Измеритель добротности варикапов

(23) Приоритететень 9 публнковано О 5.03.79,Бю рЗ) удК бганЭ 1 ,335.2(088.8 ня 09.03,79 ата опубликования опи 2) Авторы изобрете) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДОБРОТНОСТИ ВАРИК регистустройства позволяетрениеопреде выхаеа ительн о вари стройства в настрой ойство н ть доброч для изме, содеожа клочаю щии рез пый честотным з э смеще В. 3. Лубяный, В. С. Т Изобретение относится к области электронной техники и может использоваться в производстве полупроводнико приборов для измерения добротности в рикапов.Известно устройство для измерения добротности варикапов, содержащее измерительный контур, схему управления, генератор, усилитель, управляемое сопротивление, измерительный прибор, детекторы, схемы сравнения 1 Недостатком известного уявляется участие оператораконтура по частоте, т,е. устрможет автоматически измеряность варикапа.Известно устройстворения добротности варикаповщее колебательный контур, вобразцовый варикап, соединеэлементы связи с высокочагенератором.и усилителем имент развязки с источником блок управления, измеритель иратор Я .К недостаткам известногоследует отнести то, что оно навтоматически производить издобротности, Добротность можлить лишь по формуле, предвазамерив параметры нспытуемокана. Бель предлагаемого изобретенияавтоматизапня нропесса измерения добротности варикапов.Она достигается тем, что в измеритель введены вычислительное устройство, устройство вьщеления экстремума, источник изменяющегося напряжения, преобра зователь емкости в напряжение, дойолнительный образцовый варикал, ключ, элементы развязки и связи, причем ис точник изменяющегося напряжения соьдинен с блоком управления, через один элемент развязки с образцовым варвцьпом измерительного контура, через другой элемент развязки с одним входомпериодически подается изменяющееся напряжение, Из источника 11 напряжения смещения через элемент 14 развязки на испытуемый варикап задается уоовень напряжения смещения, при котором ведется измерение его добротности. С высокочастотного генератора 18 черед элемент 17 связи на контур поступает напряжение возбуждения. Также высокочастотное напряжение подается через элемент 16 связи на дополнительный образцовый варикап 23, На варикап 23 также синхронно подается через элемент 12 развязки с источника 3 изменяющееся напряжение.С поступлением изменяюиеегося напряжения на варикап 22 происходит изменение его емкости с частотой подводимого напряжения.Следовательно, с этой частотой изменяются и параметры измерительного контура 1 и в определенный момент он будет настроен в резонанс с частотой подводимого от генератора 18 высоко-: частотного напряжения. В это время на выходе измерительного контура 1 и на входе усилителя 10 появится импульс высокочастотного напряжения, так как напряжение на входе и выходе измерительного контура связаны известным со- отноцеечием Ц 2=01где 0 - высокочастотное напряжение на выходе измерительного контура,0 - высокочастотное напряжение на входе измерительного контура;ц - добротность измерительного контура,то амплитуда импульсов высокочастотного напряжения будет зависеть от добротности измеряемого варикапа 24. Напряжение с контура поступает черезэлемент 15 связи и услитель 10 на вход устройства 9 выделения экстремума. Устройство 9 имеет два выхода, на одном из которых действует выделенное экстремальное напряжение, пропорциональное напряжению резонанса в контуре, а на другом - действует импульс нанряжениа, соответствующий во времени моменту резонанса в контуре.Емкость дополнительного образцового варикапа 23 с помощьео преобразователя 4 преобразуется в напряжеиие. Это напряжение через ключ 5 поступает на вход измерительного прибора 6. 3 651272преобразователя емкости в напряжениеи дополееительееъем образцовым ваоиесапом,причем этот же вывод варикапа соединенчерез элемент связи с Высокочастотньемгеееератором, а другой вывод этого вариесапа соедпнсн с Другим ВхоДОм преобразователя емкости в напряжение, выход которого через ключ и измерительпый прибор соедееееен с вычислительнымустройством, выход которого соединен 19с регистратором, а вход с первьем выходом устройства Выделения экстремума,вход которого соедиеееее с выходом усилителя, а второй выход - с управляющимвходом ключа, 33На чертеже показана схема предлагаемого измеря"геля.Измеритель добротности варикаповсодержит колебательный контур 1, блок2 управления, источник 3 изменяющего 26ся напряжения, преобразователь 4 емкости в напряжение, ключ 5, измерительньей прибор 6, регистратор 7, вычислительное устройство 8, устройство вьеделення 9 экстремума усилитель 1 С; ис-2точник 11 напряжения смещения, элементы 12, 13, 14 развязки, элементы15, 16, 17 связи, высокочастотныйгенератор 18, индуктивность 19, емкооти 20, 21, образцовые варикапы 22, й23. Испытуемый варикап 24. Барикапы23 и 22 подобраны с идентичными волыъфарадными характеристиками,Индуктивность 19, емкости 20, 21и варикапы 22, 24 представляют собой Зфколебательный контур. Элементы 15, 17связи служат длч связи с контуром усилителя 10 и генератора 18. Элемент16 связи служит для связи генераторас образцовым варикапом 23.