UA20996U

UA20996U - Method for measuring the invariant stability coefficient of a quadripole

Info

Publication number: UA20996U
Application number: UAU200609943U
Authority: UA
Inventors: Mykola Antonovych Filyniuk; Oleksandr Mykhailovych Kuzemko
Original assignee: Univ Vinnytsia Nat Tech
Priority date: 2006-09-18
Filing date: 2006-09-18
Publication date: 2007-02-15

Abstract

It is proposed a method for measuring the invariant stability coefficient of a quadripole.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель належить до області електроніки, зокрема до вимірювальної техніки визначення параметрів 2 чотириполюсників.The useful model belongs to the field of electronics, in particular to the measuring technique for determining the parameters of 2 quadrupoles.

Відомий спосіб вимірювання інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника за допомогою вимірювання коефіцієнтів прямої та зворотної передачі чотириполюсника в режимі двостороннього узгодження |Шварц Н.З. К определению инвариантного козффициента устойчивости четьюрехполюсника. - В сб. Полупроводниковье приборь и их применение./ Под ред. Я.А. Федотова. - М.: Сов. радио, 1972, вьіп. 26, с.245-248). 70 Недоліком даного способу є велика похибка вимірювань, обумовлена громіздкістю вимірювальної установки та неможливістю створення якісного режиму двостороннього узгодження внаслідок впливу індуктивностей та ємностей виводів. З ростом частоти похибка вимірювань зростає.A known method of measuring the invariant stability coefficient of a quadrupole using the measurement of the forward and reverse transmission coefficients of a quadrupole in the bilateral matching mode | Shvarts N.Z. To determine the invariant coefficient of stability of a four-pole circuit. - On Sat. Semiconductor devices and their application./ Ed. Ya.A. Fedotova. - M.: Sov. radio, 1972, vyp. 26, pp. 245-248). 70 The disadvantage of this method is a large measurement error due to the bulkiness of the measuring device and the impossibility of creating a high-quality mode of bilateral agreement due to the influence of the inductances and capacitances of the terminals. As the frequency increases, the measurement error increases.

Найбільш близьким до запропонованого є спосіб вимірювання інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника, що включає вимірювання імітансної матриці М/- параметрів чотириполюсника за допомогою 72 створення режимів короткого замикання чи холостого ходу та наступний розрахунок інваріантного коефіцієнта стійкості за формулою: 2веми,мемоо - Мей. ОМ о43The closest to the proposed method is the method of measuring the invariant stability coefficient of a quadrupole, which includes the measurement of the immittance matrix M/- of the parameters of the quadrupole with the help of 72 creation of short-circuit or open-circuit modes and the following calculation of the invariant stability coefficient according to the formula: 2vemy, memoo - May. OM o43

Кк -А- 22 » 2-Х 22. .- А - 2 2 с'« - - ий ж к6й5Kk -A- 22 » 2-X 22. .- A - 2 2 s'« - - iy same k6y5

ІМ о Мт де МУ44, М/12, ММ21, М/22 - параметри імітансної матриці чотириполюсника. (КоПек М. ІКЕ Тгапв, 1962, м.СТ-9, Мо1, р.29).IM o Mt de MU44, M/12, MM21, M/22 - parameters of the immittance matrix of the quadrupole. (KoPek M. IKE Tgapv, 1962, m.ST-9, Mo1, r.29).

Недоліком даного способу є його низька точність, обумовлена неможливістю створення якісних режимів короткого замикання та холостого ходу в діапазоні НВЧ при вимірюванні імітансних параметрів та неможливість визначення запасу стійкості для абсолютно нестійких чотириполюсників. шоThe disadvantage of this method is its low accuracy, due to the impossibility of creating high-quality short-circuit and idle modes in the microwave range when measuring immittance parameters and the impossibility of determining the stability margin for absolutely unstable quadripoles. what

В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу вимірювання інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника, в якому за рахунок використання способу вимірювання імітансних параметрів чотириполюсника, що не потребує забезпечення режимів двостороннього узгодження, короткого замикання чи холостого ходу, підвищується точність визначення інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника. (Се)The basis of a useful model is the task of creating a method of measuring the invariant stability coefficient of a quadrupole, in which the accuracy of determining the invariant stability coefficient of a quadrupole increases due to the use of a method of measuring the immittance parameters of a quadrupole, which does not require the provision of two-way matching, short-circuit or open-circuit modes. (Se)

Поставлена задача вирішується тим, що в способі вимірювання інваріантного коефіцієнта стійкості Фо чотириполюсника, що включає вимірювання імітансної матриці М/-параметрів чотириполюсника та наступний розрахунок інваріантного коефіцієнту стійкості, вимірюють три значення вихідного імітансу чотириполюсника при /-Ф) відповідно трьох різних фіксованих значеннях імітансу генератора для трьох значень шунтувальних резисторів по о входу та виходу чотириполюсника, будують імітансну окружність, визначать її координати центру та радіус за формулою: сThe problem is solved by the fact that in the method of measuring the invariant stability coefficient Fo of a quadrupole, which includes the measurement of the immittance matrix of the M/-parameters of the quadrupole and the subsequent calculation of the invariant stability coefficient, three values of the output impedance of the quadrupole are measured at /-F) corresponding to three different fixed values of the immittance of the generator for three values of the shunt resistors at the input and output of the quadrupole, construct an impedance circle, determine its center coordinates and radius by the formula: с

Кс-Ккего/р, (2) де Кего - абсциса центру імітансної окружності, р - радіус імітансної окружності.Ks-Kkego/r, (2) where Kego is the abscissa of the center of the immittance circle, p is the radius of the immittance circle.

