Поставлю проблему измерения фазового сдвига на ВЧ без использования трансформаторов и т.п. Для измерения малых ёмкости, шунтированных (не обязательно) большими проводимости необходимо чувствовать сдвиг фазы тест-сигнала относительно опорного порядка 0,1° - 1° (см. маткадовский файл). На частоте 10 МГц 0,1° соответствует T/3600=0,1*10e-6/3600=~27,7 пс. Если измерительный сигнал преобразовать в прямоугольник и подсчитывать ко-во приходящих импульсов, то тактовая частота счетчика должна быть 27 ГГц
.
Способы решения:
1. Перенести сигнал в область НЧ (например, на 1 кГц). и без особых проблем таймером / "исключающим или" + интегратор / D-триггером продетектировать. На практике получается отловить минимум 1 - 0,5 пФ.
Недостатки: нелинейность аналогового переноса на НЧ, зависимость от амплитуд входных сигналов, неочевидные метрологические выкладки.
2. Обеспечить циркуляцию измерительного сигнала: генератор даёт один период синусоидального тест-сигнала и отключается (чтобы не мешать). Сигнал при переходе со входа на выход сдвигается, скажем, на 10 пс; с выхода через ОС попадает обратно на вход, снова сдвигается на 10 пс , и так столько раз, сколько надо (чтобы можно было поставить счетчик, тактируемый хотя бы от 1 ГГЦ, а лучше ниже). Как организовать циркуляцию - голову уже сломал, начал перебирать старые патенты 80-х годов (много интересных идей). Пока не нахожу
.
Измерение физических величин, на грани возможностей современной техники
Apr 20 2006, 13:40
