Доработка прибора для измерения комплексного сопротивления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Измерители комплексного сопротивления (импеданса) на основе делителя напряжения и трех вольтметров известны. В частности, их применяют радиолюбители для измерения электрических параметров антенн [1]. Упрощенная схема такого прибора показана на рис. 1. К источнику переменного напряжения последовательно подключают исследуемое комплексное сопротивление (RH, Сн) и известное (образцовое) реактивное емкостное С0 или активное сопротивление R0.

Рис. 1

Зависимость между экспериментальными данными - измеренными значениями напряжений U1 U2, U3, константами fBX, Ro. С0 и искомыми параметрами RH, Сн описывают уравнения [2]:

При известных значениях образцового сопротивления R0 или емкости С0, а также частоты входного сигнала fBX погрешность измерения комплексного сопротивления определяется погрешностью измерения напряжений U1-U3. Для повышения точности нужно следить за постоянством напряжения U1 и частоты сигнала, а сопротивление образцового элемента (R0, Со) не должно существенно отличаться от ожидаемого сопротивления нагрузки. Если импеданс нагрузки заранее неизвестен, устанавливают образцовый резистор R0 сопротивлением 50... 100 Ом и проводят измерения. При различии напряжений U2 и U3 более чем в два раза в соответствующую сторону изменяют сопротивление резистора R0 и повторяют измерения. По формулам (3б) и (5), используя (1) и (2), определяют вещественную часть сопротивления - RH. Заменив резистор R0 конденсатором С0 с емкостным сопротивлением на частоте измерения, приближенно равным сопротивлению резистора R0 проводят измерения и аналогично из (За) и (4) определяют реактивную составляющую неизвестного сопротивления Хн. Если результат имеет знак плюс, реактивная составляющая имеет емкостный характер, а если минус - индуктивный. По формуле (6) или (7) находят емкость или индуктивность нагрузки.

Рис. 2

Напряжения Ut и U3 можно измерять по отношению к общему проводу стандартным вольтметром переменного тока с большим входным сопротивлением, а вот измерить напряжение U2 подобным образом невозможно. Поэтому для реализации измерителя в диапазоне радиочастот прибегают к преобразованию переменного напряжения в постоянное с помощью выпрямителя на полупроводниковом диоде. Выпрямленное напряжение измеряют вольтметром постоянного тока. Для унификации измерений аналогично измеряют напряжения U1 и U3.

Один из источников погрешности - несимметричность напряжения генератора, источника высокочастотного сигнала. Эта особенность должна быть учтена, поэтому в измерителях с выпрямителями должна измеряться амплитуда одной и той же полуволны переменного напряжения. Кроме того, диодные выпрямители вследствие нелинейной передаточной характеристики при напряжении менее 1 В вносят дополнительную погрешность, которая может быть уменьшена за счет применения калибровочных графиков [3] или поправочных таблиц.

Схема предлагаемого измерителя показана на рис. 2. Резистор R1 обеспечивает согласование устройства с выходом генератора сигналов. Выпрямитель на диоде VD1, в зависимости от положения контактов переключателей SA1 и SA2, может быть подключен к различным точкам устройства. В указанном на схеме положении переключателей измеряется напряжение U1. В нижнем положении подвижного контакта переключателя SA1 (SA2 в верхнем) - U3, а в нижнем SA2 (SA1 в верхнем) - U2. Выход выпрямителя через ФНЧ R2R3C2 подключают к вольтметру постоянного тока, в качестве которого можно применить цифровой мультиметр.

Все детали монтируют в пластмассовом корпусе размерами 30x80x120 мм. Входное ВЧ гнездо XW1 (BNC-124) размещают на одной из боковых сторон, гнезда для подключения нагрузки (клеммники нажимные РТ-213-03, РТ-224-01) - на соседней, переключатели - П2К с возвратом повторным нажатием и гнезда для подключения образцовых элементов (РТ-213-03, РТ-224-01) - на верхней. Все указанные элементы следует расположить как можно ближе друг к другу. Диод VD1 и конденсатор С1 монтируют на выводах переключателей. Гнезда XS1, XS2 могут быть любого типа, их размещают на свободной стенке корпуса, на них устанавливают конденсатор С2. Резисторы R2 и R3 припаивают между выводами переключателей и гнездами XS1, XS2.

