Пристрій для виміру ємності

Реферат: Пристрій для виміру ємності належить до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використаний при контролі параметрів напівпровідникових приладів. Пристрій містить генератор високої частоти, керовані підсилювачі, розділювальний конденсатор, вимірювальні клеми, резистор ємнісно-омічного дільника, підсилювач, детектор, клеми для підключення опорної напруги, блоки порівняння, ключі, елемент розв'язки, чотири двовходові блоки збігу, лічильники імпульсів, блок вирахування, масштабуючий підсилювач, блок задання режиму, блоки додавання, генератор імпульсів, формувачі імпульсів, тригери. Технічним результатом є поліпшення стабільності вимірів за рахунок виключення впливу на вихідний вимірювальний сигнал параметрів генератора й підсилювача високої частоти - основних джерел нестабільності схеми. UA 112606 C2 (12) UA 112606 C2 UA 112606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до контрольно-вимірювальної техніки й може бути використаний для контролю параметрів напівпровідникових приладів. Відомо пристрій для виміру ємності (патент України 6651 А), що містить генератор високої частоти, який через розділовий конденсатор підключений до першого виводу вимірюваного конденсатора, другий вивід якого через резистор ємнісно-омічного дільника підключений до загальної шини й через послідовно з'єднані підсилювач і детектор до аналогового входу цифроаналогового перетворювача, цифровий вхід якого з'єднаний з виходом лічильника імпульсів, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", блок задання режиму, два тригери, генератор імпульсів, блок затримки, дві клеми для підключення опорних напруг, блок вирахування, два керовані підсилювачі, цифрові входи яких з'єднані паралельно, елемент розв'язки, два керовані підсилювачі, ключ, другий лічильник імпульсів, два тривходові блоки збігу, два блоки порівняння, дві клеми для підключення опорних напруг, формувач імпульсів, при цьому вихід блока задання режиму через елемент розв'язки підключений до першого виводу вимірюваного конденсатора, перший вхід першого блока порівняння - до першої клеми опорної напруги, вихід цифро-аналогового перетворювача - до другого входу першого блока порівняння й через послідовно з'єднані перший і другий керовані підсилювачі - до першого входу блока вирахування, другий вхід якого з'єднаний із другою клемою опорної напруги, а вихід - з нормально розімкненим контактом ключа, нормально замкнений контакт якого підключений до третьої клеми опорної напруги, а перекидний контакт через послідовно з'єднані третій і четвертий керовані підсилювачі - до першого входу другого блока порівняння, другий вхід якого підключений до четвертої клеми опорної напруги, а вихід - до скидного входу першого тригера й першому входу першого блока збігу, другий вхід якого підключений до виходу першого тригера й керуючого входу ключа, а вихід - до тактового входу другого лічильника, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск" і установлювальним входом другого тригера, а вихід - із цифровими входами третього й четвертого керованих підсилювачів; установлювальний вхід першого тригера з'єднаний зі скидним входом другого тригера й з виходом формувача імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом першого блока порівняння й першим входом другого блока збігу, другий вхід якого разом із третім входом першого блока збігу підключений до виходу генератора імпульсів, а вихід - до тактового входу першого лічильника, вихід другого тригера через блок затримки з'єднаний із третім входом другого блока збігу, цифрові входи цифро-аналогового перетворювача й першого й другого керованих підсилювачів з'єднані паралельно, виходом пристрою є вихід третього керованого підсилювача. До недоліків пристрою слід віднести невисоку стабільність виміру, оскільки вихідний сигнал пристрою залежить від напруги генератора й коефіцієнта підсилення підсилювача високої частоти - основних джерел нестабільності схеми. У зв'язку з нелінійністю об'єкта виміру, величина високочастотної напруги на ньому обмежується десятками мілівольтів. Схема використовує метод ємнісно-омічного дільника, утвореного вимірюваним конденсатором і