Opis patentowy opublikowano: 15.06.1982 114231 Int. Cl.* G01R 31/26 CZYtELNI Twórca wynalazku: Jan Witold Kiszkttrtio Uprawniony z patentu: Instytut Technologii Elektronowej przy Nauko¬ wo-Produkcyjnym Centrum Pólprzewodników, Warszawa (Polska) Uklad do kontrolowania i przestrajania laboratoryjnego stanowiska pomiarowego Przedmiotem wynalaizku jest uklad do kontro¬ lowania i przestrajania laboratoryjnego stanowis¬ ka pomiarowego bez ciaglego udzialu czynnjika lud»zkiego w podstawowych czynnosciach towarzy¬ szacych przebiegowi pomiarów laboratoryjnych zwiekszajacy szybkosc mierzenia, przy zmniejsze¬ niu ilosci pomylek, a stosowany xszczególnie przy pomiarze charakterystyk pradowo-napieciowych i' pojemnosciowo-napieciowych diod pólprzewodni¬ kowych i struktur diodowych.W znamych klasycznych stanowiskach pomiaro¬ wych, gdzie konieczne jest zautomatyzowanie czynnosci przestrajania i kontrolowania ukladu, wykonywanych dotychczas przez czlowieka, stosu¬ je sie. dwa rozwiazania ukladowe. Pierwsze polega na stosowaniu programowanych cyfrowo zródel sy¬ gnalów, sterowanych przez urzadzenie kontroluja¬ ce system. Talkiimi zródlami moga byc przetworni¬ ki cyfrowo-analogowe z ^vyQSciaimi napieciowymi lub pradowymi, syntetyzatory czestotliwosci, jak równiez syntetyzatory sygnalów o bardziej zlozo¬ ny cfh zaleznosciach sygnalu od czasu. Sa to urzadze¬ nia wysjpecjalizowane, skomplikowane i nieeko¬ nomiczne.W prostych systemach pomiarowych stosuje sie róznego rodzaju mechanizmy wykonawcze prze- strajajace uklad w wyniku aktywizacjii rozkazem kontrolera systemu odpowiedniego wyjscia dwu¬ stanowego w ukladzie dekodera rozkazów steruja¬ cych. Inne wyjscie dwustanowe dekodera^ urucha- 10 15 25 30 miane innym rozkazem, wlacza kanal komutatora dla dokonania pomiiairu zmienionego sygnalu. W ukladach tego rodzaju stosowac mozna zwykla- aparature dostepna w laboratoriach, lecz przestra- jainie ukladu i pomiar skutku tego przestrajania sa rozdzielone w czasie.Celem wynalazku jest wyeliminowanie tej wady i opracowanie ukladu do sterowania i kontrolo¬ wania, uimozliiwiajacego wsipóUprace aparatury po¬ wszechnie dostepnej z kontrolerami cyfrowymi ta¬ kimi jak stolowe kalkulatory, terminale kompu¬ terów albo mikrokomputery, pozwailajace na rów¬ noczesne przestrajamie i siedzemlie wyników prze¬ strajania.Istota ukladu wedlug wynalazku jest to, ze po¬ siada on dekoder polaczony z rejestireim buforo¬ wym, przechowujacym zinaktf kodu zapisane w nim przez kontroler. Ma on równiez dwie grupy wyjsc dwustanowych dekodera o kcimibiinacji sta¬ nów okreslonej znakiem kodu w rejestrze bufo¬ rowym. Pierwsza gruipa tych wyjsc jest polaczona z urzadzeniem przestrajajacym dIa uruchomiienia tego urzadzenia. Czesc wyjsc dwustanowych dru¬ giej grupy jest polaczona z komutatorem dla ste¬ rowania pomiarem przestraijanej wielkosci w wy¬ branym punkcie stanowiska pomiarowego w tym samym czasie, gdy pierwsza gruipa uruchamia urzadzenie przestrajajace. Pozostale wyjscia z drugiej grupy .polaczone