Пристрій для розбракування варікапів по ємносних параметрах і добротності

Пристрій для розбраковування варикапів по ємнісних параметрах і добротності, що містить вимірювальний контур, вхід якого з'єднаний із виходом першого блока завдання режиму, і через розділовий конденсатор із виходом першого генератора високої частоти, управляючий вхід з'єднаний із виходом джерела напруги, що змінюється, а вихід через послідовно з'єднані перший підсилювач високої частоти - з входами першого блока, що вичитає, і множно-ділильного пристрою, другий вхід якого з'єднаний із виходом першого блока, що вичитає, а вихід через перший граничний блок із рахунковим входом першого тригера, цифроаналоговий перетворювач, аналоговий вхід якого з'єднаний із входом другого граничного блока, вихід якого з'єднаний з інформаційним входом другого тригера, цифровий вхід цифроаналогового перетворювача разом із цифровим входом регістра зсуву залучений до виходу першого лічильника імпульсів, а вихід - до входів третього і четвертого граничних блоків, вихід третього граничного блока залучений до інформаційного входу третього тригера, вихід регістра зсуву залучений до керуючих входів першого і другого керованих підсилювачів, аналоговий вхід першого керованого підсилювача залучений до першої шини опорної напруги, а вихід - до входу аналогового суматора, другий вхід якого з'єднаний із другою шиною для підключення опорної напруги, а вихід - із входом першого блока, що вичитає, і аналоговим входом другого керованого підсилювача, вихід якого сполучений із третім входом множно-ділильного блока, шину «Пуск», з'єднану з входами скиду першого лічильника імпульсів і першого тригера, генератор імпульсів, вихід якого з'єднаний і: входом першого блока збігу, др угий підсилювач високої частоти, вихід якого з'єднаний із входом другого детектора, четвертий і п'ятий тригера, другий блок збігу, два елементи затримки, другий генератор високочастотного сигналу, другий блок завдання режиму, клеми для підключення випробуваних варикапів, який відрізняється тим, що в нього додатково A (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ РОЗБРАКУВАННЯ ВАРІКАПІВ ПО ЄМНІСНИХ ПАРАМЕТРАХ І ДОБРОТНОСТІ 38175 блока збігу з'єднаний із тактовим входом першого лічильника імпульсів, інформаційний вхід першого тригера з'єднаний із п'ятою шиною для підключення опорної напруги. Винахід відноситься до контрольно-вимірювальної техніки і може бути використаний для контролю параметрів напівпровідникових приладів. Відомо пристрій для контролю варикапів по добротності, ємності і ідентичності вольт-фарадних характеристик (див.: А.с. СРСР № 1443584 G01R27/26), що містить вимірювальний контур із клемами для підключення варикапів, перший вхід вимірювального контуру з'єднаний із блоком задання режиму і через розділовий конденсатор із генератором високочастотного сигналу, другий вхід - із джерелом напруги, що змінюється, а вихід вимірювального контуру з'єднаний із першою клемою для підключення варикапа і через послідовно з'єднані підсилювач високочастотного сигналу і детектор із першим входом аналогообчислювального блока, друга клема для підключення варикапа з'єднана з загальною шиною, мікро-ЕОМ, блок сполучення, аналого-цифровий перетворювач, перетворювач ємності в напругу, два блоки затримки, два приймальних регістри, два цифро-аналогових перетворювачі, два суматори, що інвертують, граничний елемент, блок збігу, при цьому мікро-ЕОМ з'єднана через блок сполучення з виходом цифро-аналогового перетворювача, вхід якого з'єднаний із виходом перетворювача ємності в напругу, з інформаційним входами двох приймальних регістрів і із С-входами приймальних регістрів, С-вхід другого приймального регістру з'єднаний із входом першого блоку затримки, вихід якого з'єднаний із керуючим входом аналогоцифрового перетворювача і через другий блок затримки з входом