PL97537B2 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest uklad do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego, stosowany zwlaszcza do pomiaru konduktancji malosygnalowej elementów pólrzewodnikowych.

Znany uklad do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego zawiera generator napiecia przemiennego, którego jeden zacisk jest polaczony z masa, zas drugi zacisk jest polaczony z jednym z zacisków mierzonej konduktancji. Drugi zacisk mierzonej konduktancji jest polaczony z jednym z zacisków rezystora pomiarowego oraz wejsciem wzmacniacza selektywnego, zas drugi zacisk rezystora pomiarowego jest polaczony z masa. Wyjscie wzmacniacza selektywnego jest polaczone z wskaznikiem mierzonej konduktancji.

Wada ukladu do pomiaru konduktancji jest koniecznosc uzycia rezystora pomiarowego, polaczonego szeregowo z mierzona konduktancja. Powoduje to zaleznosc napiecia przemiennego na mierzonej konduktancji od wartosci mierzonej konduktancji jak równiez zwiekszenie bledu pomiarowego raz trudnosc ciaglej rejestracji wyników pomiaru. Ponadto powoduje zaklócenie stalopradowych warunków pracy elementu, którego konduk¬ tancja jest mierzona. Pomiar konduktancji jest szczególnie trudny, jezeli niezbedne jest stosowanie malej amplitudy napiecia pomiarowego oraz szybkie rejestrowanie wyników pomiarów w szerokim zakresie zmian mierzonej konduktancji. Wada jest równiez niemozliwosc pomiaru konduktancji elementów z uziemionym zaciskiem oraz koniecznosc wykonywania obliczen w przypadku, gdy mierzona konduktancja jest polaczona równolegle z konduktancja o znanej wartosci.

Celem wynalazku jest uklad do pomiaru konduktancji o uziemionym zacisku, za pomoca którego jest mozliwy szybki, dokladny i ciagly pomiar konduktancji, w szerokim zakresie zmian wartosci konduktancji napieciem przemiennym o amplitudzie niezaleznej od wartosci mierzonej konduktancji, przy czym mozliwy jest równiez bezposredni pomiar w przypadku, gdy mierzona konduktancja jest dolaczona równolegle do konduktancji o znanej i skonczonej wartosci. Cel ten osiagnieto za pomoca ukladu do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego, polaczonej równolegle z konduktancja o znanej i skonczonej wartosci, który charakteryzuje sie tym, ze posiada wzmacniacz operacyjny, którego nieodwracajace faze wejscie jest polaczone z generatorem napiecia sinusoidalnie zmiennego, zas odwracajace faze wejscie jest polaczone z jednym zaciskiem ukladu2 97 537 pomiarowego i przez konduktancje sprzegajaca z wyjsciem wzmacniacza operacyjnego. Drugi zacisk ukladu pomiarowego jest polaczony z masa.

Ponadto uklad do pomiaru konduktancji posiada wzmacniacz napieciowy o transmitancji napieciowej gs gdzie K oznacza transmitancje napieciowa wzmacniacza, gr oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancjamierzona g, zas gs oznacza konduktancje sprzegajaca odwracajace faze wejscie wzmacniacza operacyjnego z wyjsciem tego wzmacniacza. Wejscie wzmacniacza napieciowego jest polaczone z generatorem, zas wyjscie wzmacniacza operacyjnego i wyjscie' wzmacniacza napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu sumujacego, którego wyjscie jest polaczone z wskaznikiem mierzonej konduktan¬ cji.

Wariant ukladu do pomiaru konduktancji charakteryzuje sie tym, ze posiada wzmacniacz napieciowy o transmitancji napieciowej gs gdzie K oznacza transmitancje napieciowa wzmacniacza, gr oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancja mierzona g, zas gs oznacza konduktancje sprzegajaca odwracajace faze wejscie wzmacniacza operacyjnego z wyjsciem tego wzmacniacza.

Wyjscie wzmacniacza operacyjnego i wyjscie wzmacniacza napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu róznicowego, którego wyjscie jest polaczone z wsaznikiem mierzonej konduktancji.

