Погрешности взаимовлияния
Обусловлены влиянием средства измерений (СИ) на исследуемый объект или наоборот или (иногда) вместе, в результате чего изменяется измеряемое значение.
Для радиоцепей более характерно исследование напряжений, чем токов. При исследовании напряжений средства измерений (вольтметры, осциллографы и т.п.) подключаются к исследуемому объекту параллельно его выходу.
Исследуемый объект всегда имеет выходное сопротивление , а СИ всегда имеет входное сопротивление
.
Если не выполняется условие , то возникает погрешность взаимовлияния.
1. Эквивалентная схема входной цепи СИ (на частотах до 100 МГц).
Наиболее часто её изображают в виде параллельно соединённых и
.
Значения
и
практически неизменны во всей полосе частот.
Обычно СИ соединяется с объектом с помощью кабеля, почти всегда-экранированного коаксиального.
Экран относительно жилы имеет погонную ёмкость
и погонную индуктивность, которой в первом приближении при
обычно пренебрегают.
Таким образом, к объекту подключается схема:
|
|
![Погрешности взаимовлияния Погрешности взаимовлияния - student2.ru](/images/metrologiya/pogreshnosti-vzaimovliyaniya-510308-14.gif)
![Погрешности взаимовлияния Погрешности взаимовлияния - student2.ru](/images/metrologiya/pogreshnosti-vzaimovliyaniya-510308-15.gif)
![Погрешности взаимовлияния Погрешности взаимовлияния - student2.ru](/images/metrologiya/pogreshnosti-vzaimovliyaniya-510308-16.gif)
|
![Погрешности взаимовлияния Погрешности взаимовлияния - student2.ru](/images/metrologiya/pogreshnosti-vzaimovliyaniya-510308-18.gif)
![Погрешности взаимовлияния Погрешности взаимовлияния - student2.ru](/images/metrologiya/pogreshnosti-vzaimovliyaniya-510308-19.gif)
Например, при ;
,
т.е. и шунтирует вход (т.е. ухудшает его входные характеристики, уменьшает входное сопротивление).
До десятков кГц основное влияние на исследуемый объект оказывает , а выше в основном действует
.
2. Выносной делитель напряжения.
Радикальное средство борьбы с уменьшением входного сопротивления из-за влияния ёмкости кабеля на высоких частотах – это применение выносного делителя напряжения (или выносного повторителя напряжения), с помощью которого уменьшается входная ёмкость и увеличивается входное сопротивление СИвместе с кабелем.
![]() |
Эквивалентная схема:
![]() | |||
![]() | |||
или
где
Это резистивно-ёмкостной делитель.
Он будет частотно-скомпенсирован при условии:
.
При этом условии модуль коэффициента передачи делителя
и не зависит от частоты,
а сдвиг фазы
и также не зависит от частоты.
Как известно, линейные цепи с такими АЧХ и ФЧХ не искажают форму проходящего через них колебания, что является обязательным условием при использовании такого делителя в составе СИ, например, осциллографа, с помощью которого мы как раз исследуем форму колебаний!
Следует отметить, что внутренние делители напряжений в СИ, используемые для регулировки их чувствительности, выполняют по схеме компенсированных делителей напряжения!
Но в данном случае нам важно другое.
Входное сопротивление делителя
(т.е.
) !
Входная ёмкость делителя
(т.е. Свх.д < С1) !
Допустим, имеется СИ с параметрами: = 1 МОм;
= 30 пФ;
= 70 пФ.
Зададимся = 0,1;
=15 пФ.
Тогда:
=>
.
И получим входные параметры делителя: ;
!
Выносной делитель нужно использовать всегда, когда хватает чувствительности СИ!