Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов

Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее интегратор, источник переменного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора, источник опорного напряжения , первый и второй элементы 2И, первый и второй переключатели, выходы которых подключены к входам дифференциального вольтметра среднего значения, первые входы элементов 2И подключены к входной шине, второй вход первого элемента 2И подключен к входу интегратора, а второй вход второго элемента 2И подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, отличаю- , щ е е с я тем, что, с цепью повьшения точности, в него дополнительно введены третий и четвертый переключатели , делитель напряжения, конденсатор , резистор, блок управления/ первый, второй и третий мультиплексоры , выход источника опорного напряжения соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, вторые входы которых соединены с общей шиной, выход третьего переключателя через резистор соединен с выходом второго, первый вход второго переключателя соединен с выходом интегратора- , первым вьшодом делителя напряжения, второй вывод которого соединен с общей щиной, и входом четвертого переключателя, второй вход которого подключен к отводу делителя напряжения,а выход - через конденсатор к выходной шине,первый .выход блока управления соединен с первыми управлякмцими входами мультиплексоров и управляющим входом четвертого переключателя, второй выход блока управления соединен с вторыми управлякнцими входами мультиплексоров , второй и третий информационные входы первого мультиплексора подключены к входу интегратора, второй информационный вход второго мультиплексора соединен с входной шиной, первые информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов 2И, первьй и второй информационные входы третьего мультиплексора и третий информационный вход второго подключены к шине логического нуля, третий информационный Вход третьего мультиплексора подключен к пшне логической единицы , а выходы первого, второго и третьего мультиплексоров соединены с управляющими входами соответственно первого, третьего и второго переключателей .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

5 I 9) (11) (5!)4 G 01 R 19 165

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

j 1 t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3705814/24-21 (22) 02.03.84 (46) 07. 11.85. Бюл. ¹ 41 (72) Г.С.Власов (53) 621.317. 7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 658487, кл. G О1 R 19/165, 14.02. 75.

Авторское свидетельство СССР № 907452, кл. С 01 R 19/165, 24. 06.80. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее интегратор, источник переменного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора, источник опорного напряжения, первый и второй элементы

2И, первый и второй переключатели, выходы которых подключены к входам дифференциапьного вольтметра среднего значения, первые входы элементов

2И подключены к входной шине, второй вход первого элемента 2И подключен к входу интегратора, а второй вход второго элемента 2И подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены третий и четвертый переключатели, делитель напряжения, конденсатор, резистор, блок управления, первый, второй и третий мультиплексоры, выход источника опорного напряжения соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, вторые входы которых соединены с общей шиной, выход третьего переключателя через резистор соединен с выходом второго, первый вход второго переключателя соединен с выходом интегратора,, первым выводом делителя напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной, и входом четвертого переключателя, второй вход которого подключен к отводу делителя напряжения,а выход — через конденсатор к выходной шине, первый выход блока управления соединен с первыми управляющими входами мультиплексоров и управляющим входом четвертого переключателя, второй 3 выход блока управления соединен с вторыми управляющими входами мультиплексоров, второй и третий информационные входы первого мультиплексора подключены к входу интегратора, второй информационный вход второго мультиплексора соединен с входной шиной, первые информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов 2И, первый и второй информационные входы третьего мультиплексора и третий информационный вход второго подключены к шине логического нуля, третий информационный вход третьего мультиплексора подключен к шине логической единицы, а выходы первого, второго и третьего мультиплексоров соединены с управляющими входами соответственно первого, третьего и второго переключателей.

1 11902

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для испытаний пороговых элементов, например компараторов нли нуль-органов. 5

Цель изобретения — повышение точности путем периодической настройки и нормирования выходных данных.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для измерения 10 электрических параметров пороговых элементов; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения электрических параметров пороговых элемен15 тов содержит интегратор 1, источник

2 переменного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора

1, источник 3 опорного напряжения, первый 4 и второй 5 элементы 2И, первый 6 и второй 7 переключатели.

