SU712775A1

SU712775A1 - Automatic meter of complex resistance components

Info

Publication number: SU712775A1
Application number: SU762391147A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Иванников; Виктор Петрович Обликов; Захарий Абрамович Фишер
Original assignee: Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date: 1976-08-01
Filing date: 1976-08-01
Publication date: 1980-01-30

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении, электротехнической, радиотехнической и электронной промышленности, в частности, для измерения емкостей 5 р—«-переходов.The invention relates to measuring equipment and can be used in instrumentation, electrical, radio and electronic industries, in particular, for measuring capacitances 5 r - “- transitions.

Известно устройство для измерения составляющих комплексного сопротивления, использующее для выделения составляющих фазовый (синхронный) детектор, в ко- 10 тором напряжения с выхода, пропорциональные составляющим комплексного сопротивления, используются для регистрации результата измерения и одновременно для автоматического уравновешивания 15 (компенсации) схемы измерения по двум каналам [1].A device is known for measuring the components of the complex resistance, which uses a phase (synchronous) detector for separating the components, in which the output voltages proportional to the components of the complex resistance are used to record the measurement result and at the same time to automatically balance 15 (compensation) the measurement circuit in two channels [1].

Недостатком такого устройства является сложность его и зависимость погрешности измерений от чувствительности и динамиче- 20 ского диапазона устройства передачи измерительного сигнала на входы синхронных детекторов.The disadvantage of such a device is its complexity and the dependence of the measurement error on the sensitivity and dynamic range of the device for transmitting the measuring signal to the inputs of synchronous detectors.

Известен измеритель, состоящий из генератора, решающего усилителя с измеряв- 25 мым импедансом в цепи обратной связи, синхронного детектора, фазовращателя и вольтметра постоянного тока [2].A known meter consisting of a generator, a decisive amplifier with a measurable 25 impedance in the feedback circuit, a synchronous detector, a phase shifter and a DC voltmeter [2].

Недостатком этого измерителя является то, что погрешность измерения зависит от 30 соотношения между активной и реактивной составляющими измеряемого сопротивления, обусловленная конечной величиной коэффициента передачи решающего усилителя.The disadvantage of this meter is that the measurement error depends on 30 the ratio between the active and reactive components of the measured resistance, due to the final value of the transfer coefficient of the decisive amplifier.

Цель изобретения — повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Поставленная цель достигается тем, что автоматически с заданной точностью поддерживается уровень синусоидального напряжения на измеряемом комплексном сопротивлении, а для регистрации составляющих комплексного сопротивления используется протекающий через него ток, для чего параллельно измеряемому комплексному сопротивлению подсоединен вход усилителя, выход которого подключен к фазовращателю, другому входу второго синхронного детектора и через амплитудный детектор к управляемому аттенюатору, включенному между выходом генератора и измеряемым сопротивлением.The goal is achieved by automatically maintaining the specified level of sinusoidal voltage at the measured complex resistance, and to register the components of the complex resistance, the current flowing through it is used, for which an amplifier input is connected in parallel with the measured complex resistance, the output of which is connected to the phase shifter, and the other input of the second synchronous detector and through an amplitude detector to a controlled attenuator connected between the output of the generator and measured resistance.

На чертеже представлена блок-схема автоматического измерителя составляющих комплексного сопротивления.The drawing shows a block diagram of an automatic meter of complex resistance components.

Измеритель содержит генератор 1, амплитудный детектор 2, управляемый аттенюатор 3, усилитель 4, измеряемое комплексное сопротивление 5,токосъмное сопро712775 тивление 6, фазовращатель 7 на π/2 и синхронные детекторы 8 и 9.The meter contains a generator 1, an amplitude detector 2, a controlled attenuator 3, an amplifier 4, a measured complex resistance 5, a current collector resistance 612, a phase shifter 7 on π / 2, and synchronous detectors 8 and 9.

Амплитудный детектор 2, управляемый аттенюатор 3, усилитель 4 и токосъемный резистор 6 образуют замкнутую систему автоматической стабилизации уровня напряжения на измеряемом комплексном сопротивлении.The amplitude detector 2, the controlled attenuator 3, the amplifier 4 and the collector resistor 6 form a closed system of automatic stabilization of the voltage level at the measured complex resistance.

Напряжение с выхода усилителя подается непосредственно на один из входов синхронного детектора 9 и через фазовращатель 7, обеспечивающий сдвиг по фазе на π/2, — на один из входов синхронного детектора 8. Напряжение с токосъемного сопротивления подается на другие входы синхронных детекторов 8 и 9. Вольтметры 10 и 11 постоянного тока служат для регистрации результатов измерения. Система стабилизации поддерживает на измеряемом комплексном сопротивлении напряжение на заданном уровне с требуемой точностью.The voltage from the amplifier output is supplied directly to one of the inputs of the synchronous detector 9 and through the phase shifter 7, which provides a phase shift of π / 2, to one of the inputs of the synchronous detector 8. The voltage from the collector resistance is supplied to the other inputs of synchronous detectors 8 and 9. Voltmeters 10 and 11 of a direct current serve for registration of results of measurement. The stabilization system maintains voltage at a given level with the required accuracy on the measured complex resistance.

Через токосъемное сопротивление 6 протекают две составляющие тока, находящиеся по отношению друг к другу в квадратуре. Поскольку уровень напряжения на измеряемом сопротивлении постоянен, синфазная составляющая тока пропорциональна только активной составляющей сопротивления, а квадратурная — только его реактивной составляющей. Величины этих составляющих совершенно не зависят от величины токосъемного сопротивления 6.Two current components flowing through the collector resistance 6 are located in quadrature with respect to each other. Since the voltage level at the measured resistance is constant, the common-mode component of the current is proportional only to the active component of the resistance, and the quadrature component is proportional only to its reactive component. The values of these components are completely independent of the magnitude of the collector resistance 6.

Каждая из составляющих тока создает падение напряжения на токосъемном сопротивлении 6, а синхронные детекторы позволяют разделить эти напряжения, т. е.Each of the current components creates a voltage drop at the collector resistance 6, and synchronous detectors allow you to separate these voltages, i.e.

осуществить требуемое измерение.carry out the required measurement.

Существенным достоинством предложенного устройства является постоянство уров5 ня напряжения на измеряемом комплексном сопротивлении, что особенно ценно при измерении параметров полупроводниковых структур.A significant advantage of the proposed device is the constancy of the voltage level across the measured complex resistance, which is especially valuable when measuring the parameters of semiconductor structures.

Claims

¹⁰ claims

An automatic complex resistance component meter comprising a generator, a measured complex resistance 15 with a collector resistor connected in series, parallel to which two synchronous detectors are connected to one of its inputs, and a phase shifter connected to another input of the first synchronous detector, characterized in that, in order to increase accuracy measurement, parallel to the measured complex resistance connected to the input of the amplifier, the output of which 25 is connected to the phase shifter, another in the second synchronous detector and through the amplitude detector to a controlled attenuator connected between the output of the generator and the measured resistance. 30 Sources of information,