блока сполучення, другий вхід якого з'єднаний із шиною "Пуск", вихід другого приймального регістру з'єднаний з інформаційним входом перетворювача ємності в напругу, перший вихід приймального регістру з'єднаний з інформаційними входами двох цифроаналогових перетворювачів, другий ви хід - із входом блока збігу, ви хід якого є виходом пристрою, а другий вхід через граничний елемент з’єднаний із виходом аналогообчислювального блоку, третій вхід якого з'єднаний із виходом другого цифроаналогового перетворювача, перший і другий вхід - із входом і виходом другого суматора, що інвертує, відповідно, інший вхід якого з'єднаний із керуючим входом другого цифроаналогового перетворювача і з виходом першого суматора, що інвертує, вхід якого з'єднаний із виходом першого цифроаналогового перетворювача. До недоліків пристрою варто віднести складність (пристрій містить ЕОМ), а також щодо невисоку точність, оскільки ємнісні параметри вимірюються методом ємнісно-омічного дільника, що припускає зняття дуже малого вимірювального сигналу з резистора послідовного ланцюга вимірювальна ємність-резистор. Для роботи з цим сигналом його величину необхідно значно (біля 1000 разів) підсилити, що вносить значну шумову складову у вимірювальний сигнал і робить його не стабільним через наявність часового і температурного дрейфу підсилювача. Крім того, використовуваний метод припускає ізолювання обох вимірювальних клем від загальної шини, що також є певним недоліком вимірювальної схеми Найбільш близьким по своїй технічній суті до запропонованого пристрою є пристрій для розбраковування варикапів по ємнісних параметрах і добротності (див.: А.с. СРСР № 1367700 G01R27/26 прототип), що містить множно-ділильний блок, вимірювальний контур, вхід якого з'єднаний із виходом блока завдання режиму і генератора високої частоти, управляючий вхід з'єднаний із виходом джерела напруги, що змінюється, а вихід через підсилювач високої частоти з входом детектора перетворювач ємності в напругу, цифроаналоговий перетворювач, лічильник імпульсів, регістр зсуву, два керованих підсилювачі, аналоговий суматор, чотири граничних блоки, п'ять тригерів, блок віднімання, два елементи затримки, два елементи І, при цьому вихід перетворювача ємності в напругу з'єднаний з аналоговим входом цифроаналогового перетворювача і входом другого граничного блоку, цифровий вхід цифроаналогового перетворювача з'єднаний із виходом лічильника імпульсів і входом регістра зсуву, вхід лічильника імпульсів через елемент І з'єднаний із виходом генератора імпульсів, а вихід регістра зсуву з'єднаний із керуючими входами двох керованих підсилювачів, вхід першого керованого підсилювача з'єднаний із клемою опорного сигналу, а його вихід з'єднаний з одним із входів аналогового суматора, інший вхід якого з'єднаний із клемою другого опорного сигналу, а вихід суматора з'єднаний із входом блока віднімання і другого керованого підсилювача, вихід якого з'єднаний із входом множноділильного блока, інший вхід якого з'єднаний із виходом блока віднімання, а третій вхід - із виходом детектора і другим входом блока віднімання, вихід множно-ділильного блока через перший граничний блок з'єднаний із рахунковим входом першого тригера, ви хід ци фроаналогового перетворювача з'єднаний із входами третього і четвертого граничних блоків, виходи др угого і третього граничних блоків з'єднані з інформаційними входами другого і третього тригерів відповідно, рахунковий вхід др угого тригера з'єднаний з інформаційним входом першого тригера і виходом, що інвертує, четвертого тригера, і другим входом елемента І, прямий вихід четвертого тригера з'єднаний із входом другого елемента І, другий вхід якого з'єднаний із виходом п'ятого тригера і входом скид}7 четвертого тригера, а ви хід др угого елемента І з'єднаний із керуючим входом перетворювача ємності в напругу і з входом елемента затримки, вихід якого з'єднаний із входом п'ятого тригера, із тактовим входом регістра зсуву і рахунковим входом третього тригера, інший вхід п'ятого тригера через другу схему затримки з'єднаний із шиною "Пуск", входами скиду лічильника імпульсів, першого, др угого і третього тригерів, вихід четвертого граничного блока з'єднаний із настановним входом четвертого тригера. 