является коэффициент напряжения

kl= {{C-Cz)l[CAU~U)]] 100%.

где Cl - емкость, измеренная при напряжении Ui на конденсаторе; Сг-емкость, измеренная при напряжении Uz.

Обычно f/2=0,lf/i. Для варисторов употребляют величину

= [ln{I/I)]nn{UJU,),

которую называют коэффициентом нелинейности варистора. Здесь ток h соответствует приложенному к варистору напряжению Uu а h - напряжению Uz- Обычно /2= (0,8 - 0,9) C/i.

Как снятие характеристик, так и метод двух напряжений осуществляются с помощью приборов чаще всего класса I. Погрешности опрделения емкости или установки напряжения целиком входят в получаемый результат. Поэтому эти методы позволяют оценивать нелинейности лишь значительных величин.

Следует указать на одну из разновидностей метода двух напряжений. В тех случаях, когда температурная нестабильность исследуемой детали может оказывать значительное влияние на результат измерения или когда при значительно отличающихся испытательных напряжениях t/i и Uz на детали под действием большего напряжения рассеивается нежелательная мощность, рационально напряжения постоянных уровней Ui и Uz заменить последовательностью импульсов (с нужной скважностью), в которой каждый п-й импульс имеет амплитуду t/i, а (п-ь1)-й - Uz. Если на выходе измерительной системы имеются устройства для временной селекции сигналов, например синхронные детекторы, измерительная система будет фиксировать два значения искомой величины (Ci и Cz или Ri и Rz), одно из которых будет соответствовать Uu а другое- Uz.

Методы измерения малых нелинейностей. Сущность метода интермодуляционных частот (см. рис. 6-7) состоит в том, что на исследуемую деталь одновременно подают два хорошо отфильтрованных, равных по величине напряжения высокой частоты и измеряют напряжение интермодуляционных частот, возникающих в ней. Другими словами, исследуемая деталь является как бы преобразователем частот. В зависимости от вида кривой участка нелинейной вольт-амперной характеристики, на котором происходит преобразование, преобладают те или иные интермодуляционные частоты. Мерой нелинейности служит отношение напряжения какой-либо выделенной интермодуляционной частоты- к напряжению, подаваемому на исследуемую деталь. Метод может быть осуществлен по схеме, представленной на рис. 6-8, а.

* Аналогичным образом определяется коэффициент напряжения для резисторов:

{(Ri-RaMa (1-2)1) 100%.

Генераторы 1 а 2 настроены на частоты fi и fz соответственно, отстоящие друг от друга на Af=fi - f2. Обычно ft и fz выбираются в диапазоне 1-100 Мгц, а Д/ 0,1 (fi+fz)/2. Выходные напряжения генераторов должны быть чисто синусоидальными. Особенно следует опасаться взаимных паразитных связей между генераторами. Поэтому, несмотря на применение качественной экранировки и развязки по цепям питания, на выходе генератора / устанавливается заграждающий фильтр (ЗФ) на частоту fz так же, как на выходе генератора 2 ЗФ - на частоту fi. Исследуемая деталь должна быть согласована

г, в

Рис. 6-8. Основные схемы измерения малых нелинейностей 1 - генератор частоты fi; 2 - генератор частоты h- 3 - загранадающнй фильтр на ча--стоту fs; 4 - заграждающий фильтр на частоту fr, 5 - согласующее устройство; 6 - заграждающий фильтр на частоты fi и /г; 7 - измерительный приемник; fi - исследуемая деталь с импедансом Zjj; 9 -фильтр низких частот; УО-мостовая схема; ii - вольтметр основной измерительной частоты fi; /2 - аттенюатор; /3 - избирательный вольтметр; 14 - фильтр высоких частот

С выходами обоих генераторов, причем согласующее устройство должно быть линейным. Напряжения интермодуляционных частот могут быть измерены приемником, который можно настроить на любую интер модуляционную частоту, входящую в выходной сигнал. Следует иметь в виду, что по отношению к измерительному приемнику основные частоты fi и fz являются помехой. Для подавления помехи на входе приемника устанавливают ЗФ на частоты fi и fz- Естественно, вся аппаратура {генераторы, фильтры, согласующее устройство, контакты подключения исследуемой детали, входные цепи приемника) должны иметь собственный интер модуляционный фон значительно меньшего уровня, чем измеряемые величины. Для достижения хороших результатов их уровень не должен превышать 140 160 дб от напряжения частот fi и fz.

Измерения нелинейности по этому методу описаны, в частности, Миллэрдом (Millard G. Н.) [6-24]. Частоты fi и fz брались порядка 90 Мгц; взаимная расстройка генераторов - 4,4 Мгц. В качестве согласующего устройства применялся ответвитель с помощью которого с выходами генераторов согласовывались измеряемая деталь и добавочная нагрузка. Чувствительность приемника составляла 0,5 мкв. Измерялась интермодуляционная частота 2/2 - fu напряжение при которой

2f.-f, = (3/4) af, + (25/8) af, + (735/64) a,i[ + ...

Автор указывает, что при малых значениях тока основной частоты (il) зависимость этого напряжения от тока подчинялась закону третьей степени. Эта зависимость сохранялась до-тех пор, пока коэффициенты при остальных членах были пренебрежимо малы. С увеличением напряжения на исследуемой детали увеличивается ток i± и соответственно остальные члены ряда. Зависимость третьей степени перестает сохраняться. Возможно измерение напряжений других интермодуляционных частот, например,

%-2, = (5/8) af + (245/64) a,i[ + ...

Напряжения интермодуляционных частот [6-24] измерялись на уровне 120 дб относительно напряжений основных измерительных частот. Эту величину следует считать близкой к реально достижимому порогу чувствительности метода.

К достоинствам метода интермодуляционных частот необходимо отнести возможность измерения на радиочастотах. Так как в этом случае наиболее полно проявляется влияние нелинейности реактивных составляющих , комплексного сопротивления исследуемой детали, метод целесообразно применять тогда, когда требуется выяснить качество ее работы на высоких частотах. Трудность представляет согласование на высокой частоте с выходами генераторов и приемников в широком диапазоне полных сопротивлений измеряемых радиодеталей, что накладывает ограничения на применимость метода и является недостатком.

Методы, основанные на измерении напряжения третьей гармоники (см. рис. 6-7), также относятся К методам измерения малых нелинейностей [6-6]. Как указывалось выше (см. § 6-2, п. А), при подаче на нелинейный компонент чистого синусоидального напряжения ток, проходящий через него, содержит гармонические составляющие, определяемые выражением (6-7).

Нелинейность может быть определена путем измерения уровня любой составляющей относительно подаваемого синусоидального напряжения. Экспериментально подтверждено, что для известных дефектов, определяющих нелинейность радиодеталей, наибольшую величину имеет третья гармоническая со-190