Спосіб визначення граничної частоти потенціально-нестійкого чотириполюсника

Спосіб визначення граничної частоти потенціально-нестійкого чотириполюсника, що включає вимірювання внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості Кс чотириполюсника на різних частотах та подальший розрахунок граничної частоти fr, який відрізняється тим, що спочатку вимірюють одне значення внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості: на частоті f-i, де даний коефіцієнт менше одиниці, утворюючи на частотній залежності кривої Kc(f) точку А, потім вимірюють одне значення внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості на частоті h, на якій внутрішній інваріантний коефіцієнт стійкості більше одиниці, утворюючи на частотній залежності кривої Kc(f) точку В, після чого, виходячи з подібності трикутників fi, A, fr' та h, В, V, утворених точками А та В вимірювання значень внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості відповідно на частоті fi та fe й точкою V перетину прямої з'єднання виміряних значень Ксі та Кс2 поблизу граничної частоти, визначають співвідношення двох виміряних значень внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості, а граничну частоту потенційно-нестійкого чотириполюсника розраховують за формулами: 1 Т г 2~тг > _ t 'г де: fr' - частота на перетинанні прямої, що з'єднує виміряні значення Ксі та Ксг, що є екстраполюючою прямою частотної залежності кривої Kc(f) поблизу граничної частоти fr, величина fr' є шуканим значення fr, яку визначають з відносною похибкою fr со CO Корисна модель відноситься до області електроніки, зокрема до вимірювальної техніки визначення параметрів чотириполюсників. Відомий спосіб визначення граничної частоти потенційно-нестійкого чотириполюсника шляхом аналізу його фізичної еквівалентної схеми із одержанням аналітичного виразу fr через відповідно виміряні робочі параметри чотириполюсника f r.6 = °-5fBi де fBMM - частота вимірювань; Кk к К ms і 14ms . мінімально досяжні стійкі коефіцієнти передачі по потужності транзистора в схемі з загальним колектором і загальною базою [Філинюк М.А., Гаврілов Д.В. Методи вимірювання робочих параметрів узагальнених перетворювачів імітанса // Вісник Вінницького політехнічного інституту. 2 0 0 3 . - № 4 . - С . 103, ф-ла7]. Недоліком даного способу є відсутність таких аналітичних виразів для більшості видів чотириполюсників. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб визначення граничної частоти потенційнонестійкого чотириполюсника, що включає багаторазове вимірювання внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості Кс чотириполюсника на частоті fi, де даний коефіцієнт менше одиниці та багаторазове вимірювання внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсника на частоті їг, на якій внутрішній інваріантний коефіцієнт стійкості більше одиниці та подальший пошук граничної частоти як максимальної частоти на якій мінімально-досяжне значення вихідного (вхідного) імітансу чотириполюсника ю О) 9563 ReZ _ReZ2(Kc1-1)-ReZ1(KC2-1) В К К С1 f _ С2 дорівнює нулю, де Zi і Z2 - перший і другий комплексний опір із відомою дійсною частиною; r~ f 1 f 2 - fr ^С1 + ^С2 де fV - частота на перетинанні прямої, що з'єднує виміряні значення Ксі та Ксг, що є екстраполюючою прямою частотної залежності кривої Kc(f) поблизу граничної частоти fr. Величина f' r і є шуканим значення fr, визначеною з відносною похибкою де Рг - потужність електромагнітних коливань, що подаються на клеми чотириполюсника; Рц, Ріг - значення потужності електромагнітних коливань, що надходять на вхід вимірювача потужності з виходу чотириполюсника в режимі двостороннього узгодження, відповідно, при підключенні до входу чотириполюсника першого Zi і другого І2 комплексних опорів із відомою дійсною частиною; Ріг, Р22 - значення потужності електромагнітних коливань, що надходять на вхід вимірювача потужності з виходу чотириполюсника в режимі двостороннього узгодження, відповідно, при підключенні до входу чотириполюсника першого Zi і другого Z2 комплексних опорів із відомою дійсною частиною [Филинюк Н.А. Активные СВЧ фильтры на транзисторах. - М.: Сов. Радио, 1987, с. 12]. Недоліком даного способу є його низька точність та велика трудомісткість, обумовлена великою кількістю вимірювань та відсутністю відносно простих способів вимірювання мінімальнодосяжного значення вхідного (вихідного) імітансу ЧОТИриПОЛЮСНИКа R e W B X mm І ReWenx mm В основу корисної моделі поставлено задачу створення способу визначення граничної частоти потенційно-нестійкого чотириполюсника, в якому за рахунок нової послідовності виконання операцій досягається можливість зменшення кількості вимірювань, що призводить до підвищення точності та зменшення трудомісткості визначення граничної частоти потенційно-нестійкого чотириполюсника. Поставлена задача вирішується тим, що в способі визначення граничної частоти потенційнонестійкого чотириполюсника, що включає вимірювання внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості Кс чотириполюсника на різних частотах та подальший розрахунок граничної частоти fr, спочатку вимірюють одне значення внутрішнього інваріантного коефіцієнту стійкості: на частоті f i , де даний коефіцієнт менше одиниці, утворюючи на частотній залежності кривої Kc(f) точку А, потім вимірюють одне значення внутрішнього інваріантного коефіцієнту стійкості на частоті f2, на якій внутрішній інваріантний коефіцієнт стійкості