Рассмотрение схемы измерителя добротности и резонансная кривая для ее определения. Изучение устройства куметра (измерительного генератора), который применяют для измерения параметров электромагнитных материалов, диэлектриков в широком диапазоне частот.
Аннотация к работе
Много лет Q-метр (измеритель добротности) остается нужным прибором в лабораториях, занимающихся исследованием радиочастотных схем. В современных лабораториях Q-метр заменяют, в большинстве случаев, более экзотичные (и более дорогие) приборы для измерения импедансов и сегодня уже невозможно найти производителя, который бы все еще выпускал Q-метры.Измерители добротности предназначены для измерения характеристик двухполюсников с индуктивным характером сопротивления, входных импедансов активных и пассивных четырехполюсников, а также параметров колебательных контуров, конденсаторов, резисторов, ферритов, варикапов и других радиоэлементов. Большинство измерителей добротности основано на измерении отношения напряжения, при этом используются резонансные свойства колебательного контура, образованного образцовым конденсатором и исследованного образцовым конденсатором и исследуемой катушкой индуктивности. При этом шириной полосы пропускания контура называется разность частот f1 и f2, на которых мощность в контуре равна половине ее значения на резонансной частоте f0. Для нормальной работы электронного вольтметра, измеряющего напряжение на конденсаторе, необходимо иметь напряжения на контуре в момент резонанса, равное единицам вольта, следовательно, в контур с добротностью, равной примерно 100, требуется вводить напряжение около 0,01 В. Если напряжение на выходе генератора поддерживать постоянным, то напряжение на образцовом конденсаторе будет прямо пропорционально добротности.На низких частотах резонансный контур полностью характеризуется его параметрами L, С, R, В области СВЧ резонансный контур не может быть описан аналогичным образом. Чтобы определить параметры контура на СВЧ, необходимо применять понятия теории электромагнитного поля, тогда удается описать свойства контура СВЧ в виде эквивалентной схемы, весьма близкой к эквивалентной схеме контура на низких частотах. Различия в исследовании контуров СВЧ и низкочастотного заключаются в следующем: · параметры эквивалентного контура должны определяться для каждого вида колебаний в резонаторе в отдельности; · величина R0, называемая эквивалентным активным сопротивлением контура, является неоднозначной изза неопределенности понятий напряжения и тока на СВЧ; R0 может быть определено из выражения: R0 = 2/2W где Е - амплитуда напряженности электрического поля вдоль пути интегрирования между некоторыми двумя точками в резонаторе; W - мощность, рассеиваемая в резонаторе. Значения w0, Q0, R0 для некоторых простых форм резонаторов могут быть вычислены по их геометрическим размерам и по проводимости стенок резонатора.Массовое производство отечественных куметров относится к 1947 г.‚ когда начался выпуск приборов типа КВ-1. Богомоловым был разработан и освоен в серийном производстве куметр УКВ диапазона типа УК-1. К этому же периоду относится и разработка образцовых мер добротности А.Л. Грохольским. добротность куметр электромагнитный Кроме добротности, прибор позволяет измерять индуктивность, межвитковую емкость катушек, их резонансную частоту, а также определять составляющие комплексного сопротивления емкостного и индуктивного характеров. Низкий уровень вводимого в контур напряжения при измерении (2 или 20 МВ) позволяет использовать прибор для измерения индуктивностей с ферромагнитным сердечником, а возможность ступенчатого изменения уровня позволяет оценивать нелинейность объектов.Куметр может измерять добротность цепи на рабочей частоте, а также индуктивность, емкость и действующее сопротивление.
План
Оглавление
Введение
1. Методы измерения добротности на частотах до 300 МГЦ
2. Измерение добротности на сверхвысоких частотах от 300 Мгц до 300 Ггц
3. Средства измерения добротности - куметры
Заключение
Список литературы
Введение
Много лет Q-метр (измеритель добротности) остается нужным прибором в лабораториях, занимающихся исследованием радиочастотных схем. В современных лабораториях Q-метр заменяют, в большинстве случаев, более экзотичные (и более дорогие) приборы для измерения импедансов и сегодня уже невозможно найти производителя, который бы все еще выпускал Q-метры. Для радиолюбителя Q-метр является очень важной частью необходимого набора измерительной аппаратуры
По определению добротность есть отношение колебательной энергии резонатора к удвоенной энергии, теряемой за период. Величина, обратная добротности, называется затуханием. Различают две добротности: собственную, или ненагруженную, определяемую потерями только в самом резонаторе, и нагруженную, которая зависит от суммарных потерь в резонаторе и во внешних цепях, связанных с ним элементами связи.
Вывод
Куметр может измерять добротность цепи на рабочей частоте, а также индуктивность, емкость и действующее сопротивление. Типичные куметры работают в диапазоне от 10КГЦ до 100МГЦ и могут измерять Q от 5 до 1000.
В настоящее время невозможно найти производителей куметров, можно лишь купить куметры старых моделей или собрать самому.
Список литературы
1. Измерения в электронике/ В.А. Кузнецов [и др.]; под редакцией В.А. Кузнецова. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 512 с.: ил.
2. Электронные измерительные приборы и методы измерений: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 535 с., ил.