Uklad wedlug wynalazku charakteryzuje sie duza dokladnoscia pomiaru, szerokim zakresem pomiaru wartosci mierzonej konduktancji oraz mozliwoscia ciaglej rezystancji wyników pomiarów. Ponadto uklad pozwala na bezposredni pomiar konduktancji w przypadku, gdy ta konduktancja jest polaczona równolegle z konduktancja o znanej i skonczonej wartosci. Wartosc sygnalu wyjsciowego ukladu jest wprost proporcjonalna do wartosci mierzonej konduktancji. Amplituda napiecia przemiennego na mierzonej konduktancji nie zalezy od wartosci mierzonej konduktancji.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, który obrazuje schemat blokowy ukladu do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego polaczonej równolegle z konduktancjao zna¬ nej i skonczonej wartosci.

Mierzona konduktancja g jest wlaczona do zacisków A i B ukladu pomiarowego, równolegle z konduktan¬ cja gr o znanej i skonczonej wartosci. Zacisk A ukladu pomiarowego jest polaczony z odwracajacym faze wejsciem — wzmacniacza WO operacyjnego oraz przez konduktancje gs sprzegajaca jest polaczony z wyjsciem tego wzmacniacza. Zacisk B ukladu pomiarowego jest polaczonyz masa, z która jest polaczony jeden z zacisków generatora G. Drugi zacisk generatora G jest polaczony z nieodwracajacym faze wejsciem ± wzmacniacza WO operacyjnego i z wejsciem wzmacniacza W napieciowego o transmitancji napieciowej gr v K = -(1 + - ) gs gdzie K oznacza transmitancje napieciowa wzmacniacza W, gr oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancja mierzona g, zas gs, oznacza konduktancje sprzegajaca.

Wyjscie wzmacniacza WO operacyjnego oraz wzmacniacza W napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu sumujacego S, którego wyjscie jest polaczone ze wskaznikiem M mierzonej konduktancji.

Wariant ukladu przedstawia mierzona konduktancje g wlaczona do zacisków A i B ukladu pomiarowego, równolegle z konduktancja gr o znanej i skonczonej wartosci. Zacisk A ukladu pomiarowego jest polaczony z odwracajacym faze wyjsciem — wzmacniacza WO operacyjnego oraz przez konduktancje sprzegajaca gs jest polaczony z wyjsciem tego wzmacniacza. Zacisk B ukladu pomiarowego jest polaczony z masa, z która jest polaczone jeden z zacisków generatora G. Drugi zacisk generatora G jest polaczony z nieodwracajacym faze wejsciem ± wzmacniacza WO operacyjnego i z wejsciem wzmacniacza W napieciowego o transmitancji napiecio¬ wej97 537 3 gr K = 1 + - gs gdzie K oznacza transmitancje napieciowa wzmacniacza W, gr oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancja mierzona g, zas gs oznacza konduktancje sprzegajaca.

Wyjscie wzmacniacza WO operacyjnego oraz wzmacniacza W napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu róznicowego R, którego wyjscie jest polaczone z wskaznikiem M mierzonej konduktancji.

Uklad pomiarowy konduktancji dziala w sposób nastepujacy. Napiecie o przebiegu sinusoidalnym i ampli¬ tudzie Eg z generatora G jest podwane na nieodwracajace faze + wejscie wzmacniacza WO operacyjnego oraz na wejscie wzmacniacza W napieciowego. Napiecie wyjsciowe U1 wzmacniacza WO operacyjnego jest zwiazane zaleznoscia gr + g U1 = Eg(1 + ) gs gdzie Eg oznacza napiecie wyjsciowe z generatora Gr gr oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancja mierzona g, zas gs oznacza konduktancje sprzegajaca.

Napiecie wyjsciowe U1 wzmacniacza WO operacyjnego zalezne od wartosci mierzonej konduktancji g jest podawane na jedno z wejsc ukladu sumujacego S.Na drugie wejscie ukladu sumujacego S jest podawane napiecie U2 wyjsciowe wzmacniacza W napieciowego, sterowanego napieciem Eg z generatora G. Transmitancja K napieciowa wzmacniacza W napieciowego jest równa K = -(1+9-r) gs zas amplituda napiecia wyjsciowego U2 ma wartosc gr U2 = -Eg(1 + -) gs Napiecie wyjsciowe ukladu sumujacego S jest zatem wprost proporcjonalne do wartosci mierzonej konduktancji g i jest podawane na wskaznik M mierzonej konduktancji.

