Делитель импульсного напряжения
Использование: изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям импульсов напряжения с наносекундной длительностью фронта. Сущность изобретения: источник импульсного напряжения подключен к клеммам делителя , который состоит из проводников, разделенных диэлектриком. К выходным клеммам подключена нагрузка. Обеспечение возможности деления проводника на равные части позволило увеличить точность и расширить диапазон измерения. 5 ил.
СОЮЗ СОВЕ TСVÈÕ
«Ol ЕИАЛ ИСТИ lF СКИХ
РЕ«ПУоЛИК (sile G 01 R 15/04
ГОСУДАРСТВЕ!П !ОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМ«ТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875470/21 (22) 18.10,90 (46) 28.02,93. Бюл. ¹ 8 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И,Ленина (72) Н,И,Карелов, А.В.Степук и Н.В,Кареловд (56) Авторское свидетельство СССР № 1247761, кл. G 01 8 15/04, 1986.
Шваб А, Измерение на высоком напряжении. М., 1983, с. 69 — 82. (54) ДЕЛИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к измерениям импульсов напряжения с наносекундной длительностью фронтов.
Целью изобретения является снижение стоимости, сложности изготовления и повышение качества, На фиг, 1 представлен делитель импульсного напряжения; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — устройство, электрическая схема замещения; на фиг. 4- амплитудно-частотная характеристика.
Источник импульсного напряжения 1 на фиг, 1 подключен к клеммам 2 делителя, который состоит из проводника 3, разорванного зазором 4 на две равные части, и проводника 5, разделенных диэлектриком 6. К выходным клеммам 7 подключена нагрузка
8, которая в данном случае представляет собой запоминающий осциллограф. На схеме замещения фиг. 3 делитель напряжения изображен в виде fl-образной эквивалент„„5U „„1798702 А1 (57) Использование: изобретение относится к злектроизмерительной технике, в частности к измерениям импульсов напряжения с наносекундной длительностью фронта.
Сущность изобретения; источник импульсного напряжения подключен к клеммам делителя, который состоит из проводников, разделенных диэлектриком. К выходным клеммам подключена нагрузка, Обеспечение возможности деления проводника на равные части позволило увеличить точность и расширить диапазон измерения. 5 ил, ной электрической схемы замещения, где С1 — емкости плоских конденсаторов, образованных верхними разделенными частями токопровода и нижним токопроводом, между которыми расположен диэлектрик. Разрыв прямого сигнального провода представлен емкостью C2, L — собственная индуктивность токопровода, М вЂ” взаимоиндуктивность между прямым и обратным токопроводом, Ry — сопротивление утечки в изоляции; Rp — сопротивление рассеивания в зазоре; В, CH — сопротивление и емкость нагрузки.
Работа устройства по фиг. 1, 2 поясняется по схеме замещения фиг. 3. При подаче напряжения Ur на клеммы 2 на нижних частотах емкость Cz представляет собой настолько большое сопротивление в цепи, что переча и деление напряжения происходят по активным сопротивлениям с коэффициентом деления.Кд, определяемым из выра>кения
1798702
1 вн — —.
R С. где
Ry Rp + н Rp + н Ry
С= Сн+С1+С2.
Коэффициент деления в полосе пропускания определяется из выражения
С1.+ С2+ CHH
С2
При дальнейшем увеличении частоты в об-. ласть высоких (сверхвысоких) частот емкостное сопротивление настолько уменьшается, что.емкости С1 и С2 становятся практически проводниками и с постоянной времени
Т=Т1 Т2=(Вн С2).(С1) 35 определяют резкое увеличение коэффициента деления с верхней граничной частотой
RH - C2-С1
На фиг. 5 изображен вариант делителя импульсного напряжения. Нумерация элементов делителя соответствует нумерации на фиг. 1. Коэффициент деления данного делителя определяется из выражения
K (в ) = K1(в ).К2 (в ).Кз (в );
1
K9= где K1(N ), K2(N ), Кз(в ) — коэффициенты передачи трех одинаковых П-образных звеньев, соответствующих каждому звену делителя, На фиг. 4 представлена амплитудно-частотная характеристика, построенная по ре-.
