Измерительный аттенюатор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 Н 1/00

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801577/21 (22) 11.03.90 (46) 30,09.92. Бюл, М 36 (71) Конструкторское бюро "Импульс" (72) Н.М,Дращинский (56) Генератор сигналов высокочастотный

ГЧ-107. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1985, Генератор сигналов высокочастотный

ГЧ-93. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1985.

Аттенюатор АС вЂ” 41 к генератору сигналов ГЗ вЂ” 118. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1985.

Измерительный аттенюатор относится к измерительной технике и может быть использован в измерительных генераторах низкочастотных, высокочастотных, импульсных сигналов и сигналов сложной формы в качестве выходного аттен юатора.

Известны выходные аттенюаторы, имеющие различные схемноконсструктивные решения. Так, в высокочастотных и импульсных генераторах используют традиционные экранированные выходные аттенюаторы барабанного типа, в которых, при переключении ослабления, между входом и выходом аттенюатора устанавливается требуемая экранированная ячейка ослабления (1). В более поздних генераторах применяют выходные аттенюаторы, которые также экранированы, но переключение ячеек ослабления в них производятся через систему микровыключателей (2).

Основные недостатки вышеупомянутых аттенюаторов состоят в следующем.

1, Аттенюаторы имеют большие массу и габариты.

„„5U„„1765880 А1 (54) ИЗМЕPИТЕЛЬНЫЙ АТТЕНЮАТОP (57) Сущность изобретения, измерительный аттенюатор содержит делитель напряжения, состоящий из и резисторов, галетный коммутатор ослаблений снабжен штатной платой, входным и выходным гнездам, тремя вкладышами, галетный коммутатор ослаблений выполнен с планарными выводами в виде первой галеты низких уровней напряжения, второй галеты высоких уровней напряжений и третьей коммутационной галеты, 2 ил„2 табл.

2, Высока стоимость аттенюатора из-за большой металлоемкости и большого объема механических операций при изготовлении.

Более прогрессивным техническим решением является аттенюатор без экранирования на основе переключателя цилиндрической формы для обьемного монтажа, на контактах которого монтируется вся схема аттенюатора (3), Такой переключатель выполняет функцию коммутатора ослаблений.

Здесь масса, габариты, металлоемкость меньше, чем в экранированных аттенюаторах барабанного типа или с микровыключателями, Поэтому аттенюатор (3) выбран в качестве прототипа, Принципиальными недостатками аттенюатора-прототипа являются следующие.

1. Отсутствие экранирования и близость контактов переключателя друг к другу вызывают рост влияния паразитных емкостей с повышением частоты, т.е. рост влияния сигналов большого уровня на сигналы малого

1765880 уровня, а следовательно, — снижение точности ослабления напряжения, Это вызывает и заметную неравномерность амплитудночастотных характеристик коэффициентов ослаблений аттенюатора.

2. Конструкция аттенюатора вследствие объемного монтажа элементов на коммутаторе ослаблений и достаточно больших габаритов и массы самого коммутатора ослаблений не обеспечивает получения низких массо-габаритных показателей.

3. Объемный монтаж аттенюатора не обеспечивает повторяемости электрических характеристик у разных экземпляров аттенюатора и ограничивает рабочий диапазон частот.

4. Переключатель. используемый для объемного монтажа, требует достаточно большого усилия для поворота его оси, что снижает эргономические показатели прибора, в котором установлен аттенюатор, Целью изобретения является уменьшение неравномерности амплитудно-частотных характеристик коэффициентов ослаблений и снижение массо-габаритных показателей.

