Устройство для измерения вольт-фарадных характеристик

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<в993156

Союз Советскик

Социалистических

Республик Ъ

lil Ф

/ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030781 (23) 3311425/28-21

Р1 М Кд з

G 01 R 27/26 с присоединением заявки Но (23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

РЗ)УДК .3 . 33 (088. 8) Опубликовано 3001.83. Бюллетень йо 4

Дата опубликования описания 300183 ф

В.З.Лубяный, Г.Ф.Гордиенко и А .A.Ðëàùåíêo", 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛЬТ-ФАРАДНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК

Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис-пользовано в приборах для измерения вольт-фарадных характеристик варикапов .

Известно устройство для снятия вольт-фарадных характеристик р-и-переходов с большими потерями, содержащее измерительный генератор, частот-. ный детектор, два переключающих устройства, фаэовращатель, источник напряжения смещения, осциллограф 51 3.

Недостатком устройства является невысокая точность измерения (45й), так как отсутствует автоматическая t5 регистрация результатов измерения и низкая скорость снятия вольт-фарадной характеристиКи.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой ! ство для измерения емкости варикапов, содержащее блок управления, измерительный генератор, кварцевый генератор, источник напряжения смещения, переключатели, управляемие блоком управления, эталонную емкость, элемент задержки, счетчики импульсов, блоки совпадения, блоки элементов

ИЛИ, сумматоры, блок выделения Нуля.

Известное устройство требует четыре периода работы (три измерения периода колебаний контура — периода собственных колебаний, периода колебаний при подключении к контуру эталонной емкости) Г2.3.

Недостатком известного устройства является малое быстродействие изза четырех периодов работы и из-за времени перезаряда разделительной емкости при смене величины напряжения смещения.

Цель изобретения — увеличение быстродействия и точности измерения емкости при. контроле вольт-фарадных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для изменения вольт-фарадных характеристик, содержащее последовательно соединенные передний .ключ и разделительный конденсатор, соединенный с входом измерительного генератора, выход последнего через измеритель частоты соединен с одним из входов блока вычисления емкости, выход которого соединен с входом первого блока памяти, блок управления, выходы которого соответственно соединены с управляющими входами источника напряжения смещения, измерителя частоты и клю993156

4 ча, вход ключа соединен с выходом

;источника смещения напряжения, введены второй блок памяти, блок сравнения, блок коррекции, таймер и и цепей из последовательно соединенных ключа и разделительного конденсатора, под- 5 ключенных параллельно первому ключу, последовательно соединенному с разделительным конденсатором, элемент

И, причем выход второго блока памяти соединен с первым входом блока сравне)p ния, выход которого соединен с первым входом блока коррекции, выход последнего соединен с другим входом блока вычисления емкости, другие входы второго блока памяти, блока сравнения, блока коррекции соединены с выходом измерителя .частоты, выходы блока управления соединены с управляющими входами ключейр блока коррекции непосредственно и через элемент

И суправляющим входомблока сравнения,, один вход блока управления соединен с выходом блока сравнения, а другой вход — c выходом таймера, вход которого соединен с вторым входом элемента И.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения вольтфарадных характеристик.

Устройство содержит измерительный генератор 1 (преобразователь), ряд разделительных емкостей Ср.1...CpN источник 2 напряжения смещения, измеритель 3 частоты, блок 4 управления, ;блок 5 памяти, таймер 6, блок 7 сравнения, элемент И 8, блок 9 коррекции,33 блок 10 вычисления емкости, блок 11 .памяти.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии пуска измерителя вольт-фарадных характеристик таймер

6 периодически выдает импульс на блок

4 управления для измерения f<. При этом блоком 4 управления включается разделительная емкость (Ср.1), запус- 45 кается измеритель 3 частоты, разрешается сравнение кодов с выхода измерителя 3 частоты и блока 5 памяти на блоке 7 сравнения и если не выполняется условие 50 f - f, 1<0", где d — максимально допустимая разность частот при заданной погрешности измерения;

ЯЯ вЂ” собственная частота измерительного генератора; предыдущее значение собст-.

О венной частоты генератора, то схема сравнения выдает сигнал, 60 . который разрешает запись в блок 5 памяти текущего Х и подает сигнал в блок 4 управленйя, который производит подключение С> к измерительному генератору 1, запускает измеритель 3 частоты и блок вычисления С . Если условие Ец — f< ((d âûïîëíÿåòñÿ, то блок 7 сравнения не выдает сигнала, и процесс самоблокировки на этом заканчивается до следующего запуска таймера 6.

Измерение вольт-фарадной характеристики конденсатора Ср.1 происходит при наличии сигнала запуска. Блок 4 управления подключает разделительный конденсатор, разрешает выдачу первого напряжения смещения, запускает измеритель 3 частоты для измерения и блок 10 вычисления емкости ° Используя коэффициент С, поступающий с выхода блока 9-коррекции, и код частоты fq поступающий с выхода измерителя 3 частоты, вычисляет емкость.

Затем блок 4 управления повторяет запуск источника 2 смещения, который выдает второе напряжение смещения и включает разделительный конденсатор Ср.2, запускает измеритель 3 частоты для измерения Ех, и аналогично цикл повторяется столько раз,: сколько смещений имеет снимаемая вольт-фарадная характеристика. Результаты расчетов заносятся в блок

11 памяти.

Таким образом, в измерителе для измерения вольт-фарацной характеристики требуется всего N+2 измерений частоты, в то время как в прототипе

4xN, где N — количество точек вольт- фарадной характеристики.

Кроме того, жесткая принадлежность каждого смещения своему разделительному конденсатору (Ср.) сохраняет заряд, полученный от i-го смещения, и при очередном подключении 1-го напряжения смещения не перезаряжается, благодаря чему резко уменьшается длительность переходных процессов.

Технико-экономический эффект от применения предлагаемого устройства при измерении емкости на пластине или готовых варикапах обуславливается значительным повышением быстродействия измерителя и высокими метрологическими данными. формула изобретения.

Устройство для измерения вольт(фарадных характеристик, содержащее последовательно соединенные первый ключ и разделительный конденсатор, соединенный с входом измерительного генератора, выход последнего через измеритель частоты соединен с одним из входов блока вычисления емкости, выход которого соединен с входом первого блока памяти, блок управления, выходы которого соответственно соединены с управляющими входами источника напряжения смещения, измери993156

Составитель Л.сотникова

Редактор A. Фролова Техред М.Надь . КорректорО Билак

Заказ 448/б0 Тираж 708 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР йо делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 теля частоты и ключа, а вход ключа соединен с выходом источника смещения напряжения,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повыаения точности измерения, в него введены второй блок памяти, блок сравнения, блок коррекции, таймер и и цепей из последовательно соединенных ключа и разделительного конденсатора,.подключенных параллельно первому ключу, последо- fÎ вательно соединенному с разделительным конденсатором, элемент И, причей выход второго блока памяти соединен с первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым вхо- f5 дом блока коррекции, выход -последнего соединен с другим входом блока вычисления емкости, другие входы второго блока памяти, блока сравнения, блока коррекции соединены с выходоМ измерителя частоты, выходы блока управления соединены с управляющими входами ключей, блока коррекции непосредственно и через элемеи И с управляющим входом блока сравнЕния, один вход блока управления соединен с выходом блока сравнения,-а другой вход — с выходом таймера, вход которого соединен с вторым входом элемента И.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Приборы и техника эксперимен, та", 1979, Р 2.

2. Авторское свидетельство СССР

9 б18688, кл. G 01 R 17/02, 01097б.