струмознімним резистором. І хоча опір струмознімного резистора вибраний відносно великим, вихідний сигнал дільника потребує значного посилення на частоті виміру, що породжує нестабільність вихідного сигналу пристрою в цілому. Крім того, наведений пристрій не враховує впливу на результати виміру вхідної ємності й вхідного опору високочастотного підсилювача, що особливо помітно при вимірі ємностей низького (нижче 10 пФ) рівня. Найбільш близьким по своїй технічній суті до пропонованого пристрою є пристрій для виміру ємності (патент України UA 78160 - прототип), що містить генератор високої частоти, який через розділовий конденсатор підключений до першого виводу вимірюваного конденсатора, другий вивід якого через резистор з'єднаний із загальною шиною й через підсилювач із входом детектора, блок задання режиму через елемент розв'язки підключений до першого виводу вимірюваного конденсатора, послідовно з'єднані перший і другий керовані підсилювачі, цифрові входи яких підключені до виходу першого лічильника імпульсів, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", установлювальним входом першого тригера й скидним входом другого лічильника імпульсів, вихід якого підключений до керуючих входів послідовно з'єднаних третього й четвертого керованих підсилювачів, блок порівняння, перший вхід якого підключений до першої клеми опорної напруги, а вихід через формувач імпульсу - до скидного входу першого тригера й установлювального входу другого тригера, вихід другого керованого підсилювача з'єднаний з першим входом блока вирахування, вихід четвертого керованого підсилювача з'єднаний з першим входом другого блока порівняння, генератор імпульсів, ключ, нормально закритий контакт якого підключений до другої клеми опорної напруги, три блоки збігу, другий ключ, другий підсилювач, два блоки додавання, третій лічильник імпульсів, п'ятий керований підсилювач, третій блок порівняння, другий формувач імпульсів, третій тригер, при цьому перші входи блоків збігу підключені до виходу генератора імпульсів, вихід першого блока 1 UA 112606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 збігу з'єднаний з тактовим входом першого лічильника імпульсів, а другий вхід - з керуючим входом другого ключа й виходом першого тригера, вихід другого блока збігу з'єднаний з тактовим входом другого лічильника імпульсів, а другий вхід - з виходом другого тригера, скидний вхід якого з'єднаний з установлювальним входом третього тригера й виходом другого формувача імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом другого блока порівняння, другий вхід якого підключений до виходу першого блока додавання, один вхід якого підключений до третьої клеми опорної напруги, а другий вхід - до виходу другого підсилювача, вхід якого з'єднаний з виходом блока вирахування й нормально відкритим контактом першого ключа, перекидний контакт якого через п'ятий керований підсилювач підключений до першого входу третього блока порівняння, вихід якого з'єднаний зі скидним входом третього тригера, а другий вхід - з виходом другого блока додавання, перший вхід якого підключений до четвертої клеми опорної напруги, а другий вхід - до виходу третього керованого підсилювача, вхід якого з'єднаний з п'ятої клемою опорної напруги, вихід третього лічильника імпульсів з'єднаний з керуючим входом п'ятого керованого підсилювача, скидний вхід - із шиною "Пуск", тактовий вхід - з виходом третього блока збігу, другий вхід якого з'єднаний з виходом третього тригера й керуючим входом першого ключа, вихід детектора підключений до нормально відкритого контакту другого ключа, нормально закритий контакт якого підключений до першої клеми опорної напруги й другого входу блока вирахування, перекидний контакт - до входу першого керованого підсилювача, вихід якого підключений до другого входу першого блоку порівняння, виходом пристрою є вихід п'ятого керованого підсилювача. До недоліків наведеного пристрою, що як і попереднього, слід віднести невисоку стабільність результатів виміру, оскільки вихідний сигнал залежить від напруги високочастотного генератора й коефіцієнта підсилення підсилювача високої частоти - основних джерел нестабільності схеми. Задачею винаходу є створення пристрою для виміру ємності варикапів, у якому за рахунок конструктивних особливостей можливо було б одержати збільшення стабільності при виміру ємності. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для виміру ємності, що містить генератор високої частоти, який через розділову ємність підключений до першої вимірювальної клеми й виходу елемента розв'язки, вхід якого з'єднаний з виходом блока задання режиму, друга вимірювальна клема з'єднана через резистор із загальною шиною й через підсилювач високої частоти із входом детектора; перший керований підсилювач, вихід якого з'єднаний з першим входом першого блока порівняння, другий вхід якого з'єднаний із клемою для підключення першого опорної напруги, а вихід через перший формувач імпульсів до скидного входу першого тригера й установлювального входу другого тригера, установлювальний вхід першого тригера підключений до сигналу "Пуск" і скидним входам першого, другого й третього лічильника, вихід першого лічильника з'єднаний із цифровим входом першого керованого підсилювача, тактовий вхід першого лічильника підключений до виходу першого блока збігу, перший вхід якого з'єднаний з керуючим входом першого ключа й з виходом першого тригера, а другий вхід з виходом генератора імпульсів і з першим входом другого блока збігу, вихід якого з'єднаний з тактовим входом другого лічильника, а другий вхід з виходом другого тригера, клему для підключення другої опорної напруги, другий керований підсилювач, вихід якого з'єднаний з першим входом блока вирахування, вихід якого через підсилювач постійного струму підключений до першого входу першого блока додавання; другий блок порівняння, вихід якого через другий формувач імпульсів підключений до скидного входу другого тригера й установлювального входу третього тригера, вихід якого з'єднаний з першим входом третього блока збігу, другий вхід якого з'єднаний з виходом генератора тактових імпульсів, а вихід - з тактовим входом третього лічильника, два послідовно включені третій і четвертий керовані підсилювачі, цифрові входи яких з'єднані паралельно, а вхід третього керованого підсилювача підключений до третього джерела опорної напруги, а вихід - до першого входу другого блока додавання, п'ятий керований підсилювач, вихід якого є виходом пристрою, другий ключ, третій блок порівняння, третій формувач імпульсів, третій ключ, четвертий блок збігу, четвертий лічильник, четвертий блок порівняння й четвертий тригер, при цьому нормально замкнений контакт першого ключа підключений до виходу елемента розв'язки, а перекидний контакт - до входу підсилювача високої частоти, вихід детектора з'єднаний із входом першого керованого підсилювача, вихід якого з'єднаний із другим входом другого блока порівняння й перекидним контактом другого ключа, нормально відкритий контакт якого підключений до клеми другої опорної напруги, перекидний контакт - до входу другого керованого підсилювача, а керуючий вхід - до виходу другого тригера; вихід другого лічильника з'єднаний із цифровим входом другого керованого підсилювача, вихід якого підключений до другого входу другого блока 2 UA 112606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порівняння; другий вхід блока вирахування з'єднаний із клемою третьої опорної напруги, другим входом першого блока додавання, другим входом другого блока додавання й першим входом четвертого блока порівняння, другий вхід якого підключений до виходу п'ятого керованого підсилювача, цифровий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого лічильника, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", а тактовий вхід - з виходом четвертого блока збігу, перший вхід якого підключений до генератора тактових імпульсів, а другий вхід - до виходу четвертого тригера, установлювальний вхід якого з'єднаний зі скидним входом третього тригера, а скидний вхід - з виходом четвертого блока порівняння; вихід четвертого тригера підключений до керуючого входу третього ключа, нормально замкнений контакт якого з'єднаний з виходом другого блока додавання, нормально відкритий контакт - з виходом блока вирахування; скидний вхід третього тригера з'єднаний з виходом третього формувача, вхід якого підключений