149504. lajstromszámú szabadalom • Nagyfrekvenciás impedanciamérő berendezés
149.504 3 M indikátorra vezetjük. A hidat kiegyenlítjük (pl. ha oszcilloszkópot használunk indikátornak, álló kör- vagy ellipszisábrát állítunk be), majd a Zi rezgőkörbe bekapcsoljuk a mérendő Cm kondenzátort, és a rezgőkör változtatható kapacitású Ci kondenzátorának kapacitását addig változtatjuk, míg az indikátor az előző állapotot nem mutatja. A mérendő értéket a Ci kondenzátor két fent említett (azaz kezdeti és hídkiegyenlítésbeni) értékének különbsége adja. A K kondenzátor biztosítja a két megfelelő hídpont nagyfrekvenciás szempontból való rövidzárását, a csövek működtetéséhez szükséges egyenfeszültséget a 0 és + jelzésű pontokon értelemszerűen csatlakoztatjuk. A 3. ábrán a 2. ábra szerinti berendezés változata látható. Ennél a Vi és V2 csövek anódjain fellépő rezgések amplitúdója, frekvenciája és fázisa egyenlőségének biztosítása, azaz az anódokhoz kapcsolt Z3 és Z4 rezgőkörök esetleges széthangolódásának megakadályozása végett e két rezgőkör között csatolást hozunk létre. A csatolás extrém esete az, hogy a két anódot galvanikusan összekötjük". Ekkor a két Z3 és Z4 rezgőkör helyett egyet alkalmazhatunk, melyet a 3. ábrán Z34 hivatkozási jellel jelöltünk meg és melynek egyik sarka nagyfrekvenciásán a K kondenzátoron át van földelve. Az áramkör működése a kiegyenlítettség közvetlen közeiébén, azonos az előző kapcsoláséval, nagyobb széthangolódások esetén a két rácsköri rezgőkör már kissé elhúzza egymást (frekvenciára megvalósított negatív visszacsatolás keletkezik). Ez ugyan csökkenti a mérés érzékenységét, azonban a kapcsolás null-ingadozáeát (drift-jét) is csökkenti. A berendezés működése és kezelése egyébként a 2. ábra szerintivel azonos. A 4. ábra szerinti kapcsolás, mely a 3. ábra szerintinek változata, biztosítja a kis kapacitásváltozások közvetlen leolvashatóságát, ill. regisztrálásra alkalmas indikációs módot valósít meg. A két rácsköri Zi és Z2 rezgőkör jelét e kapcsolásnál megfelelő csatolással egy V3 koincidenciacső (két vezérlőrácsos elektroncső) két vezérlőrácsára vezetjük. A rácsokat statikusan lezárjuk. A rezgések pozitív amplitúdói kinyitják a rácsokat, és ha a nyitó jelek egy időben (közel azonos fázisban) érkeznek: megindul a?, anódáram. Ennek az áramnak az: átlaga (ül. az ezt mutató Md, Deprézrendszerű műszer kitérése), akkor lesz maximális (azonos amplitúdójú rezgések esetén), ha a rácsra érkező jelek fázisa (és frekvenciája) megegyezik. Az indikátorként és egyben mérőműszerként is használt Md műszer kitérése kis elhangolásofe esetén a mérendő kapacitásváltozással lesz arányos. Minthogy a kis elhangolások tartományában a koincidenciacső anódárama a kapacitásváltozással lineárisan változik, lehetőség nyílik közvetlenül a kapacitásváltozással arányos feszültségváltozást biztosító kapcsolás megvalósítására. Ilyen kapcso-' lás vázlatát mutatja be az 5. ábra, mely a 4. ábra szerinti kapcsolás tökéletesített változatát szemlélteti. E kapcsolásban az önrezgő híd szabad pontjait két egyenáramú hídkapcsolásfoan működő V3 és V4 koincidenciacső első vezérlőrácsaival