Цель достигается тем, что измерительный аттенюатор, который содержит делитель напряжения, состоящий из и резисторов, галетный коммутатор ослаблений, снабжен печатной платой, входным и выходным гнездами, тремя вкладышами, галетный коммутатор ослаблений выполнен с планарными выводами в виде первой галеты низких уровней напряжения, второй галеты высоких уровней напряжения и третьей коммутационной галеты, и резисторов делителя напряжения и коммутатор ослаблений расположены на печатной плате на минимально возможном расстоянии друг от друга, вкладыши расположены между галетами коммутатора ослаблений, входное гнездо расположено на минимально возможном расстоянии от.первой боковой грани корпуса галетного переключателя перпендикулярно-горизонтальной оси платы, выходное гнездо расположено на минимально возможном расстоянии от второй боковой грани корпуса галетного переключателя перпендикулярно горизонтальной оси платы, причем вывод входного гнезда соединен с первым выводом первого резистора и первым выводом коммутационной галеты, второй вывод первого резистора соединен с вторым, третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым выводами коммутационной галеты, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый,. тринадцатый и четырнадцатый выводы коммутационной галеты соединены с первым

55 выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора, первым выводом четвертого резистора и первым выводом галеты высоких уровней напряжения, второй вывод которой соединен с вторым выводом четвертого резистора, первым выводом пятого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом седьмого резистора, первым выводом восьмого резистора и третьим выводом галеты высоких уровней напряжения, четвертый вывод которой соединен с пятнадцатым выводом коммутационной галеты, шестнадцатый вывод которой соединен с пятым выводом галеты высоких уровней напряжения, выводы которой с шестого по тринадцатый соединены с выводами галеты низких уровней напряжения с первого на пятый, шестой. вывод которой соединен с вторым выводом восьмого резистора, первым выводом двенадцатого резистора и седьмым выводом галеты низких уровней напряжения, восьмой вывод которой соединен с вторым выводом двенадцатого резистора и первым выводом тринадцатого резистора, вывод выходного гнезда соединен с выводами галеты низких уровней напряжения с девятого по шестнадцатый, выводы которой с семнадцатого по двадцать четвертый соединены с выводами галеты высоких уровней напряжения с четырнадцатого по двадцать четвертый, выводами коммутационной галеты с семнадцатого по двадцать четвертый, вторым выводом третьего резистора, вторым выводом пятого резистора, вторым выводом седьмого резистора, вторым выводом девятого резистора, вторым выводом одиннадцатого резистора, вторым выводом тринадцатого резистора и общей шиной, В табл,1 сопоставлены электрические и эксплуатационные характеристики сравниваемых аттенюаторов (1 — предлагаемый, 2 — известный).

Из табл.1 следует, что при всех прочих равных параметрах предлагаемый измерительный аттенюатор имеет следующие принципиальные преимущества по сравнению с известным (3): — точность ослабления напряжения повышена в 3,6 раза, — неравномерность АЧХ коэффициентов ослаблений в диапазоне частот 20 Гц—

200 кГц снижена в 6 раз, — диапазон частот расширен в 2,5 раза, — габариты (объем) снижены в 2,2 раза, — масса уменьшена на 34 .

Сопоставительный анализ с прототипом (3) показывает, что предлагаемый атте1765880

30

40

55 нюатор отличается от известного новыми схемноконструктивными решениями и новым технологическим процессом изготовления, Поэтому предлагаемый аттенюатор соответствует критерию "НОВИЗНА".

Вновь введенная совокупность признаков существенна, так как, без применения электромагнитных металлических экранов, обеспечивает улучшение метрологических характеристик и расширение диапазона частот, а также снижение массогабаритных показателей аттенюатора, При этом исключено попадание сигналов большого уровня в точки схемы аттенюатора, где снимаются сигналы малого уровня. Исключено и взаимное влияние проводников благодаря определенному их расположению и печатному методу исполнения.

Следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию "СУЩЕСТВЕННЫЕ ОТЛИЧИЯ".

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого измерительного аттенюатора, типы и номиналы элементов которого указаны в табл,2.

