Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов

Союз Советски к

Соцналнстнчвскнк ,Республик

О П И С А Н И Е ;90 У4Ы изов етиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 24Я680 (21) 2943784/18-21 с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 23.0232. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 2302В2 (5Ф)М. Кл.

G 01 R 19/165

G 01 Р 31/28

9аударстввай квинтет

СССР ю йелан изобретений и открытий ь

621. 317.

-. 7 (088. 8) 1

Г.C.Власов, В. Е. Гутторов, fl. В. Легошина и Н. И. Чернышев . о

J (72) "Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ. ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть использовано при создании различных устройств автоматики, вычислительной

;техники и цифровых измерительных приборов для экспериментальных исследований.

Известно устройство, содержащее три источника питания, три измерителя постоянного напряжения, четыре переключателя, шесть резисторов и

1О контролируемую интегральную схему, в котором источники и измерители включены параллельно и через .резисторы и переключатели подключены к выводам интегральной микросхемы.Уст1S ройство пригодно для измерения гистерезиса, напряжения смещения, а также напряжения температурного дрейфа пороговых элементов (1).

Такое устроиство обладает недостаточной точностью и большой сложностью, поскольку содержит большой объем стандартно-измерительного обо2 ! рудования, а определение параметров производится по одному отсчету. . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее интегратор, источник переменного напряжения, контролируемый пороговый элемент, два логических элемента 2 И, инвертор и дифференциальный вольтметр среднего значения, к входу которого через элементы 2 И подключены источник временного напряжения, выход контролируемого порогового элемента, и выход инвертора. К выходу источника переменного напряжения подключены вход инвертора и через интегратор вход контролируемого порогового элемента М °

Однако известное устройство не ,позволяет производить измерение напряжения смещения и напряжения температурного дрейфа пороговых элемен" тов.

2 где Uq

40е

U =---t + 0

40>е

UM- =т + 0

3 90745

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем измерения напряжения сиещения и температурного дрейфа.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в устройство, содержащее интегратор, инвертор, дифференциальный вольтметр среднего значения, два логических элемента 2 И и источник переменного напряжения, соеди- 10 ненный с интегратором и с входом одного элемента 2 И, а через инвертор-, с входои второго элеиента 2 И, вход контролируеиого порогового элемента соединен с выходом интегратора, а )5 выход - с вторыми входами элементов

2 И, введены диодный ограничитель и двухпозиционный переключатель, подвижные контакты которого подсоединены к входам дифференциального вольтметра М среднего значения, одни неподвижные контакты - к выходам логического эле" мента 2 И, а другие неподвижные контакты - к выходам диодного ограничителя„ один вход которого подсоединен 25 к выходу источника переменного напряжения, а другой - к выходу контролируемого порогового элемента.

На фиг. 1 представлена функцио- 30 нальная схема устройства; на фиг. 2характеристики "вход-выход" контролируемого порогового элемента; на

Фиг, 3 - временная диаграмма работы устройства. 35

Устройство содержит интегратор 1, источник 2 переменного напряжения, соединенный через интегратор 1 с входом контролируемого порогового элемен та 3, два логических элемента 2 И 4 и 5, инвертор 6, дифференциальный вольтметр 7 среднего значения, двухпозиционный переключатель 8 с двумя группами контактов и диодный ограни. читель 9.

Устройство работает следующии образом.

Ввиду необходимости использования 5в интегральных оценок гистерезиса пороговых элементов, значение гисте-. резиса находится как разность между средними значениями порогов срабатывания при подходе "снизу" и

"сверху" (Фиг. 2, график 10), т.е.

1> 0 $ Un 0пл

П К ф

- значение порога при подходе "снизу" при i-oì его срабатывании;

0> - значение порога при подхо"

l де "сверху" при 1 -ом его срабатывании;

R " общее число срабатываний.

В режиме измерения гистерезиса входы дифференциального вольтметра 7 среднего значения подсоединены через вторые неподвижные контакты переключателя 8 к выходу логических элеиентов 2 И 4 и 5, которые попеременно подключают выход порогового элемента

3 к входам дифференциального вольтметра 7. В результате вольтметр 7 показывает величину гистерезиса порогового элемента 3.

