Устройство для измерения параметров микросхем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике н может быть использовано для измерения параметров микросхем супергетеродинного приемника, в частности в составе автоматизированной системы контроля . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможности измерения новых параметров объекта контроля в частотно-модулированном режиме и повышение точности измерения за счет возможности стабилизации входных уровнен задаваемых воздействий. 1 ил.

союз соеетсних социАлистичесних

РЕСПУБЛИК

А2 (191 (ill (5!)5 0 01 R 31/28

» !» (<

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудм ственныЧ1 комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОтНРЫтИЯМ пРи гннт оса (61) 1057893 (21) 4433356/21 (23) 28 04 88 (46) «3.01.91. Бюл. Р 3 (72) В.М.Дубовис, А.М.Никитин, Г.И.Николайчев, А.О.Кудинов, B.È.Àíтонов, Е.Н,Долгалев и В.Д.Скубриев (53) 621.317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1057893, кл. G 01 К 31/28, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к контИзобретение относится к разработке контрольно-измерительной аппарату. ры для измерения параметров микросхем супергетеродинного приемчика, может быть использовано при серийном производстве в составе автоматизированной системы контроля и является усовершенствованием изобретения по авт.св. P 1057893.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей дополнительного измерения новых параметров объекта контроля и повышение точности измерения эа счет возножности стабилизации входных уровней эадавае»аих воздействий при исключении разброса входных параметров объекта контроля.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генераторы низкой 1 и несуцей 2 частоты,ампли2 рольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров микросхем супергетеродинного приемника, в частности в составе автоматизированной системы контроля. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей эа счет воэможности измерения новых параметров объекта контроля в частотно-мод.лированном режиме и повышение точности измерения за счет возможности стабил»»зации входных уровней задаваемых воздействий, 1 ил. тудньп» модулятор 3. первый аттенюатор 4, контактный блок 5, измеряемую микросхему 6, генератор 7 опорной частоты, перзьп» усилитель-ограничитель 8, первьп» делитель 9 частоты, первьп» фазовы»» детектор 10, второй делитель 11 частоты, второй усилитель-ограничитель 12, переключатель

13, первьп» интегратор 14, усилитель

15 постоянного тока, элемент 16 электронной перестройки гетеродина, снеситель 17, первый фильтр 18 низкой частоты, согласуюг»»»»» усилитель 19, измеритель 20 переменного напряжения, регулируемый усилитель 21, измеритель ?2 коэффициента гармоник,детектор 23 де»»ствуюцего значения напряжения, первый элемент 24 сравнения, второй интегратор 25, усилитель

26 постоянного тока, источник 27 опорного напряжения, третий делитель, 28 частоты, второй фазовый детектор

22858

3 16

29, второй фильтр 30 низкой частоты, сумматор 31, генератор 32, управляемый напряжением, делитель 33 с программируемым коэффициентом деления, третий усилитель-ограничитель 34, третий фильтр 35 низкой частоты, каскад 36 с регулируежам коэффициентом передачи, усилитель 37 высокой частоты, второй аттенюатор 38, каскад

39 с регулируемым коэффициентом передачи, коммутатор 40, усилитель 41 моцности, детектор 42, третий интегратор 43, второй элемент 44 сравнения.

Генератор 1 низкой частоты подключен к одному из входов амплитудного модулятора 3 и аттенюатору 38. Генератор 2 несуцей частоты соединен с вторыи входои амплитудного модулятора 3, выход которого через каскад 39 с регулируемым коэффициентом передачи, коммутатор 40, усилитель 41 моцности, аттенюатор 4 соединен с зажимом контактного блока 5, соответствуюцему входу измеряемой микросхемы 6. Зажим контактного блока 5, соответствуюций выходу низкой частоты микросхемы, соединен с изиерителеи

20 переиенного напряжения и входом регулируемого усилителя 21, выход которого одновременно соединен с измерителеи 22 коэффициента гармоник и входои детектора 23 действуюцего значения напряжения, выход которого соединен с одним из входов элемента ,24 сравнения, выход которого через интегратор 25 н усилитель 26 постоянного тока соединен с управляюцим входом регулируемого усилителя 21. Опорный вход элемента 24 соединен с источником 27 опорного напряжения и опорным входои элемента 44 сравнения, другой вход которого через детектор 42 соединен с выходом усилителя 41 моцности и входом аттенюатора 4. Выход элемента 44 через интегратор 43 одновременно присоединен к входам управления каскадаии 39 и 36. Выход каскада 36 соединен через усилитель 37 высокой частоты с коммутатором 40, à его вход — с выходом Фильтра 35 низкой частоты, вход которого подсоединен к выходу генератора 32.управляемого напряжением,н входу усилителя-ограничителя

34, выход которого соединен через делитель 33 частоты с одним иэ входов фазового детектора 29, выход которого через фильтр 30 низкой частоты и сумматор 31 соединен с входом генератора 32 управляемого напряжениеи, второй вход сумматора 31 соединен с викодом аттенюатора 38. Второй вход фазового детектора 29 соединен с выходом делителя 28 частоты, вход которого присоединен к выходу усилителя-ограничителя 8 и входу делителя 9 частоты, выход которого соединен с одним из входов фазового детектора 10 другой вход которого соединен через делитель

