Устройство для сканирования металлодиэлектрических структур — SU 1559248 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХС ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК Э а 1 1)5 С 01 В 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТНРЫТИЯМ К АВТОРСКОМ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1216634, кл. 0 01 В 7/б 0, 1983.Авторское свидетельства СССР(57) Изобретение относится к измертельной технике, Цель изобретенияуменьшение влияния температурнойнестабильности окружающей среды иувеличение помехоустойчивости путеисключения нарушения балансировкиустройства при воздействии дестабилизирующих факторов. Устройство со 2держит генератор высокой частоты 1, мост 2 переменного тока, емкостный щуп 3, первый 4 и второй 5 детекторы, линеаризатор 6, интегратор 7, усилитель 8 постоянного тока, компаратор 9, пиковый детектор 1 О, делитель опорного напряжения 11 и ключ 12. Введение интегратора 7, усилителя 8 постоянного тока и второго переменного сопротивления в плечо моста 2 переменного тока позволяет осуществить автоматическую самобалансировку моста при влиянии внешних температурных факторов. Введение пикового детектора 10, делителя 11 опорного напряжения и ключа 12 позволяет сформировать гистерезисный режим работы компаратора 9, При этом величину гистерезиса выбирают больше уровня помех входного сигнала, 1 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь"зовано для контроля линейных размеров металлических структур, расположенных на диэлектрической основе.Целью изобретения является уменьшение влияния температурной нестабильности окружающей среды и увеличение помехоустойчивости путем ис Оключения нарушения балансировки уст"ройства при воздействии дестабилизирующих факторов.На чертеже изображена схема устройства для сканирования металло-. 15диэлектрических структур,Устройство содержит генераторвысокой частоты, соединенный с од"ной диагональю моста 2 переменноготока. Одно из пл ч моста переменноготока представляет собой переменноесопротивление, выполненное в видеемкостного щупа 3, В качестве последнего может применяться, например,отрезок коаксиального кабеля. Другая 25диагональ моста 2 переменного токасоединена с первым 4 и вторым 5 де"текторами, в частности пиковыми, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами линеари- ЗОзатора б. Выход линеаризатора 6 черезинтегратор 7 и усилитель 8 постоянного тока соединен с вторым плечоммоста переменного тока, представляющим собой также переменное сопротив 35ление, например варикап. К выходулинеариэатора б подключены первый(сигнальный). вход компаратора 9 ивход пикового детектора 10, выходкоторого через делитель 11 опорногонапряжения связан с вторым (опорным)входом компаратора 9. Выход компаратора 9 является выходом устройства и через ключ 12 соединен с вторым(опорным) входом компаратора 9.Устройство для сканирования метал"лодиэлектрических структур работаетследующим. образом.При прохождении емкостного щупа3 над элементами металлодиэлектрической структуры, например.над металлическими проводниками координатнойматрицы, над плоскими проводникамипечатной платы, находящимися в зонечувствительного щупа, происходит раз 55баланс моста 2 переменного тока.Высокочастотный сигнал разбалансадетектируется первым 4 и вторым 5детекторами и поступает на входы дифференциальной схемы линеаризатора 6. Последний предназначен для усиления сигнала и для устранения нелинейной зависимости выходного сигнала моста 2 переменного тока при измерении импеданса емкостного щупа 3. Импульс" ный сигнал колоколообразной формы с выхода линеаризатора 6 поступает на параллельно соединенные первый вход компаратора 9, вход пикового детектора 10 и вход интегратора 7. На выходе интегратора 7 выделяется постоянная составляющая импульсного сигнала, которая нормируется усилителем 8 постоянного тока. Выделенное напряжение. управляет величиной. второго переменного сопротивления в плече моста 2 переменного тока.Таким образом, осуществляется самобалансировка моста 2 переменного тока, Время установления баланса определяется постоянной времени интег-, ратора 7, которая выбирается заведомо большей периода следования импуль"сов с выхода линеариэатора б. На выходе пикового детектора 1 О выделяет" ся постоянное; напряжение, равное амплитуде колоколообразных импульсов. Оно поступает на делитель 11 опорного напряжения, с выхода которого необходимый уровень, напряжения, например 50 от амплитуды импульсов, подается на второй (опорный) вход компаратора 9. При превышении уровнем импульса на первом входе компаратора 9 опорного напряжения на его втором входе компаратор 9 срабатывает. Высоким уровнем сигнала с выхода компаратора 9 открывается ключ 12, снижая тем самым опорное напряжение на величину, несколько большуюмаксимального уровня помех во входномсигнале. Таким образом обеспечивается необходимая помехозащищенность работы устройства за счет формирования гистереэисного режима работы компаратора 9. При непрерывном сканировании металлодиэлектрической структуры на выходе компаратора 9 формируются импульсы логическогоуровня, соответствующие моментам прохождения емкостного щупа над проводниками координатной матрицы или металлизированными дорожками печатной платы. Эти сформированные импульсыпоступают на выход устройства и могут,служить, например, в качестве стро"бирующих при записи координат проводвЗаказ 833 Подписное Тираж 500 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРПроизводственно-издательский комбинат патент", г,ужгород, ул, Гагарина, 101 5 155 ников. При этом длительность импуль" сов несет информацию о ширине проводника.Таким образом, изобретение позволяет уменьшить влияние температурной нестабильности окружающей среды и увеличить помехоустойчивость сканирования. Формула из обретенияУстройство для сканирования металлодиэлектрических структур, содержащее мост переменного тока, в одно из плеч которого включено первое переменное сопротивление, генератор высокой частоты, емкостный щуп, первый и второй детекторы, линеаризатор и компаратор, генератор высокой частоты соединен с первой диагональю моста переменного тока, емкостный щуп подключен к плечу моста переменного тока с переменным сопротивлением, входы первого и второго детекторов 9248 бприсоединены к второй диагонали мостапеременного тока, а выходы " к первому и второму входам линеаризатора,выход которого соединен с первымвходом компаратора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью увеличения термостабильности и помехоустойчивости, оно снабжено интегратором, усилителем гостоянного тока,пиковым детектором, делителем опорного напряжения и ключом, в второеплечо моста переменного тока введеновторое переменное сопротивление, ккоторому подключен выход усилителяпостоянного тока, вход которого черезинтегратор связан с выходом линеаризатора и входом пикового детектора,выход которого соединен с входом де лителя опорного напряжения, выходкоторого соединен с вторым входомкомпаратора, и выходом ключа, входкоторого соединен с выходом компара"тора, являющегося выходом устройства. "с