Цифровой измеритель импульсных параметров

О П И С А Н И Е 289347ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 21.17.1969 ( 132332318-24)с присоединением заявкиМПК 6 01 п 27,00 риорите митет по двл зобрвтвиий и открыт ри Соввтв МииистроСССР ф К 621,317,7(088 публиковано 08.Х 11,19 70. Бюллетеньза 197 та опубликования описания 18.11.1971 Авторы зобретени, Немировский и В, О, Плокс и вычислительной техники А Латвийской СС титут электроник аявитель ФРОВОЙ РИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ ПАРАМЕТРО ТРАНЗИСТОРОВ бочая точся на тунсчет того,пределахподведенидовольнотуннельнореключенивание пер0 ности с пстигаетсярующегосчета лляцесса. Изобретение относится к области автоматизированного измерения импульсных параметров транзисторов.Известен осциллографический метод измерений временных интервалов.Известны также безосциллографические методы, реализованные в измерителях переходных параметров. Все измерители обладают по сравнению с осциллографом такими преимуществами, как большая объективность оценки. более высокая производительность.Цель изобретения - используя известный способ сравнения исследуемого временного интервала с калиброванной линией переменной задержки, создать цифровой измеритель, в котором импульсные параметры транзисторов р - и - р и п - р - а-проводимости должны измеряться с помощью одного дискриминатора, достаточно высока разрешающая способность по времени (1 "10 9 сек), высока разрешающая способность по току (десятки микроампер) без применения на входе каких-либо усилительных устройств.Эта цель, достигается за счет использования в качестве дискриминатора туннельного диода, рабочая точка которого нормально смещена на обратную ветвь характеристики так, что входным импульсом туннельный диод не переключается. Создается узкий прямоугольный интервал времетти, в течение которого рака туннельного диода перемещаетнельную ветвь характеристики. Зя что интеовал достаточно узкий (в 10 10 9 сек), имеется возможность я рабочей точки туннельного диода близко к значению пикового тоха го диода, не создавая опасности пея его от помехи. При этом исследоеходных процессов разной ноляромощью одного дисконминяторя лотем, что каждый из фронтов стробнимпульса принимается зя начало отсоответствующего переходного н, оНа фиг. 1 изображенагаемого измерителя, на фтдияграмзта, иллюстрирующния.Измеритель содеожит задающий генератоо 1, выполненный по схеме автоколебательного блокннг-генератора, который залает частоту текстов; цифровую линию задержки 2. состоящую из отдельных лекал Ьазоялоя: единицы, десятки, сотни няносекунл). Кяжляя декада составлена из отдельных звеш.св (соответственно 1 10 9 сек 10 10-и сек н 100 1 О в сек), коммутируемьх тоехоязоят.- ным регистром сдвига; формноовятель Л переднего фоонта строб-импульса; формирователь 4 заднего фронта строб-импульса (обаформирователя построены по схеме транзисторного ключа с туннельным диодом и при поступлении на них импульсов своими передними фронтами формируют соответствующие фронты строб-импульса); дискриминатор 5 тока на туннельном диоде; блок б установки уровней отсчета; блок 7 регулируемой электронной задержки, предназначенный для калибровки прибора; регистр сдвига 8; блок 9 управления регистром сдвига, представляющий автоколеоательный генератор, работающий с частотой на порядок более низкой, чем задающий; запоминающее устройство 10; узел 11 цифровой индикации; блок 12 установки режимов измерения транзистора; формирователь 13 тест-импульсов, представляющий собой ключевые схемы, формирующие перепады двух полярностей. На фиг. 2 обозначено: 1 - стробирующий импульс; П и 1 Ъ - тест-импульсы, поступающие в базовую цепь испытуемого транзистора; П 1 и Р - исследуемые импульсы от транзистора.Устройство работает следующим образом, Задающий генератор 1 генерирует импульсы с определенной частотой повторения, которые через блок регулируемой задержки поступают на вход формирователя тест-импульсов и одновременно поступают на вход цифровой линии задержки (ЦЛЗ). ЦЛЗ коммутируется регистром сдвига, который одновременно управляет устройством цифровой индикации таким образом, что в каждый данный момент времени показания цифрового индикатора соответствуют величине задержки в ЦЛЗ (в наносекундах), Задерживаемый импульс с выхода ЦЛЗ подается на формирователь переднего фронта строб-имлульса. Через туннельный диод дискриминатора до сформирования переднего фронта протекает ток, удерживающий рабочую точку туннельного диода на обратной ветви характеристик (область