11 частоты, усилитель-ограничитель 12, подвижный контакт переключателя 13 с зажимом контактного блока 5 ° соответствуюцим выходу усилителя промежуточной частоты измеряемой микросхемы 6. Выход гетеродина измеряемой иикросхемы через соответствующий контакт блока 5 соединен через согласующий усилитель 19 с входои смесителя

17, к другому входу которого присоединены генератор 7 опорной частоты и вход усилителя-ограничителя 8. Выкод фазового детектора 10 через интегратор 14, усилитель 15 постоянного тока и элемент 16 электронной перестройки гетеродина присоединен к соответствуюцеиу выходу микросхемы через контактный блок 5. Выход смесителя 17 через Фильтр 18 низкой частоты подключен к нормально открытому

35 контакту переключателя 13.

Работа осуцествляется в двух режимах: измерение параиетров микросхемы в режиме амплитудно-модулированных колебаний (AN-режим); изме40 Рение параиетров микросхемы в режиме частотно-иодулированнык колебаний (ЧИ-режим).

АМ-режим соответствует приему средних волн (СВ) и контролируется

45 прн входном воздействии частотой 1 ИГц.

ЧМ-режим соответствует приему ультракоротких волн (УКВ) н в связи с теи, что ряд микросхем применяется в этом режиие с внешним преобразователем частоты, он соответствует преобразованию промежуточной частотноиодулированной частоты в низкочастотные колебания, Выбор режима работы устройства осуцествляется внешним воздействием на коммутатор 40 н блок 5, содержащий

55 все навесные элементы, необходимые для работы микросхемы в заданном режиме работы, в тои числе реэонанс1622858 ные контуры, настроенные на заданные промежуточные частоты.

Рассмотрим работу при измерении параметров в режиме амплитудно-модулированньм колебаний .

В измеряемой микросхеме используются следуюцие узлы: гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, детектор, усилитель низкой частоты.

Генераторы несущей 2 и низкой 1 частоты при помоци амплитудного модулятора 3 формируют амплитудно †модулированные колебания

U, (t) ОцБ1п 2i P< t (1

+ (сов 2айс) mg

) где n — глубина модуляции;

U — аиппитуда напряжения несуИ цей частоты;

F — частота колебаний несущей частоты генератора 2;

Q — частота модулируюцих колебаний генератора 1.

Этот сигнал поступает через каскад

39, коммутатор 40 и усилитель 41 мощности на вход аттенюатора 4 и детектора 42, на выходе которого действует напряжение

v = v,(с)к„, КФИ K 4 К42 где К 9 - коэффициент передачи ре гулируемого каскада 39;

К 4 — коэффициент передачи коммутатора 40, К 4 = 1;

К 4, — коэффициент передачи усилителя 41 моцности;

К4 — коэффициент преобразования переменного напряжения в постоянное с детектором 42.

Выходное напряжение детектора 42 сравнивается с опорным значением напряжения источника 27 при помоци элемента 44 сравнения, разность их усиливается и интегрируется интегратором 43 и воздействует на каскад 39 с целью уменьшения ошибки рассогласования, т.е. к аттенюатору 4 подведено напряжение, равное U4(= V>(t))(4 К 9 (U 3o U on ) K 4(K 44 °

Это напряжение с помоцью аттенюатора 4 проводится к входу микросхемы, т.е.

Н

Uq<

I K4

5 где К вЂ” коэффициент ослабления ат4 тенюатора 4.

Таким образом, формируется входной сигнал в режиме амплитудно-модулированньж колебаний.

Гетеродин измеряемой микросхемы вырабатывает напряжение частотой Рг, которое смешивается смесителем HHKросхемы и преобразуется в напря)кение промежуточной частоты F„, равной разности частот F q и Р <. Из-эа разброса параметров измеряемых микросхем необходимо осуцествить автоматическую настройку микросхемы на рЕжим измерений. Это осуцествляетс пу20 тем подстройки частоты гетеродина в зависимости от величины Рг — Ри, csoдя ее к заданной величине Ря =465 кГц.

В зависимости от положения переключателя 13, подстройка схемы осуще25 ствляется двумя способами: первый основан на выделении промежуточной частоты по выходу микросхемы, второй— на выделении промежуточной частоты при помоци смесителя 17 и фильтра

30 18 низкой частоты. Во втором случае воэможности расширены, так как МохНо проводить анализ полосы пропускания приемника путем измерения частоты генератора 2 несуцей частоты.

В том и другом случае напряжение промежуточной частоты поступает через усилитель-ограничитель 12, делитель 11 частоты на вход фазового детектора 10, на другой вход которо40 го поступает сигнал с генератора 7 опорной частоты через первый делитель 9 частоты и усилитель-ограничитель 8.

