DE2533332A1 - Measurement and monitoring device - designed for parameters of components in electric networks with at least three forming mesh - Google Patents

Measurement and monitoring device - designed for parameters of components in electric networks with at least three forming mesh

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DE2533332A1
DE2533332A1 DE19752533332 DE2533332A DE2533332A1 DE 2533332 A1 DE2533332 A1 DE 2533332A1 DE 19752533332 DE19752533332 DE 19752533332 DE 2533332 A DE2533332 A DE 2533332A DE 2533332 A1 DE2533332 A1 DE 2533332A1
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Stanislav Vasilievit Ugolnikov
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UGOLNIKOV
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G01R31/27—Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements
    • G01R31/275—Testing of devices without physical removal from the circuit of which they form part, e.g. compensating for effects surrounding elements for testing individual semiconductor components within integrated circuits

Abstract

The device comprises a test signal source whose output can be connected to a first terminal of a first component to be tested. A first differential amplifier with a calibration element in the feed-back circuit has its input connected to the first component's second terminal. A signal processing unit has inputs connected to the outputs of the first differential amplifier and the test signal source. A first group of additional differential amplifiers comprises a number corresponding to that of the other additional terminals of the component to be tested, to which their inputs are connected.

Description

Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke Die Erfindung betrifft Meß- und Überwachungsmittel für Parameter elektrischer Netzwerke, insbesondere eine Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke, die bei einer Analyse derartig vermaschter bzw. komplizierter Netzwerke wie nachrichtenelektronischer Schaltungen sowie bei einer Fehlersuche in diesen mit Hilfe einer Messung oder Überwachung von Parametern der Schaltungs-Bauelemente verwendet wird. Measuring and monitoring device for parameters of electrical components Networks The invention relates to measuring and monitoring means for parameters electrical Networks, in particular a measuring and monitoring device for parameters of Components of electrical networks that are meshed in this way during an analysis or more complicated networks such as electronic communications circuits as well as troubleshooting in these with the help of measurement or monitoring of parameters of the circuit components is used.

Praktisch wird diese Aufgabe in der Regel entweder durch eine vollständige oder eine teilweise Auslötung des zu prüfenden Bauelementes aus der Schaltung gelöst. An die Anschlüsse des abgelöteten Bauelementes wird ein entsprechendes Kontrollmeßgerät angeschlossen, worauf das Bauelement, falls es fehlerfrei ist, in die Schaltung wieder eingelötet wird. In practice, this task is usually completed by either one or a partial desoldering of the component to be tested is released from the circuit. A corresponding control measuring device is attached to the connections of the unsoldered component connected, whereupon the component, if it is fault-free, into the circuit is re-soldered.

Nachteilig sind bei derartiger Meß- und Kontrollmethode für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke ein großer Zeitaufwand, hohe Anforderungen an die Qualifikation von Operateuren und außerdem eine eventuelle Verschlechterung der Qualität der zu prüfenden Netzwerke infolge der Umlötung selbst und der Fehler seitens des Operateurs. Such measurement and control methods for parameters are disadvantageous of components of electrical networks a large expenditure of time, high demands the qualification of surgeons and also a possible deterioration the quality of the networks to be tested as a result of the soldering itself and the errors on the part of the surgeon.

Es ist eine Einrichtung bekannt (vgl. z. B. US-PS 3 636 440, Klasse 324/57), die hauptsächlich zur Messung und Überwachung von Parametern bei passiven zweipoligen Bauelementen elektrischer Netzwerke, darunter zur Messung von eine Masche bildenden Widerständen, ohne sie aus der Schaltung auszulöten, angewendet wird. Die Einrichtung weist einen Operationsverstärker auf, dessen Gegenkopplungskreis an die Anschlüsse des zu messenden Widerstandes anschließbar ist, während die gemeinsame Leitung (Schaltungsnull) des Operationsverstärkers mit einem an den zu messenden Widerstand nicht gekoppelten Knotenpunkt der Masche verbunden ist. An den Eingang des Operationsverstärkers ist über einen Eichwiderstand eine Normalspannungsquelle geschaltet. One device is known (see, e.g., US Pat. No. 3,636,440, Class 324/57), which are mainly used for measuring and monitoring parameters in passive two-pole components of electrical networks, including for measuring a mesh forming resistors without unsoldering them from the circuit. The device has an operational amplifier, its negative feedback circuit can be connected to the connections of the resistance to be measured, while the common Line (circuit neutral) of the operational amplifier with one to the to be measured Resistance is not connected to the non-coupled node of the mesh. At the entrance of the operational amplifier is a normal voltage source via a calibration resistor switched.

Bei einer derartigen Schaltung des Operationsverstärkers sinkt wegen dessen Eigenschaft, das Potential am Eingang auf einen Wert nahe dem Potential der gemeinsamen Leitung herabzusetzen, der Strom in den Bauelementen, die zwischen der an den Eingang des Operationsverstärkers gekoppelten Anschlusses des zu messenden Widerstandes und einem Knotenpunkt im zu prüfenden Netzwerk, an den die gemeinsame Leitung des Operationsverstärkers angeschlossen ist, liegen, auf sehr geringe Werte ab, wodurch der elektrische Stromkreis gleichsam unterbrochen wird. With such a circuit of the operational amplifier because of decreases its property, the potential at the input to a value close to potential of the common line decrease the current in the components that are between the connection of the to be measured coupled to the input of the operational amplifier Resistor and a node in the network under test to which the common Line of the operational amplifier is connected, lie at very low values from, whereby the electrical circuit is interrupted, as it were.

Über den zu messenden Widerstand fließt also ein Strom fester Größe, der durch den Wert des Eichwiderstandes und die Spannungsamplitude der Normalspannungsquelle bestimmt wird, die an den Eingang des Operationsverstärkers geschaltet sind, während der Spannungsabfall am zu messenden Widerstand proportional dessen Wert ist und von den Parametern der zu ihm parallelgeschalteten übrigen Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes nicht abhängt. A current of a fixed magnitude flows through the resistance to be measured, that by the value of the calibration resistance and the voltage amplitude of the normal voltage source which are connected to the input of the operational amplifier while the voltage drop across the resistor to be measured is proportional to its value and on the parameters of the other components to be tested that are connected in parallel to it Network does not depend.

Die Einrichtung gestattet es, im allgemeinen Fall den komplexen Widerstand oder Leitwert zweipoliger Bauelemente von der Art wie Wider ständen, Kondensatoren, Induktivitäten sowie Leit- oder Widerstandswerte von Übergängen bei Halbleiterdioden und Transistoren zu messen. The device allows the complex resistor in the general case or conductance of two-pole components of the type such as resistors, capacitors, Inductivities as well as conductance or resistance values of transitions in semiconductor diodes and measure transistors.

Der Hauptmangel dieser Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke besteht darin, daß, falls die Widerstandswerte der zwischen dem Eingang und der gemeinsamen Leitung des Operationsverstärkers liegenden Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes klein sind, der Operationsverstärker bei Betrieb instabil wird. The main shortcoming of this measuring and monitoring device for parameters of components of electrical networks consists in the fact that, if the resistance values the one between the input and the common line of the operational amplifier Components of the network to be tested are small, the operational amplifier at Operation becomes unstable.

Der andere Nachteil derartiger bekannter Einrichtung besteht darin, daß, falls die Widerstandswerte der zwischen dem Ausgang und der gemeinsamen Leitung des Operationsverstärkers liegenden Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes klein sind, der von ihnen belastete Operationsverstärker überlastet werden kann. The other disadvantage of such known devices is that if the resistance values are between the output and the common line of the operational amplifier lying components of the network to be tested small the operational amplifier they are loading can become overloaded.

Die genannten Nachteile engen den Meßbereich für Widerstandswerte ein, für die eine derartige Einrichtung eingesetzt werden kann. The disadvantages mentioned narrow the measuring range for resistance values one for which such a device can be used.

