SU1629858A1

SU1629858A1 - Мостовое измерительное устройство

Info

Publication number: SU1629858A1
Application number: SU894661414A
Authority: SU
Inventors: Андрей Андреевич Дахнович; Маргарита Казимировна Ковалева; Вадим Всеволодович Перепеловский; Владимир Михайлович Пригоровский
Original assignee: Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина)
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1991-02-23

Abstract

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных мостовых измерительных установках, в частности дл холловских исследований тонкопленочных полупроводниковых структур. Мостовое измерительное устройство содержит источник переменного тока, измерительный мост, инвертирующий и дифференциальный усилители, усилитель посто нного тока и синхронный детектор. Целью изобретени вл етс повышение чувствительности и расширение частотного диапазона схемы за счет ослаблени синфазной составл ющей напр жени на выходе моста. Указанна цель достигаетс тем, что в качестве схемы, выдел ющей полезный дифференциальный сигнал на выходе моста, используетс дифференциальный усилитель с дополнительным синфазным выходом, подключенным к сигнальному входу синхронного детектора, выход которого соединен с входом усилител посто нного тока цепи обратной св зи электронной регулировки усилени . 1 ил.

Description

Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных мостовых измерительных установках, в частности дл холловских исследований тонкопленочных полупроводниковых структур.

Цель изобретени - повышение чувствительности и расширение частотного диапазона за счет подавлени паразитного синфазного сигнала на выходе измерительного моста и осуществлени обратной св зи на посто нном токе.

На чертеже представлена структурна схема мостового измерительного устройства .

Устройство содержит генератор 1 переменного тока, выход которого подключен к

одной из входных клемм измерительного моста 2. К выходной диагонали моста 2 подключен дифференциальный усилитель 3, имеющий синфазный и дифференциальный выходы. Дифференциальный выход вл етс общим выходом всей измерительной схемы . Выход усилител 4 подключен к второй входной клемме моста 2 и управл ющему входу синхронного детектора 5. Синфазный выход усилител 3 подключен к сигнальному входу синхронного детектора 5, выход которого через усилитель 6 посто нного тока соединен с входом электронной регулировки усилени усилител 4.

О

ю ю

00

ел

00

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 тока генерирует заданный ток I, который поступает на вход усилител 4 и на измерительный мост 2, Поскольку усилитель 4 напр жени по входу не потребл ет тока (это достигаетс , например, применением полевых транзисторов во входном каскаде усилител ), то весь ток генератора 1 течет через мост 2. Тем самым достигаетс заданна величина тока в мосте . При этом разность напр жений между вершинами питани моста 2 составл ет Ui- - l) RM, где RM - эквивалентное сопротивление входной диагонали моста, в то врем как значени LH и IJ2 (отсчитываемые от общего провода схемы) завис т как от величины I, так и от коэффициента усилени К усилител 4. Так при К °° за счет действи отрицательной обратной св зи, охватывающей усилитель 4 через мост 2, напр жение на входе усилител 4 равно нулю (принцип виртуального нул ) и, следовательно,

l) i RM.

Поскольку синфазное напр жение

U3+U4

Усинф :

, где Уз и 1)4 - напр жени

на соответствующих вершинах измерительной диагонали моста имеет значение, лежащее в пределах между Ui и U2, то в данном случае оно противоположно по знаку току i и сравнительно велико (дл равноплечного

i RM моста ---- ), При К 0 обратна св зь

оказываетс разорванной, а напр жение на выходе усилител 4 становитс равным нулю . Соответственно Ui i RM, 1). При этом синфазное напр жение 1)синф

Ub + U4„

на входе моста 2 устанавливаетс одного знака с током i и сравнительно

,

велико (дл равноплечного моста --).

Мен коэффициент усилени К усилител 4, можно найти такое значение К, при котором Усинф на выходе моста 2 проходит через нуль, измен при этом скачком на 180° свою фазу относительно питающего мост 2 тока I. Так дл равноплечного моста необходимое значение К равно 1, при этом Ua -U1 и выходна диагональ оказываетс под нулевым потенциалом, а значит, и Усинф на выходе моста будет нулевым. Если верхние плечи моста имеют в дес ть раз большее сопротивление, чем нижние, то давление Усинф достигаетс при ,1, Если, наоборот , нижние плечи моста имеют в дес ть раз большее сопротивление, чем верхние, то подавление Усинф достигаетс при К 10 и т.д.

В данном устройстве соответствующее изменение коэффициента усилени усилител 4 осуществл етс автоматически путем замыкани обратной св зи электронной регулировки усилени с синфазного выхода дифференциального усилител 3 через синхронный детектор 5. Применение синхронного детектора вместо обычного имеет принципиальное значение, так как метод подавлени паразитного синфазного сигнала в данном устройстве бретует дл своей

0 реализации не только регистрации величины синфазного сигнала на выходе всей схемы , но и определени его фазы относительного питающего мост тока.

Подавление синфазной составл ющей

5 напр жени на выходе моста увеличивает чувствительность всей измерительной схемы . Поскольку в данном устройстве это подавление достигаетс путем установлени определенного значени коэффициента

0 усилени в усилителе 4, не завис щего ни от уровн , ни от частоты питающего тока генератора 1, то введенна в устройство обратна св зь по синфазному сигналу никак не отражаетс на амплитудночастотных ха5 рактеристиках всей схемы. За счет того, что эта обратна св зь осуществл етс на посто нном токе, устройство обладает устойчивостью даже при работе на высоких частотах.

Claims

0 Предлагаемое устройство может быть применено в автоматизированных измерительных установках на базе ЭВМ. Формула изобретени Мостовое измерительное устройство,

5 содержащее генератор переменного тока, первый вывод которого соединен с первой вершиной питани измерительного моста и инвертирующим входом усилител с электронной регулировкой усилени , выход кото0 рого соединен с второй вершиной питани измерительного моста и управл ющим входом синхронного детектора, дифференциальный усилитель, входы которого соединены с соответствующими вершинами выходной ди5 агонали измерительного моста, а выход вл етс выходом устройства, усилитель посто нного тока, выход которого соединен с входом электронной регулировки усилител , при этом второй вывод генератора перемен0 ного тока, неинвертирующие входы усилител с электронной регулировкой усилени и усилител посто нного тока соединены с общей шиной, отличающеес тем, что, с целью повышени чувствительности и расши5 рени частотного диапазона, синфазный выход дифференциального усилител соединен с сигнальным входом синхронного детектора, выход которого соединен с инвертирующим входом усилител посто нного тока.

ход

Ј

Диф быход Синфаз. fatxod

Н

to/

оюа