Измеритель -параметров двухполюсников

09) ИИ СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК С 01 Н 27/02 ОБРЕТЕ 1 И -." "втвъатвм "- -l ГОСУДЮ СТВЕННЫй НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЯРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД(71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия ВеликойОктябрьской социалистической револю"ции(56) 1. Авторское свидетельство СССРИ 597989, л.с 01 а 27/26, 1975. ;2. Авторское свидетельство СССРЮ 250298, кл. 0 01 В 27/02 1968(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЬС-ПАРАМЕТРОВДВУХПОЛОСНИКОВ, содержащий управляе.мый генератор .рабочей частоты, преобразователь частоты, один из входов которого соединен с первым зажимом для подключения измеряемого двухполюсника и образцовой меры, усилитель промежуточной частоты, соединенный с одним из входов измерительно;вычислительного узла, другой вход последнего соединен с выходом управляемого генератора рабочей частоты, вход которого соединен с управляющим выходом измерительно-вычислительного узла, о т л и ч а ю щ и. й с я тем, что, с целью повывения точности измерения, выход управляемого генератора рабочей частоты подключен к второму зажиму для подключения измеряемого двухполюсника, выход преобразователя частоты через усилитель промежуточной часто".ты соединен с входом образцовой меры, а управляющий выход измерительно-вычислительного узла соединен: с другим входом преобразователя частотыЙИзобретение относится к электрорадиоизмерительной технике и предназначено для измерения пассивныхпараметров двухполюсников в широкомдиапазоне частот. 5Известен измеритель импеданса, содержащий опорный генера р, двухканальный стробоскопический преобразоваттель, эталонный резистор, управляемыйФазовращатель, управляемый аттенюатор, два ключа, дифференциальныйусилитель, комплексное сопротивлениеуравновешивания, Фазовращатель, ограничители, стробированные усилители,индикаторы нуль-орган, инвертирующийусилитель 11Недостатком такого измерителя является то, что в погрешность измере".ния входит погрешность преобразованяопорного и сигнального каналов стро 20боскопического преобразователя,Наиболее близким техническимрешением к изобретению является преобразователь параметров комплексныхсопротивлений в напряжение, содержащий преобразователь частоты, модулято"ры, образцовую меру, источник напряже"ния рабочей частоты, и источник напряжения фиксированной частоты 2Недостатком прототипа является то, 30что погрешность модулятора полностьювходит в погрешность преобразования.Цель изобретения - повышение точ"ности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что в измеритель ВЪС-параметровдвухполюсников, содержащий управляемый генератор рабочей частоты, преобразователь частоты, один иэ входовкоторого соединен с первым зажимомдля подключения измеряемого двухполюсника.и образцовой меры, усилительпромежуточной частоты, соединенныйс одним из входов измерительно-вычислительного узла, другой вход после-.него соединен с выходом управляемогогенератора рабочей частоты, входкоторого соединен с управляющим выхо,дом измерительно-вычислительногоузла, выход управляемого генераторарабочей частоты подключен к второмузажиму для подключения измеряемогодвухполюсника, выход преобразователя частоты через усилитель проме"жуточной частоты соединен с входом обобразцовой меры, а управляющий выход фиэмерительно-вычислительного узласоединен с другим входом преобразователя частоты. Измеритель Й 11 С-параметров двухполюсников содержит управляемый генератор 1 рабочей частоты, первый циф" ровой вольтметр 2, контролируемый двухполюсник 3, преобразователь 4 частоты, образцовую меру 5, а выход преобразователя 4 частотъ подключен через усилитель 6 промежуточной час" тоты к второму полюсу образцовой меры 5 и к входу второго цифрового вольтметра В, генератор 8 стробирующих импульсов, выходом подключенный через Формирователь 9 стробирующих импульсов к второму входу преобразователя 4 частоты, кроме того, цифровое отсчетное устройство 10, управляемый генератор 1 рабочей частоты, цифровые вольтметры 2 и В и генератор 8 стробирующих импульсов через интер-. фейс 11 соединены с микропроцессорным блоком 12, причем указанные узлы представляют собой измерительновычислительный узел 13.