DE2143227A1

DE2143227A1 - ARRANGEMENT AND METHOD FOR MEASURING VOLTAGES OF VERY HIGH FREQUENCY, e.g. UHF, ON ELECTRODES OF ACTIVE OR PASSIVE NETWORKS, e.g. POWER TRANSISTORS

Info

Publication number: DE2143227A1
Application number: DE19712143227
Authority: DE
Inventors: Stephan Brinkhaus; Willy Minner
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-08-28
Filing date: 1971-08-28
Publication date: 1973-03-01

Description

Anordnung und Verfahren zum Messen von Spannungen sehr hoher Frequenz, z. B. UHF, an Elektroden von aktiven oder passiven Netzwerken, z. B. Leistungstransistoren Zur Beurteilung komplizierter aktiver und passiver Netzwerke, z. B. UHF-Leistungstransistoren, ist es u. a. erforderlich, Spannungen an definierten Punkten des Netzwerkes, hier Elektroden genannt, zu messen. Dabei darf das Meßergebnis nicht durch die Spannungsmeßgeräte, d. h. durch deren komplexen Innenleitwert, verfälscht werden. Es besteht deshalb die Forderung, daß der Innenleitwert des Meßgerätes erheblich geringer als der Leitwert des Netzwerkes an der zu messenden Elektrode ist. Spannungsmesser für sehr hohe Frequenzen haben jedoch einen meist nicht mehr zu vernachlässigenden Innenleitwert, z. B. hat ein Vektorvoltmeter ca. 15 mS bei einer Frequenz von 1 GHz.Arrangement and procedure for measuring voltages of very high frequency, z. B. UHF, to electrodes of active or passive networks, e.g. B. Power transistors To assess complicated active and passive networks, e.g. B. UHF power transistors, is it inter alia required, tensions at defined points of the network, here Called electrodes to measure. The measurement result must not be checked by the voltmeter, d. H. be falsified by their complex inner conductance. It therefore exists the requirement that the internal conductance of the measuring device is considerably lower than the conductance of the network on the electrode to be measured. Voltmeter for very high Frequencies, however, usually have an internal conductance that can no longer be neglected, z. B. a vector voltmeter has approx. 15 mS at a frequency of 1 GHz.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen der Spannung zu schaffen, die einen definierten, reellen, frequenzunabhängigen Leitwert an die Elektrode des Netzwerkes anschaltet, der auch beim Entfernen des eigentlichen Meßkopfes erhalten bleibt, so daß dieser zur Messung weiterer Spannungen am Netzwerk verfügbar ist.The invention is therefore based on the object of an arrangement for Measure the voltage to create a defined, real, frequency-independent Conductance switches on to the electrode of the network, which also occurs when the actual measuring head is retained, so that it can be used to measure further voltages is available on the network.

Die Erfindung besteht darin, daß unmittelbar unter der Elektrode des Netzwerkes der Anfang einer in Stripline-Technik ausgeführten Meßleitung mit dem Wellenwiderstand Z angeordnet ist, das Ende der Mαß leitungmit einem Dämpfungsglied des gleichen Wellenwiderstandes Z stoßstellenfrei abgeschlossen ist und daß die Gegenelektrode des zu messenden Netzwerkes großflächig mit der Flächenelektrode der leitung in Verbindung steht und daß die Spannung hinter dem Dämpfungsglied mit einem Durchgangsmeßkopf, der ebenfalls mit dem Wellenwiderstand Z abgeschlossen ist, gemessen wird.The invention consists in that immediately below the electrode of the Network, the beginning of a stripline measuring line with the Characteristic impedance Z is arranged, the end of the measuring line with an attenuator of the same wave impedance Z is completed without a joint and that the Counter electrode of the network to be measured over a large area with the surface electrode of the line in Is connected and that the voltage behind the attenuator with a flow measuring head, which is also terminated with the characteristic impedance Z, is measured.

In der Figur ist ein Beispiel der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, wobei das Netzwerk ein UHF-Leistungstransistor 1 mit Basiselektrode 2, Emitterelektrode 7 und Kollektorelektrode 8 ist, dessen Eingangsspannung an der Basiselektrode 2 gemessen werden soll. Hierzu wird der Transistor 1 auf der metallischen Grundplatte 6 soweit in Richtung des Pfeiles verschoben, bis die Basiselektrode 2 die HF-Zuführungsleitung 3 voll bedeckt, und die Basiselektrode 2 mit dieser Zuleitung 3 und der erfindungsgemäßen Meßleitung 4 verlötet. Zuführungsleitung 3 und Meßleitung 4 sind als Streifenleitungen ausgeführt, also Metallbänder, die sich fest auf einer isolierenden Unterlage 5 befinden (Stripline-Technik). Die Rückseite der Unterlage 5 ist mit einer durchgehenden Metallfläche versehen, die ihrerseits galvanisch mit der Grundplatte 6, die ebenfalls aus Metall besteht, verbunden ist. Der Metallfluß 7 des Transistors wird im eingeschobenen Zustand ebenfalls mit der Grundplatte 6 und damit mit der Flächenelektrode der Meßleitung 4 verbunden. Die Kollektorelektrode 8 wird mit der Streifenleitung 9, die die HF-Leistung abführt, verbunden.In the figure, an example of the arrangement according to the invention is shown, the network being a UHF power transistor 1 with base electrode 2, emitter electrode 7 and collector electrode 8, the input voltage of which is at the base electrode 2 should be measured. For this purpose, the transistor 1 is placed on the metallic base plate 6 shifted in the direction of the arrow until the base electrode 2 is the HF supply line 3 fully covered, and the base electrode 2 with this lead 3 and the inventive Test lead 4 soldered. Feed line 3 and measuring line 4 are strip lines executed, i.e. metal strips that are firmly attached to an insulating base 5 are located (stripline technique). The back of the pad 5 is with a continuous Metal surface provided, which in turn galvanically with the base plate 6, which is also made of metal, is connected. The metal flux 7 of the transistor is inserted in the State also with the base plate 6 and thus with the surface electrode of the measuring line 4 connected. The collector electrode 8 is connected to the strip line 9, which the RF power discharges, connected.

