Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов

 

.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