Калибруют измеритель следующим образом. На вход (гнездо XW1) подают переменное напряжение генератора (как правило, 1 В), к контактам ХТ1 и ХТ2 подключают резисторы

С2-10 по 51 Ом, а к гнездам XS1, XS2 - вольтметр постоянного тока. Подборкой резистора R3 устанавливают показания вольтметра равными 1 В. Затем проводят определение поправочных коэффициентов, которые позволят повысить точность измерений. Для этого на вход подают постоянное напряжение 1 В, к контактам ХТ1 и ХТ2 подключают резисторы сопротивлением 10... 100 Ом так, чтобы на контактах ХТ2 получить напряжение, например, около 50 мВ, и проводят измерения вольтметром постоянного тока на контактах ХТ1 (U2=) и ХТ2 (U3=). Подав на вход переменное напряжение 1 В частотой 1,6 МГц, проводят измерения напряжений U2вч и U3B4 и находят поправочные коэффициенты для этой частоты Р2 = U2= - и2Вч и Р3 = U3= -U3B4 Аналогичным образом определяют поправочные коэффициенты на других частотах до 30 МГц.

Подключив к контактам ХТ1 и ХТ2 резисторы с другими сопротивлениями, повторяют измерения и находят поправочные коэффициенты для других значений напряжения U2 и U3 на различных частотах. Полученные результаты сводят в таблицу, которую используют при проведении измерений импеданса нагрузки.

Литература

1. Барский А. Прибор для измерения импеданса антенн. - Радио, 2001, № 12, с. 59,60.
2. Коробейников В. Анализ прибора для измерения импеданса. - Радио, 2003, с. 65,70.
3. Степанов Б. ВЧ головка к мультиметру. - Радио, 2006, № 10, с. 58.

Автор: В.Коробейников

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Один фотон разделен на три запутанных отдельных фотона 16.03.2020 Ученые-физики из Института квантовых вычислений (Institute for Quantum Computing, IQC) университета Ватерлоо разработали новую технологию, позволяющую расщепить один фотон света на три отдельных фотона. В основе этого технологии лежит метод SPDC (spontaneous parametric down-conversion), который позволяет получить то, что в квантовой оптике называют негауссовским состоянием света, считающееся одним из главных компонентов, необходимых для достижения квантового превосходства. "Технология расщепления фотона на два была "рабочей лошадкой" исследований в области квантовой механики на протяжении более 30 лет" - рассказывает Крис Уилсон (Chris Wilson), профессор и ведущий исследователь, - "Возможность расщепления одного фотона на три ложится в основу совершенно новых парадигм квантовой оптики и открывает совершенно новую область исследований". Для обхода известных ограничений метода SPDC ученые использовали микроволновые фотоны (кванты микроволнового излучения), которые попадали в полость специального сверхпроводящего параметрического резонатора. Получающиеся на выходе три фотона практически идентичны по всем основным параметрам, и в самом ближайшем времени ученые планируют произвести проверку на предмет существования квантовой запутанности между всеми тремя фотонами. "Негауссовское состояние света и операции, производимые с его помощью, являются ключевым компонентом для достижения квантового превосходства" - рассказывает профессор Уилсон, - "Все это с очень большим трудом поддается моделированию на классических вычислительных системах, следствием чего является недостаточное количество теоретических и практических работ в этой области. И мы надеемся, что наше достижение позволит сдвинуть всю эту область с мертвой точки".

Другие интересные новости:

▪ Изменение скорости движения отдельных объектов на видео

▪ Новое семейство высокоинтегрированных часов реального времени

▪ Миниатюрный лазер с блокировкой мод

▪ Арктику ждут новые рекорды таяния

▪ Новый медиа-формат DataPlay

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Радиоуправление. Подборка статей

▪ статья Фильтры, бленды и уход за оптикой. Искусство видео

▪ статья Что такое ирригация? Подробный ответ

▪ статья Редактор. Должностная инструкция

▪ статья Новые профессии лазерной указки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Тиристорный стабилизированный источник питания с возможностью регулировки и защитой от перегрузок по току. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026