більше одиниці, утворюючи на частотній залежності кривої Kc(f) точку В, після чого, виходячи з подоби трикутників f i , A, f' r та f 2) В, f'r, утворених точками А та В вимірювання значень внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості відповідно на частоті fi та fa й точкою f' r перетину прямої з'єднання виміряних значень Ксі та Ксг поблизу граничної частоти, визначають співвідношення двох виміряних значень внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості, а граничну частоту потенційно-нестійкого чотириполюсника розраховують за формулами: g _ ' г ~ *г Спосіб, що пропонується, в порівнянні з прототипом має суттєві відмінності - підвищену точність та меншу трудомісткість визначення граничної частоти потенційно-нестійкого чотириполюсника, що досягається шляхом зменшення кількості вимірювань. На фігурі 1 зображено розрахункові значення внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості чотириполюсників на базі біполярних транзисторів. На фігурі 2 зображено структурну схему пристрою для виконання способу. На фігурі 1 прийняті наступні позначення: А та В - точки вимірювання значень внутрішнього інваріантного коефіцієнта стійкості відповідно на частоті fi та fa, fV - частота на перетинанні прямої, яка з'єднує виміряні значення Ксі та Ксг, що є екстраполюючою прямою частотної залежності кривої Kc(f) поблизу граничної частоти fr. Пристрій для проведення вимірювань складається (Фіг.2) з генератора електромагнітних коливань 1, вихід якого через перший трансформатор 2, що узгоджує, з'єднаний із входом першого комутатора 3. Один із виходів першого комутатора З з'єднаний із виходом потенційно-нестійкого чотириполюсника 4 і першим входом другого комутатора 5. Вихід другого комутатора 5 через другий трансформатор 6, що узгоджує, з'єднаний із входом вимірювача потужності 7. Другий вихід першого комутатора 3 з'єднаний із другим входом другого комутатора 5 і з входом третього комутатора 8. Перший вихід третього комутатора 8 з'єднаний через перший комплексний опір 9 із відомою дійсною складовою з входом невзаємного чотириполюсника 4, другий вихід третього комутатора 8 через другий комплексний опір 10 з'єднаний із входом потенційно-нестійкого чотириполюсника 4. Спосіб здійснюється наступним чином. Від генератора 1 подають електромагнітні коливання постійної потужності і частоти через узгоджуючий трансформатор 2 і перший комутатор 3 на вхід другого комутатора 8, вихід якого через перший комплексний опір 9 з'єднується з входом потенційно-нестійкого чотириполюсника 4. Вихід потенційно-нестійкого чотириполюсника 4 за допомогою комутатора 5 через другий узгоджуючий трансформатор 6 з'єднують з входом вимірювача потужності 7. Потім за допомогою узгоджуючих трансформаторів 2 і 6 встановлюють режим узгодження опору генератора електромагнітних коливань 1 із вхідним опором потенційно-нестійкого чотириполюсника 4 при включеному в його вхідне коло першим комплексним опором 9 і узгодження опору вимірювача потужності 7 із вихідним опором поте 9563 нційно-нестійкого чотириполюсника 4 і в цьому режимі вимірюють потужність Р Ц електромагнітних коливань на його виході. Потім за допомогою комутатора 8 електромагнітні коливання генератора 1 падають через другий комплексний опір 10 із відомою дійсною складовою на вхід чотириполюсника, за допомогою узгоджуючих трансформаторів 2 і 6 встановлюють режим узгодження опору генератора 1 із вхідним опором потенційно-нестійкого чотириполюсника 4 при включеному в його вхідне коло другим комплексним опором 10 із відомою дійсною складовою, і узгодження опору вимірювача потужності 7 із вихідним опором потенційнонестійкого чотириполюсника 4, і в цьому режимі вимірюють потужність на його виході. Електромагнітні коливання генератора 1 через перший узгоджуючий трансформатор 2 і перший комутатор З подають на вихід потенційно-нестійкого чотириполюсника 4, а вимірювач потужності 7 через другий узгоджуючий трансформатор 6 і комутатор 5 підключають до входу третього комутатора 8 і здійснюють вимір потужності Ріг і Р22 електромагнітних коливань на вході потенційно-нестійкого чотириполюсника 4 у режимі узгодження опору генератора 1 електромагнітних коливань із вихідним опором потенційно-нестійкого чотириполюсника й узгодження опору вимірювача потужності 7 із вхідним за допомогою третього комутатора 8 першого 9 і другого 10 комплексних опорів із відомою дійсною складовою. За результатами вимірювань Рц, Р 2 і, Рі2, Р22 визначають граничну частоту потенційнонестійкого чотириполюсника за формулами: K К С1 -' С2 — C1+KC2 12 Р г +Р 2 1 Р 2 2 де Рг - потужність електромагнітних коливань, що подаються на клеми невзаємного чотириполюсника; Рц, Ріг - значення потужності електромагнітних коливань, що надходять на вхід вимірювача потужності з виходу потенційно-нестійкого чотириполюсника в режимі двостороннього узгодження, відповідно, при підключенні до входу чотириполюсника першого Zi і другого Z2 комплексних опорів із відомою дійсною частиною; Ріг, Р22 - значення потужності електромагнітних коливань, що надходять на вхід вимірювача потужності з виходу потенційно-нестійкого чотириполюсника в режимі двостороннього узгодження, відповідно, при підключенні до входу чотириполюсника першого Zi і другого Z 2 комплексних опорів із відомою дійсною частиною. 1.5 2 з Фіг. 1 5 9563 4 o-K IWJ о*--""™*! _г КЗ 0 О К2 б УК2 вн I К1 УК! г Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601