SU1190277A1 - Устройство дл измерени электрических параметров пороговых элементов - Google Patents

Abstract

.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее интегратор, источник переменного напр жени , выход которого подключен к входу интегратора, источник опорного напр жени , первый и второй элементы 2И, первый и второй переключатели, выходы которых подключены к входам дифференциального вольтметра среднего значени , первые входы элементов 2И подключены к входной шине, второй вход первого элемента 2И подключен к входу интегратора, а второй вход второго элемента 2И подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом источника переменного напр жени , отличаю- , щ е е с   тем, что, с цепью повьшени  точности, в него дополнительно введены третий и четвертый переключатели , делитель напр жени , конденсатор , резистор, блок управлени / первый, второй и третий мультиплексоры , выход источника опорного напр жени  соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, вторые входы которых соединены с общей шиной, выход третьего переключател  через резистор соединен с выходом второго, первый вход второго переключател  соединен с выходом интегратора- , первым вьшодом делител  напр жени , второй вывод которого соединен с общей щиной, и входом четвертого переключател , второй вход которого подключен к отводу делител  напр жени ,а выход - через конденсатор к выходной шине,первый .выход блока управлени  соединен с первыми управл кмцими входами мультиплексоров и управл ющим входом четвертого переключател , второй выход блока управлени  соединен с вторыми управл кнцими входами мультиплексоров , второй и третий информационные входы первого мультиплексора подключены к входу интегратора, второй информационный вход второго мультиплексора соединен с входной шиной, первые информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов 2И, первьй и второй информационные входы третьего мультиплексора и третий информационный вход второго подключены к шине логического нул , третий информационный Вход третьего мультиплексора подключен к пшне логической единицы , а выходы первого, второго и третьего мультиплексоров соединены с управл ющими входами соответственно первого, третьего и второго переключателей .

