SU759988A1 - Capacitance-to-time interval meter - Google Patents

Capacitance-to-time interval meter Download PDF

Info

Publication number
SU759988A1
SU759988A1 SU782626060A SU2626060A SU759988A1 SU 759988 A1 SU759988 A1 SU 759988A1 SU 782626060 A SU782626060 A SU 782626060A SU 2626060 A SU2626060 A SU 2626060A SU 759988 A1 SU759988 A1 SU 759988A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
capacitance
circuit
time interval
voltage
input
Prior art date
Application number
SU782626060A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Vasilij S Tverezovskij
Boris P Poleshko
Original Assignee
Vasilij S Tverezovskij
Boris P Poleshko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vasilij S Tverezovskij, Boris P Poleshko filed Critical Vasilij S Tverezovskij
Priority to SU782626060A priority Critical patent/SU759988A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU759988A1 publication Critical patent/SU759988A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Description

Изобретение относится к области » электроизмерительной техники и может... быть использовано в измерительных приборах и системах.The invention relates to the field of "electrical engineering and can ... be used in measuring instruments and systems.

Известен измеритель емкости полупроводников приборов, который содержит источник напряжения смещений, резистор, включенный последовательно с испытуемым прибором, переключатель, конденсатор, операционный ' усилитель, фильтр высокой частоты, аналоговые запоминающие устройства, интегратор, формирователь временных интервалов и счетчик [1].A known instrument for measuring the capacitance of semiconductors of devices, which contains a bias voltage source, a resistor connected in series with the device under test, a switch, a capacitor, an operational amplifier, a high-pass filter, analog memory devices, an integrator, a shaper of time intervals and a counter [1].

Недостатком устройства Является то, что оно не позволяет измерять емкость р-п-перехода, непосредствен-, но находящегося в колебательном контуре, Кроме того, устройство отличаетется сложностью и его выходной сиг- 20 нал неудобен для преобразования в цифровую форму.The disadvantage of the device is that it does not allow measuring the capacitance of the pn junction, which is directly, but located in the oscillatory circuit. In addition, the device is complex and its output signal is inconvenient for conversion to digital form.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является преобра-_ зователь емкости в интервал времени, который содержит первый интегратор, Λ соединенный с компаратором, и второй интегратор, соединенный с вторым компаратором, усредняющие фильтры, ключи, источник опорного напряжения, со-30 единенный с входом первого интегратора/ а генератор тактовых импульсоз соединен с ключами, предназначенными для разряда конденсаторов, выход первого компаратора соединен с1 временным входом ключа импульсного делителя напряжения, выход которого связан со входом второго интегратора, а источник опорного .напряжения соединен с сигнальным входом ключа импульсного делителя и с компарирующими входами первого и второго компараторов. Во времязадающие цепи первого и в торого ййТе граторов в ключены соответствёйно образцовая и измеряемая емкости Е2).The closest technical solution to the invention is a capacitor-to-time converter, which contains a first integrator, Λ connected to a comparator, and a second integrator connected to a second comparator, averaging filters, switches, a voltage reference, connected to the input first integrator / generator and clock impulsoz connected with keys designed to discharge the capacitor, the output of the first comparator connected to one input of a temporary key pulsed voltage divider whose output communication coupled to the input of the second integrator, and the reference source .napryazheniya connected to the signal input of a key pulse divider and comparator inputs of the first and second comparators. During the master circuits of the first and second thTelectors, the exemplary and measured capacitances E2 are connected accordingly.

Этот преобразователь не обеспечивает измерения управляемой емкости ^Ж^упрбвояййкйвыХ приборов , так как последняя Измеряется на определенной Частоте синусоидального напряжения при заданном постоянном смещении.This transducer does not provide measurements of the controlled capacitance of a device, since the latter is measured at a certain frequency of a sinusoidal voltage at a given constant bias.

