При измерении полной собственной индуктивности много-секционных конденсаторов резонансный метод (ffp) может привести к занижению результата Lc. Емкости первых секций (рис. 6-1, а), ближе расположенных к выводам, шунтируют последующие, и измеренная индуктивность оказывается ниже истинной. При более низких частотах (/</р), где и используется емкостное действие конденсатора, начинает проявляться полное значение Lc. Необходимо также иметь в виду погрешность в Lc за счет влияния tg6 конденсатора на частоту f, см. (6-5).

6-2. Измерение нелинейности \

А. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Как известно, пассивные компоненты радиоэлектронной аппаратуры можно разделить на две не равные по объему и номенклатуре группы: линейные (конденсаторы, резисторы и катушки индуктивности) и нелинейные (вариконды, варисторы, варикапы). Говоря, что деталь нелинейна, мы имеем в виду нелинейность ее вольт-амперной характеристики, т. е., другими словами, нелинейность характеризует, насколько точно удовлетворяется для данной детали закон Ома. Если вольт-амперная характеристика компонента отличается от линейной, то под действием чисто синусоидального напряжения в нем протекает несинусоидальный (искаженный) ток. Этот ток можно рассматривать как сумму токов основной частоты и ряда гармонических составляющих:

i = a4J sin (0 + a4J (0,75 sin co - 0,25 sin 3co) +

+ a4J [(5/8) sin Ы - (5/16) sin Зсо -f (l/16)sin 5(0 + (6-7)

- Величины токов гармонических составляющих, входящих в выражение (6-7), могут служить мерой нелинейности компонента. Если нелинейность варикондов, варикапов, варисторов используется в качестве полезного свойства этих компонентов, то нелинейность конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности является побочным явлением, на которое в последние годы обращается все большее внимание. Многие исследования, проведенные в 60-е годы, свидетельствуют о влиянии нелинейности номинально линейных деталей на качество работы радиоэлектронной аппаратуры. Нелинейность примененных деталей приводит, например, к возникновению интермодуляционных частот в каналах проводной и радиосвязи, искажениям в некоторых типах операционных усилителей и т. д. Не останавливаясь здесь на физико-химической сушности возникновения нелинейности в материалах радиодеталей, отметим лишь то, что

каждому типу радиодеталей, изготовленных из однихи тех же материалов по одной и той же технологии, присущ один опре--деленный уровень нелинейности. Резкое отклонение нелинейности {1-\3\ некоторых образцов от общего уровня указывает на , наличие в них скрытых дефектов, К таким дефектам относятся: загрязненный диэлектрик, ненадежные контакты [6-18], присутствие окислов в яюопированном контактном слое конденсаторов, неравномерное осаждение пленки, плохая нарезка канавок, некачественная керамика или микротрещины в керамике- резисторов. Одним из преимуществ измерения нелинейности является возможность вскрыть ряд дефектов детали, которые невозможно обнаружить другими известными методами без разрушения са- мой детали и которые могут привести в дальнейшем к прежде-: временному отказу. На основе измерения нелинейности в цехо-. вых. условиях возможно сделать выводы о внесении некоторых поправок в технологический процесс или же изъять из партии детали с повышенной нелинейностью, повысив тем самым качество партии в целом [6-22, 6-26, 6-28].

В ряде случаев представляется целесообразным замена измерений- некоторых параметров радиодеталей измерением, не-. линейности. Так, например, измерение нестабильности конденсаторов (см. § 5-2, п. И) можно при определенных условиях заменить измерением нелинейности, поскольку флюктуации сопротивления изоляции, равно как и ЧР приводят к флюктуа-циям нелинейности.

..Некоторые исследователи (6-14, 6-21, 6-25] рассматривают возможность замены измерения уровня шумов резисторов [6-13, 6-15-6-17] измерением -нелинейности, так как обе эти величины теоретически несут одну и ту же информацию. Кирби <KiTby Р. L.) приводит данные экспериментов, свидетельствующие о корреляции уровня шумов и нелинейности резисторов [6-19-6-21]. Измерение нелинейности имеет ощутимое пр.еиму-щество: Оно может быть выполнено значительно быстрее, так как при измерении среднеквадратичного уровня шумов [6-10] требуется определенное время для стабилизации режима резистора. Кроме того, напряжение гармоник возрастает при уве-.личении тока через исследуемую деталь и быстро становится выше уровня собственных шумов измерительной аппаратуры. Поэтому, во-первых, легко исключить необходимость внесения поправок на шумы системы и, во-вторых, становится возможным измерение резисторов с сопротивлением порядка 1 ом и ниже.

Б. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Методы измерения нелинейности весьма различны, как по видам величин, характеризующих нелинейность, так и точности и сложности применяемой аппаратуры. Это разнообразие связано с тем, что оценка нелинейности производилась различными .186

исследователями в лабораторных условиях для различных радиодеталей и до последнего времени не ощущалась необходимость как во внедрении измерений нелинейности в производственную практику, так и в договоренности о какой-то определенной, обязательной мере нелинейности. Общая классификация -известных -методов приведена на рис. 6-7. Методы измерения нелинейности могут быть прежде всего разделены на две группы: методы измерения больших нелинейностей, присущих варикондаМ, варикапам и варисторам, и методы измерения ма-

Методы измерения нелинейности

Рис. 6-7. Классификация методов измерения нелинейности

/ - методы измерения больших нелинейностей; 2 - методы измерения малых нелнией-иостей; 3 - методы иа основе измерения относительного уровня третьей гармоники; 4 - построение характеристик типов: I=f ((/), C=f (С), r=f (С); 5 -метод двух напряжений: 6 - метод интермодуляциенных частот; 7 - мостовой метод; 8 - метод непосредственного измерения

лых нелинейностей, применимые по отношению к но.минально линейным деталям.

Методы измерения больших нелинейностей. Наиболее простым, наглядным, хотя и трудоемким, методом является обыч-

. ное снятие одной из характеристик радиодетали с помощью со-

ртветствующих приборов: вольт-амперной - для варисторов, эффективной емкости от напряжения - для варикондов и вари-

. капов, сопротивления от напряжения - для варисторов и резисторов. Типовые зависимости обычно приводятся в виде графиков.в справочных материалах на эти детали.

МетЬд двух напряжений включает два этапа: измерение какого-либо параметра (емкости, сопротивления, тока) при одном

. напряжении и измерение этого же параметра при втором напряжении, отличном на известную величину от первого. На основе двух измерений рассчитывается величина, характеризующая нелинейность. Этой величиной для емкости, например,