Устройство для измерения комплексных у и s-параметров линейных четырехполюсников

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 29. 12. 80 (21) 3224705/18-21 (gq) М. Кл.з

G 01 R 27/28 с присоединением заявки ¹. Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

С 01 R 31/26 (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 070882 (53) УДК 621. 317. .757(088.8) В.И.Диденко и В.М.Жеребцов (72) Авторы изобретения е "». сМтут,; ..

Московский ордена Ленина энергетический и (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ

V И S-ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использо.— вано для измерения проводимости интегральных схем и транзисторов в ши5 роком диапазоне частот, в режимах короткого замыкания на входе и на выходе.

Известны устройстна.для измерения комплексных параметров линейных четырехполюсников f1).

Однако эти устройства имеют низкую точность измерений, обусловленную методической погрешностью.

Известно также устройство для измерения комплексных параметров рассеяния четырехполюсника, содержащее контактный узел для подключения исследуемого четырехполюсника, коммутатор, состоящий из управляющих ключей и программного блока, выходы последнего

20 соединены с управляющими входами управляемых ключей, ичтояник ЭДС переменного тока, выход которого с опорным каналом векторного вольтметра соединен с входом первого и второго управ- . 25 ляемых ключей, другой вход первого и выход второго управляемых ключей соединены с корпусом, выход первого управляемого ключа соединен с первым

Ьбраэцовым резистором, а другой вход 30 второго управляемого ключа соединен с вторым образцовым резистором, измерительный канал векторного вольтметра соединен с выходом пятого и шестого управляемых ключей. Второй вывод перного образцового резистора соединен с входом третьего и пятого управляемых ключей, а второй вывод второго. образцового резистора соединен с выходом четвертого и входом шестого управляемых ключей. Выход третьего и вход четвертого управляемых ключей подключен соответственно к входу и выходу иссле- . дуемого нетырехполюсника (2) .

Однако известное устройство за счет дополнительных измерительнь1х операций, хотя и обеспечивает устранение методической погрешности, но имеет низкое быстродейсвтие и малую точность измерений иэ-за большой инструментальной погрешности.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерений.

Цель достигается тем, что в уст" ройство для измерения комплексных Ч и S-параметров линейных четырехполюсников, содержащее контактный узел ,с двумя. входными клеммами, коммутатор, включающий шесть управляемых ключей и программный блок, нход которого сое-.

949545 динен с выходом источника питания, а выходы соединены с соответствующими управляющими входами ключей, источник напряжения переменного тока, выход которого соединен с опорным входом векл торного вольтметра и входами первого и второго управляемых ключей, второй вход первого и выход второго которых соединены с корпусом, а выход первого управляемого ключа соединен с одним

3 выводов первого образцового ре- 10 истора, а второй вход второго управ- ляемого ключа соединен с одним иэ выводов второго образцового резистора, измерительный вход векторного вольтметра соединен с выходом пятого 15 и шестого управляемулх ключей, введены третий и четвертый образцовые резисторы и седьмой и восьмой управляемые ключи, управляющими входами подключенные к соответствующим выходам программного блока, при этом выход первого управляемого ключа соединен с входом третьего управляемого ключа,. выход которого соединеи с вторым выво дом первого образцового резистора и входом седьмого управляемого ключа, выход последнего подключен к входу пятого управляемого ключа и первой входной клемме контактного узла, третий образцовый, резистор подключен между входом и выходом седьмого уп" равляемого ключа, а второй вход второго управляемого ключа соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вход которого соединен с вторым.выводом второго образцового резистора Й и выходом Bog&Moro управляемого ключа, вход последнего соединен с входом шестого управляемого ключа и второй входной клеммой контактного узла, а четвертый образцовый резистор вклю-: ) чей между входом и выходом восьмого управляемого ключа. ° ,На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит контактный узел 1,для подключения исследуемого четырехполюсника 2, коммутатор, состоящий из управляемых ключей 4-11 и программного блока,12, выходы последнего соединены с упРавляющими вхо-. 0 дами управляемых ключей 4-11, источник 13 напряжения переменного тока, выход которого подключен к опорному входу векторного вольтметра 14, источник 19 питания и входные клеммы 20 и 21 контактного узла.

Устройство работает следующим образом.

С помощью программного блока 12 производится," подключение управляемях ключей 4-11 по определенной про- 60 грамме к источнику 19 питания. При этом опорный вход векторного вольтметра 14 при прямом и обратнбй включении четырехполюсника 2 постоянно . подсоединен к источнику 13 напряже»

65 ния переменного тока и регистрирует напряжение.на его выходе. В прямом включении четырехполюсника вольтметр 14 измеряет напряжение Е, а . при обратном включении — Е .

При срабатывании управляемых ключей 4, 7, 9 и 10 сигнал от источника 13 напряжения переменного тока через контактны управляемого ключа 4, образцовый резистор 15 и контактны управляемого ключа 10 подается на. вход четырехполюсника 2, выход которого нагружается на резистор 18, подключаемый к корпусу через контакты управляемого ключа 7 и нормально замкнутые контактны управляемого ключа 5. Измерительный вход векторного вольтметра 14 подключается через контактны ключа 9 к резистору 18.. Вольтметром 14 регистрируется комплексное напряжение U на выходе четырехполюсника 2.

