Устройство для дистанционныхизмерений вольтамперных xapak- теристик четырехполюсника

 

Союз Соее Скнх

Соцналнстнчаских

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8И ЕПЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 011176 (21) 2416826/18-21

Р11М. Кл. с присоединением заявки ¹

G 01 R 31/26

Гасударственный комитет

СССР оо -.елам нзобретеннй о открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.81, Бюллетень HQ 3 (53) УДК 621. 317. .6(088.8) Дате опубликования описания 2 3.01.81 (72) Авторы изобретения

В.В. Абрамов, А.И. Мотягин и В.С. Першенков (71) Заявитель

Московский ордена Трудо ого Красного Знамени инженерно-физический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЯ

ВОЛЬТАМПГРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛВСНИКА

Изобретение относится к измерению электрических характеристик быстродействующих полупроводниковых приборов и интегральных схем и может быть использовано в физике твердого тела, радиационной физике, например, при дистанционных„измерениях характеристик приборов, находящихся в условиях непосредственного воздействия внешних дестабилизирующих факторов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройствс для измерения и отображения вольтамперных характеристик, содержащее задающий генератор, соединенный с регистратором и генератором импульсов, выход которого подключен к входу исследуемого четырехполюсника.

Для получения вольтамперных характеристик на исследуемый прибор подается последовательность модулированных по амплитуде импульсов ° Сигналы, пропорциональные току через измеряемый прибор и падению напряжения на нем, поступают на каналы горизонтального и вертикального отклонения сциллографа (1) .

Недостатком известного устройства для измерения и отображения вольт- Зо амперных характеристик является низкое быстродействие, вследствие чего указанное устройство не мбжет быть использовано в условиях, когда воздействие внешних дестабилизирующих факторов приводит к быстрым измене" ниям вольтамперных характеристик измеряемых приборов.

Кроме того, известное устройство не предназначено для проведения диста: ционных измерений, когда исследуемый прибор находится на значительном расстоянии от импульсных генераторов и блока регистрации. В этом случае для предотвращения искажения формы импульсов требуется согласование, что в условиях воздействия дестабилизирующих факторов, изменяющих как параметры прибора, так и параметры элементов узлов согласования, становится неразрешимой проблемой.

Цель изобретения - повышение быстродействия измерения при воздействии внешних дестабилизирующих факторов на четырехполюсник.

Укаэанная цель достигается тем, что выход исследуемого четырехполюсника соединен со входом регистратора импульсов посредством длинной ли798647

$S

d0 нии рассогласованной на входе и выходе.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для дистанционных измерений нольтамперных характеристик четырехполюсников, на фиг. 2 — эпюра регистрируемого напряжения и выходная нольтамперная характеристика исследуемого четырехполюсника.

Устройство содержит исследуемый четырехполюсник 1, выход которого соединен с длинной линией 2, подключенной другим концом к регистратору

3 импульсов. Задающий генератор 4 служит для синхронизации регистратора 3 импульсон и запуска генератора

5 тестовых импульсов, подключенного к входу исследуемого четырехполюсника 1. В качестве иэмеряемой вольто амперной характеристики представлена выходная характеристика транзисторно-транзисторная логическая схема (ТТЛ ) — вентиля 6 (в состоянии логического "0").

Исследуемый четырехполюсник 1 в исходном состоянии закрыт и его выходное напряжение равно напряжению логической "1" (точка с на фиг. 2).

До этого же напряжения заряжена длинная линия 2 по всей длине.

Задающий генератор 4 при t = 0 осуществляет синхронный запуск регистратора 3 и генератора 5 тестовых импульсов.

При подаче на вход четырехполюсника 1 тест-импульса он переходит .н состояние логического "0" на выходе за время, много меньше времени распространения сигнала вдоль длинной линии 2, которая начинает разряжаться через открытый четырехполюсник 1.

Выходной TOK четырехполюсника, заданаемый разрядом длиной линии 2, и напряжение, устананливающееся при этом, определяются пересечением нольтамперной характеристики четырехполюсника 1 и прямой с наклоном, равным характеристическому сопротинлению линии (точка <5 на иг. 2). Этот перепад напряжения распространяется вдоль длинной линии 2 по направлению к регистратору 3. Так как входное сопротивление регистратора 3 много больше характеристического сопротивления линии 2, то первоначальный перепад напряжения на выходе линии 2 удвоится. В результате регистратор 3 зафиксирует ступеньку напряжения,соответствующую точке на фиг. 2.После отражения or выхода длинной линии

2 перепад напряжения снова распространяется Ко входу линии 2 и отражается от выхода четырехполюсника 1 (точка ъ на фиг. 2). На выходе линии

2 этот перепад снова удваивается и на регистраторе 3 появляется новая ступенька, соответствующая точке Д

40 (фиг. 2). Длительность ступеньки равна удвоенному времени распространения сигнала вдоль линии 2 (2t„). Таким образом, на выходе регистратора

3 формируются ступеньки напряжения, амплитуды которых соответствуют раз-, личным точкам нольтамперной характеристики исследуемого четырехполюсника 1.

Регистрация отраженных импульсов, появляющихся за счет рассогласования выходного сопротивления четырехполюсника 1 относительно характеристического сопротивления длинной линии 2 позволяет получить вольтамперную характеристику исследуемого четырехполюсника 1

Устройство позволяет также получить нольтамперную характеристику, соответствующую логической "1" на выходе вентиля, а также входную характеристику логической микросхемы.

Кроме того, возможно исследование выходной характеристики обычного транзистора и любого другого четырехполюсника, время переключения которого много меньше времени распространения сигнала вдоль длинной линии.

Отсутствие необходимости согласования длинной линии на входе и выходе существенно упрощает устройстно и позволяет снимать вольтамперные характеристики н широком диапазоне токов и напряжений, для реализации чего н обычных устройствах необходимо использование специальных импульсных генераторов. Малое время, затрачинаеМое на одно измерение (при длине кабеля 10 м время 2tр = 100 нс),позволяет регистрировать быстропротекающие процессы, когда исследуется, например, ударное воздействие дестабилизирующих факторов.

Формула изобретения

Устройство для дистанционных измерений вольтамперных характеристик четырехполюсника, содержащее задающий генератор, соединенный с регистратором импульсов и генератором импульсов, выход которого подключен к входу исследуемого четырехполюсника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия измерения при воздействии внешних дестабилизирующих факторов на четырехполюсник, выход исследуемого четырехполюсника соединен со входом регистратора импульсов посредством длинной линии рассогласованной на входе и выходе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании

Ч 1227113, кл. G 1 V, опублик.1969.

798647

Фиг. 2

Составитель A.Øàðîâ

Редактор Т. Киселева Техред M.Ðåéâåñ Корректор С. Щомак

Заказ 10020/57 Тираж 743 Подписное

BHHHGH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r- Ужгород, ул. Проектная, 4