2 38175 До недоліків пристрою варто віднести невисоку точність у зв'язку з використанням методу ємнісно-омічного дільника, який припускає зняття дуже малого вимірювального сигналу з резистора, послідовного ланцюга вимірювальна ємністьрезистор. Для роботи з цим сигналом його величину необхідно значно (біля 1000 разів) підсилити, що вносить значну шумову складову у вимірювальний сигнал і робить його нестабільним через наявність часового і температурного дрейфу підсилювача. Спроба збільшити значення сигналу, що знімається з дільника, призводить до збільшення методичної похибки виміру. Крім того, використовуваний метод припускає ізолювання обох вимірювальних клем від загальної шини, що також є певним недоліком вимірювальної схеми. Задачею винаходу є створення пристрою для розбраковування варикапів по ємнісних параметрах і добротності, у якому за рахунок конструктивних особливостей можливо було б одержати збільшення точності при вимірі зазначених параметрів. Поставлена задачадосягається тим, що пристрій містить вимірювальний контур, вхід якого з'єднаний із виходом першого блока завдання режиму, і через розділовий конденсатор із виходом першого генератора високої частоти, управляючий вхід з'єднаний із виходом джерела напруги, що змінюється, а вихід через послідовно з'єднані перший підсилювач високої частоти - з входами першого блока, що вичитає, і множно-ділильного пристрою, другий вхід якого з'єднаний із виходом першого блока, що вичитає, а вихід через перший граничний блок із рахунковим входом першого тригера, цифроаналоговий перетворювач, аналоговий вхід якого з'єднаний із входом другого граничного блока, вихід якого з'єднаний з інформаційним входом другого тригера, цифровий вхід цифроаналогового перетворювача разом із цифровим входом регістра зсуву залучений до виходу першого лічильника імпульсів, а вихід - до входів третього і четвертого граничних блоків, вихід третього граничного блока залучений до інформаційного входу третього тригера, вихід регістра зсуву залучений до керуючих входів першого і другого керованих підсилювачів, аналоговий вхід першого керованого підсилювача залучений до першої шини опорної напруги, а вихід - до входу аналогового суматора, другий вхід якого з'єднаний із другою шиною для підключення опорної напруги, а ви хід із входом першого блока, що вичитає, і аналоговим входом другого керованого підсилювача, вихід якого сполучений із третім входом множноділильного блока, шину "П уск", з'єднану з входами скиду першого лічильника імпульсів і першого тригера, генератор імпульсів, вихід якого з'єднаний із входом першого блока збігу, другий підсилювач високої частоти, вихід якого з'єднаний із входом другого детектора, четвертий і п'ятий тригера, другий блок збігу, два елементи затримки, другий генератор високочастотного сигналу, др угий блок завдання режиму, клеми для підключення випробуваних варикапів, ключ, конденсатор ємнісного дільника, третій керований підсилювач, другий блок, що вичитає, другий лічильник імпульсів, п'я тий граничний блок, тривходовий блок збігу, два елементи затримки, блок рівності, формувач імпу льсів, блок АБО, три шини для підключення опорних напруг, при цьому вихід другого генератора високочастотного сигналу через паралельно з'єднані ключ і конденсатор ємнісного дільника, з'єднаний із першою клемою ємнісної позиції виміру, виходом другого блока завдання режиму і входом другого підсилювача високочастотного сигналу, друга клема ємнісної позиції виміру