衰减片特性阻抗和衰减量测量系统及测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种衰减片特性阻抗和衰减量测量系统及测量方法。本发明包括直流电源、保护电阻、变阻箱、电压表、第一双刀双掷继电器、第二双刀双掷继电器、第三单刀双掷继电器；本发明方法通过多个继电器的组合控制调整，实现六种不同电路的快速切换，从而同时测量衰减片两个方向的特性阻抗和衰减量。本发明操作简单、使用灵活方便，增加了测量效率。
【专利说明】
衰减片特性阻抗和衰减量测量系统及测量方法
技术领域
[0001]本发明涉及技术领域，具体涉及一种衰减片特性阻抗和衰减量测量系统及测量方法。【背景技术】
[0002]衰减片是微波测量仪器常用的一种元器件，可以实现控制进入系统的信号电平幅度、控制系统的输出信号功率、调整信号源与负载之间的匹配等功能，广泛应用于各类自动测试系统中。
[0003]特性阻抗和衰减量是衰减片的两个关键参数。衰减片的特性阻抗应与其所接入电路的阻抗相同，这样才能使信号完全传输而不被反射回去。信号经过衰减片后，功率(电压) 减小。为计算方便，常用分贝表示衰减量，例如，当信号经过衰减片衰减后，功率减为原来的二分之一，计算公式为衰减量=10 X log(输出功率/输入功率)=20 X log(输出电压/输入电压)。[〇〇〇4]衰减片制作过程中一般需要对衰减片进行调阻，调阻可以实现对特性阻抗和衰减量的调整。调阻完成后需要测量衰减片的特性阻抗和衰减量是否满足技术要求。由于衰减片的电路图形一般是对称的，即输入端和输出端可以互易，因此测量衰减片的特性阻抗和衰减量时需要分别测量信号从一端输入时衰减片的特性阻抗和衰减量以及信号从另一端输入时衰减片的特性阻抗和衰减量。
[0005]测量衰减片特性阻抗的原理如图1所示。电压表测量变阻箱的电压为山，测量衰减片接入电路后的电压为U2，调节变阻箱的阻值使山=U2。当山=1]2时，表明衰减片的接入没有影响从电压表向右的电路的阻抗，此时变阻箱对应的阻值即为衰减片的特性阻抗。
[0006]测量衰减片衰减量的原理如图2所示，变阻箱的阻值调至衰减片实际应用中输出端所应接的负载大小，先测量衰减片输入端的电压Uin，然后测量衰减片输出端的电压lUt， 根据衰减量计算公式:衰减量= 20X l〇g(U?t/Uin)计算出衰减量。
[0007]测量信号从衰减片另一端输入时需要将衰减片输入输出端更换后再进行测量。
[0008]从上述测量原理可以看出，测量特性阻抗和衰减量时需要反复多次改变电路的连接，测量效率低。需要设计一种测量效率高的衰减片测量系统。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种衰减片特性阻抗和衰减量测量系统及测量方法。
[0010]为解决上述问题，本发明提出一种衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，包括直流电源、保护电阻、变阻箱、电压表、第一双刀双掷继电器、第二双刀双掷继电器、第三继电器； 其中直流电源的负极连接待测量衰减片的接地端，待测量衰减片的输入端与第一双刀双掷继电器的J12端连接，待测量衰减片的输出端与第一双刀双掷继电器的J15端连接，第一双刀双掷继电器的J11端和第一双刀双掷继电器的J16端连接，第一双刀双掷继电器的J13端和第一双刀双掷继电器的J14端连接，第一双刀双掷继电器的J13端和第二双刀双掷继电器的J21端连接，第一双刀双掷继电器的J16端和第二双刀双掷继电器的J24端连接，保护电阻的一端和直流电源的正极连接，保护电阻的另一端分别连接第二双刀双掷继电器的J25端和第三继电器的J33端，第二双刀双掷继电器的J22端和第三继电器的J31端连接，第二双刀双掷继电器的J23端和第二双刀双掷继电器的J26端连接，变阻箱的一端和第三继电器的 J31端连接，变阻箱的另一端和直流电源的负极连接，电压表的一端和第三继电器的J32端连接，电压表的另一端和直流电源的负极连接。
[0011]上述技术方案中，所述电压表为测量精度高于四位半的电压表。[〇〇12]上述技术方案中，所述保护电阻的阻值为50欧姆或75欧姆。[〇〇13] 上述技术方案中，所述第三继电器为单刀双掷继电器。
[0014]使用上述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量特性阻抗的方法，操作步骤为， 将第一双刀双掷继电器的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接;将第三继电器的J32端和 J33端连接;将第二双刀双掷继电器的J22端和J23端连接、J25端和J26端连接，记录此时电压表的读数U1;保持第一双刀双掷继电器和第三继电器的连接不变，将第二双刀双掷继电器的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接，记录此时电压表的读数U2，调整变阻箱阻值大小，使U2变化，当1]2 =山时，变阻箱的阻值即为待测衰减片的特性阻抗。