А на фиг 2,а). Импульс с выхода формирователя переднего фронта строб-импульса изменяет направления тока, протекающего через туннельный диод (импульс 1 на фиг. 2,а); 1, - величина тока переключения дискриминатора. Величина Л 1 определяется точками С, О, Е или какими-либо другими на переднем фронте импульса формирователя 3, т. е. измерением 1 эмад на определенном уровне напряжения (исследуемого импульса). Обеспечивается Л 1 с помощью блока установки уровней отсчета. импульс с формирователя переднего фронта поступает на вход формирователя заднего фронта строб-импульса. Под воздействием импульса с формирователя заднего фронта вновь изменяется направление тока, протекающего через туннельный диод, и его рабочая точка возвращается на обратную ветвь характеристики (область В на фиг, 2,а). В итоге формируется строб-импульс с длительностью т по вершине (на фиг. 2 для упрощения импульс 1 принят идеальным),10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Рассмотрим, пользуясь временной диаграммой,процесс исследования отрицательного перепада, например измерение задержки включения транзистора п - р - и (импульс П 1) при подаче в базовую цепь положительного перепада (импульс П) На фиг. 2,а изображен момент, соответствующий началу измерения, т. е. величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Момент окончания измерения 1 эасоответствует совпадению переднего фронта строб-импульса с точкой С на импульсе П 1. В начальный момент, как видно из фиг. 2,а, совпадения еще нет. С блока управления на регистр подается сдвигающий импульс, величина задержки в ЦЛЗ изменяется до тех пор, пока передний фронт строб-импульса, который перемещается по оси времени, не совпадет с точкой С на импульсе 1 П. В момент совпадения на дискриминаторе появляется импульс, который фиксируется запоминающим устройством. Запоминающее устройство, воздействуя на блок управления, прекращает подачу импульсов на регистр сдвига. Узел цифровой индикации фиксирует результат. Блок управления генерирует импульсы, поступающие на регистр сдвига с частотой повторения на порядок более низкой, чем генератор тест-импульсов Таким образом, при каждой величине задержки в ЦЛЗ дискриминатор производит порядка десяти измерений, Перед каждым новым тестом на запоминающее устройство приходит сброс. Блок управления интегрирует результат, чем достигается защита от случайных переключений в схеме,Для того, чтобы измеренное время представляло собой задержку по отношению к тест-импульсу (что является задачей любого измерителя), передний фронт тестового импульса П совмещается в процессе калибровки с передним фронтом стробирующего импульса. Калибровка производится при величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Аналогично производится исследование положительного перепада, в частности измерение времени выключения или времени рассасывания для транзисторов и - р - и (фиг. 2,б). В этом случае временная, калибровка переднего фронта импульса Ю производится по заднему фронту строб-импульса. В момент совпадения заднего фронта импульса 1 с точкой К на переднем фронте импульсатак же, как и в предыдущем случае, происходит остановка измерения, и цифровой индикатор фиксирует величину 1, . Время включения для транзисторов р - и - р-проводимости измеряется в соответствии с временной диаграммой фиг. 2,б, а время выключения для транзисторов р - и - рпроизводимости - в соответствии с фиг 2,а,Установка режимов испытуемого транзистора 14 по коллекторной и базовой цепям производится с помощью блока установки режимов.1. Цифровой измеритель импульсных параметров транзисторов, содержащий задающий генератор, цифровую линию задержки, регистр сдвига с цифровой индикацией результата, дискриминатор на туннельном диоде, запоминающее устройство и блок управления регистром сдвига, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы исследования знакопеременных переходных процессов, он содержит двухкаскадный формировать прямоуголь,ного строб-импульса, причем выход цифровой линии задержки подключен ко входу формирователя переднего фронта строб-импульса,выход которого соединен со входом формирователя заднего фронта строб-импульса, выхо 5 ды обоих, каскадов подключены ко входу дискриминатора, связанному с шиной подачи импульса от исследуемого транзистора.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью временной калибровки, выход за 10 дающего генератора подключен ко входу олока регулируемой электронной задержки, выход которого соединен со входом формирователя тест-,импульсов,