до виходу третього блока порівняння, перший вхід якого підключений до виходу першого блоку додавання, а другий вхід - до виходу четвертого керованого підсилювача, цифровий вхід якого підключений до виходу третього лічильника, перекидний контакт третього ключа з'єднаний із входом п'ятого керованого підсилювача. Зіставний аналіз із прототипом показує, що пристрій, що заявляється, відрізняється тим, що в схему додатково введені нові блоки: третій формувач імпульсів, третій ключ, четвертий блок збігу, четвертий лічильник, четвертий блок порівняння й четвертий тригер. На кресленні представлена схема пропонованого пристрою. Вона містить елемент 1 розв'язки, ключі 2, 16 і 35, вимірювальні клеми 3, розділовий конденсатор 4, резистор 5 ємнісноомічного дільника, підсилювач 6, детектор 7, керовані підсилювачі 8, 17, 28, 29 і 38, клеми 9, 15 і 25 для підключення опорних напруг, блоки 10, 18, 30 і 39 порівняння, формувачі 11, 19 і 31 імпульсів, генератор 12 високої частоти, чотири двовходові блоки 13, 21, 32 і 36 збігу, чотири лічильники 14, 22, 33 і 37 імпульсів, блок 20 задання режиму, блок 23 вирахування, масштабний підсилювач 24, генератор 26 імпульсів, блоки 27 і 34 додавання, тригера 40, 41, 42 і 43. Значення резистора ємнісно-омічного дільника так само, як і в прототипі, вибирають таким, щоб напруга на ньому була сумірна з напругою на вимірюваній ємності. Керовані підсилювачі 8, 17, 28, 29 і 38 можуть бути зібрані на основі множачих цифро-аналогових перетворювачів (ЦАП) і операційних підсилювачів. Коефіцієнти передачі таких керованих підсилювачів визначаються кодами, що знаходяться у лічильниках 14, 22, 33 і 37. При цьому неодмінно повинна дотримуватись рівність коефіцієнтів підсилення підсилювачів 28 і 29. Генератор 12 високої частоти через розділову ємність 4 підключено до першої вимірювальної клеми 3 і виходу елемента 1 розв'язки, вхід якого з'єднаний з виходом блока 20 задання режиму. Друга вимірювальна клема з'єднана через резистор 5 із загальною шиною й через підсилювач 6 високої частоти із входом детектора 7. Перший керований підсилювач 8, вихід якого з'єднаний з першим входом першого блока 10 порівняння, другий вхід якого з'єднано із клемою 9 для підключення першої опорної напруги, а вихід через перший формувач 11 імпульсів до скидного входу першого тригера 40 і установлювального входу другого тригера 41. Установлювальний вхід першого тригера 40 підключений до сигналу "Пуск" і скидним входам першого 14, другого 22 і третього 33 лічильника. Вихід першого лічильника 14 з'єднаний із цифровим входом першого керованого підсилювача 8, тактовий вхід цього лічильника підключений до виходу першого блока 13 збігу, перший вхід якого з'єднаний з керуючим входом першого ключа 2 і з виходом першого тригера 40. Другий вхід блока 13 збігу з'єднаний з виходом генератора 26 імпульсів і з першим входом другого блока 21 збігу, вихід якого з'єднаний з тактовим входом другого лічильника 22, а другий вхід з виходом другого тригера 41. Вихід другого керованого підсилювача 17 з'єднаний з першим входом блока 23 вирахування, вихід якого через підсилювач 24 постійного струму підключений до першого входу першого блока 27 додавання. Вихід другого блока 18 порівняння через другий формувач 19 імпульсів підключений до скидного входу другого тригера 41 і установлювального входу третього тригера 42, вихід якого з'єднаний з першим входом третього блока 32 збігу. Другий вхід блока 32 з'єднаний з виходом генератора 26 тактових імпульсів, а вихід - з тактовим входом третього лічильника 33. Третій 28 і четвертий 29 керовані підсилювачі включені послідовно, цифрові входи їх з'єднані паралельно. Вхід третього керованого підсилювача 28 підключений до третього джерела опорної напруги 25, а вихід - до першого входу другого блоку 34 додавання. Нормально замкнений контакт першого ключа 2 підключений до виходу елемента 1 розв'язки, а перекидний контакт - до входу підсилювача 6 високої частоти. Вихід детектора 7 з'єднаний із входом першого керованого підсилювача 8. Вихід підсилювача 8 з'єднаний із другим входом другого блоку 18 порівняння й перекидним контактом другого ключа 16. Нормально відкритий контакт ключа 16 підключений