Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 4 - Impedansmätning vid höga frekvenser, av Bertil Peterson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Impedansmätning vid
höga frekvenser
En ny metod för impedansmätning har utarbetats. Därvid
använder man en utrustning som i huvudsak består av en
riktkopplare med ett enda kopplingshål eller en
kopplingsslinga. Denna slinga är emellertid ej fixerad som vid en
vanlig riktkopplare utan kan vridas så att den induktiva
kopplingen varieras. Genom att analysera detektorströmmens
beroende av slingans vridningsvinkel, kan den impedans
som avslutar mätledningen bestämmas.
Riktkopplarens ekvivalenta schema visas i fig. 1.
Kopplingsslingan avslutas med en resistans Z1 och i tilledningen
ligger detektorn med impedansen Z2. Slingans kapacitiva
och induktiva koppling till mätledningen betecknas med C
respektive M medan Z är den okända impedansen. Om man
antar att 1/coC > Zx och Z„ erhålles
och
lc,=
lm =
j æ CEZ1
zX + Z2
M är en funktion av slingans vridningsvinkel oc, soin
räknas från planet vinkelrätt mot ledningens längdriktning
till slingplanet. Således M — M0 sin oc. Detektorströmmen
blir
/ to (CEZ1 — IM0 sin a)
I, = I c
I»
zx + z2
Om man för in de normaliserade värdena m0 — MJZ0 och
z = Z/Z0 = r + j x samt sätter E — I Z0z erhålles
L =
j w IZ0 (CZ1 z — m0 sin oc)
zT+zä
eller
/„ oo CZX z — m0 sin oc
Med en anpassad belastning, z = 1, bestämmes nu
vinkeln oc0 som ger /2 = 0. Alltså CZX = m0 sin oc0 och
12 CNj r + j x
sin oc
sin oc0
Denna ekvation ger en möjlighet till bestämning av fem
impedansparametrar
(1) Då oc inställes för minimal I2 är r = sin ocmin/sin ocü
(2) Samtidigt erhålles hmin co | x |
(3) Då a inställes lika med + oc0 är I2 oc | z — 1 I
(4) Då oc inställes lika med — oc0 är I2 co | z + 1 ,
(5) Då oc inställes lika med 0 är /2 csd ] z |
Alla dessa avläsningar är ej nödvändiga. För att
bestämma en impedans användes t.ex. (1), (2) och (5) som ger r,
I x I och |z|. Ty I x I = r tg’9?, där sin «p = | x |/| z | vilka
beräknas ur (2) och (5). Vidare är
r sin ff!|/l
r + j
sin" <p
Absolutvärdet på reflexionskoefficienten Q erhålles direkt
ur (3) och (4), ty
z — 1
Q = z + 1
och dess fasvinkel ß är differensen mellan de båda
vektorernas z — 1 och z + 1 fasvinklar, dvs.
ß — arctg
arctg
r — 1 r + 1
där |x| och r bestämmes enligt (1), (2) och (5)
Fig. 1. Riktkopplarens ekvivalenta schema.
För att bestämma tecknet hos den okända belastningens
fasvinkel fordras en speciell mätning. Enklaste metoden
är att alldeles ovanför kopplingsslingan inskjuta en liten
kolv, fig. 2, som ger en liten reaktansändring lika med
— j 8 x i z. Om fasvinkeln för z är positiv, dvs.
reaktansen positiv, kommer den totala reaktansen att minska,
varför mätvärdena enligt (2)—(5) också kommer att minska.
Då z har negativ fasvinkel blir förhållandet omvänt.
Ovanstående mätningar ger impedansen i det plan av
mätledningen där slingan är belägen. För alt sedan få
impedansen vid ett visst referensplan fordras som vanligt
en kortslutningsmätning, som anger fasvridningen mellan
de båda planen. En impedanstransformering från mät- till
referensplanet kan sedan lätt göras t.ex. med hjälp av ett
Smithdiagram. Då r = 0, ger två mätningar enligt (2) och
(3) ett värde på förhållandet | j x — 1 | / | j x | = k, varur
x = 1/j/F — 1. Vid en kortsluten ledning är emellertid
j x = j tg O, där O är den sökta fasvinkeln mellan mät- och
referensplan, varför tg O— ± I/|/ä3— 1. Tecknet hos x
bestämmes lätt enligt den ovan beskrivna metoden.
Konstruktionen av en impedansmeter med vridbar slinga
visas i fig. 2 i koaxialutförande. Den i figuren synliga
trim-mern användes vid inställningen av ct0-läget för att få
detektorströmmen exakt lika med noll. Eftersom
detektorströmmen är proportionell mot frekvensen, användes
impedansmetrar av denna typ vanligen vid frekvenser över
200 MHz.
Impedansmätområdet begränsas uppåt av a0, ty om
r > sin 90°/sin oc0 erhålles minimal detektorström vid
0Cq = 90° men r-värdet blir ej det rätta. För mätning av
höga r-värden måste sin oc0 = CZjm^ göras liten, dvs. Z1
liten eller mä stor. Detta är dock ogynnsamt, eftersom <*0
då kommer att variera starkt med frekvensen. För att få
Fig. 2. Genomskärning av impedansmetern.
ELTEKNIK 1958 1 1 9
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