Ein Beispiel der betreffenden Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke hat eine Prüfsignalquelle, deren Ausgang an den ersten Anschluß des zu prüfenden Bauelementes anschließbar ist, und einen Operationsverstärker mit einem Eichelement im Rückkopplungskreis, dessen Eingang an den zweiten Anschluß des zu prüfenden Bauelementes anschließbar und die gemeinsame Leitung des Operationsverstärkers an die gemeinsame Leitung der Prüfsignalquelle und an einen mit dem zu messenden Element nicht gekoppelten Knotenpunkt in dem zu prüfenden Netzwerk angeschlossen ist. Die Einrichtung verfügt auch über eine Informationsverarbeitungs-Vorrichtung, deren Eingänge mit dem Ausgang des Operationsverstärkers und dem Ausgang der Prüfsignalquelle verbunden sind. An example of the relevant measuring and monitoring device for Parameters of components of electrical networks has a test signal source whose Output can be connected to the first connection of the component to be tested, and an operational amplifier with a calibration element in the feedback circuit, its input can be connected to the second connection of the component to be tested and the common Line of the operational amplifier to the common line of the test signal source and to a node in the to which is not coupled to the element to be measured network under test is connected. The facility also has an information processing device, their inputs with the output of the operational amplifier and the output of the test signal source are connected.

Bei dieser Einrichtung wird auch von der Eigenschaft des Operationsverstärkers Gebrauch gemacht, das Potential am Eingang praktisch auf ein Potential nahe dem der gemeinsamen Leitung herabzumindern und dadurch das zu prüfende Netzwerk auf dem zwischen dem Eingang des Operationsverstärkers und dessen gemeinsamer Leitung liegenden Abschnitt gleichsam unterbrechen. This setup also depends on the characteristic of the operational amplifier Made use of the potential at the input practically to a potential close to that of the common line and thereby the network to be tested that between the input of the operational amplifier and its common line interrupt the lying section, as it were.

Hierbei ist an das zu messende Element eine durch den Wert des Prüfsignals bestimmte Spannung gelegt, während der Strom im Rückkopplung skreis des Oper ationsverstärkers umgekehrt proportional zum Widerstandswert des zu messenden Bauelementes und in gewissen Grenzen von den Parametern der übrigen Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes unabhängig ist. In this case, the element to be measured is given by the value of the test signal A certain voltage is applied while the current is in the feedback loop of the operational amplifier inversely proportional to the resistance value of the component to be measured and in certain limits on the parameters of the other components of the network to be tested is independent.

Der Hauptmangel dieser bekannten Einrichtung ist der Umstand, daß der Operationsverstärker ebenso wie bei der oben beschriebenen Einrichtung im Fall, daß die Widerstands werte der zwischen dem Eingang und der gemeinsamen Leitung des Operationsverstärkers liegenden Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes klein sind, bei Betrieb instabil wird. The main shortcoming of this known device is the fact that the operational amplifier as well as in the case of the device described above, that the resistance values between the input and the common line of the The components of the network under test lying on the operational amplifier are small, becomes unstable during operation.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß, wenn die Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes, die zwischen dem ersten Anschluß des zu messenden Bauelementes und einem Knotenpunkt des elektrischen Netzwerkes liegen, an den der gemeinsame Anschluß des Operationsverstärkers angeschlossen ist, klein sind, entweder eine Überlastung der Prüfsignalquelle oder im Falle einer ausreichenden Leistung der Prüfsignalquelle unzulässige Leistungsverluste an den Bauelementen des zu prüfenden Netzwerkes auftreten kann. Another disadvantage is that when the components of the network to be tested between the first connection of the component to be measured and a node of the electrical network to which the common Terminal the operational amplifier is connected to are small, either one Overload of the test signal source or, in the case of sufficient power, the Test signal source inadmissible power losses on the components of the device to be tested Network can occur.

Die beiden angegebenen Nachteile bewirken eine Einschränkung des durch die Einrichtung realisierten Meßbereiches für die Widerstandswerte. The two specified disadvantages cause a limitation of the realized by the device measuring range for the resistance values.

Darüber hinaus ist der Meßbereich dieser bekannten Einrichtung auch durch den Widerstands wert im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers begrenzt, der den Widerstands wert der Nennlast für den Operationsverstärker nicht unterschreiten darf. In addition, the measuring range of this known device even limited by the resistance value in the feedback circuit of the operational amplifier, which does not fall below the resistance value of the nominal load for the operational amplifier allowed.

Ein gemeinsamer Nachteil der oben beschriebenen Einrichtungen ist der Umstand, daß sie nicht gestatten, die Parameter mehrpoliger Bauelemente, beispielsweise bei Transistoren, zu messen, weil mit Hilfe dieser Einrichtungen nur der Leit- oder Widerstands wert zwischen zwei Anschlüssen eines Bauelementes des zu prüfenden Netzwerkes gemessen wird. Die dritte gemeinsame, zu diesen zwei Anschlüssen parallel geschaltete Leitung ist gleichsam zur Unterbrechung des elektrischen Netzwerkes vorgesehen. Auf solche Weise kann ein Mehrpol durch die Parameter der Widerstände zwischen dessen zwei beliebigen Anschlüssen dargestellt werden, und es ist mit Hilfe der bekannten Einrichtungen unmöglich, die Parameter des Mehrpols zu messen, die die Besonderheiten von dessen Betrieb als Mehrpol, beispielsweise solche Parameter wie Übertragungs- und Verstärkungsfaktoren, bestimmen. A common disadvantage of the devices described above is the fact that they do not allow the parameters of multipole components, for example with transistors, to measure, because with the help of these devices only the conductive or Resistance value between two connections of a component of the network to be tested is measured. The third common one, connected in parallel to these two connections Line is intended to interrupt the electrical network, as it were. In such a way a multipole can by the parameters of the resistances between its any two connections can be represented, and it is with the help of the known Facilities impossible to measure the parameters of the multipole, which is the specifics of its operation as a multipole, for example such parameters as transmission and gain factors.

Ein weiterer gemeinsamer Nachteil besteht darin, daß in einem Arbeitsgang die Parameter nur eines Zweipols in dem zu prüfenden Netzwerk gemessen werden können. Another common disadvantage is that in one operation the parameters of only one dipole can be measured in the network under test.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der genannten Nachteile eine Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke zu schaffen, deren schaltungstechnischer Aufbau gestattet, die Parameter zwei- und mehrpoliger Bauelemente, linearer und nichtlinearer, aktiver und reaktiver Bauelemente sowie solcher Bauelemente, deren Parameter sich in weiten Grenzen bewegen, zu messen und zu überwachen. The invention is based on the object while avoiding the above Disadvantages of a measuring and monitoring device for parameters of electrical components To create networks, the circuit structure of which allows the parameters two-pole and multi-pole components, linear and non-linear, active and reactive Components as well as those components, the parameters of which move within wide limits, to be measured and monitor.