[0015]使用上述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量特性阻抗的方法，操作步骤为， 将第一双刀双掷继电器的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接;将第三继电器的J32端和 J33端连接;将第二双刀双掷继电器的J22端和J23端连接、J25端和J26端连接，记录此时电压表的读数U1;保持第一双刀双掷继电器和第三继电器的连接不变，将第二双刀双掷继电器的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接，记录此时电压表的读数U2，调整变阻箱阻值大小，使U2变化，当1]2 =山时，变阻箱的阻值即为待测衰减片的特性阻抗。
[0016]使用上述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量衰减量的方法，操作步骤为，将第一双刀双掷继电器的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接;将第二双刀双掷继电器的 J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;将第三继电器的J32端和J31端连接，记录此时电压表的读数Vcmt;保持第一双刀双掷继电器和第二双刀双掷继电器的连接不变，将第三继电器的J32端和J33端连接，记录此时电压表的读数Vin，通过公式:衰减量=20\1吨〇]_/1^)计算出衰减量。
[0017]使用上述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量衰减量的方法，操作步骤如下: 将第一双刀双掷继电器的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接;将第二双刀双掷继电器的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;将第三继电器的J32端和J31端连接，记录此时电压表的读数Vcmt;保持第一双刀双掷继电器和第二双刀双掷继电器的连接不变，将第三继电器的J32端和J33端连接，记录此时电压表的读数Vin，通过公式:衰减量=20\1呢(1]_/1^) 计算出衰减量。
[0018]本发明通过在电路中增设第一双刀双掷继电器、第二双刀双掷继电器和第三单刀双掷继电器，利用自由组合的三个继电器，实现六种不同电路的快速切换，可以方便的同时测量衰减片在两个方向上的特性阻抗和衰减量，操作简单、使用灵活方便，增加了测量效率。【附图说明】
[0019]图1为现有技术中测量衰减片特性阻抗的电路示意图；
[0020]图2为现有技术中测量衰减片衰减量的电路示意图；[0021 ]图3为本发明中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统电路连接图。[〇〇22]图中:1、直流电源;2、保护电阻;3、变阻箱；
[0023] 4、电压表;5、待测量衰减片；[〇〇24] 6、第一双刀双掷继电器;7、第二双刀双掷继电器；
[0025] 8、第三继电器。【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述:
[0027]本发明中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，如图3所示，将直流电源1、保护电阻 2、变阻箱3、电压表4、待测量衰减片5、第一双刀双掷继电器6、第二双刀双掷继电器7、第三继电器8连接;其中:待测量衰减片5的接地端与直流电源1的负极连接，待测量衰减片5的输入端与第一双刀双掷继电器6的J12端连接，待测量衰减片5的输出端与第一双刀双掷继电器6的J15端连接，第一双刀双掷继电器6的J11端和第一双刀双掷继电器6的J16端连接，第一双刀双掷继电器6的J13端和第一双刀双掷继电器6的J14端连接，第一双刀双掷继电器6 的J13端和第二双刀双掷继电器7的J21端连接，第一双刀双掷继电器6的J16和第二双刀双掷继电器7的J24端连接，保护电阻2的一端和直流电源1的正极连接，保护电阻2的另一端和第二双刀双掷继电器7的J25端、第三继电器8的J33端连接，第二双刀双掷继电器7的J22端和第三继电器8的J31端连接，第二双刀双掷继电器7的J23端和第二双刀双掷继电器7的J26 端连接，变阻箱3的一端和第三继电器8的J31端连接，变阻箱3的另一端和直流电源1的负极连接，电压表4的一端和第三继电器8的J32端连接，电压表4的另一端和直流电源1负极连接。
