24 Измерение параметров двухполюсников. Измерительные линии. Конструкция, принцип действия, методики измерений и параметры
Двухполюсник электрическая схема с двумя точками подключения. Д. подразделяются на активные, содержащие источники эдс, и пассивные — без источников эдс (рис.). Активный Д. эквивалентен генератору с эдс, равной напряжению холостого хода Uxx, и внутренним сопротивлением Z = Uxx / Ikз (Ikз — ток короткого замыкания). Пассивный Д., представляющий собой только нагрузочный элемент, характеризуется входным сопротивлением: для переменного тока Zω = Uω/Iω, где ω = 2πf (f — частота переменного тока в гц ), и постоянного тока r = U/I. Д. — частный случай Многополюсника.
Двухполюсники: а — активный; б — пассивный; L — индуктивность; С — ёмкость; R1, R2, — омические сопротивления; е — источник тока; U — приложенное напряжение; I — электричесий ток.
Измерение параметров и характеристик необходимо при отборе и проверке элементов, входящиих в аппаратуру связи, для выявления зависимости сопротивлений от частоты, температуры и других влияющих величин, определения входных сопротивлений приборов и линий связи, нахождения места повреждения и установления его характера в устройствах связи.
Измерение параметров двухполюсника может быть прямое и косвенное. Прямые измерения выполняются методами непосредственной оценки и сравнения. Широко применяется метод дискретного счета. Косвенные измерения проводятся методом вольтметра и амперметра, резонансным методом и комбинацией последнего со способом замещения.
Выбор метода измерения и используемой для данного частотного случая аппаратуры определяется характером и ожидаемым значением измеряемой величины, требованием к быстроте и точности измерения и диапазоном частот, в котором производится измерение.
Прямые измерения.
1.Метод непосредственной оценки – реализуется при помощи прямопоказывающих приборов, основанных на непрерывном измерении значения измеряемой величины или на измерении некоторых дискретных значений.
2.Метод сравнения – простейший способ измерения сопротивления, заключающийся в сравнении показаний вольтметра или амперметра, поочередно подключаемых к измеряемому резистору.
Косвенные измерения
1.Метод вольтметра и амперметра. Схемы для измерения сопротивления двухполюсника методом вольтметра и амперметра представляют собой последовательное соединение источника питания, исследуемого двухполюсника, амперметра и реостата.
2.Резонансный метод. Измерения сводится к определению степени вляния измеряемого двухполюсника на параметры образцового измерительного контура в момент настройки в резонанс.
25.
Для определения параметров
четырехполюсника
с известной внутренней структурой
наиболее целесообразно составить для
его схемы уравнения по методу контурных
токов или узловых напряжений.
Расчет Z-параметров
осуществляют, анализируя схему методом
контурных токов. При этом во входной
выходной контур включаются источники
ЭДС, создающие напряжения 
и 
.
При составлении уравнений контурные
токи выбирают так, чтобы в их число
входили входной и выходной токи
четырехполюсника. Далее из системы
контурных уравнений исключают токи
внутренних контуров, т. е. приводят ее
к виду. Для получения Y-параметров
четырехполюсника, имеющего один общий
зажим входной и выходной цепей 0 (рис.
12.6) (иногда такой четырехполюсник
называют трехполюсником), этот зажим
выбирают в качестве базисного узла при
формировании системы узловых уравнений.
Рис. 12.6 |
К входному 1 и выходному 2 зажимам подключены источники тока İ1 и İ2. Затем из составленной системы исключают напряжения внутренних узлов четырехполюсника, что приводит к Y-уравнениям. |
Типы измерительных трактов и их компоненты
По принципу действия схемы измерительных трактов делятся на:
– интерференционные;
– рефлектометрические.
Интерференционные схемы используются в измерительных линиях. Принцип действия рефлектометрических схем основан на выделении с помощью направленных ответвителей сигналов пропорциональных мощностям падающей, отраженной и прошедшей волн.
26. Важным параметром антенны или линии передачи, подсоединенной к антенне, является коэффициент стоячей волны. Коэффициент стоячей волны (КСВ) определяется отношением ее максимальной и минимальной амплитуд.
Когда сопротивление нагрузки равно волновому сопротивлению линии передачи, падающая волна полностью поглощается в нагрузке, отраженная и стоячая волны отсутствуют. В этом случае система является идеальной, ее коэффициент стоячей волны равен 1.
U прям. + U отр.
КСВ = -------------------------
U прям. - U отр.
Панорамные измерители КСВ и ослабления.
Принцип действия этих приборов основан на использовании двух направленных ответвителей с детекторными головками (направленных детекторов (НД) с включенным между ними исследуемым четырехполюсником). Сигнал от генератора качающейся частоты подводится к исследуемому четырехполюснику. При измерении ослабления выделяются падающий на исследуемый объект и прошедший через него СВЧ сигналы, детектируются и подаются в индикаторный блок. Сигнал с выхода детекторной головки НД подающей волны поддерживается постоянным системой автоматической регулировки мощности (АРМ) генератора. Шкалы индикатора градуированы в децибелах и позволяют производить непосредственный отсчет измеряемой величины. Достоинством этих приборов является возможность наблюдения на осциллографическом индикаторе характеристик ослабления в диапазоне частот.