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  испытаний пороговых элементов , например компараторов или нуль-органов. Цель изобретени  - повышение точ ности путем периодической настройки и нормировани  выходных данных. На фиг: 1 приведена функциональна  схема устройства дл  измерени  электрических параметров пороговых элементов; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие его работу. Устройство дл  измерени  электри ческих параметров пороговых элементов содержит интегратор 1, источник 2 переменного напр жени , выход которого подключен к входу интегратор 1, источник 3 опорного напр жени , первый 4 и второй 5 элементы 2И, первьм 6 и второй 7 переключатели. Выходы переключателей 6 и 7 подключены к входам дифференциального вольтметра 8 среднего значени . Пер вые входы элементов 2И 4 и 5 подклю чены к входной шине 9. Второй вход первого элемента 2И 4 подключен к входу интегратора 1, а второй вход второго элемента 2И 5 - к выходу ин вертора 10, вход которого соединен с вьгходом источника 2 переменного напр жени . Устройство содержит так же третий 11 и четвертьш 12 переклю чатели, делитель 13 напр жени , кон денсатор 14, резистор 15, блок 16 управлени , первый 17, второй 18, третий 19 мультиплексоры. Выход источника 3 опорного напр жени  соеди нен с первьп-о входами первого 6 и третьего 11 переключателей, вторые входы которых соединены с общей шиной . Выход третьего переключател  1 через резистор 15 сйединен с выходом второго переключател  7. Первый вход второго переключател  7 соединен с выходом интегратора 1, первым выводом делител  13 напр жени , второй вывод которого соединен с общей шиной , и входом четвертого переключат л  12, второй вход которого соедине с отводом делител  13 напр жени , а выход - через конденсатор 14 - с выходной шиной 20. Первый, выход блока 16 управлени  соединен с первыми управл ющими входами мультиплексоров и управл ющим входом четвертого переключател  12. Второй выход блока 16 управлени  соединен с вторыми управл ющими входами мультиплексоров 17-19. Второй и третий информационные входы первого мультиплексора 17 подключены к входу интегратору 1, второй информационньй вход второго мультиплексора - к входной шине 9. Первые информационные входы первого 17 и второго 18мультиплексоров соединены с вькодами соответственно первого 4 и второго 5 элементов 2И. Первьй и второй информационные входы третьего мультиплексора 19 и третий информационньй вход второго мультиплексора 18 подключены к шине логического нул . Третий информационный вход третьего мультиплексора 19 подключен к шине логической единицы. Выходы первого 17, второго 18 и третьего 19 мультиплексоров соединены с управл ющими входами соответственно первого 6, третьего 11 и второго 7 переключателей . Устройство дл  измерени  электрических параметров пороговых элементов работает следующим образом. К выходной шине 20 подключаетс  вход, а к входной 9 - выход порогового элемента 21, например компаратора , на второй вход которого подаетс  опорное напр жение Е, . Источник переменного напр жени  вместе с интегратором 1 формирует, треугольное напр жение с амплитудой 2(J (фиг.2а), которое через переключатель 12 и конденсатор 14 с выходной шины 20 (фиг.. 2в) подаетс  на вход испытуемого порогового элемента. Выходной сигнал устройства описьтаетс  уравнени ми (1) I Urn .1 ,, У где и - амплитуда напр жени  на шине 19; Т - период указанного напр же ни ; i и t - текущее врем  соответственно при увеличении и уменьшении напр жени . Согласно эпюры напр жени  (фиг.2в) i-t,,,. На фиг. 2 в представлен случай, когда . исри:-,и,„„-и;, где11(.р «U - напр жение срабатывани  и отпускани  поро гового элемента; - гистерезис порогового элемента. Так как значение напр жени  гистере R R зиса , Ur;Uepi- on,nrU:-U U.-i,) Уравнение (3) можно привести к виду Ur;M (irtjH . где И - амплитуда пр моугольных импульсов , поступаницих на вхо дифференциального вольтметр 8 среднегр значени . С учетом того, что в режиме изме рени  гистерезиса на один вход дифференциального вольтметра 8 среднего значени  поступают импульсы с вольтсекундной площадью Htj, а на другой вход - Htg , то дифференциальньй вольтметр 8 показывает усред ненную величину H(tj-t, Из уравнени  (4) вытекает, что при выполнении услови  дифференциальный вольтметр 8 средне го значени  показывает истинную величину гистерезиса испытуемого поро гового элемента в масштабе М 1:1. Устройство работает в трех режимах . Первый режим заключаетс  в норми ровании амплитуды UfT) пилообразного напр жени , поступающего на вход ис пытуемого порогового элемента относ тельно уровн  напр жени , снимаемог с выхода источника 3 опорного, напр  жени  (режим настройки). Второй режим - измерение гистере зиса. Третий режим - измерение напр же ни  смещени . Режим настройки осзпцествл етс  при поступлении единичных уровней на управл кицие входы Xj и Xg мультиштексоров 17-19 (фиг.1, таблица истинности блока 6 управлени ). При этом подвижный контакт переключател  1 1 устанавливаетс  в верхнее положение (фиг.1). . Мультиплексор 19 подает управл ющий сигнал на второй переключатель 7, которьй подключает вход дифференциального вольтметра 8 к выходу