Ry р + н Rp + н Ry н Ry
При увеличении частоты емкостное сопротивление уменьшается и до нижней граничной частоты коэффициент деления определяется совместйым участием активных и емкостных сопротивлений, Нижняя граница полосы пропускания определяется из выражения
10 зультатам расчета для делителя с геометрическими размерами:
I=0,39б м — длина делителя;
Ь=0,013 м — ширина сигнального токопровода;
d=0,001 м — толщина диэлектрика.
Из рисунка видно, что-коэффициент деления при в = 0 равен Кд= 3 107 в полосе пропускэния при вн в< вa, где вн
10 С, во=10 с- Кд= 1000 {условно поло5 -1 В 1 су пропускания определяем рядом частот, ограниченных частотами и, и в, где выдерживается постоянство коэффициента деления).
На нижних частотах коэффициент деления настолько большой, что в этом диапазоне частот подавляется всякий сигнал, поступающйй на вход делителя, чем обеспечивается надежная отстройка от помех на
Ф нижних частотах, 9 области сверхвысоких частот, за счет емкости С2 (C2
Для рассчитанного делителя проведены испытания. Результаты измерений помещены в протоколе. Амплитудно-частотные характеристики,.получение расчетным и опытным путем, отличаются не больше, чем на 10%. Основная погрешность вызвана неточностью выполнения элементов конструк.ции делителя, Существенным отличием формулы изобретения от аналогичных технических решений является то, что делитель импульсйого напряжения выполнен на полосе двусторонне фольгированного диэлектрика, который является дешевым и распространенным материалом, и использование которого приведет к дости>кению . положительного эффекта, выраженного в экономии материальных средств, направленных на изготовление устройства. Кроме того, делитель в полосе пропускания работ как емкостный делитель импульсного напряжения, конденсаторы С1 которого, размещенные в поперечной ветви схемы замещения, за счет общего электрода 5 и общей диэлектрической основы 6, имеют безындуктивное соединение, не гребующее
1798702 (соеди- рийно изготовляемом двусторонне фольгиспец иальных соединительных узлов соедиро анном диэлектрике, прост в изготовлеЭто с исае его стоимость
ы С в и одольной вет- ов схемы замещения имеют также. нии и наладке. то ви схемы зам по сравнению с прототипом и другими анабесконтактное, безындуктивное соедине- и а счет чего в делителе присутствуют 5 логичными устройствами, т кт- Применение метода безындуктивного, только собственные индуктивности электьный эффект по лителя, а также исключение соединительноо ов конденсаторов, лагодаря чему доменьшению искажений выходного сигнала го кабеля к осциллографу, уменьшению искажен с ания в 10 возможность увеличить качество воспроизо . Д н - ведения измеряемого импульса и расшии о асши ению полосы пропускания в область более высоких частот. Дополниожитель- рить возможности делителя по передаче тельно в делителе достигается положительв крутых импульсов с наносекунднои длительный эффект, выраженный в том, что в к ностью ф онта, что ведет к зкономии матезависимости QT спектрального состава в иэ- н фр м яемом импульсе, под ором г у, б ром геометриче- 15 риал ьных и:энергетических ресурсов, направленных на достижение качественных ских размеров, используя известные нап и по асчет: К, а>, шн. мож- измерений в более короткие сроки.
Фо мула изобретения я -га, - Делитель импульсного напряжения, соать ши ин полосы пропуска- о р м у л я таким об азом, чтобы отстроиться от Делит л . К 20 р ащий диэлектрик, на поверхность копомех на низки и ср д и е них частотах. роме де ж им еством делите- торого нанесен в того, достаточным преимущ " в я ве им к положительному эффекту, яв- подключен с однои ст ть ег ли овки пульсного напряжения, а с другой стороны к э ициента деления в широком диапазо- — к нагрузке, отличающийся т
25 с елью увеличения точности и расширения н значений. Дополнительным существен- с ц ь диапазона измерений, диэлектрик выполным отличием делителя является то, что и иллог а ом беэ нен в виде пластин, с двух противоположделитель соединяется с осциллографом еэ
-экономическая эффективность слой, причем один из проводящих
- ЗО аэ елен на и равных частей с (и-1)-м зазаделителя импульсного напряжения выраже- разделен на и р на в том, что он выполнен на дешевом, се- ром между ними.
2 Ф д у иг.
1798702
Фы Ф еде 5
Составитель Н.Карелов
Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Лисина
Редактор
Заказ 7б9 Тираж Подписное
БНИИГ1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, )K-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1QI