з'єднана із загальною шиною, вихід другого детектора з'єднаний з аналоговим входом третього керованого підсилювача, вхід, що управляє, якого з'єднаний із виходом другого лічильника імпульсів, а вихід із входами п'ятого граничного блока і другого блока, що вичитає, другий вхід якого з'єднаний із третьою шиною опорної напруги, а. ви хід з аналоговим входом цифроаналогового перетворювача, вихід п'ятого граничного блока з'єднаний із рахунковим входом четвертого тригера, інформаційний вхід якого залучений до загальної шини, і першим входом другого блока збігу, др угий вхід якого з'єднаний із виходом блока рівності і входом другого блока завдання режиму, а вихід із входом скиду п'ятого тригера і входом першого елемента затримки, вихід якого з'єднаний із рахунковим входом третього тригера і тактового входу регістра, зсуву, вихід четвертого граничного блока через формувач імпульсів з'єднаний із входом блока АБО, інший вхід якого залучений до шини "Пуск", а вихід до входу скиду др угого лічильника імпульсів і настановного входу четвертого тригера, прямий вихід якого з'єднаний із входом блока рівності і через другий елемент затримки з другим входом першого блока збігу, а інверсний вихід із керуючим входом ключа, рахунковим входом четвертого тригера. і через третій елемент затримки з першим входом тривходового блока збігу, другий вхід якого з'єднаний із виходом генератора імпульсів, третій вхід спільно з другим входом блока рівності і входом четвертого елемента затримки з'єднані з виходом п'ятого тригера, інформаційний вхід якого з'єднаний із четвертою шиною для підключення опорної напруги, рахунковий вхід другого лічильника імпульсів з'єднаний із виходом першого блока збігу, ви хід четвертого елемента затримки з'єднаний із рахунковим входом другого тригера, вихід тривходового блока збігу з'єднаний із тактовим входом першого лічильника імпульсів, інформаційний вхід першого тригера з'єднаний із п'ятою шиною для підключення опорної напруги. На малюнку (фіг.) подана схема запропонованого пристрою. Вона містить вимірювальний контур 1, блоки задання режиму 2 і 38, розділовий конденсатор 3, генератори 4 і 37 високої частоти, джерело 5 напруги, що змінюється, підсилювачі б і 28 високої частоти, детектори 7 і 29, що вичитають блоки 8 і 43, множно-ділильний пристрій 9, граничні блоки 10, 13, 17, 18 і 45, тригера 11, 14, 19, 30 і 31, цифроаналоговий перетворювач 12, 15, лічильники імпульсів 16 і 44, керовані підсилювачі 20, 21 і 42, аналоговий суматор 23, генератор 26 імпульсів, блоки 27 і 32 збігу, елементи 33, 34, 35 і 36 затримки, клеми 39 ємнісної позиції виміру, ключ 40, конденсатор 41 ємнісного дільника, тривходовий блок 46 збігу, блок 47 рівності, формувач 48 імпульсів, блок 49 АБО, шину 25 "Пуск", шини 22, 24, 50, 51 і 52 для підключення опорних напруг. 3 38175 Вимірювальний контур 1 містить розділові конденсатори 53 і 54, варикап настроювання 55, котушку індуктивності 56, клеми 57 позиції виміру добротності випробуваного варикапа. Як блоки 34 і 35 затримки можна використовувати інтегруючий ланцюг, резистор якого шунтований діодом (анодом до виходу). Такий ланцюг дає затримку тільки на появу сигналу на його виводі, режим зняття вихідного сигналу стосовно вхідного відбувається практично без затримки. У якості ключа К рекомендується застосувати герконове реле, затримку на спрацьовування якого ігри створенні швидкодіючих пристроїв необхідно враховувати. Вхід вимірювального контуру 1 з'єднаний із виходом першого блока 2 задання режиму, і через розділовий конденсатор 3 із виходом першого генератора 4 високої частоти. Керуючий вхід контуру 1 з'єднаний із виходом джерела 5 напруги, що змінюється, а вихід через послідовно з'єднані перший підсилювач 6 високої частоти і перший детектор 7 - із входами першого блока 8, що вичитає, і множно-ділильного пристрою 9, другий вхід якого