Измеритель Я 11 С -параметров двухполюсников работает следующим образом,На выходе генератора 1 рабочей частоты, управляемого через интер" Фейс 11 микропроцессорным блоком 12 устанавливается высокочастотное напряжение ЦЗ требуемой частоты, которое подается на первый зажим контролируемого двухполюсника 3 и вход цифрового вольтметра 2Напряжение со второй клеммы контролируемого двухполюсника 3 подается на преобраэо" ватель 4 частоты. Генератор 8 стробирующих импульсов, управляемый микро" процессорным блоком 12, через Фор" мирователь 9 стробирующих импульсов выдает стробирующие импульсы длительностью 0,6"0,9 нс на второй вход преобразователя 4 частоты, Частота следования стробимпульсов вычисляет-. ся микропроцессорным блоком 12 из соотношенияпр х 1 стр фтаким образом, чтобы независимо от значения задаваемой рабочей частоты значение промежуточной частоты на выходе преобразователя частоты было постоянным, допустимым 20 кГц, Напряжение преобразованной частоты О с выхода преобразователя 4 частоты усиливается усилителем промежуточной частоты 6 и через образцовую меру 5 усиленное напряжение Оос подается на вход преобразователя 4 частоты,3, 1023251 где оно суммируется с высокочастотным напряжением рабочей частоты.Суммарное напряжение стробируется и в моменты времени стробирования на вход преобразователя 4 частоты воздействует напряжение некомпенсации, При достаточно большой коэффициенте усиления усилителя 6 промежуточнойчастоты напряжение на входе преоб-. разователя 4 частотц в моменты стро". 10 бирования стремится к нулю. В результате этого исключается влияние параметров контролируемого двухполюсника 3 на коэффициент передачи преобразователя 4 частотц, а также уменьшается 15 влияние мультипликативной погрешности блоков преобразователя 4 частотц и усилителя 6 промежуточной частоты. Напряжения, снимаемые с выходов управляемого генератора 1 рабочей частоты и усилителя 6 промежуточной. частоты, измеряются цифровыми вольт" метрами 2 и 7, информация о результатах измерения через интерфейс 11 заносится в микропроцессорный блок 12. По . значениям этих напряженийзаданной рабочей и преобразованной частот микропроцессорный блок 12 вычисляет ЯЬ:С -параметры контролируемого двухполюсника 3, .ЗРРассмотрим работу измерителя Й 11 С- параметров двухполюсников на примере измерения емкости конденсатора. В режиме измерения емкости конденса,тора можно применять в качестве образцовой мерц эталонные конденса 35 торы, индуктивности и резисторы. Ы 1 рсэ Подставив значения для емкостнцхсопротивлений хи хсэ в 1,11, пЬлу"чаем соотношение После преобразования Ск определится как ОС яр с- сэ,"Ех Вк"вхпередачи преобразования, Я: - ,ор коэффициент трансформации преобразователя частоты 4, получаем Сэс =с -х Из выражения 3) видно, что емкость эталонного конденсатора в коэфФициент трансформации раз больше, чемизмеряемая. Кроме того, эталоннаяемкость работает на фиксированнойнизкой частоте, например 20 кГц, Ана такие частоты наша промцшленностьвыпускает магазины эталонных емкостей, аттестованных с погрешностью0,013 и менее.Измеритель РИС -параметров двухполюсников в режиме измерения "С"работает следующим образом,Иикропроцессорный блок 12 черезинтерфейс 11 устанавливает необходи"мую рабочую частоту 1 в, котораяснимается с выхода управляемого генератора рабочей частоты, и определенную частоту следования стробирующихимпульсов 1 ст, снимаемую с выходагенератора 8 стробирующих импульсов.Причем частота следования строб"импульсов 1 стр устанавливается таким образом, чтобы преобразованнаячастота была Фиксированной и равнойнапример, 20 кГц, т.е. должнб сбблю"даться следуоцее соотношение междучастотами: Гпр вк 1 стр,При большом усилении усилителя 6 можно записать соотношение40"ск Хсагде 0 оО - напряжение низкой фиксироеванной преобразованнойчастоты 1 в, снимаемое с 45выхода усилителя 6 промежуточной частоты,Хс -емкостное сопротивлениеизмеряемого конденсата Сна частоте 1входного 50напряжения 11и равное хСК х С ф55Х э - емкостное сопротивление/эталонного конденсаторана частоте 1 яР преобразованного напряжения и равное вк "Вхх "ос ярСЭ023251 6вычисляется емкость С по соотношению 3). Измеритель также позволяет измерять и малые емкости в десятые доли пикофорад по значениям большихз эталонных емкостей, номинальные значения которых в коэффициент трансформации О раз больше. 3где 8 - количество периодов Т1/1 з рабочей частот, .которое укладывается в периоде ТСтг щ 1/1 стр следования стробирующих импульсовй 1,2,3После этого, в микропроцессорном блоке 12 вычисляется коэффициент трансформации. Одновременно дается команда цифровым вольтметрам 2 и 7 16 на измерение амплитуды напряжений О и ООС . Результаты измерений через интерфейс 11 заносятся в память микропроцессорного блока 12, где и Ссоставитель А. СотникоВеселова Техред З.Кастелевич Корректор В к еда Подписноего комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5иаее в лиал ППП "Патент", г. Ужгород, у оектная, 4 4205/30 Тираж 71 ВНИИПИ Государстве по делам изобр 11303, Москва, В Измерение индуктивности и резисторов происходит аналогичным образом.Таким образом, в предлагаемом измерителе параметров двухполюсников увеличивается точность измерения по сравнению с прототипом,