Diese Aufgabe wird bei einer Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke, die mindestens drei eine Masche bildende Bauelemente enthalten; mit einer Prüfsignalquelle, deren Ausgang an einen ersten Anschluß eines ersten zu prüfenden Bauelement es anschließbar ist, mit einem ersten Operationsverstärker einschließlich eines Eichelements im Rückkopplungskreis, dessen Eingang an einen zweiten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelements anschließbar ist, während die gemeinsame Leitung (Schaltungsnull) des ersten Operationsverstärkers an die gemeinsame Leitung (Schaltungsnull) der Prüfsignalquelle angeschlossen ist, und mit einer lnformationsverarbeitungsvorrichtung, deren Eingänge elektrisch mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers und dem Ausgang der Prüfsignalquelle verbunden sind, erfindungsgemäß gelöst durch eine erste Gruppe zusätzlicher Operationsverstärker, deren Anzahl gleich der Anzahl der übrigen zusätzlichen Anschlüsse des ersten zu prüfenden Bauelementes ist und deren Eingänge jeweils an die zusätzlichen Anschlüsse des ersten zu prüfenden Bauelementes anschließbar sind, und mindestens einen zusätzlichen Operationsverstärker einer zweiten Grup pe, dessen Eingang an einen ersten Anschluß mindestens eines zweiten Netzwerk-Bauelements anschließbar ist, dessen zweiter Anschluß mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes unmittelbar verbunden ist, wobei die Ausgänge aller zusätzlichen Operationsverstärker mit der Inform ationsverarbeitung svorrichtung elektrisch verbunden und die gemeinsamen Leitungen aller zusätzlichen Operationsverstärker an die gemeinsame Leitung der Prüfsignalquelle angeschlossen sind. This task is in a measuring and monitoring device for Parameters of components of electrical networks that are at least three a mesh constituent elements included; with a test signal source whose output is connected to a first connection of a first component to be tested, it can be connected to a first operational amplifier including a calibration element in the feedback circuit, its input can be connected to a second connection of the first component to be tested is while the common line (circuit neutral) of the first operational amplifier is connected to the common line (circuit neutral) of the test signal source, and with an information processing device, the inputs of which are electrically connected to the output of the first operational amplifier and the output of the test signal source are connected, solved according to the invention by a first group of additional operational amplifiers, the number of which equals the number of the remaining additional connections of the first component to be tested and its inputs to the additional connections of the first component to be tested can be connected, and at least one additional Operational amplifier of a second Grup pe, the input of which is connected to a first terminal at least one second network component can be connected, the second connection of which directly connected to the first terminal of the first component to be tested is, the outputs of all additional operational amplifiers with the information processing s device electrically connected and the common lines of all additional Operational amplifier connected to the common line of the test signal source are.

Es ist zweckmäßig, daß bei gleichzeitiger Prüfung des ersten Bauelementes und der zweiten Bauelemente des elektrischen Netzwerks, deren zweite Anschlüsse mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes unmittelbar verbunden sind, die Anzahl der zusätzlichen Operationsverstärker der zweiten Gruppe gleich der Anzahl der zweiten Bauelemente und der Eingang jedes zusätzlichen Operationsverstärkers der zweiten Gruppe an jeweils einen eigenen ersten Anschluß des entsprechenden zweiten Bauelementes anschließbar ist. It is useful that when the first component is tested at the same time and the second components of the electrical network, their second connections directly connected to the first terminal of the first component to be tested are, the number of additional operational amplifiers of the second group is the same the number of second components and the input of each additional operational amplifier the second group to its own first connection of the corresponding second Component is connectable.

Die Erfindung wird weitergebildet durch einen bei der Prüfung des ersten Bauelement es des elektrischen Netzwerks vorgesehenen zusätzlichen Operationsverstärker der zweiten Gruppe, dess en Eingang an alle ersten Anschlüsse der zweiten Bauelemente des elektrischen Netzwerks anschließbar ist, deren zweite Anschlüsse mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes unmittelbar verbunden sind. The invention is developed by one in the examination of the first component it of the electrical network provided additional operational amplifier the second group, whose input to all first connections of the second components of the electrical network can be connected, the second connections of which with the first Connection of the first component to be tested are directly connected.

Ferner empfiehlt es sich, daß das im Rückkopplungskreis des ersten Operationsverstärkers liegende Eichelement in Form von invertierenden und nichtinvertierenden Gliedern zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes ausgeführt ist, wobei die Ausgänge der invertierenden Glieder zur Transformation des Rückkopplung 5 widerstandes mit dem nichtinvertierenden Eingang des entsprechenden ersten Operationsverstärkers, die Ausgänge der nichtinvertierenden Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers und die Eingänge der invertierenden und nichtinvertierenden Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers verbunden sind. It is also recommended that this be in the feedback loop of the first Operational amplifier lying calibration element in the form of inverting and non-inverting Elements for transforming the feedback resistance is carried out, wherein the outputs of the inverting elements to transform the feedback 5 resistance with the non-inverting input of the corresponding first operational amplifier, the outputs of the non-inverting elements for transforming the feedback resistance with the inverting input of the same operational amplifier and the inputs the inverting and non-inverting elements for transforming the feedback resistance are connected to the output of the first operational amplifier.

Die Erfindung wird weiter dadurch ausgestaltet, daß das invertierende Glied zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes einen Operationsverstärker des Gliedes und einen ersten, zwischen dem Ausgang wid dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers des Gliedes liegenden Eichwiderstand aufweist, und daß der Ausgang desselben Operationsverstärkers über einen zweiten Eichwiderstand mit dem Ausgang dieses invertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und der Eingang des invertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes über einen dritten Eichwiderstand mit dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers des Gliedes gekoppelt ist. The invention is further developed in that the inverting Element for transforming the feedback resistance an operational amplifier of the element and a first, between the output wid the inverting input of the same operational amplifier of the member has lying calibration resistor, and that the output of the same operational amplifier via a second calibration resistor with the output of this inverting element to transform the feedback resistor and the input of the inverting element for transforming the feedback resistor via a third calibration resistor to the inverting input of the same operational amplifier of the link is coupled.

Es empfiehlt sich auch, daß das nichtinvertierende Glied zur Transformation des Rückkopplun gswiderstandes einen Operationsverstärker des Gliedes und einen ersten, zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers des Gliedes liegenden Eichwiderstand aufweist, und daß der Ausgang desselben Operationsverstärkers über einen zweiten Eichwiderstand mit dem Ausgang dieses nichtinvertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und der Eingang dieses nichtinvertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplung 5 widerstandes über einen dritten Eichwiderstand mit dem nichtinvertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers dieses Gliedes gekoppelt ist. It is also recommended that the non-inverting term be used for transformation of the Rückkopplun gswiderstandes an operational amplifier of the link and one first, between the output and the inverting input of the same operational amplifier of the member lying calibration resistor, and that the output of the same operational amplifier via a second calibration resistor to the output of this non-inverting element to transform the feedback resistor and the input of this non-inverting Member for transforming the feedback 5 resistance via a third calibration resistor with the non-inverting input of the same operational amplifier of this element is coupled.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß der Eichwiderstand nichtinvertierende Glieder zur Transformation des Rückkopplusgswiderstandes aufweist, die durch eine (abwechselnde) Reihenschaltung verbunden sind, und daß die Ausgänge aller Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes zusammengeschaltet sind und der Ausgang jedes Operat ionsverstärkers des nichtinvertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem Eingang des ihm nachfolgenden nichtinvertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes gekoppelt ist, bei dem der Ausgang des Operationsverstärkers mit dem Eingang des ihm nachfolgenden nichtinvertierenden Gliedes zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes verbunden ist. Finally, it is advisable that the calibration resistance is non-inverting Has members for the transformation of the Rückkopplusgswiderstandes, which by a (alternating) series connection are connected, and that the outputs of all links to transform the feedback resistance interconnected and the output of each operational amplifier of the non-inverting member to transform the feedback resistor with the input of the one following it coupled non-inverting member to transform the feedback resistance is, in which the output of the operational amplifier with the input of it following non-inverting member connected to transform the feedback resistance is.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mittels der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke bei gleichzeitiger Messung und Überwachung der Parameter von Bauelementen, die mit dem zu prüfenden unmittelbar verbunden sind, gemäß der Erfindung, Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke, gemäß der Erfindung, Fig. 3 das Prinzipschaltbild des Operationsverstärkers einer Einrichtung mit parallelgeschalteten Gliedern zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes des Operationsverstärkers, gemäß der Erfindung, Fig. 4 das Prinzipschaltbild des Operationsverstärkers der Einrichtung mit einer anderen Schaltung für die Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes, gemäß der Erfindung. The invention is explained below using exemplary embodiments the drawing explained in more detail. 1 shows the basic circuit diagram of a measuring and monitoring device for parameters of components of electrical networks with simultaneous measurement and monitoring of the parameters of components with which are directly connected to the test, according to the invention, Fig. 2 is the basic circuit diagram of another embodiment of the measuring and monitoring device for parameters of components of electrical networks, according to the invention, Fig. 3 is the basic circuit diagram of the operational amplifier of a device with parallel-connected elements for Transformation of the feedback resistance of the operational amplifier, according to the Invention, FIG. 4 shows the basic circuit diagram of the operational amplifier of the device with another circuit for the links to transformation of the feedback resistor, according to the invention.