sa równiez z komutato¬ rem, ale dla sterowania .pomiarami w innych pun- 114 231.kiach stanowiska pomiarowego.Uklad do kontroLowainia i przestrajania labora¬ toryjnego stanowiskaA pomiarowego wedlug wy- nadazku umozliwia aoltamato^^ lize ich wyników. JeA to uklad pomiarowy zbu¬ dowany z typowych Elementów nieautomatycznej aipairaituiry pomiarowej uzupelnionej kontrolerem systemu i nieskomplikowanym ukladem elektroni¬ cznym. Cechy tego ukladu powoduja takze upro¬ szczenie programowania pomiarów przez efttonina- cje skojarzonych ze soba rozkazów. ' r Ikl«l^edlug wynalazku jest objasniony na przykladne reahzacji systemu pomiarowego przed* -r- niaiurifinji!TLJ[lO jy^1™^ pokazujacym schemat blo- J Atfrtw ayrtfttnji.^) f V I Wieilkoscia wymuszajaca jest napiecie. Kontro- j lerem 1 systemii ponftarowe^ jest stolowy kal- I ^^^lp^#fateowain^ wspólpracujacy z typowy- L-«*^ i,u-7qfi7inifiylt pery|eryjinyimi 9 i iTmymi ele¬ mentami T3felatftr"zH''^Mitfllutet,W€fli'&K&K,Wffi8'-' dów wejsciowo-wyijsciowych la. Dane cyfrowe wprowadzane sa za posrednictwem firmowego in? terfejsu 2 przetwarzajacego kod BCD wyjscia, ty¬ powego woltomierza, cyfrowego * na. znaki -zrozu¬ miale dla tetlLfculatora^. W sklad wlasciwego sta¬ nowiska pomiarowego 7 wchodzi mostek pojem¬ nosci z wyjsciem analogowymi dla rejesrtratora, ^ielózakieikwy- przetwornik *'ipfad; — ' napiecia i wzmacniacz napiecia stalego sprowadzajacy po¬ ziomy napiec na badanej stirutlaburaie..< ojo, .poziomu napiec wyjscia mostka i przetwornika'_^prad — napiecie, Wyjscia te tworza zespól wyjsc anaflogó^ wych 7a stanowiska pomiarowego 7. Takie roz¬ wiazanie pozwala na prace woltomierza cyfrowego 8 .zawsze na.tym.samym zakresie pomiarowym dla róznych wdelkós^i mierzonych.Wyjscia analogowe 7a laczone sa z wejsciem jwolitomierza' 8 za posrednictwem komutatora 6, obudowanego w oparciu o przekazniki kontaktro- nowe. W stanowisku 7 Wielkoscia wymuszajaca inne mierzone wielkosci' jcsl; napiecie. Uzyskiwa¬ ne jest ono z dwóch zasilaczy polaczonych w ten sposób, ze napiecie na wspólnym wyjsciu jest ró¬ znica napiec poszczególnych zasilaczy. Napiecie kazdego zasilacza programowane jest za posrednic¬ twem zewnetrznego 10 obrotowego potencjometru napedzanego przez wlaczenie silnika z przeklad¬ nia, o róznych przekladniach, by uzyskac szybsze zmiany .polaryzacji w kierunku zaporowym, a wolniejsze w kierunku przewodzenia oraz dodat¬ kowy efekt precyzyjmego dostrajania.Silniki napedowe wraz z przekladniami i ukla¬ dy posredniczace przy ich wlaczaniu wchodza w sklad urzadzenia przestrajiajacego 5 stanowisko twmiarowe. Interfejs sterowania 3 przyjniuije .po¬ jedyncze siedmiobitowe znaki w kodzie ASCII, i których zapamietuje w rejestrze buforowym 3a cztery najmniej znaczace bity. W ten sposób ist¬ nieje 16 rozkazów sterujacych, z których 10 mo¬ zna wysylac przez zaptisanie kodu cyfry, a pozo¬ stale innych kodów znaków graficznych wykorzy¬ stywanych w .jezyku kalkulatora. Odpowiadajacy temu interfejsowi dekoder 4 ma szesnascie