На фиг.2 показан предлагаемый измерительный аттенюатор в плане.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На печатной плате устанавливают и монтируют точные малогабаритные резисторы R1...R13, составляющие делитель напряжения, и контакты галет S 1.1, $1.2 и S

1.3 малогабаритного переключателя S 1 (галетного коммутатора ослаблений), Это обеспечивает малые объем и массу аттенюатора. Все упомянутые элементы впаивают непосредственно в "печать" методом волны. Для достижения высокой точности ослабления напряжений у выходного гнезда

Х2 первой размещают галету низких уровней напряжения S 1,1, далее — галету высоких уровней, напряжения $1.2 и коммутационную галету $1.3. При этом галету S 1.1 располагают таким образом, чтобы ее контакты были соединены кратчайшими печатными проводниками с соответствующими точками делителя напряжения. Применение малогабаритного галетного переключателя с плоскими (планарными) выводами под печатный монтаж и распайка в "печать" делителя напряжения обеспечивают как повышение точности ослабления на отдельно взятой частоте, так и уменьшение неравномерности АЧХ коэффициентов ослаблений за счет минимальных паразитных емкостей и высокой повторяемости параметров. Упомянутый переключатель выбирают трехгалетным для разделения цепей низкого напряжения, высокого напряжения и коммутации. Благодаря специфике используемого переключателя, возможности смещения по глубине галет друг относительно друга на расстояние, кратное ширине вкладыша (2,5 мм), контакты с большим уровнем сигнала отдаляют от контак- тов с малым уровнем сигнала. Помимо того, контакты всех трех галет, не участвующие в переключениях, соединяют между собой и с общей шиной ("землей"), В результате этого практически исключается влияние сигналов большого уровня на контакты, где уровень сигнала в 100 — 1000 раз меньше, через паразитные емкости переключателя, с одной стороны, и через паразитные емкости печатной платы, с другой.

Предлагаемый измерительный аттенюатор может работать в одном из трех следующих режимов; а) несогласованный режим связи с нагрузкой, б) согласованный режим связи с нагрузкой (О дБ), в) согласованный режим ослабления сигналов (10,20,30,40,50,60 дБ).

Технико-зкономическая эффективность предлагаемого измерительного аттенюатора состоит в уменьшении неравномернссти АЧХ коэффициентов ослабленний, повышении точности ослабления, расширении диапазона частот при одновременном снижении массо-габаритных показателей.

Достигнутая погрешность ослабления, не первышающая 0,12 дБ для ослаблений

10,20,30,40,50 и 60 дБ в диапазоне частот

10-50000 Гц, является высокой метрологической характеристикой для аттенюаторов промышленного типа, используемых в измерительных генераторах, Столь же высокой метрологической характеристикой для аттенюаторов промышленного типа является неравномерность АЧХ коэффициентов ослаблений, равная 0,1 в диапазоне частот 10 — 200000 Гц для ослаблений 10, 20, 30, 40, 50 и 60 дБ.

Формула изобретения

Измерительный аттенюатор, содержащий делитель напряжения, состоящий из п резисторов, галетный коммутатор ослаблений, отличающийся тем, что, с целью уменьшения неравномерности амплитудночастотных характеристик коэффициентов ослаблений и снижения массогабаритных показателей, он снабжен печатной платой, входным и выходным гнездами, тремя вкладышами, галетный коммутатор ослаблений выполнен с планарными выводами в виде

1765880

Таблица 1

Характеристика

10-5 10

10-2 10

5/600

О, 10,20, 30,40, 50, 60

5/600

О, 10, 20, 30, 40, 50, 60 0,12 дБ (1,5 ) 0,5 дБ (5,4,) 0,1 (до 200 кГц)

0,3 (до 500 кГц

70х55х20 (77 см )