Die in Fig. 1 dargestellte Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke weist eine in bekannter Schaltung ausgeführte Prüfsignalquelle 1 auf. Die Prüfsignalquelle 1 enthält einen Wechselspannungsgenerator 2 und einen Gleichspannungsgenerator 3, deren Ausgänge mit den Eingängen eines in bekannter Schaltung aus einem Verstärker 5 und Widerständen 6, 7 und 8 aufgebauten summierenden Verstärkers 4 verbunden sind. The measuring and monitoring device for parameters shown in FIG of components of electrical networks has a circuit implemented in a known manner Test signal source 1 on. The test signal source 1 contains an alternating voltage generator 2 and a DC voltage generator 3, the outputs of which are connected to the inputs of an in known circuit composed of an amplifier 5 and resistors 6, 7 and 8 summing amplifier 4 are connected.

Der Ausgang der Prüfsignalquelle ist an einen der Anschlüsse des Bauelementes eines zu prüfenden Netzwerkes anschließbar.The output of the test signal source is at one of the connections of the component a network to be tested can be connected.

Im vorliegenden Beispiel ist das zu prüfende Netzwerk 9 durch einen Transistor 10, einen Transistor 11 und Widerstände 12, 13, 14, 15 und 16 gebildet. Im Falle des in Fig. 1 dargestellten Beispiels eines Netzwerkes 9 ist der Ausgang der Prüfsignalquelle an die Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 angeschlossen. Der Eingang eines ersten, in bekannter Schaltung ausgeführten und in seinem Rückkopplungskreis ein Eichelement 18 aufweisenden Operationsverstärkers 17 ist zum Anschluß an die Basiselektrode des zu prüfenden Transistors 10 vorgesehen. In the present example, the network to be tested 9 is through a Transistor 10, a transistor 11 and resistors 12, 13, 14, 15 and 16 are formed. In the case of the example of a network 9 shown in FIG. 1, the output is the test signal source is connected to the emitter electrode of the transistor 10 to be tested. The input of a first, implemented in known circuit and in its feedback circuit an operational amplifier 17 having a calibration element 18 is for connection to the Base electrode of the transistor 10 to be tested is provided.

An die Kollektorelektrode des zu prüfenden Transistors 10 ist der Eingang eines zusätzlichen Operationsverstärkers 19 mit einem in seinem Rückkopplung skreis liegenden Eichwiderstand 20 angeschlossen. To the collector electrode of the transistor 10 to be tested is the Input of an additional operational amplifier 19 with one in its feedback Skreis lying calibration resistor 20 connected.

Der Eingang eines zusätzlichen Operationsverstärkers 21 mit einem Eichwiderstand 22 im Rückkopplungskreis ist zur Kopplung mit einem Anschluß 23 des Widerstandes 14 vorgesehen, dessen zweiter Anschluß mit dem Emitter des zu prüfenden Transistors 10 verbunden ist. The input of an additional operational amplifier 21 with a Calibration resistance 22 in the feedback loop is for coupling to a terminal 23 of the resistor 14 is provided, the second connection of which to the emitter of the transistor to be tested 10 is connected.

Der Eingang eines zusätzlichen Operations verstärkers 24 mit einem Eichwiderstand 25 im Rückkopplungskreis ist zur Kopplung mit einem Anschluß 26 in dem zu prüfenden Netzwerk 9 vorgesehen, an den der erste Anschluß des Widerstandes 15 gekoppelt ist. The input of an additional operations amplifier 24 with a Calibration resistor 25 in the feedback circuit is for coupling to a terminal 26 in the network to be tested 9 is provided to which the first connection of the resistor 15 is coupled.

Der zweite Anschluß des Widerstandes 15 ist mit der Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 unmittelbar ver bundes Die Ausgänge der Prüfsignalquelle 1, des ersten Operationsverstärkers 17 und aller zusätzlichen Operationsverstärker 19, 21 und 24 sind mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung verbunden, die in bekannter Schaltung ausgeführt ist und Voltmeter 28, 29, 30, 31 und 32 aufweist, an die jeweils die Ausgänge der Operationsverstärker 17, 19, 21, 24 und der Ausgang der Prüfsignalquelle 1 angeschlossen sind. The second connection of the resistor 15 is to the emitter electrode of the transistor to be tested 10 directly ver bundes The outputs of the test signal source 1, the first operational amplifier 17 and all additional operational amplifiers 19, 21 and 24 are connected to an information processing apparatus which is designed in a known circuit and has voltmeters 28, 29, 30, 31 and 32, to each of the outputs of the operational amplifiers 17, 19, 21, 24 and the output the test signal source 1 are connected.

Zur lnformationsverarbeitungsvorrichtung 27 gehört ein einstellbarer Spannungsteilerblock 33, der sich aus Verstärkern 34 und 35, Stellwiderständen 36 und 37 und Widerständen 38 und 39 zusammensetzt. An die Ausgänge des eins tellbaren Spannungsteilerblocks 33 ist ein Nullanzeigegerät 40 angeschlossen, während die Eingänge dieses Blocks 33 mit den Voltmetern 28 und 29 verbunden sind. The information processing device 27 includes an adjustable one Voltage divider block 33, which is made up of amplifiers 34 and 35, variable resistors 36 and 37 and resistors 38 and 39 composed. At the outputs of the adjustable Voltage divider block 33 is connected to a zero display device 40, while the Inputs of this block 33 are connected to the voltmeters 28 and 29.

Die Eingänge von aus den gleichen Bauelementen wie auch der Block 33 aufgebauten einstellbaren Spannungsteiler blöcken 41, 42 und 43 sind jeweils an die Voltmeter 30, 31 und 32 angeschlossen, während die Ausgänge dieser Blöcke 41 und 42 über einen Umschalter 44 mit einem Nullanzeigegerät 45 gekoppelt sind, dessen anderer Eingang an den Ausgang des einstellbaren Spannungsteilerblocks 43 angeschlossen ist. The inputs from from the same components as the block 33 constructed adjustable voltage divider blocks 41, 42 and 43 are respectively connected to voltmeters 30, 31 and 32 while the outputs of these blocks 41 and 42 are coupled to a zero indicator 45 via a changeover switch 44, its other input to the output of the adjustable voltage divider block 43 connected.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung zur elementweisen Messung von Parametern bei Bauelementen elektrischer Netzwerke unterscheidet sich von der in Fig. 1 wiedergegebenen Einrichtung dadurch, daß der Eingang des zusätzlichen Operationsverstärkers 21 gleichzeitig an die ersten Anschlüsse der Widerstände 14 und 15 angeschlossen ist, deren zweite Anschlüsse mit der Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 gekoppelt sind, wobei der zusätzliche Operationsverstärker 24 (Fig. 1) fehlt. The device shown in Fig. 2 for element-wise measurement of parameters in components of electrical networks differs from that in Fig. 1 reproduced device in that the input of the additional Operational amplifier 21 at the same time to the first connections of the resistors 14 and 15 is connected, the second terminals of which are connected to the emitter electrode of the to testing transistor 10 are coupled, the additional operational amplifier 24 (Fig. 1) is missing.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild des ersten Operationsverstärkers 17, bei dem das Eichelement 18 im Rückkopplungskreis parallelgeschaltete Glieder 46, 47, 48 und 49 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes darstellt. Fig. 3 shows the circuit diagram of the first operational amplifier 17, in which the calibration element 18 in the feedback circuit parallel-connected members 46, 47, 48 and 49 for transforming the feedback resistance.

Eingänge 50 und 51 der nichtinvertierenden Glieder 46 und 47 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes sind mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 17 verbunden. Inputs 50 and 51 of the non-inverting members 46 and 47 to Transformation of the feedback resistor are connected to the output of the operational amplifier 17 connected.

Ausgänge 52 und 53 der nichtinvertierenden Glieder 46 und 47 sind auch vereinigt und an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 17 geschaltet. Outputs 52 and 53 of the non-inverting members 46 and 47 are also combined and connected to the inverting input of the operational amplifier 17.

