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 Погрешности взаимовлияния - student2.ru , а СИ всегда имеет входное сопротивление Погрешности взаимовлияния - student2.ru .

Если не выполняется условие Погрешности взаимовлияния - student2.ru , то возникает погрешность взаимовлияния.

1. Эквивалентная схема входной цепи СИ (на частотах до 100 МГц).

Наиболее часто её изображают в виде параллельно соединённых Погрешности взаимовлияния - student2.ru и Погрешности взаимовлияния - student2.ru .

Погрешности взаимовлияния - student2.ru Значения Погрешности взаимовлияния - student2.ru и Погрешности взаимовлияния - student2.ru практически неизменны во всей полосе частот.

Обычно СИ соединяется с объектом с помощью кабеля, почти всегда-экранированного коаксиального.

Погрешности взаимовлияния - student2.ru Экран относительно жилы имеет погонную ёмкость Погрешности взаимовлияния - student2.ru и погонную индуктивность, которой в первом приближении при Погрешности взаимовлияния - student2.ru обычно пренебрегают.

Таким образом, к объекту подключается схема:

Погрешности взаимовлияния - student2.ru
Погрешности взаимовлияния - student2.ru
Погрешности взаимовлияния - student2.ru Обычно Погрешности взаимовлияния - student2.ru ; Погрешности взаимовлияния - student2.ru ;

Погрешности взаимовлияния - student2.ru
Погрешности взаимовлияния - student2.ru (среднее Погрешности взаимовлияния - student2.ru 70 пФ)

Погрешности взаимовлияния - student2.ru

Например, при Погрешности взаимовлияния - student2.ru ; Погрешности взаимовлияния - student2.ru ,

т.е. Погрешности взаимовлияния - student2.ru и шунтирует вход (т.е. ухудшает его входные характеристики, уменьшает входное сопротивление).

До десятков кГц основное влияние на исследуемый объект оказывает Погрешности взаимовлияния - student2.ru , а выше в основном действует Погрешности взаимовлияния - student2.ru .

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.

Погрешности взаимовлияния - student2.ru

Погрешности взаимовлияния - student2.ru

 
  Погрешности взаимовлияния - student2.ru

Эквивалентная схема:

       
  Погрешности взаимовлияния - student2.ru
    Погрешности взаимовлияния - student2.ru
 

или

где Погрешности взаимовлияния - student2.ru

Это резистивно-ёмкостной делитель.

Он будет частотно-скомпенсирован при условии:

Погрешности взаимовлияния - student2.ru .

При этом условии модуль коэффициента передачи делителя

Погрешности взаимовлияния - student2.ru и не зависит от частоты,

а сдвиг фазы

Погрешности взаимовлияния - student2.ru 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

Погрешности взаимовлияния - student2.ru (т.е. Погрешности взаимовлияния - student2.ru ) !

Входная ёмкость делителя

Погрешности взаимовлияния - student2.ru (т.е. Свх.д < С1) !

Допустим, имеется СИ с параметрами: Погрешности взаимовлияния - student2.ru = 1 МОм; Погрешности взаимовлияния - student2.ru = 30 пФ; Погрешности взаимовлияния - student2.ru = 70 пФ.

Зададимся Погрешности взаимовлияния - student2.ru = 0,1; Погрешности взаимовлияния - student2.ru =15 пФ.

Тогда: Погрешности взаимовлияния - student2.ru Погрешности взаимовлияния - student2.ru => Погрешности взаимовлияния - student2.ru .

И получим входные параметры делителя: Погрешности взаимовлияния - student2.ru ; Погрешности взаимовлияния - student2.ru !

Выносной делитель нужно использовать всегда, когда хватает чувствительности СИ!

Наши рекомендации