Das Ende der Meßleitung 4 ist stoßstellenfrei mit dem Dämpfungsglied 10, dessen Dämpfung möglichst groß gewählt werden soll, verbunden. Am Ausgang des Dämpfungsgliedes 10 befindet sich ein sogenanntes T-Stück 11, welches einmal die Meßspitze 12 zu kontaktieren gestattet, zum anderen den Abschlußwiderstand 13 mit dem Wellenwiderstand kontaktiert. Die Meßspitze 12 steht mit dem eigentlichen Spannungsmesser 14 in Verbindung, der die Spannung nach dem Dämpfungsglied 10 anzeigt.The end of the measuring line 4 is free of joints with the attenuator 10, whose attenuation should be selected as large as possible, connected. At the exit of the Attenuator 10 is a so-called T-piece 11, which once the To contact probe tip 12 allowed, on the other hand, the terminating resistor 13 with contacted the wave resistance. The measuring tip 12 is with the actual voltmeter 14 in connection, which indicates the voltage after the attenuator 10.

Weil das Dämpfungsglied 10 und die Meßleitung 4 den gleichen Wellenwiderstand haben, entstehen auf der Meßleitung 4 keine Stehwellen, so daß die Spannung in allen Punkten der Leitung gleich ist, d. h. die Spannung an der Basiselektrode 2 ist in ihrer Amplitude genauso groß wie am Eingang des Dämpfungsgliedes und somit gleich der am Spannungsmesser 14 angezeigten Spannung, multipliziert mit dem Dämpfungsfaktor. Bei entsprechender Größe des Dämpfungsfaktors, etwa 20 dB, kann die Meßspitze 12 aus dem T-Stück 11 entfernt werden, ohne daß dadurch die Spannung an der Basiselektrode 2 nennenswert beeinflußt wird. Der Leitwert des Spannungsmessers 14, bezogen auf die Basiselektrode 2 des Transistors 1, ist somit definiert, nämlich gleich dem Reziprokwert des Wellenwiderstandes, der reell und frequenzunabhängig ist.Because the attenuator 10 and the measuring line 4 have the same wave resistance do not arise on the measuring line 4 Standing waves so that the Voltage is the same at all points of the line, d. H. the voltage on the base electrode 2 is just as large in its amplitude as at the input of the attenuator and thus equal to the voltage displayed on the voltmeter 14, multiplied by the damping factor. With a corresponding size of the damping factor, approximately 20 dB, the measuring tip 12 can be removed from the T-piece 11 without affecting the voltage on the base electrode 2 is influenced significantly. The conductance of the voltmeter 14, based on the base electrode 2 of the transistor 1 is thus defined, namely equal to that Reciprocal value of the wave resistance, which is real and independent of frequency.

Unter Verzicht auf Frequenzunabhängigkeit kann die Meßleitung 4 in ihrer Länge auf die halbe Wellenlänge /2 festgelegt werden. Eventuelle Abweichungen des Wellenwiderstandes der Meßleitung 4 vom Wellenwiderstand des Dämpfungsgliedes 10 werden dann eliminiert.With no frequency independence, the measuring line 4 in their length can be set to half the wavelength / 2. Any deviations the wave resistance of the measuring line 4 from the wave resistance of the attenuator 10 are then eliminated.

Claims

Patent claims

Arrangement and method for measuring voltages of very high frequency on electrodes of active or passive networks, characterized in that immediately below the electrode (2) of the network (1) the beginning of a stripline technique executed measuring line (4) is arranged with the characteristic impedance Z, the end the measuring line (4) with an attenuator (10) of the same characteristic impedance Z is completed without joints and that the counter electrode (7) of the to be measured Network (1) large measurement (4).

is flatly connected to the surface electrode of the line and that the voltage behind the attenuator with a passage measuring head (11), the is also terminated with the characteristic impedance Z, is measured.

2. Arrangement according to 1, characterized in that the length of the measuring line (4) is around # / 2.