Алгоритмические методы измерения Y-параметров многополюсных радиокомпонентов, страница 3

При переходе от принципиальной схемы рис.2.а к её формальному представлению приняты следующие положения . Нагрузочные резисторы R_i, R_j заменены полными сопротивлениями Z_i, Z_j, которые учитывают паразитные индуктивности L_i, L_j. Паразитные ёмкости C_ji, C_i, C_j моделируются эквивалентным многополюсником с матрицей рассеяния холостого хода S_o, которая соответствует матрице проводимости Y₀.

Рассмотрим процесс измерения многополюсника представленного на рис.3.

Для вычисления коэффициентов Y-матриц достаточно определить матрицу напряжений холостого хода U_o по схеме рис.3.б. В режиме холостого хода  эквивалентный многополюсник S_o имеет матрицу проводимости Y_о. На рис.3.а отражено состояние измерительного устройства при подключении к схеме исследуемого многополюсника с матрицами Y и S.   В результате измерению подлежит матрица S_с, которая отражает искажения матрицы S матрицей S_o. Очевидно, что результирующая Y_с матрица представляет собой сумму матриц Y_о+Y.

Рис. 3. Измерение многополюсника в реальной схеме: а- нагруженный режим; б- режим калибровки.

Следовательно искомую матрицу У определяет формула

Y = Y _с- Y _о.                          (14)

Для определения параметров нагруженного режима достаточно идентифицировать матрицу напряжений U согласно рис.3.а, a калибровку схемы производят согласно рис. 3.б при поочерёдном подключении к полюсам образцовых Z_oi мер измерения полюсных напряжений Ú_i,  определяя в результате вектор U_k калибровочных напряжений.

Согласно теории электрических цепей и матриц рассеяния искомую не нормированную Y- матрицу определяет формула

Y =2(К^-1- К_о^-1),                         (15)

где К- матрица передачи нагруженного режима;

К_о- матрица передачи холостого хода.

Коэффициенты матрицы К и К_о определяют по элементам матриц U и U_о и вектора U_к согласно формуле

К_ji= Ú_ji K_iZ_oi/Ú_oii;                               (16)

К_oji=2U_ojiK_iZ_oi/Ú_oii,                       (17)

где

K_i=Ú_oii/ Ú_i-1.                          (18)

Анализ формул (14)-(17) приводит к следующим основным выводам:

1) Измерительный процесс представляет собой процесс определенип модулей и разностей фаз переменных напряжений на полюсах объекта измерения. В процессе измерения какие-либо подстроечные операции отсутствуют.

2) При серийных измерениях каждый объект тестируется n² раз для определения матрицы U, так как матрицу U_о и вектор U_к в каждой точке

частотного диапазона достаточно определить только один раз.

3) Замечательное свойство данного способа измерения заключается в инвариантности результатов к полюсным нагрузкам. Эти нагрузки в общем случае можно умышленно выбрать комплексными из условий повышения точности измерительного процесса или иных соображений.

4) Применение ПК для управления измерительным комплексом снимает проблему обработки данных.

5) Способы измерения отвечают требованиям, предъявляемым к гибким измерительно-информационным системам.

Результаты полностью или частично отражены также в работах [3,4] и разработанным в ВГТУ способах и устройствах [5-10] признанными изобретениями.

Литература

1. Альтман Дж. Устройства сверхвысоких частот: пер. с англ. Под ред. проф. И.В. Лебедева, М.:Мир, 1968. 788с.

2. Ортюзн Ж. Теория электронных цепей. Т.1 , Анализ. Пер.с франц. Под ред. Л.Р. Явича, М.:Мир. 1970. 408с.

3. Мирошник И.А. Машинно-ориентированные способы определения параметров рассеяния линейных многополюсных радиоэлементов в радиодиапозоне // Изв. вузов. Радиоэлектроника, 1977, т.20, №5. с.86-89.

4. Мирошник И.А. Машинно-ориентированные способы определения параметров рассеяния линейных многополюсников на высоких частотах // Воронеж. политехн. ин-т. Воронеж, 1988. 31с: ил.11. Библиограф. 11 назв. –Рус.-Деп в ВИНИТИ 25.01.80, №609-1389.

5. А.С. 131737O СССР, МКИ G 01 R 27/32. Способ определения линейных параметров многополюсника /И.А. Мирошник и др. - Заявлено 6.01.83. Опубл. в БИ. 1987, N 22, с. 1

6. А.С 1084709 СССР, МКИ G 01 R 3/26. Устройства для измерения  параметров рассеяния транзисторов./ И.А.Мирошник и др.  – Заявлено 03.09.82. Опубл. 07.04.84 Бюл. № 13. 1с.

7. А.С .619209 СССР, МКИ G 01 R 31/28. Устройства для измерения  динамических параметров четырёхполюсников микросхем./ И.А.Мирошник и др. - Заявлено 6.01.83. Опубл.  Бюл. №1. 1 с.