до клеми другої опорної напруги 15, перекидний контакт - до входу другого керованого підсилювача 17, а керуючий вхід - до виходу другого тригера 40. Вихід 3 UA 112606 C2 5 10 15 20 другого лічильника 22 з'єднаний із цифровим входом другого керованого підсилювача 17, вихід якого підключений до другого входу другого блока 18 порівняння. Другий вхід блока 23 вирахування з'єднаний із клемою третьої опорної напруги 25, другим входом першого блоку 27 додавання, другим входом другого блока 34 додавання й першим входом четвертого блока 39 порівняння. Другий вхід блока 39 підключений до виходу п'ятого керованого підсилювача 38, цифровий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого лічильника 37, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", а тактовий вхід - з виходом четвертого блока 36 збігу. Перший вхід блока 36 підключено до генератора 26 тактових імпульсів, а другий вхід - до виходу четвертого тригера 43, установлювальний вхід якого з'єднаний зі скидним входом третього тригера 42, а скидний вхід - з виходом четвертого блока 39 порівняння. Вихід четвертого тригера 43 підключений до керуючого входу третього ключа 35. Нормально замкнений контакт цього ключа з'єднаний з виходом другого блока 34 додавання, нормально відкритий контакт - з виходом блока 23 вирахування. Скидний вхід третього тригера 42 з'єднаний з виходом третього формувача 31, вхід якого підключений до виходу третього блоку 30 порівняння, перший вхід блоку порівняння 30 підключений до виходу першого блока 27 додавання, а другий вхід - до виходу четвертого керованого підсилювача 29, цифровий вхід якого підключений до виходу третього лічильника 33. Перекидний контакт третього ключа 35 з'єднаний із входом п'ятого керованого підсилювача 38, вихід якого є виходом пристрою. У вихідному стані генератор 12 виробляє напругу частоти, при якій виміряється ємність варикапа, яка через розділовий конденсатор 4 у випадку розімкнутого ключа 2 надходить на ємнісно-омічний дільник, утворений випробуваним варикапом 3 разом з резистором 5. Тригери 40, 41, 42 і 43 перебувають у нульовому стані. Напруга ємнісно-омічного дільника надходить на вхід підсилювача 6, посилена напруга випрямлюється детектором 7. При цьому напруга UR на вході підсилювача 6 у комплексній формі запису буде дорівнювати: 25 1 1  jC0 U RC x RC x  C0   j , R UR   г j 1 R 22 C x  C0 2  1  1 C x  jC0 R Uг  30 35 де: Uг - напруга генератора 12, R - результуючий опір резистора 5 ємкісно-омічного дільника й вхідного опору підсилювача,  - кругова частота виміру, C x - значення вимірюваної ємності, C0 - значення вхідної ємності підсилювача 6, включеної паралельно резистору 5. Оскільки вхідний опір підсилювача підключений паралельно опору R , він трохи зменшує його значення, не приводячи до зміни отриманого виразу. Те ж саме слід зазначити й відносно впливу ланцюгів розв'язки. Після посилення й детектування отриманого сигналу відповідно підсилювачем 6 і детектором 7 на виході останнього маємо: Uд  40 45 UгRCxk y R  Cx  C0   1 2 2 , (1) де: Uд - напруга на виході детектора 7, k y - результуючий коефіцієнт підсилення підсилювача 6 і детектора 7. Із приходом імпульсу "Пуск" встановлюється в "1" тригер 40, обнуляються лічильники 14, 22, 33 і 37, сигнал на виході керованих підсилювачів 8, 15, 28, 29 і 37 дорівнює нулю, спрацьовує ключ 2, розмикаючи вимірюваний варикап, на виході детектора формується напруга (1). Одночасно дозволяється проходження тактових імпульсів від генератора 26 на вхід лічильника 14. Сигнал на виході підсилювача 8 буде рости доти, поки не зрівняється з опорною напругою, поданою на клему 9. У цей момент буде справедлива рівність: Uд  k 8  Uоп1 , (2) 4 UA 112606 C2 5 де: k 8 - коефіцієнт передачі підсилювача 8, Uоп1 - опорна напруга, подана на клему 9. Блок 10 порівняння спрацьовує й через формувач 11 імпульсів обнуляє тригер 40, ключ 2 закорочує вимірюваний варикап, на виході підсилювача 8 формується сигнал: U8  Uг  k 8  k y або з урахуванням (1) і (2) 10 U8  15 Uоп1 R22 C0  Cх 2  1 RCx - сигнал, який не залежить від параметрів високочастотного тракту - основного джерела нестабільності схеми. Рішення отриманого виразу відносно C x дає C x1,2  C0 2 U8 2 