При срабатывании управляемого ключа 6 источник напряжения переменного тока непосредственно подключается к входу четырехполюсника 2. На его выходе вольтметром 14 измеряется ком ff плексное напряжение 0 .

При срабатывании ключей 5, 6, 8 и 1i четырехполюсник 2 оказывается включенным в обратном йаправлении, При этом сигналт т источника 13 напряжения переменного тока через контак-. ты ключа 5, резистор 16 и контакты ключа 11 подается на выход четырехполюсника 2, вход которого нагружается на резистор 17, по цслючаемый к корпусу через:контакты(ключей 6 и 4. Измерительный вход векторного вольтметра 14 через контакты ключа 8 подключается к резистору 17 и измеряет комплексное напряжение 5„ на входе четырехполюсника 2.

При срабатываций управляемого ключа 7 источник 13 напряжения непосредственно подключается к выходу четырех-. полюсника 2. Ha его входе вольтметр 14 измеряет комплексное напряжение 0„

На этом цикл измерения входных и выхбдных комплексных напряжений линейного четырехполюсника на одной час тоте заканчивается. По результатам измерения комплексных напряжений по ниже приведенным формулам определяются следующие параметры четырехполюсника, например,3 -параметры:

+ы »

К

1 f(1 Щ ФЕ

<-к» к+

Щ 1

f gf 1 Ю

Ю

»

4-КФ„К11

949545

<-k" "

?1 а

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . ТранзистоРы. Параметры, методЫ измерений и испытаний. Под ред. Вергельсона И.Г. и др..ИГ:,. ТСоветское радио." t 19áá с. 127-128.

И 4- К, „К"„

10 ли нормированные S-параметры:

К ?1 ° 3" .

e =? — - ; s =?к,„ И Кю "l 49. Э»

"?1

Я ю ?

9=ЯК, к" где К?, К»

U< . . U+, д,, 3» . и 3 — соответстЪ венно проводимости образцовых 15 реэисто:. ров 15„18, 17 и 16.

??ля уменьшения инструментальной погрешности измерений проводимости ЗО четырехполюсника н образцовых.резисторов выбираются иэ условий.Л >Ъ 3. Э

»

7Ъ.(, 3 Р 3 11 >) 3, т. е. пРоводимости резисторов, коммутируемых на входе и выходе четырехполюеника при прямом и обратном его включении, должны быть малыми. Максимальная относительная погрешность измерения параметра 5»„ при условии, что фаэо" вые углы напряжений равны нулю и

3g =. З ?? ? 3I„(Эш - входная про- 4О водимость по измерительному входу векторного врльтметра), для известного устройства имеет следующие математические выражения:

45 ю q йЕ„АЕ, а0, аю

6 9 „= — 4 — 0,5 + ++—

О,?1 а„а Ц ц а для предлагаемого устройства

bVg ьЕ .. Qf фЯ н +

%1 0ь а, Учитывая, что относительная погрешность измерений напряжений рава" U ) ройства - с Sg 3,5 Ю U, а предлагаемого - ФЬ», 2 ФО,т.е. погрешность измерений уменьшается более чем в 1,5 раза.

Формула изобретения

Устройство для измерения комплек-, сных Я и «S-параметров линейных четырехполюсников, содержащее контактный узел с двумя входныьы клеммами, коммутатор, включащий шесть управляемых ключей и програьмный блок, вход которого соедийен с выходом источника питания, выиоды соединены с соответствукицими управляюши- . ми входами ключей, источник напряжения переменного тока, выход которого соединен с опорным входом векторного вольтметра и входами первого и. второro управляемых ключей, второй вход первого и выход второго которых соединены с корпусом, а выкрд первого управляемого кпюча соединен с одним из выводов первого образцового резис" тора, второй. вход второго управляемого ключа соединен с одним иэ выводов второго образцового резистора, измерительный вход векторного вольтметра соединен с выходом пятого и шестого управляемых ключей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в него введены третий и четвертый образцовые резисторы, .седьмой и восьмой управляемые ключи, управлякхцими входами подключенные к соответствующим выходам программного блока, при этом выход первого управляемого ключа соединен с входом третьего управляемого ключа, выход которого соединен с вторым выводом первого образцового резистора и. входом,седьмого управляемого ключа, выход последнего подключен к входу пятого управляемого ключа и первой входной клемме контактного узла, третий образцовый резистор включен между входом и выходом седьмого управляемого ключа, а второй вход второго управляемого ключа соединен с выходом четвертого угравляемого ключа, вход которого соединен с вторым выводом второго образцового резистора и выходом восьмого управляемого ключа, вход последнего соединен с входом шестого управляемого ключа и второй входной клеммой контактного узла, а четвертый образцовый резистор включен между входом и выходом восьмого управляемого ключа.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 741195, кл. G 01 к-.-.27/28, 1978 (прототип ) .

f7

Составитель Л.Муранов

Редактор К:Кацалап Техред Е.Харитончик Корректор У.Пономаренко

Заказ 5742/34 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий..

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæroðoä, ул.Проектная; 4