интегратора 1. При этом на один из входов дифференциального вольтметра 8 среднего значени  поступает сигнал , эпюра которого представлена на фиг. 2а. На второй вход дифференциального вольтметра 8 среднего значени  поступает при этом сигнал, представленный эпюрой на фиг. 26. На выходе источника 3 опорного напр жени  устанавливают такое напр жение, при котором показани  дифференциального вольтметра равны нулю. Этим обеспечиваетс  выполнение услови  ,H 2U., (g) которое также соответствует интегральным значени м функции а и б (фиг.2а,б). Условие (6)  вл етс  условием нормировани  дл  получени  отсчета напр жени  смещени  на выходе дифференциального вольтметра 8 среднего значени  в масштабе М 1:1. В режиме измерени  напр жени  смещени  согласно таблице истинности (фиг.1), на управл ющие входы X, мультиплексоров 17-19 подаетс  логический ноль (О), а на входы Х подаетс  логическа  единица (1). В режиме измерени  гистерезиса на управл ющие входы X, мультиплексоров 17-19 поступает уровень логической 1, а на входы У Уровень логического О. Таким образом, в режиме измерени  гистерезиса на входы вольтметра 8 поступают сигналы амплитудой Ни длительностью импульсов равной (О - t, ) и (tg - 0) (фиг.2в). Кроме того, в указанном режиме подвижный контакт переключател  12 замыкаетс  с выходом делител  13 напр жени  с коэффициентом делени  равным 0,5. При этом на входе порогового элемента 21 присутствует пилообразное напр жение с амплитудой Un,/2, что соответствует условию нормировани  (5). Благодар  делителю 13 показани  дифференциального вольтметра 6 среднего значени  соответствует напр жению гистерезиса в масштабе М 1:1, который, не мен етс  при переходе устройства в режим измерени  напр жени  смещени . Измерение напр жени  температурного дрейфа можно осуществить согласно выражени  I, JoAtr cmtt AfN -73-75- (7) температура, при кото рой производ тс  изме рени  напр жений смещени . Резистор 15 выполн ет функцию раз делени  переключателей 7 и 11, его сопротивление может быть выбрано пор дка 10-20 кОм. На входы дифференциального вольт метра среднего значени  в режиме из мерени  гистерезиса поступают сигна лы с выходов логических элементов. : Уровни напр жени  логических О и 1 не регламентированы в технологи ческих услови х на логические элементы по погрешности их задани . В режиме измерени  Смещение нул  показание дифференциального вольтметра равно Т/2 Ч: (tj-t.) т1««41 При изменении амплитуды Н на величину & показание вольтметра измен етс  на величину ,-m-i.l ЛJ U - погрешность задани  амплитуды напр жени  Н, пропорционально которой нарушаетс  соотношение (6). Введенные в устройство элементы позвол ют периодически производить его настройку, что обеспечивает снижение погрешности (9) и, следовательно , позвол ет повысить точность измерений . Точность повышаетс  также за счет того, что условие нормировани  сохран етс  в различных режимах работы устройства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРОГОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее интегратор, источник переменного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора, источник опорного напряжения, первый и второй элементы 2И, первый и второй переключатели, выходы которых подключены к входам дифференциального вольтметра среднего значения, первые входы элементов 2И подключены к входной шине, второй вход первого элемента 2И подключен к входу интегратора, а второй вход второго элемента 2И подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с выходом источника переменного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введены третий и четвертый переключатели, делитель напряжения, конденсатор, резистор, блок управления_f первый, второй и третий мультиплексоры, выход источника опорного напряжения соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, вторые входы которых соединены с об щей шиной, выход третьего переключателя через резистор соединен с выходом второго, первый вход второго переключателя соединен с выходом интегратора., первым выводом делителя напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной, и входом четвертого переключателя, второй вход которого подключен к отводу делителя напряжениям выход - через конденсатор к выходной шине,первый выход блока управления соединен с первыми управляющими входами мультиплексоров и управляющим входом четвертого переключателя, второй выход блока управления соединен с вторыми управляющими входами мультиплексоров, второй и третий информа• ционные входы первого мультиплексора подключены к входу интегратора, второй информационный вход второго мультиплексора соединен с входной шиной, первые информационные входы первого и второго мультиплексоров соединены с выходами соответственно первого и второго элементов 2И, первый и второй информационные входы третьего мультиплексора и третий информационный вход второго подключены к шине логического нуля, третий информационный Вход третьего мультиплексора подключен к шине логической единицы, а выходы первого, второго и третьего мультиплексоров соединены с управляющими входами соответственно первого, третьего и второго переключателей.

   .^11...1190277

   1 190277