Розраховують три значення інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника при відповідних трьох « значеннях шунтувальних резисторів по входу та виходу чотириполюсника, за формулою:Three values of the invariant stability coefficient of the quadrupole are calculated at the corresponding three values of the shunt resistors at the input and output of the quadrupole, according to the formula:

З с п тт - 1) тт - п)Z s p tt - 1) tt - p)

Кс -И2Ш2Ш2ЗА. 2 ШВУ Кз -Ш2ВА-- 3К2КБ-Ш-Ш 2-2 К|, (8) і» (т - (т - п) піп - 1) п-1 де т, п - коефіцієнт збільшення опору шунтувальних резисторів по входу і виходу відповідно, Ка, Ко, Кз - визначений коефіцієнт стійкості при відповідних значеннях шунтувальних резисторів по входу та виходу ко чотириполюсника. о Спосіб, що пропонується, в порівнянні з прототипом має суттєві переваги - можливість визначення інваріантного коефіцієнта стійкості для абсолютно нестійкого чотириполюсника, що досягається шляхом (се) використання шунтувальних резисторів по входу та виходу чотириполюсника та способу вимірювання імітансних с 50 параметрів чотириполюсника, що не потребує забезпечення режимів двостороннього узгодження, короткого замикання чи холостого ходу. 4) На кресленні зображено структурну схему пристрою для вимірювання вихідного імітансу абсолютно нестійкого чотириполюсника.Ks -Y2Ш2Ш2ЗА. 2 SHVU Kz -Ш2ВА-- 3К2КБ-Ш-Ш 2-2 K|, (8) i" (t - (t - n) pip - 1) n-1 where t, n - coefficient of increase in resistance of shunt resistors at the input and output, respectively, Ka, Ko, Kz - the determined coefficient of stability at the corresponding values of the shunt resistors at the input and output ko of the four-pole. o The proposed method, in comparison with the prototype, has significant advantages - the possibility of determining the invariant stability coefficient for a completely unstable quadrupole, which is achieved by (se) using shunt resistors at the input and output of the quadrupole and a method of measuring immittance c 50 parameters of the quadrupole, which does not require provision of two-way matching, short-circuit or idle modes. 4) The drawing shows the structural diagram of the device for measuring the output impedance of a completely unstable quadrupole.