з'єднаний із виходом блока 8, що вичитає, а вихід через перший граничний блок 10 із рахунковим входом першого тригера 11. Аналоговий вхід цифроаналогового перетворювача 12 з'єднаний із входом другого граничного блока 13, вихід якого з'єднаний з інформаційним входом другого тригера 14. Цифровий вхід цифроаналогового перетворювача 12 разом із цифровим входом регістра 15 зсуву залучений до виходу першого лічильника 1 б імпульсів, а вихід - до входів третього 17 і четвертого 18 граничних блоків. Вихід третього граничного блока 17 залучений до інформаційного входу третього тригера 19, вихід регістра 15 зсуву залучений до керуючих входив першого 20 і другого 21 керованих підсилювачів. Аналоговий вхід зжованого підсилювача 20 залучений до першої шини 22 опорної напруги, а вихід - до входу аналогового суматора 2:3, другий вхід якого з'єднаний із другою шиною 24 для підключення опорної напруги. Вихід суматора 2:3 з'єднаний із входом першого блока, що вичитає, 8 і аналоговим входом другого керованого підсилювача 21, вихід якого з'єднаний із третім входом множно-ділильного блока 9. Шина "Пуск" сполучена з входами скиду першого лічильника 16 імпульсів і першого тригера 11. Вихід генератора 26 імпульсів з'єднаний із входом першого блока 27 збігу, ви хід другого підсилювача 28 високої частоти з'єднаний із входом другого детектора 29. Вихід другого генератора 37 високочастотного сигналу через паралельно з'єднані ключ 40 і конденсатор 41 ємнісного дільника з'єднаний із першою клемою ємнісної позиції виміру 39, ви ходом другого блока 38 завдання режиму і входом другого підсилювача 28 високочастотного сигналу. Друга клема ємнісної позиції виміру 39 з'єднана з загальною шиною, вихід другого детектора 29 з'єднаний з аналоговим входом третього керованого підсилювача 42, вхід, що управляє, якого з'єднаний із виходом другого лічильника 44 імпульсів, а вихід - із входами п'ятого граничного блока 45 і другого блока 43, що вичитає. Др угий вхід блока 43 з'єднаний із третьою шиною 50 опорної напруги, а вихід з аналоговим входом цифроаналогового перетворювача 12. Вихід п'ятого гранич ного блока 45 з'єднаний із рахунковим входом четвертого тригера 30, інформаційний вхід якого залучений до загальної шини, і першим входом другого блока 32 збігу, другий вхід якого з'єднаний із виходом блока рівності 47 і входом другого блока 38 завдання режиму. Вихід блока 3:2; з'єднаний із входом скиду п'ятого тригера 31 і входом першого елемента 33 затримки, вихід якого з'єднаний із рахунковим входом третього тригера 19 і тактовим входом регістра 15 зсуву. Вихід четвертого граничного блока 18 через формувач 48 імпульсів з'єднаний із входом блока 49 АБО, інший вхід якого залучений до шини 25 "Пуск", а вихід - до входу скиду другого лічильника 44 імпульсів і настановного входу четвертого тригера 30. Прямий вихід тригера 30 сполучений із входом блока 47 рівності і через другий елемент 34 затримки з другим входом першого блока 27 збіги, а інверсний вихід -із керуючим входом ключа 40, рахунковим входом четвертого тригера 30 і через третій елемент 35 затримки з першим входом тривходового блока 46 збігу. Др угий вхід блока 46 з'єднаний із виходом генератора 26 імпульсів, третій вхід спільно з другим входом блока 47 рівності і входом четвертого елемента 36 затримки з'єднані з виходом п'ятого тригера 31. Інформаційний вхід тригера 31 з'єднаний із четвертою шиною 51 для підключення опорної напруги. Рахунковий вхід др угого лічильника 44 імпульсів з'єднаний із виходом першого блока 27 збігу. Ви хід четвертого елемента 36 затримки сполучений із рахунковим входом другого тригера 14. Вихід тривходового блока 46 збіги сполучений із тактовим входом першого лічильника 16 імпульсів, інформаційний вхід першого тригера 11 сполучений із п'ятою шиною 52 для підключення опорної напруги. Клема 57 позиції виміру добротності