Устройство для измерения емкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИ К 27 26 ГОСУД АРСТ 8 ЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕ ВТО с ОП ОМИТЕТОТНРЫТИЯМ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ Ою и ЯОИзобретение относится к техникеизмерений параметров электрических цепей,в частности к средствам для измерения емкости,и может быть использовано для автоматизированного измерения5вольтфарадных характеристик варикапов.Цель изобретения - повышение быстродействия.10На чертеже представлена блок-схема устройства для измерения емкости.Устройство. содержит генератор 1, формирователь 2 импульсов, измеритель 3 периода, блок 4 сопряжения, ЭВГ 1 5, постоянный запоминающий блок 6, источник 7 напряжения смещения, триггер 8, выходной регистр 9, регистр 10 смещения, ци.роаналоговый преобразователь (ЦАП) 11, первый 12 и второй 13 ключи, первый 14 и второй 15 элементы развязки, образцовый варикап 16, первый 17 и второй 18 блоблоки И, первый.19 и второй 20 разделительные конденсаторы и зажимы 21 для подключения объекта . измерения, При этом частотно-задающий вход генератора 1 соединен с первыми выводами разделительных конденсаторов 19 и 20, второй вывод разделительного конденсатора 19 связан с первым выводом образцового варикапа 16 и выходом элемента 15 развязки, второй вывод образцового варикапа 16 подсоединен к общей шине, второй вывод разделительного конденсатора 20 соединен с35 первым неподвижным контактом ключа 13, второй неподвижный контакт кото- рога связан с общей шиной, а подвижный контакт подключен к выходу элемента развязки 14 и одному из зажимов 21 для подключения объекта измерения, а второй зажим 21 для подключения объекта измерения соединен: с общей шиной, Выход измерительного генераторасвязан с входом формирователя 2 импульсов, выход которого подключен к входу измерителя 3 перио.-да, выход которого подсоединен к информационному входу блока 4 сопряже 50 ния, соединенного через канал общего. пользования с ЭВМ 5 и постоянным запоминающим блоком 6, Четвертый выход блока 4 сопряжения соединен с информационными входами выходного регистра 9 и регистра 1 О смещения, вто"55 рые входы выходного регистра 9 и регистра 10 смещения соединены с выходами блоков 7 и 18 И соответственно, первые входы блоков 17 и 18 Исвязаны между собой и соединены с.вторым выходом блока 4 сопряжения,а вторые входы блоков И 17 и 18 подключены к первому и третьему выходам блока 4 сопряжения . Выход регистра 10 смещения соединен с входомЦАП 1, выход которого связан с первым неподвижным контактом ключа 12и входом элемента 14 развязки, второй неподвижный контакт ключа 12соединен с источником напряжения смещения, а подвижный контакт - с входом элемента 16 развязки, Пятый выход блока 4 сопряжения соединен спервым входом триггера 8, второйвход которого соединен с шиной сигнала "Пуск", а выход связан с вторымвходом блока 4 сопряжения и управляющими входами ключей 12 и 13. Шестой выход блока 4 сопряжения соединенс входом запуска измерителя 3 периода.Устройство работает следующим образом,С приходом импульса "Пуск" триггер 8 устанавливается в единичноесостояние, управляя ключом 13, последний подключает испытуемый варикап (конденсатор) в частотно-задающуюцепь генератора 1, ключ 12 устанавливается в состояние, обеспечивающееподключение образцового варикапа 16через элемент развязки 15 к источнику смещения 7, который вырабатываетнапряжение смещения, обеспечивающееминимальную .емкость варикапа 16, Свыхода триггера 8 в блок 4 сопряжения поступает сигнал, запускающийЭВМ 5, В блоке 4 сопряжения для этойцели можно использовать канал прерывания. ЭВМ через блок 4 сопряжениявыдает код, предварительно записанный в постоянный запоминающий блок 6,обеспечивающий необходимое значениенапряжения смещения, при котором измеряется емкость испытуемого варикапа (для случая, если измеряетсяемкость варикапа), Этот код поступает на информационные входы регистра10. На второй вход этого регистраподается сигнал с выхода блока И 18,который формируется аппаратным сигналом "вывод данных" блока 4 сопряжения и программным сигналом - признаком кода напряжения смещения,сформированным программно в неинформативном разряде, например старшем,ных зажимахЗначение Смуле: Т-Т, Т,-Т э; о где С - значение емкости варикаэ.па 16, соответствующеепериоду Т,Значение Т; в формуле ,1) выбирается ближайшим к значению Т программно.ЭВМ просчитывает по формуле (1)значения С столько раз, сколькоесть отсчетов Т, т,е. сколько значений емкостей вольтфарадной характеристики испытуемого варикапа необходимо иметь. Чалее программно проверяются значения емкостей по отношению к допустимым уровням, хранящимся в постоянном запоминающем блоке, и выдается информация об испытуе.