Die Eingänge 54 und 55 der invertierenden Glieder 48 und 49 sind auch mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 17 gekoppelt, während die Ausgänge 56 und 57 der Glieder 48 und 49 an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 17 angeschlossen sind. The inputs 54 and 55 of the inverting members 48 and 49 are also coupled to the output of the operational amplifier 17, while the outputs 56 and 57 of members 48 and 49 to the non-inverting input of the operational amplifier 17 are connected.

Das nichtinvertierende Glied 46 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes weist einen Operationsverstärker 58 mit einem zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 58 liegenden Eichwiderstand 59 und zwei andere Eichwiderstände 60 und 61 auf, deren einer zwischen dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 58 und dem Eingang 50 des nichtinvertierenden Gliedes 46 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und der andere Widerstand 61 zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 58 und dem Ausgang 52 des nichtinvertierenden Gliedes 46 geschaltet ist. The non-inverting element 46 for transforming the feedback resistance has an operational amplifier 58 with one between the output and the inverting Input of the operational amplifier 58 lying calibration resistor 59 and two others Calibration resistors 60 and 61, one of which between the non-inverting input of the operational amplifier 58 and the input 50 of the non-inverting element 46 for transforming the feedback resistor and the other resistor 61 between the output of operational amplifier 58 and the output 52 of the non-inverting Member 46 is connected.

Das invertierende Glied 48 weist gleichfalls einen Operationsverstärker 62 mit einem zwischen dem invertierenden Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers 62 liegenden Eichwiderstand 63 und zwei Eichwiderständen 64 und 65 auf. The inverting member 48 also has an operational amplifier 62 with one between the inverting input and the output of the operational amplifier 62 lying calibration resistor 63 and two calibration resistors 64 and 65.

Der Eichwiderstand 64 liegt zwischen dem Eingang 54 des Gliedes 48 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 62 und der Eichwiderstand 65 - zwischen dem Ausgang 56 des invertierenden Gliedes 48 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und dem Ausgang des Operationsverstärkers 62. The calibration resistor 64 lies between the input 54 of the member 48 to transform the feedback resistor and the inverting input of the operational amplifier 62 and the calibration resistor 65 - between the output 56 of the inverting element 48 for transforming the feedback resistance and the output of operational amplifier 62.

Fig. 4 zeigt das Schaltbild des Operationsverstärkers 17 mit einem Eichelement 18 im Rückkopplungskreis, das eine Reihenschaltung nichtinvertierender Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes darstellt. Fig. 4 shows the circuit diagram of the operational amplifier 17 with a Calibration element 18 in the feedback circuit, which is a series connection of non-inverting Represents elements for transforming the feedback resistance.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 17 ist mit dem Eingang eines nichtinvertierenden Gliedes 66 verbunden. Der Ausgang eines zum nichtinvertierenden Glied 66 gehörenden Operationsverstärkers 67 ist mit dem Eingang eines nichtinvertierenden Gliedes 68 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes verbunden, bei dem der Ausgang eines Operationsverstärkers 69 mit dem Eingang eines nächstfolgenden nichtinvertierenden Gliedes 70 zur Transformation eines Rückkopplungswiderstandes gekoppelt ist. The output of the operational amplifier 17 is connected to the input of a non-inverting member 66 connected. The output of one to the non-inverting Element 66 belonging to operational amplifier 67 is connected to the input of a non-inverting Member 68 connected to the transformation of the feedback resistance, in which the Output of an operational amplifier 69 with the input of a subsequent non-inverting Member 70 is coupled to transform a feedback resistor.

Die Ausgänge 66, 68 und 70 sind vereinigt und an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 17 geschaltet. The outputs 66, 68 and 70 are combined and connected to the inverting ones Input of the operational amplifier 17 switched.

Zum nichtinvertierenden Glied 66 gehören auch Eichwiderstände 71, 72 und 73, das nichtinvertierende Glied 68 enthält Eichwiderstände 74, 75 und 76, während das nichtinvertierende Glied 70 sich aus Eichwiderständen 77, 78 und 79 und einem Operationsverstärker 80 zusammensetzt. The non-inverting element 66 also includes calibration resistors 71, 72 and 73, the non-inverting element 68 contains calibration resistors 74, 75 and 76, while the non-inverting member 70 is made up of calibration resistors 77, 78 and 79 and an operational amplifier 80.

Die Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter bei Bauelementen elektrischer Netzwerke arbeitet wie folgt: Bei der Messung eines Parameters des Transistors 10, wie des statischen Stromverstärkungsfaktors bei Betrieb in Emitterschaltung, der durch das Verhältnis des Kollektorstromes zum Basis strom bestimmt wird, wird die Prüfsignalquelle 1 an die Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 angeschlossen. Hierbei stellt das Prüfsignal eine Gleichstromspannung dar, die in dem zu prüfenden Transistor 10 und in den mit der Emitterelektrode des Transistors gekoppelten Elementen (Widerständen 14 und 15) des Netzwerks 9 Ströme erzeugt, die an den Eingängen der Operationsverstärker 17, 19, 21 und 24 durch über die in den Rückkopplungskreisen dieser Operationsverstärker 17, 19, 21 und 24 liegenden Eichelemente 18, 20, 22 und 25 fließende Ströme kompensiert werden. The measuring and monitoring device for parameters in components electrical networks works as follows: When measuring a parameter of the Transistor 10, like the static current amplification factor when operated in common emitter circuit, the determined by the ratio of the collector current to the base current the test signal source 1 is applied to the emitter electrode of the transistor to be tested 10 connected. Here, the test signal represents a direct current voltage that in the transistor 10 under test and in those with the emitter electrode of the transistor coupled elements (resistors 14 and 15) of the network 9 generates currents that at the inputs of the operational amplifiers 17, 19, 21 and 24 through the in the Feedback loops of these operational amplifiers 17, 19, 21 and 24 located calibration elements 18, 20, 22 and 25 flowing currents can be compensated.

Hierbei fallen die Potentiale der eigentlichen Eingänge der Operationsverstärker 17, 19, 21 und 24 mit Rückkopplungen zum einen auf sehr geringe Werte nahe dem Potential der gemeinsamen Leitung ab, werden aber zum anderen durch eine entsprechende Wahl von Übertragungsfaktoren der Operationsverstärker 17, 19, 21 und 24 ausgeglichen. Here the potentials of the actual inputs of the operational amplifier fall 17, 19, 21 and 24 with feedbacks on the one hand to very low values close to the potential of the common line, but are made on the other hand by a corresponding choice balanced by the transfer factors of the operational amplifiers 17, 19, 21 and 24.

Die übrigen Bauelemente des zu prüfenden Netzwerkes 9, die mit der Kollektor- und Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 gekoppelt sind, werden daher praktisch stromlos, und die Parameter dieser Bauelemente beeinflussen die Messung der Parameter des Transistors 10 in keiner Weise.The remaining components of the network to be tested 9, which with the The collector and emitter electrodes of the transistor 10 to be tested are coupled, are therefore practically de-energized and affect the parameters of these components does not measure the parameters of transistor 10 in any way.

Nach den Anzeigen der Voltmeter 28, 29, 30 und 31 werden jeweils der Strom im Kollektorübergang des zu messenden Transistors 10 (Voltmeter 28), der Strom im Emitterübergang des zu messenden Transistors 10 (Voltmeter 29) und die Ströme im Widerstand 14 (Voltmeter 30) bzw. im Widerstand 15 (Voltmeter 31) ermittelt. According to the displays of voltmeters 28, 29, 30 and 31 are respectively the current in the collector junction of the transistor 10 to be measured (voltmeter 28), the Current in the emitter junction of the transistor 10 to be measured (voltmeter 29) and the Currents in resistor 14 (voltmeter 30) or in resistor 15 (voltmeter 31) determined.