0,6 (до 200 кГц) 95х42х42 (167б6 см ) 76

Габариты, мм

Масса, г первой галеты низких уровней напряжения, второй галеты высоких уровней напряжения и третьей коммутационной галеты, и резистров делителя напряжения и коммутатор ослаблений расположены на печатной плате на минимально возможном расстоянии друг от друга, вкладыши расположены между галетами коммутатора ослаблений, входное гнездо расположено на минимально возможном расстоянии от первой боковой грани корпуса галетного переключателя перпендикулярно горизонтальной оси платы, выходной гнездо расположено на минимально возможном расстоянии от второй боковой грани корпуса галетного переключателя перпендикулярно горизонтальной оси платы, причем вывод входного гнезда соединен с первым выводом первого резистора и первым выводом коммутационной галеты, второй вывод первого резистора соединен с вторым — восьмым выводами коммутационной галеты, девятый — четырнадцатый выводы коммутационной галеты соединены с первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего резистора, первым выводом четвертого резистора и первым выводом галеты высоких уровней напряжения, второй вывод которой соединен с вторым выводом четвертого резистора, первым выводом пятого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом седьмого резистора, первый выводом восьДиапазон частот, Гц

Максимальная амплитуда входного сигнала на нагрузке

Um/Р, В/Ом

Ступени ослабления N (лБ)

Погрешность ослабления напряжения на одной и той же частоте Л N, дБ

Неравномерность АЧХ коэффициентов ослабления в диапазоне частот при N = 60 дБ, о мого резистора и третьим выводом галеты высоких уровней напряжения, четвертый вывод которой соединен с пятнадцатым выводом коммутационной галеты, шестнадца5 тый вывод которой соединен с пятым выводом галеты высоких уровней напряжения, выводы которой с шестого по тринадцатый соединены с выводами галеты низких уровней напряжения. с первого по пятый, 10 шестой вывод которой соединен с вторым выводом восьмого резистора, первым выводом девятого резистора и первым выводом десятого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом одиннадцатого

15 резистора, первым выводом двенадцатого резистора и седьмым выводом галеты низких уровней напряжения, восьмой вывод которой соединен с вторым выводом двенадцатого резистора и первым выводом

20 тринадцатого резистора, вывод выходного гнезда соединен с выводами галеты низких уровней напряжения cдевятого по шестнадцатый; выводы которой с семнадцатого по двадцать четвертый соединены с вывода25 ми галеты высоких уровней напряжения с четырнадцатого по двадцать четвертый, выводами коммутационной галеты с семнадцатого по двадцать четвертый, вторым выводом третьего резистора, вторым выво30 дом пятого резистора, вторым выводом седьмого резистора, вторым выводом девятого резистора, вторым выводом одиннадцатого резистора, вторым выводам тринадцатого резистора и общей шиной.

Значение ха акте истики

1765880

Таблица 2

Количество

Обозначение

Х1, Х2

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

R8

R9

R10

R11

R12

R13

Наименование элемента

Розетка ГВ3.642.009

Переключатель ПГ43-323-В АГО.360.041 ТУ

Резисторы С2-29В ОЖО.467.099 ТУ С2 — 29 В Р0,25 — 597 кОм +0,25 — 1,0-Б

С2 — 29 — 0,125-1,3 кОм+0,25 — 1,0 — Б

С2 — 29 — 0,125 — 1,35 кОм 0,25 — 1,0 — Б

С2 — 29 — 0,062-1,69 кОм« 0,25 g -1,0 — Б

С2 — 29  — 0,062 — 1,15 кОм й0,25 -1,0 — Б

С2 — 29  — 0,062-1,72 кОм +0,25 >-1,0-Б

С2-29В-0,062 — 1,15 кОм =М,25 -1,0 — Б

С2 — 29 — 0,062-1,69 кОм+0,25 — 1,0-Б

С2 — 29 — 0,062-1,15 кОм +0,25 -1,0-Б

С2 — 29  — 0,062-1,72 кОм «+0,25 -1,0-Б

С2 — 29В-0,062-1,15 кОм й0,25 -1,0 — Б

С2 — 29  — 0,062-1,69 кОм «-0,25 -1,0-Б

С2 — 29 — 0,062-787 кОм+0,25 — 1,0 — Б

1765880

cpllg. 2

Составитель Л. Ноткин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А. Долинич

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3388 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5