Современная электроника №9/2020

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2020 Расчёт собственного импеданса ферритовых втулок в составе электрических цепей на основе измерений во временной области Часть 2 Рис. 6. Результаты моделирования прохождения одиночного прямоугольного импульса через цепь с ФВ с зависимостями μ a ′ ( f ) и μ a ″ ( f ), представленными на рисунке 5 Рис. 7. Результаты моделирования прохождения одиночного импульса синусоидальной формы через цепь с ФВ с зависимостями μ a ′ ( f ) и μ a ″ ( f ), представленными на рисунке 5 В статье описывается метод расчёта компонент комплексного сопротивления ферритовых втулок, основанный на использовании экспериментальных данных, полученных в результате измерений во временной области. Во второй части работы рассмотрены типовые изменения формы импульсов при их прохождении через ферритовые втулки. Приведены примеры соответствующих расчётов, основанные на результатах измерений, полученных с применением средств измерений компании Rohde&Schwarz. Николай Лемешко (nlem83@mail.ru ), Михаил Горелкин (Mikhail.Gorelkin@rohde-schwarz.com ), Павел Струнин (Pavel.Strunin@rohde-schwarz.com) Типовое изменение формы импульсов при наличии ФВ в измерительной схеме На основе аппроксимации для мар- ганцево-цинкового феррита, получен- ной в первой части статьи [17], можно оценить изменение формы тестового импульса в схеме на рисунке 1б. Для это- го будем рассматривать импульсыпря- моугольной и синусоидальной формы со значением τ = 10 –9 и 2 × 10 –9 нс соответ- ственно ( f M = 1 ГГц). Результатымодели- рования, полученные с использованием прямого и обратного преобразований Фурье при восьмикратном запасе по полосе частот, представленына рисун- ках 6 и 7. Схема измерений принята иде- альной, не имеющей паразитных элек- трофизических характеристик, т.е. L 2 = 0. На рисунках 6 и 7 расчётные осцил- лограммы сигналов s 1 ( t ) и s 2 ( t ) показа- ны пунктирной и непрерывной кривы- ми, причём сигнал s 2 ( t ) рассчитан по формуле (4). Дополнительно точками показана зависимость s 1 *( t ), получен- ная обратным преобразованиемФурье в полосе частот от – f M до f M . На основе результатов численного исследования можно сделать следую- щие выводы: 1. для повышения точности расчё- та спектральных плотностей S 1 ( f ), S 2 ( f ) по формулам (2) осциллограм- мы сигналов s 1 ( t ) и s 2 ( t ) должны весь- ма точно совмещаться по времени. Если при измерениях не исполь- зуются вспомогательные средства синхронизации, то достижимая точность совмещения раздельно ре- гистрируемых сигналов s 1 (t) и s 2 (t) будет существенно зависеть от запа- са измерительной системы по поло- се частот: чем он выше, тем лучше; 2. c учётом возможного ограничения полосы тестового импульса изме- рительной системой, приводящего к появлению ненулевых значений сигналов s 1 ( t ) и s 2 ( t ) вне значений | t | ≤ τ выборки, для последующей об- работки должны регистрироваться в интервале времени от – q 1 τ до q 2 τ , где q 1 , q 2 ≥ 1,5. Значения этих параме- тров оцениваются по осциллограмме сигнала s 2 ( t ) с учётом возможных от- ражений от неоднородности в виде проводной врезки в схеме на рисун- ке 1б. Оценка влияния интервала вре- мени на результаты расчёта X ( f ) и R ( f ) приведена в следующем разделе. 3. далее будут рассмотрены примеры измерений зависимостей X ( f ) и R ( f ) для образцов ФВ с использованием современных средств измерений, в частности осциллографов. Примеры измерений зависимостей X ( f ) и R ( f ) для образцов ФВ с использованием средств измерений компании Rohde&Schwarz Объектыисследований, средстваизме- рений и оснастка . Для измерений были выбраны ферритовые втулки марки 74275813 производства Wurth Elektronik (ФВ№1)имаркиZCAT1518-0730-BKпро- изводства TDK (ФВ № 2). Согласно доку- ментации [16, 17], они имеют типовые зависимостиполногоимпедансаотчасто- ты, представленныенарисунке8. Причём типовые значенияимпедансадляФВ№1 на частотах 25 и 100МГц составляют 120 и 200Ом, а для№2 в диапазонах от 10 до 100МГц и от 100 до 500МГц – 25 и 50Ом соответственно. Ориентировочныйдопуск на значения импеданса составляет ±25%. Напряжение, В Напряжение, В Время t, с Время t, с s 1 (t) s 2 (t) 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 – 0,1 – 0,2 –2 × 10 –9 –2 × 10 –9 –1,6 × 10 –9 –1,6 × 10 –9 1,6 × 10 –9 1,6 × 10 –9 2 × 10 –9 2 × 10 –9 –1,2 × 10 –9 –1,2 × 10 –9 1,2 × 10 –9 1,2 × 10 –9 –8 × 10 –10 –8 × 10 –10 8 × 10 –10 8 × 10 –10 –4 × 10 –10 –4 × 10 –10 4 × 10 –10 4 × 10 –10 0 0 s* 1 (t) s* 1 (t) s 2 (t) s 1 (t) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 –0,1 –0,2 –0,3 –0,4 –0,5 –0,6