ставляющая, вследствие чего .обычно измеряют именно ее эквивалентную э. д. с.

Между напряжением основной измерительной частоты (f ,), подаваемой на исследуемую, деталь и э. д. с. третьей гармоники, возникающей в. ней, были найдены определенные, зависимости. Если нелинейность конденсатора определяется в основном током, как, например, мы имеем при конденсаторах из окиси тантала, то

где Ез - э. д. с. третьей гармоники; -ток основной частоты через исследуемый конденсатор; Uf,-напряжение основной частоты на конденсаторе; кзг - коэффициент пропорциональности; п 3.

Если нелинейность конденсатора зависит в основном от напряжения, как у керамических конденсаторов,

где п=2,5-3.

Для большинства резисторов £з=йзи р так как наиболее характерной зависимостью э. Д. с. третьей гармоники от приложенного напряжения основной частоты является кубическая или близкая к ней. Поэтому и единица оценки уровня нелинейности радиодеталей принимает вид ИТГ * (индекс третьей гармоники) =201g (f 3/t ,), где f 3 -напряжение третьей гармоники, мкв; Uj, - напряжение (основной частоты), подаваемое на исследуемую деталь, в.

Однако на практике, как это осуществлено в описываемых ниже приборах (см. § 6-2, п. В), для измерения нелинейности результат получают в абсолютных значениях напряжения третьей гармоники {мв, мкв) или относительных, называемых коэффициентами нелинейности: кн= iOf.JUf ) % и kn= =20lg (UfJUf) дб, где Uf, и Uf выражаются в единицах одной размерности 6 6]. Величины в децибеллах для различных типов радиодеталей могут принимать значения от -(160- 170) дб для пленочных конденсаторов с неполярным диэлектриком (полистирол, фторопласт) при условии отсутствия у них деталей (корпус, выводы), содержащих ферромагнитные материалы, или для качественных проволочных резисторов и до 10 дб у конденсаторов из керамики с большой относительной диэлектрической проницаемостью 8, либо таких резисторов, как типа КОИ.

Измерение нелинейности по уровню третьей гармоники может быть осуществлено мостовым методом [6-23] или методом непосредственного измерения.

* В зарубежной печати обозначается - ТШ (Third Harmonik Index) - см. [6-21].

Сущность мостового метода состоит в следующем. Исследуемая деталь Z (рис. 6-8, б) включается в одно из плеч моста, который уравновешивается на основной частоте по активной и реактивной составляющим. Если плечи сравнения и образцовое плечо моста составлены из элементов сравнительно линейных, то в состоянии равновесия напряжение в индикаторной диагонали будет определяться напряжением гармоник, возникающих в 2и под действием приложенного напряжения [ ,. Напряжения гармоник, в том числе и U], могут быть измерены с помощью селективного вольтметра. Напряжение основной частоты на 2и измеряется вольтметром, входной импеданс которого не должен влиять на состояние равновесия мостовой схемы. Если этого добиться затруднительно, он может выключаться при точном уравновешивании моста, но тогда его показания будут обладать дополнительной погрешностью. Мостовая схема должна быть частотно независимой в пределах частот измеряемых гармонических составляющих. Только в таких условиях она может быть уравновешена как на основной частоте /ь так и на гармонических составляющих напряжения генератора. Если широкополосность достаточна, требования к источнику питания моста в отношении нелинейных искаже НИИ, а также к фильтру низкой частоты (ФНЧ) значительно снижаются, что является одним из основных преимуществ метода. К недостаткам же следует отнести необходимость уравновешивания моста при каждом измерении, а также дополнительных расчетов, так как э. д. с. третьей гармоники распределяется между всеми плечами моста. Кроме того, известную трудность представляет собой осуществление широкополосности схемы для большого диапазона z. Перечисленные недостатки снижают универсальность мостового мето.п:а.

В работах, опубликованных Розенталем и Луисом (Rosenthal L. G., Louis G. S.), a также Миллэрдом [6-24, 6-27], содержится описание мостовых схем, на которых производились измерения нелинейности резисторов в диапазоне номиналов от сотен ом до десятков килоом при частотах 1-3 кгц. Была достигнута чувствительность порядка (130-140) дб при мощности основной частоты, рассеиваемой в z до 0,5 в-а.

Применение метода непосредственного измерения позволяет свести к минимуму или вообще исключить дополнительные расчеты и, кроме того, значительно сократить время измерения по сравнению с мостовым методом. Как показано на рис. 6-8, в, напряжение Uf подается с генератора через ФНЧ, подавляющий высшие гармонические составляющие, на исследуемую деталь 2и, которая соединяется с выходом ФНЧ и входом фильтра-высоких частот (ФВЧ), служащим входной цепью избирательного вольтметра, настроенного на третью гармонику основной частоты, с помощью некоторого согласующего устройства. Назначение согласующего устройства - согласовать изменяю-

щийся в широких пределах импеданс исследуемой детали с выходом генератора и входом вольтметра. Главная трудность, возникающая при реализации метода, заключается в том, что все элементы ФНЧ, согласующего устройства и ФВЧ должны быть линейными. Линейность достигается применением пленочных конденсаторов с неполярным диэлектриком, катушек индуктивности (без сердечников), намотанных на каркасах из неполярного диэлектрика (полистирол, фторопласт, полиэтилен), проволочных (но без содержания ферромагнитных материалов) резисторов очень качественных паек. Имеет значение также материал изоляции монтажных проводов, монтажных стоек, переключателей, клемм и т. д. Практически только линейность

. 0

Рис. 6-9. Схемы согласующих устройств

И стабильность примененных деталей накладывает ограничение на чувствительность метода. Лучшие приборы для измерения нелинейности по относительному уровню третьей гармоники позволяют измерять коэффициент нелинейности н=180 дб или н=10-%.

Если напряжение генератора О/, содержит третью гармонику в пределах 0,1 %, то для обеспечения надежного измерения н= 180 дб, ФНЧ должен подавлять третью гармонику не менее чем на 140 дб. Ясно, что по отношению к избирательному вольтметру, настроенному на третью гармонику, напряжение t , является помехой. ФВЧ должен ослаблять эту помеху на величину 120 дб.

Обратимся теперь к согласующему устройству. Если входное сопротивление ФВЧ имеет емкостный характер, между ФНЧ и исследуемой деталью рационально включить катушку индуктивности, как показано на рис. 6-9, а. Включение катушки индуктивности обеспечивает возможность поднять уровень испытательного напряжения в тех случаях, когда исследуемая деталь является конденсатором или высокоомным резистором [6-26]. При необходимости исследования образцов с низким импедансом, например переходного сопротивления контактов, выгодно придать согласующему устройству вид, подобный /

V48 с. л. Эпштейн 193