Pont de mesure d'impédance à haute fréquence.
La présente invention concerne les ponts de mesure d'impédance à haute fréquence, dont deux bras ont des résistances égaler sh@ntÚes par des condensateurs variables, un troisième bras contenant une résistance-étalon et un condensateur variable de précision, le quatrième bras contenant l'impédance incon- nue à mesurer, et des éléments de compensation des impédances'parasites du troisième bras.
Elle a pour but d'améliorer l'emploi de ponts du genre considéré, par des dispositions qui permettent de parfaire les symétries re cherchée- ! dans l'alimentation en haute fré- quence. d'éliminer les Impédamces parasites et d'assurer la constance de ces impédances non éliminée.
La description faite ci-a. pres concerne une forme particulière de l'objet de l'invention donnée a titre d'exemple.
La fig. 1 représente le schéma d'un pont de mesure, conçu en particulier pour l'étude de'câbles coaxia. ux, dans le domaine de fré- quences comprises entre 10 l : c/s'et quelques
Mc/s.
La diagonale de l'appareil récepteur d'observation est désignée par M. Les bras'J.etB sont constituÚs par des rÚsistances Úgales Ra et : R, respectivement shuntées par des condensateur Ca et Cb permettant de donner aux deux bras des modules et arguments iden- tiques. Le bras N contient une résistance éta
Ion R et un condensateur de précision C.
Le bras @ contient l'impÚdance inconnue Ó mesurer qui peut être branchée aux bornes 5 et 6, et qui n'a pas été représentée,deséléments de compensation des iimpédances parasites du bras N, à savoir, une iductance L1 et un con densateur C ;, et un circuit de tarage T, com- posé'de cinq condensateurs en parallèle, utilisé pour certaines mesures, telles que celles dans lesquellesl'impédanceinconnuecom- porte deux parties dont on ne déstire mesurer qu'une seule, en éliminant l'autre par le tarage.
Les bras N et I sont munis de bornes 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 qui permettent de monter le condensateur C et la. résistance-B en série ou en parallèle dans le bras N, de placer le condensateur C dans le bras I et de placer l'impédance à mesurer dans le bras N.
La. fig. 2 représente schématiquement un dispositif transformateur, par l'intermédia-ire duquel la d ! iagonale Sl, S2 du pont est ali- mentée en courant a haute fréquence. Ce dispositif est constitué par deux transformateurs idenldique T1 et T2 montés en easeade, le point milieu de l'enroulement secondaire du transformateur T, étant connecté à la. masse.
Cette dernière disposition assure une bonne symétrie, par rapport à la masse, des poten- tielsdesextrémitésdel'enroulementsecon- daire du tra. nsforma. teur T2. De plus, pour augmenter la précision des mesures, on cherche à éliminer les impédances indésirables.
Les enroulements primaire et secondaire de chacun des transformateurs sont séparés l'un
de l'autre par un écran électrostatique e1, I'ensemble des deux enroulements Útant lui-mÛme
recouvert d'un écran électrostatique ëz, les deux
écrans étant connectés l'un à l'autre et à la
nïa'sae. Des diélectriques, à faibles pertes, tels
que des lames. de mica. par exemple, isolent le's enroulements des transformateurs des écrans
qui les séparent ou les entourent. Enfin, 1'emploi de tôles à haute permÚabilitÚ finement feuilletées permet d'assurer une transmission uniforme dans une bande de fréquences très étendue (de quelques kc/s à quelques Mc/s).
Les rÚsistances Ra et -Rb sont bobinÚes de manière que leur inductance propre soit de très faible valeur. Elles peuvent être consti- tuées par des résistances, de 1000 ohms ou des résista, n, ces de 100 ohms, les premières devant être utilisées pour des fréquences s inférieures à 500 ka/6, les dernières pour des fréquences s supérieures.
La résistance-étalon. R est une boîte à. dé- cades enfermée dans un double écran, ainsi que le montre la fig. 3. Un point de la décade des valeurs les plus faibles est connectÚ Ó l'écran lintérieur e et au Isommet X, du pont, c'est-à-dire au point à haut potentiel du bras < rétalons , l'écran extérieur e'étant connecté à la masse. Le schéma équivalent du bras étalons. est alors celui qui. est représenté par la fig. 4. On y voit que l, capacité Cj. dé la rÚsistance-Útalon R, par rapport à la masse, ramenée au sommet Si du pont, peut être. con- sidérée comme bien définie.
Ce montage présente de nombreux avantages sur le montage connu (fig. 5) qui consiste à mettre un. point de la rÚsistance R Ó la masse et un point du . condensateur-étalon de précision C au plus haut potentiel du brasde pont : lacompensation dans un bras adjacent de la capacité parasite du sommet Si, par rapport à la masse, peut être assurée rigoureusement ; la capacité, dans le montage de la fig. 4, par rapport à la masse du condensateur-Útalon, est court-circuitÚe, ce qui permet l'utilisation d'un condensateurétalon de précision, appareil volumineux dont la capacité, par rapport à la masse, est grande et grâce auquel on peut faire des mesures précises du terme imaginaire ;
la résistance
étalon n'est plus sbuntée par la oapactité par
rapport Ó la masse du condensateur C, ce qui
permet d'éliminer une erreur systématique
sur la. va. leur de résistance lue, erreur qui
pourrait devenir importante aux fréquences s
élevées.
La constante ! de l'inductance propre de la
Bés'ista.nce'-éta.lon-R,quellequesoitla;position
des commutateurs (les décades, est obtenue
en associant aux résistances de chaque dé
cade de la boîte autant d'inductances, cha- cune de celles-ci ayant la même inductance
propre que chaque résistance de la décade et
une résistance relativement très inférieure, les
inductances étant disposées de telle manière
que, pour chaque position du commutateur,
le nombre d'inductances montÚes en sÚrie avec les résistances qui sont en circuit, sortit égal au no'mbre de résistances qui ne sont pas'en circuit.
La fig. 6 représente schÚmatiquement. une forme d'exécution d'une'telle disposition, appliquée à une décade de la résistauce-étalon.
Les diverses résistances en fil : fin sont dési- gnées par Ri, R2... Rlo leurs inductances propres respectives étant désignées pa. r -L1, L2 lus... Lie. Les inductances constituées par des bobines en fil de cuivre à coefficient de sur- tension élevé, sont désignées par L\, L'z...
L10 leurs rÚsistances respectives, trÚs fai-bles par rapport aux rÚsistances R1,R2... R10 étant désignées par R'1 ,R'2... R'10. on voit que, pour chaque position du communtateur K, le nombre'total des résistances et bobines en circuit reste constant. C'est ainsi que, pour la position de zéro, les dix bobines sont seuTes utilisées. On remarquera, enfin, que la dispo sition décriite a pour avantage d'apurer a la décade une résistance de zéro très faible.
On utilisera, comme condensateur-étalon
C de préférence un condensateur variable,Ó. air, Ide précision, Un tel condensateur est à faibles pertes et son. inductance propre est rendue très petite. Sa. oapaciité, par rapport à la masse, peut être notable, mais il. n'en rés'ulte aucun inconvénient, puisqu'elle est ccmrt-circuitée (fig. 1 et 4).
'Quant au'circuit de tarage T qui est monté en parallèle avec le bras I du pont, il peut ftre ubilise pour les mesures particulières dont il. a été parlé plus haut, au moyen d'un com- mutateur non représente, permettant diverses combinaisons.