В режиме измерения напряжения смещения и напряжения температурного дрейфа дифференциальный вольтметр .7 среднего значения подключают через неподвижные контакты переключателя 8 к соответствующим выходам диодного ограничителя 9.

При этои устройство работает следующим образом, Наличие напряжения температурного дрейфа 0+>/ С, являющегося составляющей напряжения смещения U«, вызывает смещение характеристики "вход-выход" порогового элемента (фиг. 2, графики

10 и 11). Оценку изиеряемого Uc и

0 р/ С можно произвести следующим образом.

На фиг. 3 представлены графики пилообразного напряжения 12, на выходе интегратора 1 напряжения смещения

Ut,M, 13 и 14, действующего на входе контролируемого порогового элемента

3, опорного напряжения 15/Ео,>---0/.

Координаты точек А и Б (фиг. 3) можно определить на основании уравнений где U - амплитуда пилообразного напряжения;

Т - период иипульсов источника переменного напряжения;

t "". и t<- координаты точек A и Б.

На основании решения системы уравнений получим: (1 " -"--) Т/2, Ос%

U т>

5 9074

С выхода диодного ограничителя 9 через переключатель 8 на входы дифференциального вольтметра 7 среднего значения поступают импульсы фиксированной диодным ограничителем 9 ампли- s туды Н, пропорциональной Е (фиг. 3), одинаковой частоты, длительности (t<-t <)l6 и (Т/2)17, Вольт-секундная площадь этих импульсов будет равна

H(tg-t„) и H T/2, а разность Н Т/2H(t - ) = Н(Т/2 - (t -t )3 = H-- Т/2

0см

9. 0 и при условии Н=2 Я„„ что нетрудно выполнить, используя диодный ограничитель 9 15

Н T/2 - Нйа-t )

= U

}- — . ДМ Ф а измеренное дифференциальным вольтметром 7 среднее за период значение в соответствии с формулой

1 l1

Т ннс - - 1 нн

4 ьл полностью соответствует предыдущему выражению, так как показания диффе- ренциального вольтметра 7 среднего за период значения, с учетом выполнения приведенных условий, будут однозначно определять напряжение сме" щения 0

Напряжение температурного дрейфа

Upp/ С определяется измерением 1

U > при различнйх температурах контролируемого порогового элемента, раз3S делив при этом приращение àU@ на приращение gt С. В случае, если зна" чение напряжения смещения О м имеет отрицательное значение (фиг. 3, график 14), то Н(с1-с.,) ) Н Т/2, а диффе-! ренциальный вольтметр 7 среднего значения за период значения имеет показание с отрицательным знаком.

Таким образом, пред)1агаемое устройство для измерения электрических

45 параметров пороговых элементов позволяет с достаточной точностью измерять, наряду с гистерезисом, напряжение

52 смещения и напряжение температурного дрейфа без использования широкой номенклатуры стандартного измерительного оборудования.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрических параметров пороговых элементов, содержащее интегратор, инвертор, дифференциальный вольтметр среднего значения, два логических элемента

2 И и источник переменного напряжения, соединенный с интегратором и с входом одного элемента 2 И, а через инвертор - с входом второго элемента

2 И, вход контролируемого порогового элемента соединен с выходом интегратора, а выход - с вторыми входами элементов 2 И, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения напряжения смещения и температурного дрейфа, в него введены диодный ограничитель и двухпозиционный переключатель, подвижные контакты которого подсоединены к входам дифференциального вольтметра среднего значения, одни неподвижные — к выходам логических элементов 2 И, а другие неподвижные контакты - к выходам диодного ограничителя, один вход которого подсоединен с выходу источника переменного напряжения, а другой - к выходу контролируемого порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Викторов Б. И. и др. Конструирование контрольно-испытательной аппаратуры для ЭВМ. М., "Машиностроение", 1979, с. 166, рис. 89.

2. Авторское свидетельство СССР и 658487, кл. G 0} R 19/16, 1975.

907452

Составитель Ф.Цареградский

Редактор P.Цицика Техред М.Надь

Корректор М.Шароши

Подписное

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

Закаэ 582/53 Тираж 719

8НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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