Пристрій для проведення вимірювань складається з абсолютно нестійкого чотириполюсника 1, вимірювача повних опорів 2, змінного конденсатора З, першого комутатора 4, першого відомого опору 5, другого відомого с опору 6, третього відомого опору 7, четвертого відомого опору 8, п'ятого відомого опору 9, шостого відомого опору 10, другого комутатора 11. При цьому перший рухомий контакт 12 першого комутатора 4 з'єднаний з входом абсолютно нестійкого чотириполюсника 1 та першим виводом змінного конденсатора 3, перший нерухомий контакт 13 першого комутатора 4 з'єднаний з першим відомим опором 5, другий нерухомий контакт 14 першого комутатора бо 4 з'єднаний з другим відомим опором 6, третій нерухомий контакт 15 першого комутатора 4 з'єднаний з третім відомим опором 7, перший рухомий контакт 16 другого комутатора 11 з'єднаний з виходом абсолютно нестійкого чотириполюсника 1 та вимірювачем повних опорів, перший нерухомий контакт 17 другого комутатора 11 з'єднаний з четвертим відомим опором 8, другий нерухомий контакт 18 першого комутатора 11 з'єднаний з п'ятим відомим опором 9, третій нерухомий контакт 19 другого комутатора 11 з'єднаний з шостим відомим опором 10. 65 Спосіб здійснюється наступним чином. В першому комутаторі 4 з'єднують контакти 12 та 13, під'єднуючи перший резистор 5 до чотириполюсника 1, в другому комутаторі 11 з'єднують контакти 16 та 17, під'єднуючи четвертий резистор 8 до чотириполюсника 1. В цьому режимі виконують вимірювання трьох значень вихідного повного опору 2вих1,1; «вих1,2» «вихі,3 чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача повних опорів 2 при трьох довільних значеннях конденсатора 3. Потім в першому комутаторі 4 з'єднують контакти 12 та 14, під'єднуючи другий резистор 6 до чотириполюсника 1, в другому комутаторі 11 з'єднують контакти 16 та 18, під'єднуючи п'ятий резистор 9 до чотириполюсника 1. В цьому режимі виконують вимірювання трьох значень вихідного повного опору вихо; Явих2,2» «вих?,3 чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача повних опорів 2 при трьох довільних значеннях конденсатора 3. Потім в першому комутаторі 4 з'єднують контакти 12 та 15, поєднуючи третій резистор 7 до чотириполюсника 1, в другому комутаторі 11 з'єднують контакти 16 та 19, під'єднуючи шостий резистор 10 7/0 до чотириполюсника 1. В цьому режимі виконують вимірювання вихідного повного опору 7вухз чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача повних опорів 2. В цьому режимі виконують вимірювання трьох значень вихідного повного опору 2вихз/1; Явих3,2» Євихз 3 чотириполюсника 1 за допомогою вимірювача повних опорів 2 при трьох довільних значеннях конденсатора 3.The device for carrying out measurements consists of a completely unstable four-pole 1, a total resistance meter 2, a variable capacitor C, the first commutator 4, the first known resistance 5, the second known c resistance 6, the third known resistance 7, the fourth known resistance 8, the fifth known resistance 9, the sixth known resistance 10, the second commutator 11. At the same time, the first movable contact 12 of the first commutator 4 is connected to the input of the absolutely unstable four-pole 1 and the first output of the variable capacitor 3, the first fixed contact 13 of the first commutator 4 is connected to the first known resistance 5, the second fixed contact 14 of the first switch 4 is connected to the second known resistance 6, the third fixed contact 15 of the first switch 4 is connected to the third known resistance 7, the first movable contact 16 of the second switch 11 is connected to the output of an absolutely unstable four-pole 1 and a total resistance meter, the first fixed contact 17 of the second switch 11 is connected to the fourth known resistance 8, the second th fixed contact 18 of the first switch 11 is connected to the fifth known resistance 9, the third fixed contact 19 of the second switch 11 is connected to the sixth known resistance 10. 65 The method is carried out as follows. In the first switch 4, contacts 12 and 13 are connected, connecting the first resistor 5 to four-pole 1, in the second switch 11, contacts 16 and 17 are connected, connecting the fourth resistor 8 to four-pole 1. In this mode, measurements of three values of the output total resistance 2out1,1; "out1,2" "out,3" of the four-pole 1 using a total resistance meter 2 at three arbitrary values of the capacitor 3. Then, in the first switch 4, contacts 12 and 14 are connected, connecting the second resistor 6 to the four-pole 1, in the second switch 11 connect contacts 16 and 18, connecting the fifth resistor 9 to the four-pole 1. In this mode, three values of the output total resistance of the output are measured; Outputs2,2" "out?,3" of quadrupole 1 with the help of total resistance meter 2 at three arbitrary values of capacitor 3. Then in the first switch 4, contacts 12 and 15 are connected, connecting the third resistor 7 to the quadrupole 1, in the second switch 11 with connect contacts 16 and 19, connecting the sixth resistor 10 7/0 to the quadrupole 1. In this mode, measure the output total resistance 7uhz of the quadrupole 1 with the help of the total resistance meter 2. In this mode, measure the three values of the output total resistance 2vhz/ 1; Yavyh3.2» Yevyhz 3 of the four-pole 1 using the total resistance meter 2 at three arbitrary values of the capacitor 3.

За значеннями 7 вихі1, Явих1,2» Явих1,3» вих?» Явих?,2» Євих?,3 Та Явих31, Євих3,2» Євих3з,3 будують три імітансні 7/5 окружності, визначають три координати центра та три радіуса, за формулою (2) визначають Ку, Ко, Кз. За формулою (3) розраховують значення інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника.According to the values of 7 vykh1, Yavykh1,2» Yavykh1,3» vykh? Yavyh?,2» Yevyh?,3 And Yavyh31, Yevyh3,2» Yevyh3z,3 build three immittance 7/5 circles, determine the three coordinates of the center and three radii, determine Ku, Ko, Kz by formula (2). According to formula (3), the value of the invariant coefficient of stability of the quadripole is calculated.

Claims

Formula of the invention 20 , , , , p. that , , with, . The method of measuring the invariant stability coefficient of a quadrupole, which includes the measurement of the immittance matrix of the MuU parameters of the quadrupole and the subsequent calculation of the invariant stability coefficient, which differs in that three values of the output immittance of the quadrupole are measured at three different fixed values of the generator immittance for three values of the shunt resistors at the input and output r of the quadrupole, construct an impedance circle, determine its center coordinates and radius according to the formula: - Ke-Velv/ r, where is the abscissa of the center of the impedance circle, Ko - Nei, zo r - the radius of the impedance circle, (22) calculate the three values of the invariant coefficient stability of the quadrupole at the corresponding three Ф values of the shunt resistors at the input and output of the quadrupole according to the formula: (t - 1) (t-p) с К,КЕВ- - Й Я - 2 юк' хх 2 2 - 5: 4 АЧ ll йв« li - - --K sya o (t-ICt- p) Zoya -Vu p-1 shy de type: coefficient of increase in the resistance of the shunt resistors at the input and output in accordingly, « 7 К К К - the determined coefficient of stability at the corresponding values of the shunt resistors - s 12 with E! From" at the input and output of the quadrupole, and then determine the coefficient of instability of the quadrupole.

name) (in) se)

se) 42)

60 b5