[0028]在本实施例中，电压表4的测量精度为四位半，保护电阻2的阻值为50欧姆。
[0029]将待测量衰减片5的两个方向上的特性阻抗和衰减量(对应信号从衰减片一端输入和从另一端输入)称为正向特性阻抗、正向衰减量和反向特性阻抗、反向衰减量。
[0030] 测量正向特性阻抗时，操作步骤如下:控制第一双刀双掷继电器6,使第一双刀双掷继电器6的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接;控制第三继电器8，使第三继电器8的 J32端和J33端连接;控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J23端连接、J25端和J26端连接，记录电压表4的读数山。保持第一双刀双掷继电器6和第三继电器 8的连接不变，控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J21端连接、 J25端和J24端连接，记录电压表4的读数U2;调整变阻箱3阻值大小，当山=1]2时，变阻箱3的阻值即为待测量衰减片5的正向特性阻抗。[〇〇31] 测量反向特性阻抗时，操作步骤如下:控制第一双刀双掷继电器6,使第一双刀双掷继电器6的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接;控制第三继电器8,使第三继电器8的 J32端和J33端连接;控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J23端连接、J25端和J26端连接，记录电压表4的读数山。保持第一双刀双掷继电器6和第三继电器8的连接不变，控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J21端连接、 J25端和J24端连接，记录电压表4的读数U2;调整变阻箱3阻值大小，当山=1]2时，变阻箱3的阻值即为待测量衰减片5的反向特性阻抗。
[0032]测量正向衰减量时，操作步骤如下:控制第一双刀双掷继电器6,使第一双刀双掷继电器6的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接;控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;控制第三继电器8,使第三继电器8 的J32端和J31端连接，记录电压表4的读数lUt。保持第一双刀双掷继电器6和第二双刀双掷继电器7的连接不变，控制第三继电器8,使第三继电器8的J32端和J33端连接，记录电压表的读数Uin，通过衰减量公式:衰减量=20 X log (Umjt/Uin)计算出正向衰减量。
[0033]测量反向衰减量时，操作步骤如下:控制第一双刀双掷继电器6,使第一双刀双掷继电器6的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接;控制第二双刀双掷继电器7,使第二双刀双掷继电器7的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;控制第三继电器8,使第三继电器8 的J32端和J31端连接，记录电压表4的读数lUt。保持第一双刀双掷继电器6和第二双刀双掷继电器7的连接不变，控制第三继电器8,使第三继电器8的J32端和J33端连接，记录电压表4 的读数Uin，通过衰减量公式:衰减量=20 X log (Umjt/Uin)计算出反向衰减量。
[0034]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，其特征在于，包括直流电源(1)、保护电阻 (2)、变阻箱(3)、电压表(4)、第一双刀双掷继电器(6)、第二双刀双掷继电器(7)、第三继电 器(8);其中直流电源(1)的负极连接待测量衰减片(5)的接地端，待测量衰减片(5)的输入 端与第一双刀双掷继电器(6)的J12端连接，待测量衰减片(5)的输出端与第一双刀双掷继 电器(6)的J15端连接，第一双刀双掷继电器(6)的J11端和第一双刀双掷继电器(6)的J16端 连接，第一双刀双掷继电器(6)的J13端和第一双刀双掷继电器(6)的J14端连接，第一双刀 双掷继电器(6)的J13端和第二双刀双掷继电器(7)的J21端连接，第一双刀双掷继电器(6) 的J16端和第二双刀双掷继电器(7)的J24端连接，保护电阻(2)的一端和直流电源(1)的正 极连接，保护电阻(2)的另一端分别连接第二双刀双掷继电器(7)的J25端和第三继电器(8) 的J33端，第二双刀双掷继电器(7)的J22端和第三继电器(8)的J31端连接，第二双刀双掷继 电器(7)的J23端和第二双刀双掷继电器(7)的J26端连接，变阻箱(3)的一端和第三继电器 (8)的J31端连接，变阻箱(3)的另一端和直流电源(1)的负极连接，电压表(4)的一端和第三 继电器(8)的J32端连接，电压表(4)的另一端和直流电源(1)的负极连接。