Dzialanie wariantu ukladu pomiarowego wyróznia sie tym, ze napiecie wyjsciowe U1 wzmacniacza WO operacyjnego zalezne od wartosci mierzonej konduktancji g jest podawane na jedno z wejsc ukladu róznicowego R. Na drugie wejscie ukladu róznicowego R jest podawane napiecie U2 wyjsciowe wzmacniacza W napieciowego sterowanego napieciem Eg z generatora G. Transmitancja K napieciowa wzmacniacza W napieciowego posiada wartosc K = 1 + gr gs zas amplituda napiecia wyjsciowego U2 ma wartosc gr t U2 = Eg(1 + - ) gs Napiecie wyjsciowe ukladu róznicowego R jest zatem wprost proporcjonalne do wartosci mierzonej konduktancji g i jest podawane na wskaznik M mierzonej konduktancji.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Uklad do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego, polaczone równolegle z konduktancja o znanej i skonczonej wartosci, który zawiera generator napiecia sinusoidalnie zmiennego oraz wskaznik4 97 537 mierzonej konduktancji, znamienny tym, ze posiada wzmacniacz (WO) operacyjny, którego nleodwraceja- ce faze wejscie (+) jest polaczone z generatorem (G) napiecia sinusoidalnie zmiennego, zas odwracajace faze wejscie (-) jest polaczone z zaciskiem (A) ukladu pomiarowego i przez konduktancje sprzegajaca (gs) z wyjsciem wzmacniacza (WO) operacyjnego, natomiast drugi zacisk (B) ukladu pomiarowego jest polaczony z masa ukladu pomiarowego, ponadto posiada wzmacniacz (W) napieciowy o transmitancji napieciowej K= _[i + 9! ) gdzie (gr) oznacza konduktancje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktan- cja mierzona (g), zas (gs) oznacza konduktancje sprzegajaca odwracajace faze wejscie wzmacniacza (WO) operacyjnego z wyjsciem tego wzmacniacza, przy czym wejscie wzmacniacza (W) napieciowego jest polaczone z generatorem (G), zas wyjscie wzmacniacza (WO) operacyjnego i wyjscie wzmacniacza (W) napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu sumujacego (S), którego wyjscie jest polaczone z wskaznikiem (M) mierzonej konduktancji.

2. Uklad do pomiaru konduktancji dla pradu przemiennego, polaczonej równolegle z konduktancja o znanej i skonczonej wartosci, który zawiera generator napiecia sinusoidalnie zmiennego oraz wskaznik mierzonej konduktancji, znamienny tym, ze nieodwracajace faze wejscie (+) wzmacniacza (WO) operacyj¬ nego jest polaczone z generatorem (G) napiecia sinusoidalnie zmiennego, zas odwracajace faze wejscie (—) jest polaczone z zaciskiem (A) ukladu pomiarowego i przez konduktancje sprzegajaca (gs) z wyjsciem wzmacniacza (WO) operacyjnego, natomiast drugi zacisk (B) ukladu pomiarowego jest polaczony z masa ukladu pomiarowego, ponadto posiada wzmacniacz (W) napieciowy o transmitancji napieciowej K = 1 +~ gdzie (gr) oznacza konduktan¬ cje o znanej i skonczonej wartosci polaczona równolegle z konduktancja mierzona (g), 'zas (gs) oznacza konduktancje sprzegajaca odwracajace faze wejscia wzmacniacza (WO) operacyjnego z wyjsciem tego wzmacnia¬ cza, przy czym wejscie wzmacniacza (W) napieciowego jest polaczone z generatorem (G), zas wyjscie wzmacniacza (WO) operacyjnego i wyjscie wzmacniacza (W) napieciowego sa polaczone z wejsciami ukladu róznicowego (R), którego wyjscie jest polaczone z wskaznikiem (M) mierzonej konduktancji. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl