и при измерении входных сопротивлений на переменном токе в качестве калиброванных полных сопротивлений Z2 и Z3 желательно использовать калиброванные конденсаторы С2 и СЗ. Измерени  входной емкости необходимо производить в той области частот, где входное сопротивление определ етс  реактивным сопротивлением входной емкости, а сопротивлением активнозго входного сопротивлени  можно пренебречь. При измерении входной емкости переключатель 10 подключает вход повторител  напр жени  к калиброванному конденсатору 6. При этом из выражени  (2) следует , что

°- cl+Cl o{ulV, 15)

или выбрав имеем

--(4-)

значени  выражений (4)

Расчетные (6) подтверждаютс 

экспериментальной проверкой,

Claims (2)

1. Грибанов Ю.И. Измерени  в вы45 сокоомных цеп х. М., Энерги , 1967, с. 57-60, рис. 20а.

2. Кучис В.Е. Измерение параметров высококачественных повторителей на50 . пр жени . - Измерительна  техника} 1976 (прототип).

Л