Кроме того, преобразователь не позволяет измерять емкость конденсатора ,. находящегося в схеме,например в колебательном контуре, что необходимо при измерении добротности варикапов резонансным методом. То есть 'устройство имеет ограниченные функциональные возможности.In addition, the converter does not allow measuring the capacitance of the capacitor,. located in the circuit, for example in an oscillatory circuit, which is necessary when measuring the quality factor of varicaps by the resonance method. That is, the 'device has limited functionality.

759988 4759988 4

Цель изобретения - расширение функфункцирнальных возможностей устройства .The purpose of the invention is the expansion of the functional capabilities of the device.

Цель'достигается тем, что в преобразователь емкости в интервал времени, содержащий источник напряжения смещения, введены колебательный контур, генератор синусоидального напряжения, последовательно соединенные селективный усилитель, детектор, блок определения экстремума и триггер, электрический датчик и электродвигатёль, при этом второй вход триг- . гера соединен с электрическим'датчиком, который кинематически связан с валом электродвигателя и переменным конденсатором колебательного контура, а клеммы для подключения измеряемой емкости подключены параллельно переменной емкости колебательного контура.The goal is achieved by the fact that in the capacitance transducer in the time interval containing the bias voltage source, an oscillating circuit, a sinusoidal voltage generator, a series-connected selective amplifier, a detector, an extremum detection unit and a trigger, an electric sensor and an electric motor are introduced, while the second input of the trigger . the hera is connected to an electric sensor, which is kinematically connected with the motor shaft and a variable capacitor of the oscillatory circuit, and the terminals for connecting the measured capacitance are connected in parallel with the variable capacitance of the oscillatory circuit.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого преобразов ателя,The drawing shows a functional diagram of the proposed Converter,

Преобразователь состоит из коле- . бательного контура 1, генератора 2 синусоидального напряжения, селективного усилителя 3, детектора 4, блока 5 определения экстремума, ' трйг- гера 6, электрического датчика 7, “-г·-·· электродвигателя 8, источника 9 напряжения смещения, резистора 10/ входных 11/ 12 и выходной 13 клемм. Резистор 10 служит для развязки це- .7 пей постоянного и переменного напряжений .The converter consists of gauges. body circuit 1, sinusoidal voltage generator 2, selective amplifier 3, detector 4, extremum determination unit 5, 'trigger 6, electric sensor 7, “-g · - ·· electric motor 8, bias voltage source 9, resistor 10 / input 11/12 and output 13 terminals. Resistor 10 is used to decouple .7 circuits of constant and alternating voltage.

Измеряемая емкость ' включается ' · параллельно переменной· емкости колебательного контура, которая кинематически связана с валом электродвигателя и имеет линейную .'зависимость емкости от угла поворота. При вращении электродвигателя конденсатор изменяет значение своей емкости от максймального значения до нуля.The measured capacitance 'turns on' · parallel to the variable · capacitance of the oscillating circuit, which is kinematically connected with the motor shaft and has a linear. 'Dependence of the capacitance on the angle of rotation. When the motor rotates, the capacitor changes the value of its capacitance from the maximum value to zero.

Электрический датчик 7 вырабатывает импульс напряжения в моммёнт, когда значение конденсатора имеетThe electric sensor 7 generates a voltage pulse in moment when the value of the capacitor has

.... .максимальное значение. Электродвигатель имеет стабильную скорость враще' ния,..... maximum value. The electric motor has a stable rotation speed,

В момент времени, когда переменный конденсатор имеет максимальную емкость, контур 1 настроен в резонанс (измеряемая емкость отсуствует).At the time when the variable capacitor has the maximum capacitance, circuit 1 is tuned to resonance (the measured capacitance is absent).

