Устройство для измерения вольт-фарадных характеристик — SU 993156 (original) (raw)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 11993156 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 010781 (21) 3311425/28-21 Р 1)М Кп з 6 01 й ф 27/26 с присоединением заявки Но(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по ледам изобретений и открытий. 33 (088. 8) Опубликовано 30.01,83. Бюллетень йо 4 Дата опубликования описания 300183 В.З.Лубяный, Г.Ф.Гордиенко и А.А.Влащенко(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОЛЬТФАРАДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКИзобретение относится к измерительной технике и может быть ис-.пользовано в приборах для измерения вольт-фарадных характеристикварикапов,Известно устройство для снятиявольт-фарадных характеристик р-и-переходов с большими потерями, содержащее измерительный генератор, частот-.ный детектор, два переключающих устройства, фаэовращатель, источник напряжения смещения, осциллограФ Г 1 3.Недостатком устройства являетсяневысокая точность измерения (45),так как отсутствует автоматическая 5регистрация результатов измеренияи низкая скорость снятия вольт-Фарадной характеристиКи.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения емкости варикапов,содержащее блок управления, измерительный генератор, кварцевый генератор, источник напряжения смещения,переключатели, управляеьие блокомуправления, эталонную емкость, элемент задержки, счетчики импульсов,блоки совпадения, блоки элементовИЛИ, 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) Г 2.3.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 клю 993156 4ча, вход ключа соединен с выходом;источника смещения напряжения, введены второй блок памяти, блок сравнения, блок коррекции, таймер и и цепейиз последовательно соединенных ключаи разделительного конденсатора, подключенных параллельно первому ключу,последовательно соединенному с разделительным конденсатором, элементИ, причем выход второго блока памятисоединен с первым входом блока сравне 10ния, выход которого соединен с первым входом блока коррекции, выход последнего соединен с другим входом блока вычисления емкости, другие входывторого блока памяти, блока сравнения, блока коррекции соединены с выходом измерителя .частоты, выходы блока управления соединены с управляющими входами ключейр блока коррекции непосредственно и через элементИ суправляющим входомблока сравненияодин вход блока управления соединен Гс выходом блока сравнения, а другойвход - с выходом таймера, вход которого соединен с вторым входом элемента И,На чертеже приведена структурнаясхема устройства для измерения вольтфарадных характеристик.Устройство содержит измерительныйгенератор 1 (преобразователь), ряд З 0разделительных емкостей Ср.1 СрХ,источник 2 напряжения смещения, измеритель 3 частоты, блок 4 управления,;блок 5 памяти, таймер б, блок 7 сравнения, элемент И 8, блок 9 коррекции,3блок 10 вычисления емкости, блок 11памяти.Устройство работает следующим образом.При отсутствии пуска измерителя вольт-фарадных характеристиктаймер б периодически выдает импульс на блок 4 управления для измерения Е. 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 501 Ео - Ео 4 где д - максимально допустимая разность частот при заданнойпогрешности измерения;Е(Я - собственная частота измерительного генератора;предыдущее значение собст-.Овенной частоты генератора,то схема сравнения выдает сигнал, 60 . который разрешает запись в блок 5 памяти текущего Е и подает сигнал в блок 4 управленйя, который производит подключение С к измерительному генератору 1, запускает измеритель 3 65 частоты и блок вычисления С . ЕслиусловиеЕц - Е(свыполняется, тоблок 7 сравнения не выдает сигнала,и процесс самоблокировки на этомзаканчивается до следующего запускатаймера б.Измерение вольт-фарадной характеристики конденсатора Ср,1 происходитпри наличии сигнала запуска. Блок 4управления подключает разделительныйконденсатор, разрешает выдачу первогонапряжения смещения, запускает измеритель 3 частоты для измерения Еи блок 10 вычисления емкости. Используя коэффициент С , поступающий свыхода блока 9.коррекции, и код частоты 6 поступающий с выхода измерителя 3 частоты, вычисляет емкость,Затем блок 4 управления повторяетзапуск источника 2 смещения, которыйвыдает второе напряжение смещенияи включает разделительный конденсатор Ср.2, запускает измеритель 3частоты для измерения Е, и аналогично цикл повторяется столько раз,:сколько смещений имеет снимаемаявольт-фарадная характеристика. Результаты расчетов заносятся в блок11 памяти.Таким образом, в измерителе дляизмерения вольт-фарацной характеристики требуется всего И+2 измеренийчастоты, в то время как в прототипе4 хИ, где И - количество точек вольт-фарадной характеристики,Кроме того, жесткая принадлежность каждого смещения своему разделительному конденсатору (Ср.) сохраняет заряд, полученный от 1-госмещения, и при очередном подключении 1-го напряжения смещения не перезаряжается, благодаря чему резкоуменьшается длительность переходныхпроцессов.Технико-экономический эффект отприменения предлагаемого устройствапри измерении емкости на пластинеили готовых варикапах обуславливается значительным повышением быстродействия измерителя и высокими метрологическими данными. формула изобретения.Устройство для измерения вольтфарадных 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, измериираж 708ударственного кизобретений иа, Ж, Раушск 8/бО Т ВНИИПИ Гос йо делам 1 13035 р МосквПодпиеноитета СССРкрытий а я илиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектна теля частоты и ключа, а вход ключасоединен с выходом источника смещения напряжения,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличениябыстродействия и повыаения точностиизмерения, в него введены второй блок 5памяти, блок сравнения, блок коррекции, таймер и и цепей из последовательно соединенных ключа и разделительного конденсатора, подключенныхпараллельно первому ключу, псследовательно соединенному с разделительнымконденсатором, элемент И, причейвыход второго блока памяти соединенс первым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом блока коррекции, выходпоследнего соединен с другим входом блока вычисления емкости, другие входы второго блока памяти, блока сравнения,блока коррекции соединены с выходоыизмерителя частоты, выходы блокауправления соединены с управляющимивходами ключей, блока коррекциинепосредственно и через элемеи И суправляющим входом блока сравнЕния,один вход блока управления соединенс выходом блока сравнения,-а другойвход - с выходом таймера, вход которого соединен с вторым входом.элемента И,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "Приборы и техника эксперимента", 1979, Р 2,2, Авторское свидетельство СССР Р б 18688, кл. С 01 й 17/02, 01,09,7 б.