高频q表及其应用.doc

莆羃肀第八章高频Q表及其应用螁肈聿电阻器、电容器、电感器都是电路的基本元件。电路基本元件参数是电路测试的基本内容之一。电路参数测试仪器是基本测试仪器。由于电路元件的工作频率范围不同,测试的方法和测试的仪器也有所不同。对于工作在低频电路中的元件大多采用电桥法和万用电桥;对于工作在高频电路中的元件,大多采用谐振法和Q表等。蒆莄Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse艿袇芆一、谐振法测元件参数的基本原理薆薁芃羀薆葿图8-1谐振法的基本电路谐振测试法是根据谐振回路的谐振特性建立起来的测电路元件参数的方法。谐振测试法的基本电路如图8-1所示。它是由LC谐振回路、高频振荡电路和谐振指示电路三部分组成。振荡电路提供高频信号,它与谐振回路之间的藕合程度应足够弱,使反映到谐振回路中的阻抗小到可以忽略不计。谐振指示器用来判别回路是否处于谐振状态,它可以用并联在回路两端的电压表或串联在回路中的电流表担任。同样要求谐振指示电路的内阻对回路的影响小到可以忽略不计。蚆羁蝿(一)电容量的测试莈蚈羃谐振法测电容器有直接法和替代法两种。-1所示的基本电路相同。选用一适当的标准电感L,与被测电容Cx组成谐振电路,调节高频振荡电路的频率,当电压表的读数达最大,即谐振回路达到串联谐振状态。这时振荡电路输出信号的频率f将等于测量回路的固有频率fo,即螆螃芅薈膆肅由此可求得电容Cx值,袆膄蒀芀腿芈式中电容的单位是F(法),频率的单位是Hz(赫),电感的单位是H(亨)。若上述各量的单位分别用pF,MHz,uH,则Cx式可写为:羅芁羆羂羈膆由于谐振频率fo可由振荡电路的度盘读得,电感线圈的电感量是已知的,即可由上式计算被测电容量Cx。肅蚂袂由直接法测得的电容量是有误差的,因为它的测试结果中包括了线圈的分布电容和引线电容,为了消除这些误差,宜改用替代法。。串联和并联替代法,采用替代原理,必须进行两次测试。被测元件接入前使电路谐振;被测元件接入已调谐好的电路后会使电路失谐,然后重新调整电路中的标准元件,以补偿(替代)被测元件造成的失谐。测量结果需计算后方能得到。这是一种间接测量的方法。膂蒆羃(1)并联替代法芅蒄羁用并联替代法测试电容量的电路如图8-2所示,进行测试时,首先将标准可变电容器放在电容量甚大的刻度位置CS1上,调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后将被测电容器接在Cx接线柱上,与标准可变电容器并联,振荡电路保持原来的频率不变,减小标准可变电容器的电容量到CS2,使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下,虿蕿蒀CS1=CS2+Cx莅蚀蒆即可求得被测电容Cx的值为:莁芇羅Cx=CS1-CS2莅肁莃蝿肆袀蒅蒂芇图8-2并联替代法测量电容量蒁聿肆显然,并联替代法只能测电容量小于标准可变电容器的变化范围的电容器。由于通常标准可变电容器的电容量变化范围有限,例如一个能从500pF变化到40pF的电容器的电容量变化范围为460pF。按照上述测试方法,只能测试电容量小于460pF的电容。当被测电容量大于标准可变电容器的电容量变化范围时,则可根据被测电容量的估算数值选择一个适当容量的电容器作辅助元件,再用上述方法进行测试。选择辅助电容器时,必须使已知辅助电容器的电容量与标准可变电容器的变化范围之和大于被测电容器的电容量。例如用电容量变化范围为460pF的标准可变电容器来测被测电容量约为680pF的电容时,必须选择一个电容量大于220pF的已知电容作辅助元件。薅袃蒁测试时,首先把已知电容接在Cx接线柱上,标准可变电容器放在电容量所在的刻度位置CS1上,调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后拆去Cx接线柱上的已知电容,接上被测电容。振荡电路保持原来的频率不变。减小标准可变电容器的电容量到CS2,使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下罿袈艿CS1+C已知=CS2+Cx蚄芄羇即可求得被测电容Cx的值为:蚁蚇袃Cx=CSl-CS2+C已知螄莁螄(2)串联替代法腿莆虿测电容量大于标准可变电容器容量变化范围的另一种方法是串联替代法。串联替代法测电容的电路如图8-3所示。进行测试时,首先将标准可变电容放在电容量甚小的刻度位置CS1上,调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后将被测电容串联在谐振回路中,振荡电路保持原来的频率不变,增加标准可变电容量到CS2,使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下袄螂蚈CS1=l/(1/CS2+1/Cx)袁葿袅即可测得被测电容Cx的值为羄膃羂芈芈膈图8-3串联替代法测量电容量羄薄蒈Cx=(CS1•CS2)(CS2-CS1)肀羆羆肄羄肁(二)-1中若选用已知标准