мом варикапе (конденсаторе), Приэтом один иэ неинформативньгл разрядов блока 4 сопряжения (например,следующий за старшим) выдает сигнал,который подтверждает поступление информации на вход блока. И 17. На другой вход блока И 17 поступает аппаратный сигнал "Вывод данных". Сигналс выхода блока И 17 поступает в выходной регистр 9Запись информациив выходном регистре 9 свидетельствует об окончании цикла измерения иобработки данных об испытуемом варикапе ,конденсаторе),1 ф а р и у л а и.з о б р е т е н и я Устройство для измерения емкости, содержащее генератор, в частотно-задающую цепь которого последовательно включены ключ,и зажимы для подключения объекта измерения, а выход генератора через формирователь импульсов соединен с входом измерителя периода, первый и второй элементы И, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены электронная вычислительная машина, блок сопряжения, постоянный запоминающий блок, выходной регистр, источник напряжения смещения, регистр смещения, цифроаналоговый пре. обраэователь, образцовый варикап, первый и второй элементы развязки, второй ключ и триггер, причем выход 3 146582 блока 4 сопряжения. Код регистра 1 О поступает на вход ПАП 11, где преобразуется в напряжение смещения, при котором измеряется емкость (С ) ис-5 пытуемого варикапа. Генератор, в контур которого включен испытуемый варикап, генерирует синусоидальный сигнал с периодом Т, который усиливается формирователем 2 до уровня, 10 превышающего порог чувствительности измерителя периода 3 С программной задержкой, обеспечиваемой ЭВМ и необходимой.для установления переходных процессов в генераторе 1 из-за из менения режима, на выходе блока 4 сопряжения появляется импульс (для этой цели можно использовать один из выходных разрядов блока 4 сопряжения), запускающий измеритель 3 перно О. да. Сигнал в цифровой форме с выхода измерителя 3 периода поступает на вход блока 4 сопряжения. С црограм" мной задержкой, необходимой для формирования кода измерителем 3 периода, 25 информация считывается в ЭВИ, Если необходимо получить значения емкостей испытуемого варикапа в нескольких точках его вольтфарадной характеристики, описанный цикл начиная с задания кода смещения в регистре 10 и кончая считыванием значения перио" да повторяется, После считывания семейства значений Т блоком 4 н записи их в память ЭВМ программно фор 35 мируется импульс напряжения, устанавливающий в нулевое состояние .триггер 8, который устанавливает ключ 12 или 13 в исходное состояние, При этом испытуемый варикап отключится от измерительного генератора 1, а образцовый варикап 16 подключается к вы" ходу ПАП 11. Затем программно из постоянного запоминающего блока 6 последовательно считываются коды смещения, которые поступая через регистр смещения 10 и ЦАП 11 на варикап 16, обеспечивают ряд значений емкостей С , . Каждой емкости С , (1.=0,1,2 ,и) соответствует свой период Т . Периоды считываются с иэмеритеЭля периода 3 и через блок 4 сопряжения поступают в ЭВМ. Последним считывается значение периода Т при уровне напряжения смещения на выходе ЦАП 11, равном напряжению источни- . ка 7 постоянного смещения. Этот ре". жим соответствует режиму генератора 1 при отсутствии на измерительиспытуемого варикапа,вычисляется ЭВИ по форСоставитель В. СтуканРедактор Л. Пчолинская Техред А. Кравчук Корректор Н. Король Заказ 941/46 Тираж 71 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 14 триггера соединен с входом. блока сопряжения и управляющими входами первого и второго ключей, при этом подвижный контакт второго ключа через элемент развязки соединен с образцовым варикапом, включенным в частотно-задающую цепь генератора, один неподвижный контакт второго ключа соединен с выходом источника напряжения смещения, а другой - с выходом цифроаналогового преобразователя и через второй элемент развязки для подключения объекта измерения - с зажимом, а вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом регистра смещения, информационный вход которого соединен с четвертым выходом блока сопряжения и информационным входом выходного регистра, а другой вход регистра смещения соединен с 65821 6выходом второго блока И, один входкоторого соединен с третьим выходомблока сопряжения, а другой вход - свторым выходом блока сопряжения и 5входом первого блока И, выход которой соединен с вторым входом выходного регистра, а другой вход первогоблока И соединен с первым выходомблока сопряжения, выход измерителяпериода соединен с информационнымвходом блока сопряжения, шестой выход которого соединен с запускающимвходом измерителя периода, кроме того,блок сопряжения соединен черезканал коллективного пользования сэлектронной вычислительной машинойи постоянным запоминающим блоком,один вход триггера соединен с пятымвыходом блока сопряжения, а другойего вход - с шиной сигнала "Пуск".