вимірювального контуру 1 сполучена з загальною шиною пристрою і через послідовно з'єднанні варикап 55 настроювання і розділовий конденсатор 53 з іншою клемою 60 і через послідовно з'єднані розділовий конденсатор 54 і котушку індуктивності 56 із розділовим конденсатором 53 і виходом вимірювального контуру 1, вхід якого з'єднаний із котушкою індуктивності 56 і розділовим конденсатором 54, а керуючий вхід з'єднаний із варикапом 55 настроювання і розділовим конденсатором 53. Порівнянний аналіз із прототипом показує, що пристрій, який заявляється, відрізняється тим, що в схему додатково введені нові блоки: ключ, конденсатор ємнісного дільника, третій керований підсилювач, другий блок, що вичитає, др угий лічильник імпульсів, п'ятий граничний блок, тривходовий блок збігу, два елементи затримки, блок рівності, формувач імпульсів, блок АБО, три шини для підключення опорних напруг і їх зв'язки між собою й іншими елементами схеми, підсилювача на метрологічні характеристики пристрою, поліпшити співвідношення сигнал-шум у вимірювальному сигналі і виключити методичну похибку виміру ємності, тим самим підвищити точність пристрою. У вихідному стані схеми тригера 30 і 31 знаходяться в нульовому стані. Ключ 40 замкнутий, випробуваний варикап на клемах 39 ємнісної позиції виміру відсутній, на виході блока рівності 47 формується сигнал, під дією якого блок 38 задання режиму видає напругу зсуву, що відповідає другій 4 38175 точці вольт-фарадної характеристики (ВФХ) випробуваного варикапа. Генератор 37 виробляє напругу частоти, на якій вимірюється ємність варикапа. Через замкнутий контакт ключа 40 напруга високої частоти надходить на вхід підсилювача 28. Посилена напруга випрямляється детектором 29 і надходить на вхід керованого підсилювача 42, величина вихідної напруги якого визначається напругою на виході детектора 29 і кодом, що зберігається в лічильнику 44. З виходу підсилювача 42 вимірювальний сигнал надходить до входів цифроаналогового перетворювача 12 і граничного блока 13. Останній залежно від величини цього сигналу виробляє відповідний логічний рівень, що надходить на інформаційний: вхід тригера 14. З генератора 4 високочастотна напруга зі значенням частоти, на якій вимірюється добротність, надходить на вимірювальний контур 1. Також на вимірювальний контур із джерела 5 подається напруга, що змінюється періодично в часту. Випробуваний варикап на клемах 57 відсутній. З блока 2 завдання режиму напруга зсуву через котушку індуктивності 56 вимірювального контуру 1 надходить на клему 57. На вході підсилювача 6 напруга відсутня, тому що вимірювальний контур 1 без випробуваного варикапа в резонанс настроїтися не може через малу ємність контуру. Робота пристрою для розбраковування варикапів по ємнісних параметрах і добротності полягає в наступному. З надходженням випробуваного варикапа на клеми 39 на пристрій подається імпульс "Пуск", із приходом якого обнуляються лічильник 16 і тригер 11. Одночасно через блок 49 АБО встановлюється в одиничний стан тригер 30. На його інверсному виході формується нульовий потенціал, що переводить ключ 40 у розімкнений стан, на виході блока 47 рівності сигнал дорівнює нулю, блок завдання режиму виробляє напругу зсуву, необхідну для контролю ємності в першій точці ВФХ випробуваного варикапа. Тригер 30 із затримкою, яка забезпечується елементом 34 і необхідна для спрацьовування ключа 40 і встановлення перехідних процесів у вимірювальному ланцюзі, дозволяє проходження тактових імпульсів від генератора 26 через блок 27 збігу на вхід лічильника 44. Конденсатор 41 разом із ємністю випробуваного варикапа утворюють ємнісний дільник, сигнал із виходу якого посилюється і випрямляється відповідно підсилювачем 28 і детектором 29 і надходить до входу керованого підсилювача 42. На виході детектора 29 формується напруга C U д1 = U г × k y × , (1) C + C x1 де Uг - напруга