Элементы 12, 13 и 14 развязкислужат для развязки источника 3 изменняющегося напряжения с контуром и Образцовым варикапом 23, такыре источника 11 напряжения смешения с контуром. Блок 2 управления синхронизирует работу всего устройства.Емкость и добротность контура с варикапом 22 известны. Значение емкостиконтура соответствует резонансу контура50без испьггуемого варикапа 24, при фецсированном смещении на варикапе 22,Принцип работы устройства заключается в следующем.С поступлением испытуемого варикапа на измерительные позиции, с источника 3 изменяющегося напряжения черезэлемент 13 развязки на варикапы 226 Б 125П)и наступлении )Гзоанса в кГ)ГЕуре с выхода устройства э 9 поступит управ ляюший потенциал на ключ 5, после чего он запретит поступление изЕенГК)шегося напряжения на вход измерительного прибора 6. Измерительный прибор Выделит максимальное напряжение, поступившее на его вход. Оно будет прямо пропорционально. емкости варикапы 23 В момент резонанса и контуре, Иапряже ние с измерительного прибора 6 поступает на вход вычислительного устройст . ва 8 на другой вход которого подается напряжение с устройства 9, пропорциональное напряжению резонанса в контуре, 1 у В вычислительном устройстве реализуются операции, описываемые выражением где О - )Гря)ГВ)ГЕГ., со)т)гтствуюшее емкости ко 1 тура В момент резонанса- нацряжеНе прямо нропорВциоОлыое емкосГН Ва)ЕГГапа 23 В момент резонанса В контуре,ЕорГ)екция будет цо нужна В том случае, если добротность Варикапв 22 будет зГачителыЕО болье добротности испытуемого Варикаа и рабочий участокВаоикапа 22 будет находитьс в узкомдиапГ)зоне его ВО)ьтфарадной характеристики,Цапряжение с Выхода вьиИслите)ьГого устройства поступает на вход регистрирующего устройства. Емкости 20 и21 служат для разделения постоянныхсоставляющих в контуре,ЦОа- (д дь) ( ц )в где Ос - напряжение на выходе вычислительного устройства, прямо пропорциональное добротности испытуемого ва-рикапа,напряжение, поступающее сввыхода измерительного прибора, прямопропорциональное емкости варикапа 23О - напряжение, поступающее свыхода устройства 9,Кф12)36С.Ггде О, - добротность контура безиспытуемого варпкапа, которая зависитот емкости варикапа 22;С 1 емкость, соответству 1 ощаярезонансу в контуре (с:)Г)Ы).В формуле (1) за единицу принятамаксимальная добротность контура (те.добротность без испытуемого варикапаили Она же О, ). Учитывая то, чтодобротность контура (1 Зависит Отнапряжения смещения на варикапе 22,для увеличения точности измерителя Ввычислительное устройство можно ввестикоррекцию. Так как О,Г зависит от ем- бкости варикапа 22, т,е. О 1 -( С)а характеристики Варнкапов 22 и 23идентичные, ТО 4=(С ),(2).Эту зависимость легко определить экспериментально. Вычислительное устройство 8 тогда должно содержать функциональный элемент, реализуюнпГЙ зависимость (2)В этом случае В вычиГ)лительном устройстве реализуются Операции, онисывае- Ямые выражением Формуле из Обретения Измеритель добротности варикапов, содержащий колебательный контур, вклочаю 1 ций образцовый варикапр соединен ный через элементы связи с высокочастотным генератором и усилителем и через элемент развязки с источником напряженч 51 смешепяр блок управленияизмеритель и регистратор, о т л и ч аю ш и Й с я те:что) с целью автомГ)"тизацГи процесса изЕерепия, в него введены вычислительное устройство, устройство Выделения экстремума, источник изменяющегося напря)хепя, преобразователь емкости в напряжение, дополнительный Обр;.зиоГ)яй 1)арнкап, ключэлементы разнявГ и связГ, прич:м блоку 1 равлепея соединен с истГ)чНЕКОМ изменя)0 ееГОС Иапо,1)ГВИ)5 НОГ Ооын ерГзодин злемс нт ръЗ)Язк Соодине с Образцовым Варикап)м нзмерительног) контура через другой эГемеГГ развязкисоединен с Одним входом преобразователя емкости в напряжение и дополнительным Образцовым Варикапом, прячемэтот же вывод варикапа сОГ)ди)Ген чередэлемент связи с Высокочастотным генератором, а другой вывод этого варикапа соединен с другим входом Гр)Образователя емкости в напряжение, вых)дкоторого через ключ и измерите чьньГЙприбор соединен с вьгислительным устрОЙством Вььход котОрГ)ГО соединен срегистратором, а Вход с первым Выходомустройства Выделения экстремума Входкоуорого соединен с ВходГ)м усилителя,а второй выход с уп)ВВЧЯЕГ)НГМ Входоключа,Составитель В. Немцеавлов Техред 3. Чужик тор Л Василина едакторЗакад 798/42 а Тираж 1089 ШЯИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, дписное митета СССРаушская наб., д. илиал ППП 7 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Ио 429375,кл.6 01 К,27/26, 09.02,72, 2. "Полупроводниковые диоды, Параметры, методы юмерений" под ред.Н. Н, Горюнова, М., "Советское радио,1968, с, 116-117