Преобразователь комплексного сопротивления
СОЮЗ СООЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1205061 A (51)4 С 01 R 27/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA
/ описании изоьретянин 1ц ", И ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! (21} 3442075/24-21 (22) 21.05.82 (46) 15.01.86. Бюл. И 2 (72) А.А.Иванов (53) 621.317.33(088.8) (56) Эпштейн С.Л. Измерение харакЮ теристик конденсаторов.И.-Л.:Энергия, 1965, с. 14.
Гриневич Ф.Б., и др. 06 одной автокомпенсационной схеме измерения емкости.
Автоматический контроль и методы электрических измерений: Труды Я
Конференции, Новосибирск: Наука, 1967, Т. 2 (54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ KOKIJIEKCНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий генератор рабочей частоты, первый выход которого соединен с первой клеммой преобразователя, вторая клемма которого соединена с инвертирующим входом усилительного каскада, выходом соединенного с первым выводом первого колебательного
l параллельного L,C — контура и с неинвертирующим входом согласующего каскада, выход которого является выходом преобразователя и соединен через образцовый конденсатор с инвертирующим входом усилительного каскада, неинвертирующий вход которого соединен с инвертирующим входом согласующего каскада и с вторым выходом генератора рабочей частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования за счет снижения фазовой нестабильности преобразователя, в него введен второй колебательный параллельный L C — контур, при этом второй вывод первого колебательного параллельного ЬС -контура через второй кслебательный параллельный LC— контур подключен к второму выходу генератора рабочей частоты, причем частоты настройки обоих LC-контуров противоположно расстроены относительно рабочей частоты.
1205061
u - =— 1+j <
С
1Î
"о / . ) х
Со
Ск - S„
С. 1+(, ) При условии, что t Зх ас 1, выходное напряжение
368
С
О С„ 3 х
2О
В случае если = + модуль
3 t выходного напряжения преобразователя пропорционален емкости конденсатора
2, а фазовый сдвиг укаэанного напряжения относительно напряжения генератора пропорционален тангенсу угла
25 потерь конденсатора 2.
Если 43> ф .>р, что возможно, например, при нестабильности рабочей частоты генератора 1, то появляется погрешность преобразования, обусловЗО ленная дополнительным фазовым сдвигом и отклонением модуля. выходного напряжения преобразователя. E предлагаемом преобразователе эта поI грешность уменьшена за счет введе35 ния второго LC -контура, что подтверждается приводимыми ниже математическими выражениями.
Нормализованную функцию кас<Л3р -М3 тн
@ када 4 при с- Q а(1 1 вша >) В и кВ» >> Б. можно пред— ставить математическим выражением
Z 47
1+ jE.
1 g >+g2+j2g генератора 1; где О, — напряжение ние конденсатора 3:
1+1 t ††††вал — комплексное сопоотннj Cx ление конденсатора 2 с учетом потерь,рас- 55 считанное для его последовательной эквйвалентной схемы
Z к
Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано в измерителях емкости и тангенса угла потерь конденсаторов на повышенных частотах.
Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования за счет снижения фазовой нестабильности преобразователя. ,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого преобразователя.
Преобразователь содержит последовательно соединенные генератор 1 рабочей частоты Op, испытуемый конденсатор 2 с потерями, образцовый конденсатор 3 без потерь, а также усилительный каскад 4, согласующий каскад 5 и последовательно соединенные два идентичных параллельных 4С— контура б и 7 с добротностями Q >)7 резонансными частотами о2 и Ы и активными сопротивлениями Rо на резонансной частоте, выходную клемму 8 преобразователя и первую и вторую клеммы 9 и 10 преобразователя.
Преобразователь работает следующим образом.
Сигнал с выхода генератора 1 поступает через испытуемый конденсатор
2 на вход усилительного каскада 4.
Каскады 4 и 5 образуют полосовой инвертирующий усилитель с. централь 7 „+ нои частотой Ы,„ =, которая при настройке устанавливается равной рабочей частоте сигнала генератора 1.
Выходное напряжение U преобразователя на центральной частоте и1, может быть представлено математическим выражением
1 — комплексное сопротивле3МрСо
С вЂ” емкость конденсатора 3;
С„ — емкость испытуемого конденсатора 2; тангенс угла потерь испытуемого конденсатора 2.
Учитывая значения Z и Zq получим выражение для напряжения (1 — 1 ) где с = 29 " = 2Ц и с и расстройка частоты каждого контура относительно центральной частоты полосового усилителя;
Я вЂ” параметр, характеризующий изменение частоты генератора l относительно центральной частоты полосового усилителя 1205061
5 а ее модуль (1 9, )Е (Е. 0 и
Т2)
7 (3) имеет вид
1О
2Я
P Q P„ 1 2. . 2
У, Е Ф = - (3 ф
Я 2
1+ Е (т,l =
4+ е (2) Составитель Л.Муранов
Техред С.Мигунова
Корректор Г,Решетник
Редактор А.Лежнина
Заказ 8523/47
Тираж 747
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4
К „и В, „„- входное и выходное сопротивления усилительных каскадов 5 и 4 соответственно.
При этом фаэовая характеристика функции Т при условии, что
В этом случае чувствительность фазы функции Т„ к относительному изменению частоты генератора минимальна. При указанных ограничениях модуль функции Т„может быть преобразован к виду
Для преобразователя-прототипа, у которого в нагрузочной цепи усилительного каскада установлен один
4С ;контур с резонансной частотой, определяющей центральную частоту полосового усилителя, нормализованная передаточная функция Т усилительного каскада при аналогичных условиях может быть представлена в виде
Т
1+i E
Фазовая характеристика этой
1 передаточной функции
Вычисляя отношение фазовых характеристик (4) и (1), получим, что при Е )) 1 v /EP /Я .
При параметре расстройки E = 0 1, фазовый сдвиг преобразованного сигна2О ла в предлагаемом преобразователе в
200 раэ меньше, чем в преобразователе-прототипе.
Вычисляя относительное отклонение модулей передаточных функций (2) и (3) от их значений при Я О, получим, что при Е = 0,1 относительные отклонения модулей передаточных функций равны по абсолютной величине и отличаются только за знаком, ЗО что указывает на отсутствие влияния второго L С -контура на погрешность преобразования по модулю комплексного сопротивления.