В установившемся режиме имеем

«Ру Рар

Кц с У где F — частота сигнала генерато7

50 ра 7;

К9 K и коэффициент телей частоты 9 и 11;

F — частота фазового детектирования детектора 10.

Напряжение с выхода фазового детектора 10 через интегратор 14 и усилитель 15 постоянного тока управляет режимом работы элемента 16 электронной перестройки гетеродина,вклю1622858 ченного в цепь гетеродина микросхемы 6 через контактньп» блок 5. Таким образом осуществляется стабилизация промежуточной частоты при изменении частоты входного сигнала, либо смене образцов микросхемы в процессе измерения.

Выходной уровень микросхемы по низкой частоте измеряется измерителем 20 переменного напряжения и через регул»»руег»ый усилитель 21 подается на вход измерителя 22 коэффициента гармоник.

Регулируемый усилитель 21 совместно с детектором 23 действующего значения напряжения, элементом 24 сравнения, интегратором 25, усилителем

26 постоянного тока, подключенным к управляющему входу регулируемого усилителя 21, и источник 27 опорного напряжения осуществляют поддержание постоянным уровнег» напряжения на входе измерителя 22 гармоник независимо от выходного уровня микросхемы, кото- 25 рый может изменяться от образца к образцу.

Таким образом, в АМ-режиме, изменяя глубину модуляции (выходной уровень напряжения генератора 1 низкой частоты), можно измерить выходные напряжения при заданных глубине модуляции и величинах входного воздействия (аттенюатор 4), коэффициент гармоник при заданных уровнях входного сигнала и глубине модуляции, а также отношение сигнал-шум.

Измерение осуществляется при глубине модуляции, равной нулю (измерение шумового напряжения), и затем 40 при заданной глубине модуляции.

Изменяя »г»плитуду напряжения, подводимого к сумматору 31 при помощи аттенюатора 38, можно изменять девиацию частоты частотно-модулирован- 45 ного сигнала. Изменяя коэффициент деления делителя 33, можно изменять центральную частоту сигнала. Измерение коэффициента гармоник осуществляется при входном Ч»»-сигнале с эадан50 ными параметрами измерителем 22. Измерение выходных напряжений при различной модуляции осуществляется измерителем 20 (вольтметром) .

Измерение отношения сигнал-шум в . 55

ЧИ-режиг»е осуществляется в три этапа: измерение выходного напряжения вольтметром 20 при заданных параметрах входного сигнала (Пугач»»); измерение выходного напряжения вольтметром 20 при отсутствии ЧИ-модуляции (U<< );

1 10 ЧМ нахождение отношения N = --20 18

° ». Qj»

Введение цепи поддержания стабильного уровня напряжения на входе (блоки 37, 36, 40, 41, 42, 44 и 43) приводит к повьппению точности, а создание задающего ЧМ-генератора с стабилизацией центральной частоты сигнала (блоки 7, 8, 28, 29, 33, 34, 30, 31, 32, 35, 36, 37, 38 и 1) расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства.

Форг»улаи э обретения

Устройство для измерения параметров микросхем по авт.св. 9 1057893, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьппения точности измерения параметров микросхем супергетеродинного приемника, в него введены второй аттенюатор, третий усилитель-ограничитель, третий делитель частоты, третий интегратор,второй и третий фильтры низкой частоты, второй элемент сравнения, сумматор, генератор, управляемьп1 напряжением, делитель с програг»мируемым коэффициентом деления, первый и второй каскады с регулируемым коэффициентом передачи, усилитель высокой частоты, коммутатор, усилитель мощности, детектор, вход которого подключен к выходу усилителя мощности и входу первого аттенюатора, а его выход— к первому входу второго элемента сравнения, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения,выход второго элемента сравнения через третий интегратор подключен к управляющим входам первого и второго каскадов с регулируемым коэффициентом передачи, выход первого каскада с регулируемым коэффициентом передачи подключен через усилитель высокой частоты к первому входу ког»г»утатора, второй вход которого подклю"ен к выходу второго каскада с регулируемым коэффициентом передачи, вход которого подключен к выходу аг»плитудного модулятора, выход коммутатора соединен с входом усилителя мощности, вход третьего делителя частоты подключен к вьиоду

1622858

Составитель Е.Строкань

Редактор H.Ëàýàðåíêî Техред Л.Олийнык Корректор И. Самборская

Заказ 110 Тирам Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.умгород, ул. Гагарина,!01 первого усилителя-ограничителя и входу первого делителя частоты, выход третьего делителя частоты подклнг чен к первому входу второго фазово.го детектора, выход которого подключен через второй фильтр низкой частоты к первому входу сумматора, выход которого через генератор, управляемий напрямением, подключен к входам третьего фильтра низкой частоты и третьего усилителя-ограничителя,выход которого через делитель с программируемым коэффициентом деления подключен к второму входу второго фазового детектора, выход третьего фильтра низкой частоты подключен к

5 первому входу первого каскада с регулируемым коэффициентом передачи, причем вход второго аттенюатора подключен к выходу генератора низкой частоты и входу амплитудного модулятора, а его выход - к второму входу сумматора.