Раздел 7 Измерение параметров компонентов электрорадиотехнических цепей

Тема 7.1 Измерение параметров компонентов с сосредоточенными параметрами

7.1.1 Общие сведения

Радиотехнические цепи, физические размеры которых гораздо меньше рабочей длины волны, называют цепями с сосредоточенными параметрами. Свойства таких цепей практически не зависят от конфигурации выводов (электродов) активных и пассивных элементов и размеров соединительных проводов. Радиотехнические цепи, физические размеры которых соизмеримы с рабочей длиной волны колебаний, относятся к цепям с распределенными параметрами. Каждый элемент или соединительный провод этой цепи обладает сопротивлением (активными, т.е. невозвратимыми, потерями мощности), индуктивностью и емкостью. Подобные цепи называют длинными линиями или СВЧ-трактами.

Элементы радиотехнической цепи можно соединить в двухполюсники и четырехполюсники. Двухполюсник (одиночный элемент или сложная электрическая цепь) имеет два вывода - полюса; четырехполюсник - пару входных и пару выходных выводов - четыре полюса.

В электрических цепях с сосредоточенными параметрами широко применяют линейные компоненты общего назначения: резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. При определенных допущениях эти элементы рассматривают как линейные пассивные двухполюсники, характеризуемые некими идеальными параметрами - сопротивлением R (величина, обратная сопротивлению - проводимость Y), индуктивностью L, емкостью С.

При измерениях не всегда удается определить значение того или иного параметра, соответствующее идеальному виду элемента. Несовершенство конструкции и характеристик применяемых материалов является причиной появления паразитных параметров элементов. Так, наряду с главным параметром резистора - активным сопротивлением, он имеет и определенную индуктивность; катушка индуктивности, обладая индуктивностью, имеет паразитную емкость и активное сопротивление (сопротивление потерь) и т.д.

С учетом паразитных параметров резистор, конденсатор или катушку индуктивности можно соответственно характеризовать некоторым эффективным значением сопротивления, емкости, индуктивности, которые зависят от частоты протекающих по ним токов. Поэтому эффективные параметры компонентов необходимо измерять на рабочих частотах, если их влиянием на результат измерения нельзя пренебречь. Необходимо еще знать и ряд вторичных параметров этих элементов, например: добротность Q

катушки индуктивности, тангенс угла потерь δ конденсатора, характеристическое сопротивление ρ контура, что позволяет более точно определять измеряемые параметры.

Параметрами длинных линий, по аналогии с цепями с сосредоточенными постоянными, являются погонные активное сопротивление, индуктивность и емкость. Однако в отличие от цепей с сосредоточенными постоянными, эти параметры не имеют такого четкого физического смысла и поэтому их не измеряют. В то же время элементы СВЧ-трактов служат аналогами двух - и четырехполюсников, из которых состоят цепи с сосредоточенными постоянными. Эта аналогия позволяет рассматривать параметры: КВЧ-трактов как параметры двух - и четырехполюсников.