Выходы переключателей 6 и 7 подключены к входам дифференциального вольтметра 8 среднего значения. Первые входы элементов 2И 4 и 5 подклю25 чены к входной шине 9. Второй вход первого элемента 2И 4 подключен к входу интегратора 1, а второй вход второго элемента 2И 5 - к выходу инвертора 10, вход которого соединен с выходом источника 2 переменного напряжения. Устройство содержит также третий 11 и четвертый 12 переключатели, делитель 13 напряжения, конденсатор 14, резистор 15, блок 16 35 управления, первый 17, второй 18, третий 19 мультиплексоры. Выход источника 3 опорного напряжения соединен с первыми входами первого 6 и третьего 11 переключателей, вторые 40 входы которых соединены с общей шиной. Выход третьего переключателя 11 через резистор 15 соединен с выходом второго переключателя 7. Первый вход второго переключателя 7 соединен с 45 выходом интегратора 1, первым выводом делителя 13 напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной, и входом четвертого переключателя 12, второй вход которого соединен 50 с отводом делителя 13 напряжения, а выход — через конденсатор 14 - с выходной шиной 20. Первый. выход блока

16 управления соединен с первыми управляющими входами мультиплексо- 55 ров 17-19 и управляющим входом четвертого переключателя 12. Второй выход блока 16 управления соединен

77 с вторыми управляющими входами мультиплексоров 17-19. Второй и третий информационные входы первого мультиплекс ора 1 7 подключены к входу интегратора 1, второй информационный вход второго мультиплексора — к входной шине 9. Первые информационные входы первого 17 и второго 18 мультиплексоров соединены с выходами соответственно первого 4 и второго

5 элементов 2И. Первый и второй информационные входы третьего мультиплексора 19 и третий информационный вход второго мультиплексора 18 подключены к шине логического нуля. Третий информационный вход третьего мультиплексора 19 подключен к шине логической единицы. Выходы первого

17, второго 18 и третьего 19 мультиплексоров соединены с управляющими входами соответственно первого 6, третьего 11 и второго 7 переключателей.

Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов работает следующим образом.

К выходной шине 20 подключается вход, а к входной 9 — выход порогового элемента 21, например компаратора, на второй вход которого подается опорное напряжение Е; . Источник переменного напряжения вместе с интегратором 1 формирует. треугольное напряжение с амплитудой 20ш (фиг.2а), которое через переключатель 12 и конденсатор 14 с выходной шины 20 (фиг.,2в) подается на вход испытуемого порогового элемента. Выходной сигнал устрбйства описывается уравнениями

0„

1=т" 4 и.3 (1)

0 (2)

Ч т/4 + где 0,„ — амплитуда напряжения на шине 19;

Т вЂ” период указанного напряжения;

4 и С вЂ” текущее время соответственно при увеличении и уменьшении напряжения.

Согласно эпюры напряжения (фиг.2в) =-, ) . °

На фиг . 2 в представлен случай, когда

U ) 0

1190277 гдеti< и 0 — напряжение срабатываОrnn ния и отпускания порогового элемента;

Uq — гистерезис порогового элемента.

Так как значение напряжения гистере-. эиса Q и

+""ср; own то Ur= l0 и

"г; "сР, "ото; "г "r 14. г +i).

Уравнение (3) можно привести к виду

Д„11 (t.,-4,) Н

40„т (4) (5).

Н=40

35 дифференциальный вольтметр 8 среднего значения показывает истинную величину гистерезиса испытуемого порогового элемента в масштабе М = 1:1.

Устройство работает в трех режи- щ мах.

Первый режим заключается в нормировании амплитуды Ощ пилообразного напряжения, поступающего на вход испытуемого порогового элемента относи-45 тельно уровня напряжения, снимаемого с выхода источника 3 опорного,напряжения (режим настройки).

Второй режим — измерение гистереэиса. 50

Третий режим — измерение напряжения смещения.

Режим настройки осуществляется при поступлении единичных уровней на управляющие входы Xq и Х< муль- 55 типлексоров 17-19 (фиг. 1, таблица истинности блока 6 управления). При этом подвижный контакт переключатегде Н вЂ” амплитуда прямоугольных импульсов, поступающих на вход дифференциального вольтметра

8 среднего значения.

