188924. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás kétpólus reflexiós tényezőjének meghatározására

1

188 924

2

A találmány tárgya olyan eljárás — és az eljárás foganatosítására alkalmas kapcsolási elrendezés —, amely lehetővé teszi, hogy alapvetően a technika állásával összhangban álló mérési elv alkalmazásával úgy végezzük el nagyfrekvenciás kétpólusok reflexiós tényezőinek meghatározását, hogy észlelni tudjuk az ilyen méréseknél nehezen felügyelhető hibaforrásokból eredő mérési hibákat és figyelmen kívül hagyhatjuk a hibás mérési eredményeket, szükség szerint azonnal megismételhetjük a hibás eredményt adó mérést.

A reflexiós tényező fogalma szakkörökben jól ismert, ezért csak a továbbiak könnyebb követéséhez szükséges mértékben értelmezzük azt. Ha a nagyfrekvenciás technikában valamely Z0 iinpedanciájú generátort ismeretlen Zx =£ Z0 impedanciával lezárjuk, nem csak a Zx impedancia felé folyik áram, hanem az illesztetlenség miatt valamennyi áram visszaverődik, reflektálódik. A lezárás felé haladó hullámok és az onnan visszavert hullámok Ube, illetve Urcfi. amplitúdóinak arányát nevezzük reflexiós (T) tényezőnek:

r = ube/urcfl.

A lezárás helyén ez a T tényező a Z0 és Zx impedanciákkal az alábbi képlet szerint függ össze :

A gyakorlatban a dB dimenziójú viszonyszámot használják, amely szerint a reflexiós „a” csillapítás:

a = 20 • lg 1/ [dB],

Ennek értéke ideális illesztés esetén végtelen, teljes reflexió esetén zéró.

A reflexiós tényező meghatározásának ismert előnyös módja, hogy a vizsgálandó kétpólust mérőhíd egyik ágába iktatják, a mérőhíd bemenőkapcsára - automatikus szintszabályozással állandó szinten tartott — vizsgálójelet kapcsolnak és a mérőhíd kimeneti átlójában elrendezett kimenő transzformátor kapcsán megjelenő kimenőjelet - formálás után - olyan kijelző eszközre kapcsolják, amely előnyösen a kívánt dimenziójú menynyiségre van kalibrálva. Természetesen ezenkívül a kimenőjel vagy abból jelfeldolgozó láncban leszármaztatott jel ezenkívül jelrögzítő eszközbe is beírható, adattávfeldolgozási hálózatra kapcsolható stb. Így pl. akár a kijelző eszköz bemenete, akár annak kimenete kódkimenettel, pl. BCD csatlakozóval is csatolható.

Ideális eszközparaméterek és mérési feltételek esetén a reflexiós tényezővel arányos lesz a kimenőjel. A gyakorlatban az ideális '.iszonyok csak megközelíthetők, de általában az ilyen körülmények is lehetővé teszik kielégítő pontosságú mérési eredmény elérését. Az ideálistól eltérő paraméterek azonban dinamikusan is változhatnak és az a mérési elrendezés, amely általában elfogadható mérési eredményt szolgáltat, bármely mérési ciklusban olyan zavaró hatás befolyása alá kerülhet, amely miatt a mérési eredmény már nincs a pontossági osztály szerinti elfogadott tűréstartományon belül.

Az ismert ilyen mérőeszközök éppen ezért rendelkeznek kalibrálás célját szolgáló szervekkel, amelyek segítségével időközönként kiküszöbölhetjük a menet közben fel- 65

lépett paramétereltolódásokat és célszerűen minden mérési sorozat megkezdése előtt is ellenőrizhetjük és beállíthatjuk a pontosságot biztosító mérési feltételeket. Ez azonban még nem zárja ki, hogy bármely mérési cik- 5 lusban hibás mérési eredményt kapjunk anélkül, hogy erről tudomásunk lenne. Ennek jelentőségét különösen növeli, hogy a gyakorlatban leginkább előforduló hibaforrások sokszor eredményjavító torzítást visznek a mérésbe, vagyis a ténylegesnél kedvezőbb átviteli minőséget 10 jelez a mérőeszköz.

A mérés meghamisítását eredményezi egyebek között, ha a vizsgálójelet szolgáltató jelforrás, pl. a bemeneti szélessávú erősítő szintszabályozása nem kielégítő és a mérőhídra kapcsolt vizsgálójel szintje eltér a viszonyig szám alapjául feltételezett értéktől. Ez az eltérés az egyik esetben a ténylegesnél kedvezőbb, a másik esetben a ténylegesnél kedvezőtlenebb mért értéket eredményez, de a mért érték, mindenképpen hamis, ezért a pontossági osztálytól függő tűrésmezőnél nagyobb mértékben el- 2Q térő vizsgálójelszint esetén a mérési eredményt nem szabadna figyelembe venni.

Egy másik hamisító tényező a mérőhíd csatlakozó pontjainál (kimenet, bemenet) fellépő érintkezési hiba, amely idővel bármely csatlakozó kapocsnál felléphet, 25 ugyanakkor a vizsgálandó kétpólus nem kellően gondos beiktatása is okozhatja azt. Ilyen hiba esetén a mérési eredmény a ténylegesnél kedvezőbb értéket ad.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a felsorolt hibák eseti fellépése üzem közben felügyelhető, ha a 30 nagyfrekvenciás méréssel egyidejűleg egyenáramú vizsgálójeleket is alkalmazunk, amelyek jelzik a mérési eredményt meghamisító zavaró csillapításokat.

. Ha a merőhidat úgy módosítjuk, hogy a bemenőkapocs és a kimeneti transzformátor között megtartjuk 35 a galvanikus csatolást, a vizsgálandó kétpólus beiktatására alkalmasan kialakított lridágat viszont a kimeneti transzformátorról olyan csatolóelemmel választjuk le galvanikusan, amely nagyfrekvencián kielégítő mértékben megközelíti a rövidzárat, így gyakorlatilag nagyűQ frekvenciás rövidzárat reprezentál, akkor a bemenőkapocsra egyenáramú vizsgálójelet is adhatunk anélkül, hogy ezzel a nagyfrekvenciás folyamatot megzavarnánk. Az ilyen mérőhíd egyenáramú kimenőjele csak akkor lesz egy meghatározott szinttartományon belül, ha a z,5 hálózati paraméterek (érintkezőpontok átmeneti ellenállásai) is egy meghatározott tűrésmezőn belül ncvérték szerintiek. Ha pedig a bemeneti szélessávú erősítő szintszabályozó áramköre által szolgáltatott vezetőjelből mintát veszünk, ugyancsak egyenáramú alakban a vizsgálójel [,0 névértéktől való eltérését reprezentáló jelet kapunk, amely mindaddig lesz meghatározott tűrésmezőn belül, amíg maga a vizsgálójel is az előírt tűrésmezőn belül marad.

Ennek megfelelően a találmány szerint olyan mérő- 55 hidat alkalmazunk, amelynek bemenőkapcsa galvanikus csatolással van összekötve a kimenő transzformátorral, míg két szomszédos hídág és a kimenő transzformátor közé cgy-egy - egyenáramú - szakadást megvalósító csatolóelem, célszerűen kondenzátor van iktatva, a mé- 60 rendő kétpólust az egyenáramúlag a kimenő transzformátorról leválasztott hídágak egyikébe iktatjuk és a mérőhíd bemenőkapcsára egyenáramú vizsgálójelet is kapcsolunk, a mérőhíd egyenáramú kimenőjelét pedig vizsgáló áramkörre, pl. komparátorra kapcsoljuk, amely-