kötjük össze. E csövek második vezérlőráesait összekötjük és a Z34 rezgőkör szabad pontjára kapcsoljuk. Ekkor mindkét V3 és V4 koincidenciacső a szabad hídpomtok fázisát hasonlítja össze a közös hídpont fázisával. Az egyenáramú hidat úgy állítjuk be, hogy azonos fázishelyzetek esetén legyen kiegyenlítve. A szabad hídpontra kapcsolt kapacitás a fázisokat elhúzza, és ennek hatására az egyenáramú híd kiegyenlítettsége is megszűnik. Az egyenáramú híd kiegyenlítettségét jelző Md műszer kitérése kis elhangolásoknál arányos lesz a kapacitásváltozással. E kapcsolás, szimmetrikus felépítésié miatt, nagymértékű stabilitást biztosít a csőöregedés, tápfeszültség- és hőmérséklet-ingadozásokkal szemben. Alacsonyabb frekvenciákon (5—30 MHz) egyes koincidenciacsövek első és második vezérlőrácsa között elég nagy erősítés van, ilyen csövek (pl. EH81) alkalmazása esetén az .önrezgő hidat közvetlenül a két vezérlőrács segítségével építhetjük fel. Ilyen kapcsolást mutat a 6. ábra, melynél ugyanazon V3 és V4 koincidenciacső szerepel az önrezgő és az egyenáramú híd elemeként. E kapcsolás működése részletesen a következő: A V3 és V4 koincidenciacsövek első és harmadik rácsa közötti erősítés és szórt kapacitás hatására a Z34 rezgőkör impedanciája — az előzőekhez hasonlóan — negatív ellenállásként transzformálódik a Zi és Z2 rezgőkörökbe, így azok, rezonanciapontjuknak megfelelően, berezegnek. Ha Zi = Z2, a V3 és V4 koincidenciacsövek két-két vezérlőrácsán azonos jelet kapunk, ezért a V3 és V4 koincidenciacsövek belső ellenállása ázoncs lesz. Ebben az esetben az Rí, R2 ellenállásokból, valamint a V3 és V4 koincidenciaosövekből álló egyenáramú híd kiegyenlítetté válik (Rj és R2 ellenállások megfelelő beállítása esetén). Ez a kiegyenlített állapot akkor szűnik meg — vagyis az Mj műszer akkor tér ki —, ha a V3 és V4 koincidenciacsövek belső ellenállása különbözővé válik, azaz ha a Zj impedancia nem lesz egyenlő a Z2 impedanciával. Zi impedanciának Z2 impedanciához képesti kismértékben történő változása esetén az Md mérőműszer kitérése a mérendő Cm kondenzátor kapacitásváltozásával arányos, A 7. ábrán az 5. ábra szerinti berendezés egyik célszerű" áramköri megoldását mutatjuk be részletes és számszerű példaként. A berendezés 25 MHz-en működik, 100 pF mérőkapacitás 1 mpF kapacitásváltozásait méri, a kapacitásváltozást közvetlenül az Md mérőműszer skálájáról olvas^ hatjuk le. A berendezés Ua anódfeszültsége 250 Volt, negatív előfeszültsége Ug = —-20 V. A 7. ábrán látható hivatkozási jelekkel megjelölt alkatrészek villamos adatai és minérnűségei a következőik: A V] és V2 elektroncsövek EC92, a V3 és V4 koineidenciacsöveik EH81 típusúak, az M műszer 100 /ÍA mérési határú Depréz-műszer, az Li, L2 és L3 induktivitások értéke egyenként 0,3 /xH. A Pi, P2 és: p3 potenciométerek 10 k Q ellenállású huzal-potenciométerek. A kondenzátorok közül Ci és C2 keramikus trimmerkondenzátorok 10—40 pF közötti kapacitással. A többi kondenzátor kapacitásait és minéműségét az alanti táblázat mutatja: C3 = 150 pF pilleforgó C4 —Cg— 33 pF keramikus Ce = CÍ3 = C14 = 20 nF keramikus C7 = Cs = Cn =22pF keramikus