wyjsc dwustanowych 4a wlaczanych tyfflko jedna, rózna x od innych wyjsc tej grupy kom/binacja Mtow, za- pisanych w rejestrze buforowym; 8a. Wyjscia te powoduja wlaczanie poszczególnych funkcji urza¬ dzenia przestrajajacego 5 oraz tych kanalów ko- , ^.muiatotfa^lS,-letóre -odpowiadaja wiedkosciom mie- 5 rzanym tylko w stanie ustalonym. Poza tymi wyj¬ sciami, sa jeszcze dwa wyjscia 4b, skojarzone kaz¬ de z czterema wyjsciaani^wsponinianej wyzej gru¬ py 4a. Jedno z nich jest ;wykorzysfcywaiie jio iteon- trolowania przestrajania ^stanowiska; badi\pomia- 10 Tu w stanie ustalonym. -To ostaitnie ma miejsce, gdy w rejestrze buforow$nm 3a znajduje sie. kod niewyprowadzonego na zfcwnatrz wyjscia grupy 4a, skojarzonego z tym sajmytm wyjsciem grupy 4br co wyjscia powodujace pfzestraijanie^ irugie wyj- 15 scie z grupy 4b jest przewidziane dlia jiajlszej roz¬ budowy systemu, gdyby zaszla lfcoikdczn-iisC wpro¬ wadzenia zródla sygnalu, luib dirugiego ^r^dla na¬ piecia przestrajanego w sposób kontrokwainy.Kontroler 1 systemu pomiarowego przystepujac 20 ^"dó r^^s^aoania stanówisfloaTH'^poniiarowego, zalez¬ nie od sposoibu postepowania okreslonego w pro¬ gramie danego poiiniaru, .ustala wartosc wyjsciowa danej -wielkosci np. napiecia na zaciskach bada¬ nej diody i wartosc do jakiej tav wielkosc musi 25 ulec« zmianie. Nastepnie wlacza przestra- Janie w pozadanym kieruniku przez wy¬ sianie odpowiedniego toodu czynnosci do rejes¬ tru* buforowego 3a " *"W ^iTnterfej&le sterowania 3.Kod zadanej czynnosci tlumaczony jest w deko- , 3^ flcrze A na kornlbina.cje; sianów wyjsc dwustano¬ wych dekodera. Wyjscie dwustanowe z grupy 4a "ridwoouije ' przestrajanie urzadzenia przestrajajace- go 5. Wyjscia z girupy 4b powoduja wlaczanie od¬ powiedniego kanalu komutatora 6 przylaczajacego 35 wybrany punkt stanowiska ramiarowego 7, do to¬ ru przetwarzania analogowo-cyfrowego.Dekoder 4 jest tak skonstruowany, ze wlacze¬ niu urzadzenia przestrajajacego 5 wyjsciem deko¬ dera z grupy 4a towarzyszy .przylaczenie do toru \0 przetwarzania analogowo-cyfrowego punktu ukladu 7, w którym zachodzi interesujaca, z punktu wi¬ dzenia celu prowadzonych pomiarów, zmiana kon¬ trolowanej wielkosci. Pomiary dokonywane sa w momentach zainicjowanych przez kalkulator, zgo- 45 dnie ze siposobem postepowania okreslonym w programie. Po pomiarze kallkulatoar podejmuje de¬ cyzje o dalszym przestrajaniu, przerwaniu baidi cofnieciu sie z mniejsza szyiblkoscia, zaleznie od zamierzonej sytuacji^ 50 P nych granicach, nastepuja pomiary innych wiel¬ kosci, ich przetwarzanie i rejestracja w pamieci operacyjneji, .badz na któryms z urzadzen peryfe¬ ryjnych 9. Cykl talki- przetwarza sie wielokrotnie,, 55 o ile nie zaistnieje w programie sytuacja, która zakonczy pomiary, lub zawiesi je dla dokonania przez operatora czynnosci pomocniczych, o których koniecznosci operator informowany jest sygnalem akustycznym i wyswietleniem, badz wydruikowa- M niem odpowiedniej informacji o rodzaju przyczyny przerwania pomiaru. PL