, (20)

Таким образом, для определения полной проводимости (сопротивления) двухполюсника достаточно выполнить измерения трех напряжений согласно схемам (рис.8). При этом справедливы следующие условия:

1) измерительный процесс легко автоматизировать, так как при его
реализации не требуется производить подстроечные операции;

2) из трех тестов два (при регистрации напряжений Uo и Uk) являются калибровочными и при массовых измерениях на фиксированной частоте производятся только один раз;

3) при выполнении предыдущего условия процесс измерения сводится к регистрации одного напряжения U с последующим расчетом по формуле (20);

4) при диапазонных измерениях операции по калибровке можно свести к определению четырех вещественных функций, которые определяют модуль напряжения Uo

Uo = Uo(); (21)

аргумент напряжения Uo

модуль напряжения Uk

Uk = Uk(); (23)

и аргумент напряжения Uk

При использовании стабильной измерительной аппаратуры операции по определению функций (21) - (23) можно выполнить один раз, так функции (19) - (20) определяются в режиме холостого хода или при перестановке нагрузки и их зависимость от частоты не будет сложной. В большинстве случаев эти функции можно выразить через уравнения первого или второго порядка. Для их идентификации необходимо выполнить измерения в двух - трех точках заданного частотного диапазона.

Процесс определения АЧХ и ФЧХ двухполюсника может быть сведен к измерению модуля и фазы напряжения U согласно схеме рис.8в; определения по АЧХ и ФЧХ напряжений Uo и Uk на измеряемой частоте; определение модуля и аргумента проводимости Y на частоте измерения; выполнение аналогичных измерений на всех дискретных точках частотного диапазона, определенных планом эксперимента; вычисление АЧХ и ФЧХ проводимости Y двухполюсника; обработка АЧХ и ФЧХ для определения интересующих пользователя параметров, наблюдения на экране дисплея графиков и т.п.

4. Средства измерения

4.1 Структурная схема измерительного стенда

Структурная схема измерительного стенда для измерения параметров способом сравнения с образцовыми мерами приведена на рис.4.1.

Ядром стенда служит тестер параметров радиоэлементов (ТПР). Автоматизированный режим измерения поддерживается программно с помощью персонального компьютера (ПК). Остальные блоки имеют следующее назначение:

регулятор температурного режима (РТР) для поддержания требуемой по условиям эсперимента температуры измеряемого образца;

программируемый генератор стандартных сигналов (ПГСС) для

измерения в заданном диапозоне частот;

программируемый источник питания (ПИП) для электропитания

измеряемых образцов по постоянному току при высоких уровнях потребляемой мощности;

векторный вольтметр (ВВ) для регистрации сигналов переменного тока;

пакет управления и обработки базы данных РЭ.

Структурная схема измерительного стенда Рис.9

Контрольно измерительное устройство (КИУ) служит для управления и контроля режимами исследуемого РЭ по постоянному и переменному току. КИУ содержит измерительную головку (ИГ) для подключения исследуемого образца и электропитание его по постоянному и переменному току; и коммутатором сигналов статических и динамических измерительных цепей.

Управление КИУ, ПГСС, ПИП и РТР осуществляется ПК через ТПР. ТПР содержит интерфейс на основе МПУ, регистры для управления цифровыми устройствами в составе стенда и АЦП для измерения и контроля режимов измеряемого РЭ.

4.2 Электрическая схема

4.2.1 Общая электрическая схема стенда

Общая электрическая схема комплекса приведена на КД2.791.001ЭЗ (прил.).

Состав устройств на КД2.791.001ЭЗ и их назначение соответствует рис.9.

4.2.2 Общая схема ТПР

Общая схема ТПР приведена на КД2.720.001ЭЗ.