Indem man das Teilungsverhältnis im einstellbaren Spannungsteilerblock 33 variiert, erreicht man mit Hilfe des Nullanzeigegeräts 40 eine Gleichheit von Spannungen an den Ausgängen des einstellbaren Spannungsteilerblocks 33 und liest die Anzeigen des zu messenden Parameters (beispielsweise des Stromverstärkungsfaktors ) nach einem Verhältnis von Widerständen im Block 33, multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstände der Eichelemente 20 und 18, ab. By looking at the division ratio in the adjustable voltage divider block 33 varies, an equality of is achieved with the aid of the zero display device 40 Voltages at the outputs of the adjustable voltage divider block 33 and reads the displays of the parameter to be measured (for example the current gain factor ) according to a ratio of resistances in block 33, multiplied by the ratio the resistances of the calibration elements 20 and 18, from.

Gleichzeitig und in ähnlicher Weise werden die Parameter der Widerstände 14 und 15 des elektrischen Netzwerkes 9 gemessen. At the same time and in a similar way, the parameters of the resistors 14 and 15 of the electrical network 9 measured.

Hierbei wird der Wert des Widerstandes 14 als der Widerstandswert des Eichelement es 22, multipliziert mit dem Verhältnis der Übertrågungsfaktoren des einstellbaren Spannungsteilerblocks 41 zum Übertragungsfaktor des einstellbaren Spannungsteilerblocks 43, ermittelt. Here, the value of the resistor 14 is used as the resistance value of the calibration element es 22, multiplied by the ratio of the transmission factors of the adjustable voltage divider block 41 to the transfer factor of the adjustable Voltage divider blocks 43 determined.

In ähnlicher Weise wird der Wert des Widerstandes 15 ermittelt, der gleich dem Widerstands wert des Eichelementes 25, multipliziert mit dem Verhältnis des Übertragungsfaktors des einstellbaren Spannungsteilerblocks 42 zum Übertragungsfaktor des einstellbaren Spannungsteilerblocks 43, ist. In a similar way, the value of the resistor 15 is determined, the equal to the resistance value of the calibration element 25, multiplied by the ratio the transfer factor of the adjustable voltage divider block 42 to the transfer factor of the adjustable voltage divider block 43 is.

Bei der Messung von Differentialparametern des Transistors 10 stellt das Signal der Prüfsignalquelle 1 eine Summe von Gleich- und Wechselspannung dar. When measuring differential parameters of the transistor 10 represents the signal from the test signal source 1 is a sum of direct and alternating voltages.

Der Meßvorgang ist analog dem oben angegebenen. Hierbei werden an den Ausgängen der Operationsverstärker 17 und 19 die Werte von Wechselanteilen des Basis- und des Kollektorstromes gemessen und mit Hilfe des einstellbaren Spannungsteilerblocks 33 der differentiale Stromverstärkungsfaktor des Transistors 10 gemessen. The measuring process is analogous to that given above. Here are at the outputs of the operational amplifiers 17 and 19 have the values of Bills of exchange of the base and collector current measured and with the help of the adjustable voltage divider block 33 the differential current amplification factor of the transistor 10 is measured.

Indem man den Ausgang der Prüfsignalquelle 1, den Eingang des ersten Operationsverstärkers 17 und die Eingänge der zusätzlichen Operationsverstärker 19, 21 und 24 der beiden Gruppen umschaltet, mißt man die anderen Parameter der Transistoren und die Parameter aller übrigen Bauelemente in dem zu prüfenden Netzwerk 9. Hierbei werden in jedem einzelnen Verfahren die Parameter sämtlicher Bauelemente gemessen, die mit dem Knotenpunkt in dem zu prüfenden Netzwerk 9 unmittelbar verbunden sind, an den die Prüfsignalquelle 1 angeschaltet ist. Die Anzahl der erforderlichen Operationsverstärker wird durch die Ausgänge der zu prüfenden Bauelemente bestimmt. By having the output of the test signal source 1, the input of the first Operational amplifier 17 and the inputs of the additional operational amplifier 19, 21 and 24 of the two groups, the other parameters of the Transistors and the parameters of all other components in the network under test 9. Here, the parameters of all components are used in each individual process measured directly connected to the node in the network 9 to be tested are to which the test signal source 1 is connected. The number of required Operational amplifier is determined by the outputs of the components under test.

Bei der in Fig. 2 wiedergegebenen Einrichtung zur Messung von Parametern bei Bauelementen elektrischer Netzwerke ist der Eingang des Operationsverstärkers 21 an alle Anschlüsse der Bauelemente in dem zu prüfenden Netzwerk (an die Knotenpunkte 23 und 26 der Widerstände 14 und 15) angeschlossen, deren andere Anschlüsse mit der Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 unmittelbar gekoppelt sind. Hierbei wird derselbe Effekt des Stromloswerdens der Bauelemente des Netzwerkes 9 erzielt, die mit der Kollektor- und Emitterelektrode des zu prüfenden Transistors 10 unmittelbar verbunden sind, die Messung der Parameter aber ist hierbei nicht zu verwirklichen, weil diese Widerstände 14 und 15 nebeneinandergeschaltet sind. In the device for measuring parameters shown in FIG for components of electrical networks is the input of the operational amplifier 21 to all connections of the components in the network to be tested (to the nodes 23 and 26 of the resistors 14 and 15) connected, the other connections with the emitter electrode of the transistor 10 to be tested are directly coupled. This has the same effect of the de-energization of the components of the network 9 achieved with the collector and emitter electrodes of the transistor under test 10 are directly connected, but the measurement of the parameters is not here to be realized because these resistors 14 and 15 are connected next to one another.

Die nach der in Fig. 2 dargestellten Schaltung ausgeführte Einrichtung gestattet es, in den elektrischen Netzwerken lediglich eine elementweise Prüfung vorzunehmen. The device executed according to the circuit shown in FIG allowed it is only to carry out an element-by-element test in the electrical networks.

Bei Messungen und einer Kontrolle von Netzwerken mit großen Leitwerten (bzw. geringen Widerstandswegten) sowie elektrischer Netzwerke, die aktive Elemente (Transistoren) aufweisen, deren Parameter bei hohen Strömen zu ermitteln sind, kann die Meßgenauigkeit nur unter der Bedingung der Ausnutzung des gesamten linearen Arbeitsbereiches der Operationsverstärker gesichert werden. When measuring and checking networks with large conductance values (or low resistance paths) as well as electrical networks, the active elements (Transistors), the parameters of which can be determined at high currents the measurement accuracy only under the condition of utilizing the entire linear Working area of the operational amplifier.

In bezug auf die Operationsverstärker bedeutet diese Anforderung eine wesentliche Vergrößerung der erforderlichen Ausgangsleistun g der Operationsverstärker (bzw. eine Vergrößerung des erforderlichen Ausgangsstromes der Operationsverstärker). Zur selben Zeit geht der Ausgangsstrom bei den moderenen Operationsverstärkern, ausgeführt in Mikroschaltungstechnik, über einige zehn Milliampere nicht hinaus. With regard to the operational amplifiers, this means a requirement a substantial increase in the required output power of the operational amplifier (or an increase in the required output current of the operational amplifier). At the same time the output current goes with the modern operational amplifiers, executed in microcircuit technology, not more than a few tens of milliamperes.

Die Sicherung der Meßgenauigkeit und der Kontrolle der Parameter bei aktiven Starkstrom elementen und Elementen mit hohen Leitwerten in elektrischen Netzwerken ohne deren Auslöten aus der Schaltung aufgrund der Anwendung von Operationsvers tärkern mit einer Begrenzung des Ausgangsstromes wird dadurch erreicht, daß in die Einrichtung zur Messung von Parametern bei Bauelementen von Netzwerken Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes geschaltet sind, deren Zahl sich in Abhängigkeit vom Wert des zu messenden Parameters ändert.The assurance of the measurement accuracy and the control of the parameters at active high-voltage elements and elements with high conductance in electrical Networks without unsoldering them from the circuit due to the use of Operational Vers amplifying with a limitation of the output current is achieved that in the Device for measuring parameters in components of networks members for Transformation of the feedback resistor are switched, the number of which is in Changes depending on the value of the parameter to be measured.

