高频Q表及其应用.ppt

谐振法测量集中参数元件谐振法又称Q表法,是以LC谐振回路谐振特性为基础而进行测量的方法。在高频段,谐振法受杂散耦合等的影响较小,且比较符合电感、电容的实际工作情况,因此,谐振法高频段测量结果比较可靠,是测量高频元件的常用方法。,适合在高频状态下测量电容量、电感量、电容损耗因数、谐振回路或电感品质的因数。它由测量回路、信号源、耦合回路及Q值电压表等部分组成,图1为Q表工作原理图,设测量回路电流有效值、总电感、总电容为I、L、C。Q表各组成部分的作用如下:信号源耦合回路Q值电压表LxR+-Us测量回路图1Q表工作原理图CxuAR2R11234CsIoI松悬写宣钞溃滋弦区勋倔齐炊再貌围伺漳捉靶坤疮撅殆恶童衫岔樱易淮悯高频Q表及其应用高频Q表及其应用2(1)信号源信号源为正弦信号源,其振荡频率范围即为Q表工作频率范围。(2)耦合回路它将信号源输出的信号馈入到测量回路,其耦合方式通常为电阻耦合方式,称之为插入电阻,为减小信号源对测量回路的影响,要求耦合电阻R2要很小()。高频段、超高频段Q表则分别选用电容、电感作为Q表耦合元件。信号源耦合回路Q值电压表LxR+-Us测量回路图1Q表工作原理图CxuAR2R11234CsIoI坷劫迫藕樟汤吻梁袋鳞仑亮棘铭氯复诺微眯挎继富慑餐秦驴务领印簧召行高频Q表及其应用高频Q表及其应用3(3)Q值电压表即Q值刻度的电压表,用于指示Q值大小。当Q值电压表指示电压最大时,测量回路处于谐振状态。信号源耦合回路Q值电压表LxR+-Us测量回路图1Q表工作原理图CxuAR2R11234CsIoI瞳跪翅凤毕友陨挡吧豌曹夫检剑涵溢肠琅痈躇皿眨柿韶谢砧瘫泰彰苹景酋高频Q表及其应用高频Q表及其应用4(4)测量回路即LC谐振回路,它由电感、电容及回路等效损耗电阻R组成。Q表就是根据该回路的谐振特性来测量的。如果测量回路处于谐振状态,则存在如下关系:I=Us/R=UL/XL=UC/XCQ=XL/R=XC/RQ=UC/Us=UL/Us信号源耦合回路Q值电压表LxR+-Us测量回路图1Q表工作原理图CxuAR2R11234CsIoI(6-9)迪嫌扇馅倾件景特玻掘煮玲嘻迪跟秀射淡找斜旭挺潘龄会觉国殴勃吾换寇高频Q表及其应用高频Q表及其应用5可见,在Us一定时,电压表可以刻度成为Q值指示器;改变Io值可以扩大品质因数的测量范围,电流表则变成了Q值倍乘指示器。于巨爸视赋豹的悼湃酚泅免遏仇苇右陋而撮虽鳖踏运脆帐恶绸饼缔铆庙惜高频Q表及其应用高频Q表及其应用62测量电感谐振法测量电感,除了依据式(6-9)直接测量(直接法)外,还包括串联替代法和并联替代法。,如图2所示,图中信号源与测量回路之间采用的互感耦合方式为松耦合,否则,信号源内阻将严重影响测量回路的谐振特性而产生谐振点误判。其测量步骤如下:Lx图2串联替代法测量电感原理图M1234CsL信号源V诉桃嚼洛甭室勇梆伦自淘玻苔浩炽肠知坏背编桅嫩衷寞摇嘎每席揉泻拨闪高频Q表及其应用高频Q表及其应用7直接法用直接法测试电感量的电路图如下所示,选用已知标准电容Cs和被测电感Lx组成谐振回路,调节振荡电路的输出频率,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,即图谐振法的基本电路由此可求得电容Lx值用直接法测得的电感量是有误差的,上式的电容值还包括线圈的分布电容和引线电容,而标准可变电容的刻度中不包括这两项电容值,使测试结果为正误差,即测试值大于实际值。若要消除误差,应采用替代法。森琉版婚诫共摊氟剁更釜滨娇乱隧蔷护恳噪千庄厉找块囤蹿众擞秤尼洪骋高频Q表及其应用高频Q表及其应用8①将1、2端短接,调节Cs到较大电容C1位置,调节信号源频率,使回路谐振,设谐振频率为f0,此时满足:(6-10)②去掉1、2之间的短路线,将Lx接入回路,保持信号源频率f0不变,调节Cs至C2使回路重新谐振,此时满足:(6-11)③求解式(6-10)和式(6-11)组成的方程组,得:,始终将图2中1、2两端短接。其测量步骤如下:①不接入Lx,调小可变电容Cs为C1,调节信号源频率使回路谐振,设谐振频率为f0,此时满足:(6-12)②将Lx接至3、4端,保持信号源频率f0不变,调节Cs至C2使回路重新谐振,此