С учетом того, что в режиме измерения гистерезиса на один вход дифференциального вольтметра 8 среднего значения поступают-импульсы с вольтсекундной площадью Н, а на . другой вход — H4, то дифференциальный вольтметр 8 показывает усредненную величину р(, 1 .30

Из уравнения (4) вытекает, что при выполнении условия ля 11 устанавливается в верхнее по" ложение (фиг.1) .

Мультиплексор 19 подает управляющий сигнал на второй переключатель

7, который подключает вход дифференциального вольтметра 8 к выходу интегратора 1. При этом на один из входов дифференциального вольтметра

8 среднего значения поступает сигнал, эпюра которого представлена на фиг. 2а. На второй вход дифференциаль. ного вольтметра 8 среднего значения поступает при этом сигнал, представленный эпюрой на фиг. 2б. На выходе источника 3 опорного напряжения устанавливают такое напряжение, при котором показания дифференциального вольтметра равны нулю.

Этим обеспечивается выполнение условия

Н вЂ” **2Uщ — Н.2U

Т 7

2 2 ()

6 которое также соответствует интегральным значениям функции а и б (фиг.2а,б).

Условие (6) является условием нормирования для получения отсчета напряжения смещения на выходе дифференциального вольтметра 8 среднего значения в масштабе M = 1:1.

В режиме измерения напряжения смещения согласно таблице истинности (фиг.1}, на управляющие входы К, мультиплексоров 17-19 подается логический ноль ("0"), а на входы Х подается логическая единица ("1").

В режиме измерения гистерезиса на управляющие входы М, мультиплексоров 17-19 поступает уровень логической " 1", а на входы М вЂ” уровень логического "0".

Таким образом, в режиме измерения гистерезиса на входы вольтметра 8 поступают сигналы амплитудой Н и длительностью импульсов равной (Π— t;, ) и (fg — О) (фиг.2в).

Кроме того, в указанном режиме подвижный контакт переключателя 12 замыкается с выходом делителя 13 напряжения с коэффициентом деления равным 0,5. При этом на входе порогового элемента 21 присутствует пилообразное напряжение с амплитудой

0щ/2, что соответствует условию нормирования (5). Благодаря делителю 13 показания дифференциального вольтметра 6 среднего значения соответствует напряжению гистерезиса в масшта1190277

de И ® 1:1, который не меняется прн переходе устройства в режим измерения напряжения смещения.,Измерение напряжения температурного дрейфа

Ilàð / РС можно осУществить согласно вь1ражения

"cMt,1 1cet .

U4> ;, . p (7)

1 2 о е где 1. и 1 — температура, при которой производятся измерения напряжений смещения.

Резистор 15 выполняет функцию разделения переключателей 7 и 11, его сопротивление может быть выбрано порядка 10-20 кОм.

На входы дифференциального вольтметра среднего значения в режиме измерения гистерезиса поступают сигна-. лы с выходов логических элементов. ,Уровни напряжения логических "0" и

"1" не регламентированы в технологических условиях на логические элементы по погрешности их задания. В режиме измерения "Смещение нуля" показание дифференциального вольтметра равно

5 TIR at Н«7 Н f 1(2 (8) т4 т) — ) kdt,--) H)t °

Т о

При нзменейии амплитуды на величину d показание вольтметра изменяется на величину — (4- 1

Х ь ) (9)

Т где d - погрешность задания ампли-!

5 туды напряжения H пропорцнонально которой нарушается соотношение (6) °

Введенные в устройство элементы позволяют периодически производить

20 его настройку, что обеспечивает снижение погрешности (9) и, следовательно, позволяет повысить точность измерений. Точность повышается также за счет того, что условие нормирования сохраняется в различных режимах работы устройства.

1190277

Составитепв А.Пучковский

Редактор Е.Папп Техред Ч.Гергель Корректор Т. Колб

Заказ 6973/46 Тираж 747 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4