В исходном состоянии электродвигатель 8 включен, генератор 2 вырабатывает напряжение синусоидальной формы, ко^ррое прикладывается к колебательному контуру 1. Измеряемая емкость к клеммам 11, 12 не подключена. Переменная емкость контура Может находиться в любом положении. На выходеIn the initial state, the motor 8 is turned on, the generator 2 generates a sinusoidal voltage, which is applied to the oscillatory circuit 1. The measured capacitance is not connected to terminals 11, 12. Variable loop capacity Can be in any position. At the exit

......колебательного контура может быть ' некоторое напряжение'''частотЫ'ВёВё‘15Ж‘”' тора 2. На выходе источника 9 смеще- / ния есть напряжение, которое при'Измерении емкости конденсатора не оказывает влияние на работу преобразова10 теля емкости. Выходной сигнал контура усиливается усилителем 3 и детектируется детектором 4. На выходах блока 5 определения экстремума й датчика 7 сигнал отсутствует....... the oscillatory circuit may be 'some voltage' '' frequencies 'ВёВё'15Ж' ”” of torus 2. At the output of the bias source 9 there is a voltage which, when measuring the capacitance of the capacitor, does not affect the operation of the converter10 body capacity. The output signal of the circuit is amplified by amplifier 3 and detected by detector 4. At the outputs of block 5 for determining the extremum of sensor 7, there is no signal.

При измерении емкости р-п-переходов (например, варикапа) последний подключают к клеймам 11, 12, а источник напряжения 9 смещения задает необходимый режим по постоянному току,которым определяется точка вольтфарадной характеристики р-п-перех;ода, в которой измеряется емкость.When measuring the capacitance of pn junctions (for example, varicap), the latter is connected to the hallmarks 11, 12, and the bias voltage source 9 sets the required constant current mode, which determines the point of the capacitance characteristic of the pn junction; the ode in which the capacitance is measured .

Учитывая то, что в исходном состоянии переменная емкость колебательного контура может находиться в любом состоянии, для синхронизации работы преобразователя емкости датчик 7 выполнен таким образом, что на его выходе появляется импульс напряжения только при прохождения переменной ёмкости контура через свое максимальное значение начиная с второго раза. При измерении емкости последнюю необходимо подключить к входным клеммам 11, 12, затем включить двигатель, и переменный конденсатор колебательного контура периодически изменяет свою емкость от максимального значения до нуля , проходя за этот промежуток времени момент резонанса в контуре 1 на 'частоте генератора 2.Given that in the initial state the variable capacitance of the oscillatory circuit can be in any state, to synchronize the operation of the capacitance converter, the sensor 7 is designed so that a voltage pulse appears at its output only when the variable capacitance of the circuit passes through its maximum value from the second time. When measuring the capacitance, it is necessary to connect the latter to the input terminals 11, 12, then turn on the motor, and the variable capacitor of the oscillatory circuit periodically changes its capacitance from the maximum value to zero, passing during this period of time the resonance moment in circuit 1 at the frequency of generator 2.

Напряжение с .выхода контура 1 поступает -на вход селективного усилителя 3. Усиленное переменное напряжение поступает на вход детектора 4, где выпрямляется. В момент резонанса, в контуре 1 напряжение, поступающее на вход усилителя 3, будет иметь максимальное значение/ Детектор 4 выделит огибающую переменного напряжения, поступающего на его вход.Блок 5 определения экстремума в момент резонанса в контуре 1 вырабатывает импульс напряжения, который поступает на вход триггера 6,Yield voltage circuit 1 is supplied - to the input of the selective amplifier 3. The amplified alternating voltage is input to the detector 4, which is rectified. At the time of resonance, in circuit 1, the voltage supplied to the input of amplifier 3 will have a maximum value / Detector 4 will isolate the envelope of the alternating voltage supplied to its input. Block 5 for determining the extremum at the time of resonance in circuit 1 generates a voltage pulse that is input trigger 6,