генератора 37; ky - коефіцієнт підсилення підсилювача 28 і детектора 29; С - значення ємності 41 дільника; Сx1- значення ємності варикапа в першій точці його ВФХ. В міру збільшення коду лічильника 44 сигнал на виході підсилювача 42 зростає і при досягненні їм рівня, визначеним порогом спрацьовування блока 45 обнуляється тригер 30, подача тактових імпульсів на вхід лічильника 44 припиняється. У цей момент буде справедлива, рівність U д1 × k1 = U оп1 , (2) де k1 - коефіцієнт підсилення підсилювача 42; Uоп1 величина порога спрацьовування блока 45. При встановленні в нуль тригера 30 замикається ключ 40, закорочується ємність 41, на виході підсилювача 42 формується сигнал U вих = U г × k y × k1 , Або, з урахуванням (1) і (2) U C U вих = U г × k y × оп1 = U оп1 + U оп1 × x 1 , U д1 C Якщо на вхід, що вичи тає, блока 43 (шина 50 опорної напруги) подати сигнал, рівний порогові спрацьовування блока 45, на виході блока 43 одержимо C U вих 1 = U оп1 × x 1 , (3) C - напруга, пропорційна ємності С х1, що вимірюється, яка надходить на граничний блок 13, реєструючи ступінь придатності випробуваного варикапа по ємності в першій точці ВФХ. З встановленням в нуль тригера 30 на його інверсному плечі виникає позитивний перепад, який надходить на рахунковий вхід тригера 31, на інформаційний вхід котрого (шина 51 опорної напруги) поданий сигнал логічної одиниці. Тригер 31 встановлюється в одиничний стан. Сигнал з його виходу, пройшовши елемент 36 затримки, час якого визначається часом спрацьовування ключа 40 і встановленням перехідних процесів, запам'ятовує стан граничного блока 13 у тригері 14. Одночасно сигнал із інверсного виходу тригера 30, пройшовши елемент затримки 35, час якого також визначається часом спрацьовування ключа, дає дозвіл на проходження тактових імпульсів від генератора 26 через блок 46 збігу з дозволу тригера 31 на рахунковий вхід лічильника 16. В міру надходження імпульсів на вхід лічильника 16 відбувається зрівноважування схеми по ланцюгу: вихід цифроаналогового перетворювача 12, граничний блок 18, формувач 48, тригер 30, лічильник 26 імпульсів, блок 46 збігу. У момент зрівноважування спрацьовує блок 18 і фіксується рівність Uвих1 × k 2 = U оп2 , (4) де Uвих1 - напруга на виході цифроаналогового перетворювача 12; k2 - коефіцієнт підсилення схеми перетворювача; Uоп2 - напруга спрацьовування граничного блока 18. Цифровий код, що відповідає значенню k2, зберігається в лічильнику 16. Напруга Uвих1 відповідає ємності варикапа в точці зміщення, при якому вимірюється його добротність. Сигнал із виходу граничного блока 18 через формувач 48, який із перепаду формує одиночний імпульс, через блок 49 АБО обн уляє лічильник 44 і встановлює в одиничний стан тригер 30, припиняючи проходження тактових імпульсів від генератора на вхід лічильника 16. Згідно з цим станом розмикається ключ 40, на виході блока 47 рівності формується сигнал, який переводить блок 38 завдання режиму на формування напруги зміщення, значення якої відповідає другій точці ВФХ випробуваного варикапа. Сигнал від тригера 30 через елемент 34 затримки дозволяє проходження тактових імпульсів від генератора 26 на вхід лічильника 44. Аналогічно описаному раніше на ви ході детектора 29 формується напруга 5 38175 підсилювача. 42 сталася самокалібровка вимірювального тракту. Крім того, метод ємнісного дільника, застосований в пристрої, не має методичної похибки, яка властива методу ємнісно-омічного дільника. Величина сигналу, що знімається з дільника, може бути значно збільшена й у границі доведена до напруги високочастотного генератора в методі ємнісно-омічного дільника, що знижує нестабільність вимірювального тракту через зменшення коефіцієнта підсилення і значно покращує співвідношення сигнал - шум вимірювального сигналу. Після контролю ємнісних параметрів випробуваний варикап поступає на клеми 57 для