Das Wesen der Arbeit der Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes wird in Fig. 3 erläutert, die die Einschaltung des Eichelements 18 aus den vier Gliedern 46, 47, 48 und 49 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes in den Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers 17 zeigt. The essence of the work of the limbs to transform the feedback resistance is explained in Fig. 3, the activation of the calibration element 18 from the four Links 46, 47, 48 and 49 for transformation of the feedback resistance into the feedback loop of the operational amplifier 17.

Die zwei nichtinvertierenden Glieder 46 und 47 sind in den Gegenkopplungskreis des Operationsverstärkers 17 und die invertierenden Glieder 48 und 49 in den Mitkopplungskreis dieses Verstärkers 17 geschaltet. The two non-inverting members 46 and 47 are in the negative feedback loop of the operational amplifier 17 and the inverting elements 48 and 49 in the positive feedback circuit this amplifier 17 switched.

Im Zusammenhang damit, daß jedes invertierende Glied 48 und 49 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes die Phasenlage des Rückkopplungskreises ändert, bleibt das Vorzeichen der gesamten Rückkopplung aller vier Glieder negativ. In connection with the fact that each inverting member 48 and 49 to Transformation of the feedback resistance the phase position of the feedback circuit changes, the sign of the entire feedback of all four terms remains negative.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Gliedes 46 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes unter der Bedingung, daß die Glieder 47, 48 und 49 abgeschaltet sind, betrachtet. The operation of the member 46 for transformation will now be described of the feedback resistance on condition that the members 47, 48 and 49 are turned off.

Für die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers 58 bei ausreichend großen Verstärkung sfaktoren des Haupt- Operationsverstärkers 17 und des in das Glied 46 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes des Haupt-Operationsverstärkers 17 eingehenden Operationsverstärkers 58 durch den Ausdruck, gilt dann: Die ganze Schaltung des Gliedes 46 ist also äquivalent einem Widerstand mit dem Wert: Die Beschränmungen des Wertes des Widerstands Z46 werden aus folgenden Erwägungen bestimmt: 1. Der Wert des Widerstandes Z ist eine Belastung des Opera-61 tionsverstärkers 58 und darf nicht unterhalb eines bestimmten Nennwertes liegen.For the voltage at the output of the operational amplifier 58 with sufficiently large amplification factors of the main operational amplifier 17 and of the operational amplifier 58 entering the element 46 for transforming the feedback resistance of the main operational amplifier 17, the following then applies: The whole circuit of the element 46 is therefore equivalent to a resistor with the value: The limitations of the value of the resistor Z46 are determined from the following considerations: 1. The value of the resistor Z is a load on the operational amplifier 58 and must not be below a certain nominal value.

2. Der Wert des Widerstandes Z59 kann viel größer als Z61 gewählt werden, und die obere Grenze von Z61 (sowie von Z59) wird durch die Driftcharakteristiken der Operationsverstärker bestimmt. 2. The value of the resistor Z59 can be chosen to be much larger than Z61 and the upper limit of Z61 (as well as of Z59) is determined by the drift characteristics the operational amplifier determines.

Der Wert des dem Haupt-Operationsverstärker 17 entnommenen Stromes wird also durch den Wert des Widerstandes Z60 und der Rückkopplungsgrad durch den Widerstand Z46 bestimmt. The value of the current drawn from the main operational amplifier 17 is determined by the value of the resistor Z60 and the degree of feedback by the Resistance Z46 is determined.

Bei der Parallelschaltung der Glieder 46, 47, 48 und 49 ist deren gesamter Ersatzwiderstandswert gleich dem Widerstandswert deren parallelgeschalteter Ersatzwiderstände. When the members 46, 47, 48 and 49 are connected in parallel, their total equivalent resistance value equal to the resistance value of their parallel connected Equivalent resistors.

Sind beispielsweise die Eichwiderstände bei allen Gliedern 46, 47, 48 und 49 gleich, so beträgt der gesamte Ersatzwiderstand 1/4 vom Ersatzwiderstandswert eines Gliedes, wobei aber die Belastung des Gliedes auch um das 4fache anwächst. Im Fall der in Fig. 4 dargestellten Reihenschaltung der Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes beträgt der gesamte Ersatzwiderstandswert: mit Z = gesamter Ersatzwiderstandswert der drei hintereinandergeschalteten Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes Z66 = Ersatzwiderstandswert des nichtinvertierenden Gliedes 66 zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes gleich Z66 = Z68 = Ersatzwiderstandswert des nichtinvertierenden Gliedes 68 gleich Z70 = Ersatzwiderstand des nichtinvertierenden Gliedes 70 gleich Ist das Verhältnis der Eichwiderstände so ist Z = 3 Z66 Zur selben Zeit ändert sich die Belastung des Haupt-Operationsverstärkers 17 bei einer Änderung der Zahl der Glieder in keiner Weise.For example, if the calibration resistances are the same for all links 46, 47, 48 and 49, the total equivalent resistance is 1/4 of the equivalent resistance value of a link, but the load on the link also increases by 4 times. In the case of the series connection of the elements for transforming the feedback resistance shown in FIG. 4, the total equivalent resistance value is: where Z = total equivalent resistance value of the three series-connected elements for transforming the feedback resistor Z66 = equivalent resistance value of the non-inverting element 66 for transforming the feedback resistance equal to Z66 = Z68 = equivalent resistance value of the non-inverting member 68 equal Z70 = equivalent resistance of the non-inverting member 70 equal Is the ratio of the calibration resistances so Z = 3 Z66 At the same time, the load on the main operational amplifier 17 does not change in any way with a change in the number of links.

Der Vorteil der Glieder zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes über die im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers liegenden Eichwiderstände besteht darin, daß sie ausreichend große feste Ströme im Rückkopplungskreis des Operationsverstärkers gewährleisten, ohne dabei den Ausgang des Operationsverstärkers selbst zu belasten, und so ermöglichen, den ganzen linearen Bereich des Operationsverstärkers bei beliebigen Strompegeln in den zu messenden Bauelementen von Netzwerken auszunutzen. The advantage of the limbs for transforming the feedback resistance via the calibration resistors in the feedback circuit of the operational amplifier is that they have sufficiently large fixed currents in the feedback loop of the Ensure operational amplifier without losing the output of the operational amplifier to burden yourself, and so enable the whole linear area of the operational amplifier at any current level in the components to be measured exploiting networks.

Claims (7)