На другой вход триггера 6 будут поступать импульсы с выхода датчика 7. промежуток времени между импульсом/ Поступающим с датчика 7, и импульсом, поступающим с выхода блока 5, будет пропорционален величине измеряемой емкости.. Триггер 6 первым импульсом (с датчика) устанавливается в логическую единицу) а вторым внуйь. Ширина импульса на выходе триггера будет пропорциональна величине измеряемой емкости. Форма сигнала на выходе устройства очень удобная для преобразования в напряжение или цифровой код. При тщательном выполнении схемы.Она может обеспечить высокую точность измерения емкости конденсаторов, варикапов и т.п.On the other input of trigger 6, pulses from the output of sensor 7 will be received. The time interval between the pulse / coming from sensor 7 and the pulse coming from the output of block 5 will be proportional to the measured capacitance. Trigger 6 is set to the logic by the first pulse (from the sensor) unit) and take the second. The pulse width at the trigger output will be proportional to the measured capacitance. The waveform at the output of the device is very convenient for converting to voltage or a digital code. With careful implementation of the circuit, it can provide high accuracy in measuring the capacitance of capacitors, varicaps, etc.

Claims (1)

Формула .'изобретенияClaim Преобразователь емкости в интервал времени, содержащий источник напряжения смещения, отличающийся тем, что, с целью расшире65 ния функциональных возможностей, в него введены колебательный контур, генератора синусоидального напряжения, последовательно .соединенные селективный усилитель, детектор, блок определения экстремума и триггер, электрический датчик и электродвигатель, при этом второй вход триггера соединен с электрическим датчиком, который кинематически связан с валом электродвигателя и переменным конденсатором колебательного контура, а клеммы для подключения измеряемой емкости включены параллел'ьно переменной емкости колебательного контура.A capacitance converter in a time interval containing a bias voltage source, characterized in that, in order to expand the functionality, an oscillating circuit, a sinusoidal voltage generator, series-connected selective amplifier, detector, extremum detection unit and trigger, an electric sensor and an electric motor, while the second trigger input is connected to an electric sensor, which is kinematically connected to the electric motor shaft and an alternating oscillator capacitor circuit and terminals for connecting the measured capacitance included parallel'no variable oscillation circuit capacitance.
SU782626060A 1978-06-01 1978-06-01 Capacitance-to-time interval meter SU759988A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782626060A SU759988A1 (en) 1978-06-01 1978-06-01 Capacitance-to-time interval meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782626060A SU759988A1 (en) 1978-06-01 1978-06-01 Capacitance-to-time interval meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU759988A1 true SU759988A1 (en) 1980-08-30

Family

ID=20769079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782626060A SU759988A1 (en) 1978-06-01 1978-06-01 Capacitance-to-time interval meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU759988A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0862266A (en) Detector for variation in electrostatic capacitance
US4794320A (en) Multi-frequency capacitance sensor
GB1590794A (en) Viscosimeter and/or densitometer
SU759988A1 (en) Capacitance-to-time interval meter
RU2126173C1 (en) Device with capacitance gauge
SU699455A1 (en) Arrangement for measuring semiconductor devices capacity
SU734582A1 (en) Dielectric characteristics measuring device
SU883797A1 (en) Loop resonance frequency and quality factor meter
SU389471A1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE DEVELOPMENT OF MICROWAVE
SU715990A1 (en) Mechanical q-factor measuring device
SU748286A1 (en) All-purpose meter of capacitance and conductivity of capacitors, inductance and resistance of inductance coil
SU788036A1 (en) Rlc-parameters digital meter
SU588512A1 (en) Device for measuring thermal factor of quartz resonator frequency
SU402836A1 (en) DEVICE FOR DETERMINATION OF PARAMETERS OF BARRIER CAPACITIES OF RR TRANSITIONS
RU1807310C (en) Device for contact-free measuring mechanical vibrations and displacements
SU661402A1 (en) Standard of phase shift between two voltages
SU1492290A1 (en) Method and apparatus for measuring acceleration
SU363048A1 (en) MEASUREMENT METHOD
SU1282164A1 (en) Sine signal correlator
SU757993A1 (en) Device for measuring sinusoidal voltage amplitude
SU1145301A1 (en) Self-excited oscillator-based meter of quality factor
SU571771A1 (en) Digital meter of two-pole reactance network parameters
SU974135A1 (en) Resonance level indicator
SU708267A1 (en) Arrangement for measuring varicap parameters
SU432653A1 (en) AUTOMATIC DEVICE OF FREQUENCY