виміру добротності, а на клеми 39 надходить новий досліджуваний варикап. Подачу варикапів на вимірювальні клеми можна забезпечити за допомогою автоматичного пристрою завантаження-розвантаження. З надходженням варикапа на клеми 57 вимірювальний контур 1 періодично, із частотою імпульсів напруги джерела 5, що змінюється, настроюється в резонанс. На виході детектора 7 формується сигнал дзвіноподібної форми. Імпульсом "Пуск" тригер 11 обнуляється. Код, який проходить із регістра 15 зсуву, пропорційний ємності, що вимірюється, в першій точці ВФХ випробуваного варикапа, тобто точці з напругою зміщений, при якій вимірюється його добротність. На виході керованого підсилювача 20 формується сигнал, пропорційний ємності, що вимірюється, а на виході аналогового сумматора 23 сигнал U y = A + B × C x1 , де А и В - постійні величини, що залежать від опорних напруг, подаваних на клеми 22 і 24. На виході підсилювача 21 формується напруга U y1 = U y × C x 1 × k 4 , де k4 - постійна величина. Напруга Uy2 поступає на множний вхід множноділильного пристрою 9. На його ділильний вхід поступає напруга з блока 8, що вичитає, UБ = U y - U д , C , C + C x2 де Сх2 - значення ємності варикапа в другій точці його ВФХ. Керований підсилювач 42 відпрацьовує такий коефіцієнт підсилення kз, при якому наступає рівність U д 2 × k 3 = U оп1 , З появою сигналу на виході граничного блока 45 обнуляється тригер 30, замикається ключ 40. На виході блока 43 одержимо C U вих 2 = U оп1 × x 2 (5) C - напруга, пропорційна ємності С х2 у др угій точці ВФХ. На виході цифроаналогового перетворювача 12 формується напруга U цап = U вих 2 × k 2 Або з урахуванням (3), (4) і (5) C Uцап = Uоп2 × x 2 (6) C x1 - величина, обернено пропорційна коефіцієнту перекриття по ємності випробуваного варикапа, ступінь придатності якого по зазначеному параметру визначається граничним блоком 17. Одночасно з дозволу блока 47 рівності на виході блока 32 збігу формується імпульс, що обнуляє тригер 31 і через час, визначений елементом 33 затримки, необхідний для спрацьовування ключа 40, формується сигнал, що фіксує стан граничного блока 17 у тригері 19 і виробляє запис інформації лічильника 16 у регістр 15 зсуву. Схема, виміру ємнісних параметрів приводиться у вихідний стан. Інформація про ємність і коефіцієнт перекриття по ємності знаходиться відповідно в тригерах 14 і 19. Нижче наводиться таблиця, що фіксує стан основних елементів схеми керування вимірювача ємності в основних режимах роботи. Uд 2 = U г × k y × Таблиця Стан три- Стан герів ключа 30 31 0 0 Замкнений 1 0 Розімкнен. 0 1 Замкнений 1 1 Розімкнен. 0 0 Замкнений де Uд-вихідна напруга детектора 7. На інший множний вхід поступає напруга з виходу детектора 7. В множно-ділильному пристрої 9 провадиться обчислення добротності UQ варикапа по формулі: Uд UQ = × U y × C x1 × k 4 , U y - Uд Якщо отримана величина перевищує поріг спрацьовування блока 10, на виході останнього формуються прямокутні імпульси і, оскільки на клему 52 поданий сигнал логічної одиниці, тригер 11 встановлюється в одиничний стан. Тому що при обчисленні добротності випробуваного варикапа використовується інформація про його ємність, що у запропонованому варіанті вимірюється з більш високою точністю, точність виміру добротності також підвищиться за рахунок збільшення точності визначення величин Cx1 і Uy. Основний режим Вихідний стан Вихід на першу точку ВФХ, набір коду в лічильнику 44 Розбраковування по С, робота ЦАП 12 Вихід на другу точку ВФХ, набір коду в лічильнику 44 Розбраковування по коефіцієнту перекриття З рівнянь (3), (5) і (6) випливає, що вихідні сигнали схеми виміру ємності не залежать від розміру напруги генератора 37 і коефіцієнта підсилення підсилювача 28, а отже, і від їхньої стабільності, тобто фактично в результаті роботи керованого 6 38175 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 7