2.根据权利要求1所述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，其特征在于:所述电压表 (4)为测量精度大于等于四位半的电压表。3.根据权利要求1所述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，其特征在于:所述保护电阻 (2)的阻值为50欧姆或75欧姆。4.根据权利要求1所述衰减片特性阻抗和衰减量测量系统，其特征在于:所述第三继电 器(8)为单刀双掷继电器。5.使用权利要求1-4中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量特性阻抗的方法，其特 征在于:操作步骤为，将第一双刀双掷继电器(6)的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接； 将第三继电器(8)的J32端和J33端连接;将第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J23端连接、 J25端和J26端连接，记录此时电压表(4)的读数U1;保持第一双刀双掷继电器(6)和第三继 电器(8)的连接不变，将第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接， 记录此时电压表(4)的读数U2，调整变阻箱(3)阻值大小，使U2变化，当U2 =山时，变阻箱(3) 的阻值即为待测量衰减片(5)的特性阻抗。6.使用权利要求1-4中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量特性阻抗的方法，其特 征在于:操作步骤为，将第一双刀双掷继电器(6)的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接； 将第三继电器(8)的J32端和J33端连接;将第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J23端连接、 J25端和J26端连接，记录此时电压表(4)的读数U1;保持第一双刀双掷继电器(6)和第三继 电器(8)的连接不变，将第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接， 记录此时电压表(4)的读数U2，调整变阻箱(3)阻值大小，使U2变化，当U2 =山时，变阻箱(3) 的阻值即为待测量衰减片(5)的特性阻抗。7.使用权利要求1-4中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量衰减量的方法，其特征 在于:操作步骤为，将第一双刀双掷继电器(6)的J12端和J11端连接、J15端和J14端连接;将 第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;将第三继电器(8)的J32 端和J31端连接，记录此时电压表(4)的读数Vcmt;保持第一双刀双掷继电器(6)和第二双刀 双掷继电器(7)的连接不变，将第三继电器(8)的J32端和J33端连接，记录此时电压表(4)的 读数Vin，通过公式:衰减量=20 X log (Ucmt/Uin)计算出衰减量。8.使用权利要求1-4中衰减片特性阻抗和衰减量测量系统测量衰减量的方法，其特征 在于，操作步骤如下:将第一双刀双掷继电器(6)的J12端和J13端连接、J15端和J16端连接； 将第二双刀双掷继电器(7)的J22端和J21端连接、J25端和J24端连接;将第三继电器(8)的 J32端和J31端连接，记录此时电压表(4)的读数Vcmt;保持第一双刀双掷继电器(6)和第二双 刀双掷继电器(7)的连接不变，将第三继电器(8)的J32端和J33端连接，记录此时电压表(4) 的读数Vin，通过公式:衰减量=20 X log (Ucmt/Uin)计算出衰减量。
【文档编号】G01R27/28GK105954593SQ201610351451
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】王斌, 李红伟, 王文强
【申请人】中国电子科技集团公司第四十研究所, 中国电子科技集团公司第四十一研究所