Коррекция индуктивных делителей Текст научной статьи по специальности «Физика»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

1971

Том 231

КОРРЕКЦИЯ ИНДУКТИВНЫХ ДЕЛИТЕЛЕЙ

А. И. КРАМНЮК

(Представлена научным семинаром кафедры радиотехники)

»

В последнее время разработаны Индуктивные делители (ИД) с применением нового, названного лестничным, типа намотки [1]. Такие делители благодаря равномерной структуре, достигнутой чисто технологическим путем, могут обеспечить высокую точность коэффициента деления, в принципе, до весьма высоких частот. На конечное значение выходного сопротивления, причем имеющего в основном индуктивный характер, и наличие паразитных емкостей (Спар ) приводит с ростом частоты к появлению частотной погрешности.

К числу указанных емкостей и оказывающих наиболее существенное влияние, следует отнести емкость нагрузки (Сп), остаточную паразитную емкость между отдельными обмотками в самой декаде (C0g) и входную емкость декады (Свх ).

Влияние C0g подробно рассмотрено в [2]. Там же намечены пути уменьшения ее влиянии • и приведены необходимые рекомендации:

При проектировании широкополосных ИД для уменьшения прямого прохождения отдельные декады необходимо помещать в экраны, что приводит к появлению емкости относительно экрана ( , которая также оказывает существенное влияние на величину частотной погрешности.

При отсутствии 'паразитных емкостей отношение напряжений строго равно отношению соответствующего числа витков в обмотках. Указанное соотношение будет выполняться и при наличии Спар , если значения эквивалентных емкостей (СЭкв ), приведенных к каждой отдельной обмотке, равны между собой. Обеспечить равенство Сэк& можно путем подключения дополнительных корректирующих емкостей.

Достигнуть лолной коррекции дри всех значениях коэффициента деления практически довольно трудно, так как необходимо применять большое количество корректирующих элементов и довольно сложные системы коммутации. Если ограничиться каким^лЕбо вполне допустимым значением частотной погрешности, то можно резко уменьшить 'количество корректирующих элементов. то '.обстоятельство, что доля, вносимая в Общую частотную ^погрешность каждой последующей декадой, по сравнению с предыдущей будет во столько раз меньше, во сколько меньше напряжение, приложенное к ней, по сравнению с напряжением, приложенным к предыдущей декаде. Поэтому достаточно обеспечить полную частотонезависимость тех декад, у которых один вывод подключен к общему проводу, и погрешность всего делителя будет значительно снижена.

На рис. 1 приведена схема ¿-й декады, работающей на емкостную нагрузку Сн/, где

Сх Сю — корректирующие емкости; свЧ+х — входная емкость ¿ + 1 декады;

Сп — емкость для коррекции СВХ£Ч1. Значения корректирующих емкостей будем определять на основании равенства эквивалентных емкостей, приведенных к отдельным обмоткам.

1-я декада

ШЛС

-г—«15 АИ0

±

«9

ТПД

Г"*8

$

С8

4—б =рсв

$

- С5

—О |

I

=т=С4 =гСЗ

I

+2 •*■

тС2

■4—о) <

9 СИ

4=с1

«О**»

1

__Г

Рис. 1.

Учитывая, что неизвестных десять, а'число уравнений, которые можно составить, равно девяти, зададимся отношением;

С1

—- — а,.

а.

(1)

Величину а1 определим в дальнейшем,, исходя из получения минимального значения корректирующих емкостей.

При подключении Сы к выводу «I» 1-й декады, условие частото-

независимости запижется в виде-

10

у а

»«¿=2

— С\ + С нг

Для вывода «2» указанное условие принимает вид

•1-0 2

2 2 8 ' 2

(2)

Аналогично получаем уравнения для других; положений переключателя: ; • '

10 3

2 с* Еск+9снг

к=4 к = 1

10 4

2 ск . 2 + 1бсн<

к=5 _ к«1

4"

10 5 . _.....

2 2 + 25Сн;

К=6 К=1

10 6

2 ск 2 ск + зесн.

к=7 __

4 6

10 7

2Ск V СК + 49С„,

К = 8 __ 1£==1_Г

3 7 ;

10 9 ' 2ск + 64 сщ

к=9 _ к=И_

2 ~~ 8 ; 10 9 *

2Ск 2ск + :81Снг к=Ю . кМ

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

; 1 Ь. -....... . ..9. .. .

Решая (2) и (¡3) учётом -(Г), находим '

С2 -СнДа, \ (И)

Далее решая (3) и (4) с учетом (1) и (11), находим

С3.~Сн,(^-2,2). (12)

Для остальных емкостей

с, = Сщ (а, - 2,4); С5 = Сч (а, - 2);

С6 = Сн. (а± — 1); С7 = Сщ (а, +0,6); • (13)

С8 = Сн. + 1,8); Сэ = Сщ(а1 + 5,бу,

С10 = Сщ(а1 + 9).

Условие минимальности будет удовлетворено, если положить значение а1 равное 2,4 (из выражения для определения С4). При ,этом

С\ = 2,4Снг; С2 = Сн.; С3 = 0,2Снг; с,= 0, С5=0,4С„г.; Св=1,4Сч;

с7 — 3 Сщ] С8 — 5,2 СНр Сд = 8СН/;

Сго-11,4Сн.. . ^ ?

При коррекции ИД необходимо, кроме найденных, подключать еще соответствующие емкости, устраняющие влияние-собственных емкостей декады, значения для которых приведены в [2].,

48

Для устранения влияния входной емкости последующей декады подключена Си, Значение ее определим для худшего случая, когда I + 1 декада подключена к выводам 0—1 ¿-декады.

Непосредственно из рис. 1 определяем

04)

Для определения величины Ст можно воспользоваться соотношением

Снг=2Сэт + Сн, (15)

т—1

где СЭт — значение емкости всех последующих декад относительно экрана;

Сн — значение емкости нагрузки ИД.

Проведенный эксперимент подтвердил результаты анализа. Так с помощью рассмотренной коррекции величина частотной погрешности трех-декадного делителя на частоте 100 кгц с величины 0,2% была снижена до 0,01 н- 0,02»% ■

ЛИТЕРАТУРА

1. Образцовые источники переменных напряжений. Отчет по НИР «Веретено», «Витамин», депонированная рукопись, гос. регистр. № 68021571, № 68021579, ВНИИТЭИР, -М., 1969.

2. А. И. К р а м н ю к, М. С. Р о й т м а н. Расширение рабочего диапазона индуктивных делителей. Настоящий сборник. *

4. Заказ 6642