Uоп1 де: A  1  20 1 2 2R2C0 Можна показати, що знак "-" дає негативні значення C x , що позбавлене фізичного смислу. Враховуючи це, отримаємо: C x1,2  C0 2 U8 2 Uоп1 25 30   U2    1  1   28  1А  , U     оп1   1    2   1  1   U8  1А  ,   U2     оп1   1  Подальша робота пристрою полягає в реалізації обчислень по (3) і відбувається в такий спосіб. Одночасно зі скиданням тригера 40 встановлюється в "1" тригер 41, підключаючи до входу підсилювача 17 сигнал Uоп2 , поданий на клему 15 і дозволяючи проходження тактових імпульсів від генератора 26 на вхід лічильника 22. Сигнал на виході підсилювача 17 росте доти, поки не зрівняється з вихідною напругою підсилювача 8. У цей момент буде справедлива рівність Uоп2  k17  U8 , 35 (3) (4) де: Uоп2 - опорна напруга, подана на клему 15, k17 - коефіцієнт передачі підсилювача 17. У цей момент спрацьовує блок 18 порівняння, який через формувач 19 імпульсу скидає тригер 41 і встановлює в "1" тригер 42. До входу підсилювача 17 підключається сигнал U8 . На виході підсилювача 17 отримуємо: U17  U8  k17 , 40 або з урахуванням (4) 5 UA 112606 C2 U17  2 U8 , Uоп2 (5) Приймемо 2 Uоп2  Uоп1 , Uоп3  1, 5 (6) Тоді на виході блока 23 вирахування з урахуванням (5) одержуємо U23  2 U8 2 Uоп1 1 , (7) У масштабному підсилювачі цей сигнал множиться на A  1  1 2 2R2C0 , тобто на виході підсилювача 24 одержуємо 10  U2  U24  U23  A   8  1  A .  U2   оп1  Отриманий сигнал у блоці 27 додавання складається з опорною напругою Uоп3  1, поданою на клему 25, тобто 15  U2  U27   28  1  A  1 . U   оп1  20 Установка в "1" тригера 42 забезпечує проходження тактових імпульсів на вхід лічильника 33. Коефіцієнти передачі підсилювачів 28 і 29 ростуть доти, поки сигнал на виході підсилювача 29 не досягне напруги блока 27. У момент їх рівності одержуємо U27  Uоп3  k 2 , 28 25 де: k 2 - коефіцієнт передачі підсилювача 28, за умовою рівний коефіцієнту передачі 28 підсилювача 29. Тоді на виході підсилювача 28 маємо:  U2  U28  Uоп3  k 28   8  1  A  1 ,  U2   оп1  30 а на виході блока 34 додавання одержуємо  U2  U34  1   28  1  A  1 , U   оп1  35 (8) У момент рівності сигналів на виході блока 27 і підсилювача 29 спрацьовує блок 30 порівняння й через формувач 31 імпульсів скидає тригер 42 і встановлює в "1" тригер 43. До входу підсилювача 38 за допомогою спрацьовування ключа 35 підключається сигнал з виходу блока 23, росте код у лічильнику 37, і відповідно, коефіцієнт передачі підсилювача 38 доти, поки сигнал на виході цього підсилювача не досягне значення опорної напруги, поданої на клему 25. У цей момент спрацьовує блок 39 порівняння й справедлива рівність 6 UA 112606 C2 U23  k38  Uоп3 , (9) Спрацьовування блока 39 викликає скидання тригера 43 і підключення до входу підсилювача 38 сигналу з виходу блока 34. Тоді на виході підсилювача 38, який є виходом усього пристрою одержимо 5 Uв их  U34  k 38 або з урахуванням (6), (7), (8) і (9) маємо 10 Uв их  1 2 U8 2 Uоп1   1   1    U2   8  1 А  1  U2    оп1   Зіставлення отриманого сигналу з виразом (3) показує, що вихідний сигнал пристрою дорівнює вимірюваної ємності C x , вираженої у відносних одиницях від вхідної ємності 15 20 підсилювача C0 . Таким чином, застосувавши спеціалізований обчислювач, побудований на цифрових керованих підсилювачах, одержимо на виході пристрою сигнал, пропорційний вимірюваній ємності. Використання подібного обчислювача на цифро-аналогових пристроях дає відносну простоту в порівнянні із чисто цифровими пристроями й високу точність у порівнянні з аналоговими обчислювачами. Відсутність залежності вихідного сигналу від напруги високочастотного генератора й коефіцієнта підсилення підсилювача забезпечує часову й температурну стабільність пристрою в цілому, а урахування вхідної ємності високочастотного підсилювача робить схему придатною для виміру ємностей малого рівня з високою точністю. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій для виміру ємності, що містить генератор високої частоти, який через розділову ємність підключений до першої вимірювальної клеми й виходу елемента розв'язки, вхід якого з'єднаний з виходом блока задання режиму, друга вимірювальна клема з'єднана через резистор із загальною шиною й через підсилювач високої частоти із входом детектора, при цьому перший керований підсилювач, вихід якого з'єднаний з першим входом першого блока порівняння, другий вхід якого з'єднаний із клемою для підключення першої опорної напруги, а вихід через перший формувач імпульсів до скидного входу першого тригера й установлювальному входу другого тригера, установлювальний вхід першого тригера підключений до сигналу "Пуск" і скидним входам першого, другого й третього лічильника, вихід першого лічильника з'єднаний із цифровим входом першого керованого підсилювача, тактовий вхід першого лічильника підключений до виходу першого блока збігу, перший вхід якого з'єднаний з керуючим входом першого ключа й з виходом першого тригера, а другий вхід з виходом генератора імпульсів і з першим входом другого блока збігу, вихід якого з'єднаний з тактовим входом другого лічильника, а другий вхід з виходом другого тригера, клему для підключення другої опорної напруги, другий керований підсилювач, вихід якого з'єднаний з першим входом блока вирахування, вихід якого через підсилювач постійного струму підключений до першого входу першого блока додавання, а другий блок порівняння, вихід якого через другий формувач імпульсів підключений до скидного входу другого тригера й установлювальному входу третього тригера, вихід якого з'єднаний з першим входом третього блока збігу, другий вхід якого з'єднаний з виходом генератора тактових імпульсів, а вихід - з тактовим входом третього лічильника, два послідовно включені третій і четвертий керовані підсилювачі, цифрові входи яких з'єднані паралельно, а вхід третього керованого підсилювача підключений до третього джерела опорної напруги, а вихід - до першого входу другого блока додавання, п'ятий керований підсилювач, вихід якого є виходом пристрою, другий ключ, третій блок порівняння, який відрізняється тим, що додатково містить третій формувач імпульсів, третій ключ, четвертий блок збігу, четвертий лічильник, четвертий блок порівняння й четвертий тригер, при цьому нормально замкнений контакт першого ключа підключений до виходу елемента розв'язки, а перекидний контакт - до входу підсилювача високої частоти, вихід детектора з'єднаний із входом першого керованого підсилювача, вихід якого з'єднаний із другим входом другого блока порівняння й перекидним контактом другого ключа, нормально відкритий контакт якого 7 UA 112606 C2 5 10 15 підключений до клеми другої опорної напруги, перекидний контакт - до входу другого керованого підсилювача, а керуючий вхід - до виходу другого тригера, при цьому вихід другого лічильника з'єднаний із цифровим входом другого керованого підсилювача, вихід якого підключений до другого входу другого блока порівняння, а другий вхід блока вирахування з'єднаний із клемою третьої опорної напруги, другим входом першого блока додавання, другим входом другого блока додавання й першим входом четвертого блока порівняння, другий вхід якого підключений до виходу п'ятого керованого підсилювача, цифровий вхід якого з'єднаний з виходом четвертого лічильника, скидний вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", а тактовий вхід з виходом четвертого блока збігу, перший вхід якого підключений до генератора тактових імпульсів, а другий вхід - до виходу четвертого тригера, установлювальний вхід якого з'єднаний зі скидним входом третього тригера, а скидний вхід - з виходом четвертого блока порівняння, при цьому вихід четвертого тригера підключений до керуючого входу третього ключа, нормально замкнений контакт якого з'єднаний з виходом другого блока додавання, нормально відкритий контакт - з виходом блока вирахування, а скидний вхід третього тригера з'єднаний з виходом третього формувача, вхід якого підключений до виходу третього блока порівняння, перший вхід якого підключений до виходу першого блока додавання, а другий вхід - до виходу четвертого керованого підсилювача, цифровий вхід якого підключений до виходу третього лічильника, перекидний контакт третього ключа з'єднаний із входом п'ятого керованого підсилювача. Комп’ютерна верстка Т. Вахричева Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут інтелектуальної власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8