Patentansprüche Claims ( ( ) Meß- und Überwachungseinrichtung für Parameter von Bauelementen elektrischer Netzwerke, die mindestens drei eine Masche bildende Bauelemente enthalten; mit einer Prüfsignalquelle, deren Ausgang an einen ersten Anschluß eines ersten zu prüfenden Bauelementes anschließbar ist, mit einem ersten Operationsverstärker einschließlich eines Eichelements im Rückkopplungskreis, dessen Eingang an einen zweiten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes anschließbar ist, während die gemeinsame Leitung (Schaltungsnull) des ersten Operati onsverstärkers an die gemeinsame Leitung (Schaltungsnull) der Prüfsignalquelle angeschlossen ist, und mit einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, deren Eingänge elektrisch mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers und dem Ausgang der Prüfsignalquelle verbunden sind, gekennzeichnet durch eine erste Gruppe zusätzlicher Operationsverstärker (19), deren Anzahl gleich der Anzahl der übrigen zusätzlichen Anschlüsse des ersten zu prüfenden Bauelementes (10) ist und deren Eingänge jeweils an die zusätzlichen Anschlüsse des ersten zu prüfenden Bauelementes (10) anschließbar sind, und mindestens einen zusätzlichen Operationsverstärker (21, 24) einer zweiten Gruppe, dessen Eingang an einen ersten Anschluß (23, 26) mindestens eines zweiten Netzwerk-Bauelements (14, 15) anschließbar ist, dessen zweiter Anschluß mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes (10) unmittelbar verbunden ist, wobei die Ausgänge aller zusätzlichen Operationsverstärker (19, 21, 24) mit der Informationsverarbeitungsvorrichtung (27) elektrisch verbunden und die gemeinsamen Leitungen aller zusätzlichen Operationsverstärker (19, 21, 24) an die gemeinsame Leitung der Prüfsignalquelle (1) angeschlossen sind. (() Measuring and monitoring device for parameters of components electrical networks containing at least three mesh-forming components; with a test signal source, the output of which is connected to a first connection of a first component to be tested can be connected to a first operational amplifier including a calibration element in the feedback circuit, the input of which is connected to a second terminal of the first component to be tested can be connected while the common line (circuit neutral) of the first operational amplifier to the common line (circuit neutral) of the test signal source is connected, and with an information processing device whose inputs are electrically connected to the Output of the first operational amplifier and the output of the test signal source connected are characterized by a first group of additional operational amplifiers (19), the number of which equals the number of the remaining additional connections of the first testing component (10) and their inputs to the additional connections of the first component to be tested (10) can be connected, and at least one additional operational amplifier (21, 24) of a second group, the input of which to a first connection (23, 26) of at least one second network component (14, 15) can be connected, the second connection of which with the first connection of the first to be tested component (10) is directly connected, the outputs of all additional operational amplifier (19, 21, 24) with the information processing device (27) electrically connected and the common lines of all additional operational amplifiers (19, 21, 24) to the common line of the test signal source (1) are connected. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Prüfung des ersten Bauelementes (10) und der zweiten Bauelemente (14, 15) des elektrischen Netzwerks, deren zweite Anschlüsse mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelementes (10) unmittelbar verbunden sind, die Anzahl der zusätzlichen Operationsverstärker (21, 24) der zweiten Gruppe gleich der Anzahl der zweiten Bauelemente (14, 15) und der Eingang jedes zusätzlichen Operationsverstärkers (21, 24) der zweiten Gruppe an jeweils einen eigenen ersten Anschluß des entsprechenden zweiten Bauelementes (14, 15) anschließbar ist. 2. Device according to claim 1, characterized in that at the same time Testing of the first component (10) and the second components (14, 15) of the electrical Network whose second connectors match the first connector of the first to be tested Component (10) are directly connected, the number of additional operational amplifiers (21, 24) of the second group is equal to the number of second components (14, 15) and the input of each additional operational amplifier (21, 24) of the second group each to its own first connection of the corresponding second component (14, 15) can be connected. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen bei der Prüfung des ersten Bauelementes (10) des elektrischen Netzwerks vorgesehenen zusätzlichen Operationsverstärker (21) der zweiten Gruppe, dessen Eingang an alle ersten Anschlüsse der zweiten Bauelemente (14, 15) des elektrischen Netzwerks anschließbar ist, deren zweite Anschlüsse mit dem ersten Anschluß des ersten zu prüfenden Bauelement es (10) unmittelbar verbunden sind. 3. Device according to claim 1, characterized by one at the Testing of the first component (10) of the electrical network provided additional Operational amplifier (21) of the second group, the input of which is connected to all first connections of the second components (14, 15) of the electrical network can be connected, the second connections to the first connection of the first component to be tested it (10) are directly connected. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Rückkopplungskreis des ersten Operationsverstärkers (17) liegende Eichelement (18) in Form von invertierenden und nichtinvertierenden Gliedern (46, 47, 48, 49) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes ausgeführt ist, wobei die Ausgänge der invertierenden Glieder (48, 49) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem nichtinvertierenden Eingang des entsprechenden ersten Operationsverstärkers (17), die Ausgänge der nichtinvertierenden Glieder (46, 47) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers (17) und die Eingänge der invertierenden und nichtinvertierenden Glieder (46, 47, 48, 49) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem Ausgang des ersten Operationsverstärkers (17) verbunden sind. 4. Device according to claim 1, characterized in that the im Calibration element (18) located in the feedback circuit of the first operational amplifier (17) in the form of inverting and non-inverting members (46, 47, 48, 49) for Transformation of the feedback resistor is performed, with the outputs of the inverting terms (48, 49) to transform the feedback resistance to the non-inverting input of the corresponding first operational amplifier (17), the outputs of the non-inverting elements (46, 47) for transforming the Feedback resistor to the inverting input of the same operational amplifier (17) and the inputs of the inverting and non-inverting elements (46, 47, 48, 49) to transform the feedback resistance with the output of the first Operational amplifier (17) are connected. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das invertierende Glied (48) zur Transforrration des Rückkopplungswiderstandes einen Operationsverstärker (62) des Gliedes und einen ersten, zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers (62) des Gliedes liegenden Eichwiderstand (63) aufweist, und daß der Ausgang desselben Operationsverstärkers (62) über einen zweiten Eichwiderstand (65) mit dem Ausgang dieses invertierenden Gliedes (48) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und der Eingang des invertierenden Gliedes (48) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes über einen dritten Eichwiderstand (64) mit dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers (62) des Gliedes gekoppelt ist. 5. Device according to claim 4, characterized in that the inverting Element (48) for transforming the feedback resistor is an operational amplifier (62) of the element and a first, between the output and the inverting input of the same operational amplifier (62) of the member has calibration resistor (63), and that the output of the same operational amplifier (62) via a second calibration resistor (65) to the output of this inverting element (48) for transforming the feedback resistor and the input of the inverting element (48) for transforming the feedback resistor via a third calibration resistor (64) to the inverting input of the same Operational amplifier (62) of the link is coupled. 6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtinvertier ende Glied (46) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes einen Operationsverstärker (58) des Gliedes und einen ersten, zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers (58) des Gliedes liegenden Eichwiderstand (59) aufweist, und daß der Ausgang desselben Operationsverstärkers (58) über einen zweiten Eichwiderstand (61) mit dem Ausgang dieses nichtinvertierenden Gliedes (46) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes und der Eingang dieses ni chtinvertierenden Gliedes (46) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes über einen dritten Eichwiderstand (60) mit dem nichtinvertierenden Eingang desselben Operationsverstärkers (58) dieses Gliedes gekoppelt ist. 6. Device according to claim 4, characterized in that the non-inverter end member (46) for transforming the feedback resistance an operational amplifier (58) of the member and a first, between the output and the inverting input the same operational amplifier (58) of the member lying calibration resistor (59) comprises, and that the output of the same operational amplifier (58) via a second Calibration resistor (61) to the output of this non-inverting member (46) Transformation of the feedback resistor and the input of this non-inverting Member (46) for transforming the feedback resistance via a third Calibration resistor (60) with the non-inverting input of the same operational amplifier (58) this link is coupled. 7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Eichwiderstand (18) nichtinvertierende Glieder (66, 68, 70) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes aufweist, die durch eine (abwechselnde) Reihenschaltung verbunden sind, und daß die Ausgänge aller Glieder (66, 68, 70) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes zusammengeschaltet sind und der Ausgang jedes Operationsverstärkers (67) des nichtinvertierenden Gliedes (66) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes mit dem Eingang des ihm nachfolgenden nichtinvertierenden Gliedes (68) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes gekoppelt ist, bei dem der Ausgang des Operationsverstärkers (69) mit dem Eingang des ihm nachfolgenden nichtinvertierenden Gliedes (70) zur Transformation des Rückkopplungswiderstandes verbunden ist. 7. Device according to claim 1 or 6, characterized in that the calibration resistor (18) non-inverting members (66, 68, 70) for transformation of the feedback resistor, which is established by an (alternating) series connection are connected, and that the outputs of all elements (66, 68, 70) for transformation of the feedback resistor are connected together and the output of each operational amplifier (67) of the non-inverting element (66) for transforming the feedback resistance with the input of the subsequent non-inverting element (68) for transformation of the feedback resistor is coupled, at which the output of the operational amplifier (69) with the input of the non-inverting member (70) following it to the Transformation of the feedback resistance is connected.
DE19752533332 1974-10-31 1975-07-25 Measurement and monitoring device - designed for parameters of components in electric networks with at least three forming mesh Withdrawn DE2533332A1 (en)

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FR2495331A1 (en) * 1980-11-28 1982-06-04 Soguintel Fault detector for photocoupler - includes four voltage comparing detectors linked to junctions on photocoupler and joined to common output

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