Устройство для измерения комплексных у и s-параметров линейных четырехполюсников

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик . рн 949545. Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения в,сй 1 тут Московский ордена Ленина энергетический и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ Ч И 5-ПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использо. - вано для измерения проводимости интегральных схем и транзисторов в ши роком диапазоне частот, в режимах короткого замыкания на входе и на выходе.Известны устройства.для измерения комплексных параметров линейных четырехполюсников 1.11.Однако эти устройства имеют низкую точность измерений, обусловленную методической погрешностью.Известно также устройство для измерения комплексных параметров рассе яния четырехполюсника, содержащее контактный узел для подключения исследуемого четырехполюсника, коммутатор, состоящий из управляющих ключей и программного блока, выходы последнего20соединены с управляющими входами управляемых ключей, ичтояник ЭДС переменного тока, выход которого с опорным каналом векторного вольтметра соединен с входом первого и второго управ- . 25 ляемых ключей, другой вход первого и выход второго управляемых ключей соединены с корпусом, выход первого управляемого ключа соединен с первым Ьбраэцовым резистором, а другой вход 30 второго управляемого ключа соединен с вторым образцовым резистором, измерительный канал векторного вольтметра соединен с выходом пятого и шестого управляемых ключей. Второй вывод перного образцового резистора соединен с входом третьего и пятого управляеьых ключей, а второй вывод второго. образцового резистора соединен с выходом четвертого и входом шестого управляемых ключей, Выход третьего и вход четвертого управляемых ключей подключен соответственно к входу и выходу иссле- . дуемого нетырехполюсника 12).Однако известное устройство за счет дополнительных измерительнь 1 х операций, хотя и обеспечивает устранение методической погрешности, но имеет низкое быстродейсвтие и малую точность измерений иэ-за большой инструментальной погрешности.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений.Цель достигается тем, что в уст" ройство для измерения комплексных Ч и 5-параметров линейных четырехполюсников, содержащее контактный узел ,с двумя. входными клеммами, коммутатор, включающий шесть управляемых ключей и программный блок, нход которого сое-.динен с выходом источника питания, а выходы соединены с соответствующими управляющими входами ключей,. источник напряжения переменного тока, выход которого соединен с опорным входом веклторного вольтметра и входами первого и второго управляемых ключей, второйвход первого и выход второго которыхсоединены с корпусом, а выход первого управляемого ключа соединен с одним3 выводов первого образцового реистора, а второй вход второго управ- ляемого ключа соединен с одним иэ выводов второго образцового резистора, измерительный вход векторного вольтметра соединен с выходом пятого 5 и шестого управляемах ключей, введены третий и четвертый образцовые резисторы и седьмой и восьмой управляемые ключи, управляющими входами подключенные к соответствующим выходам программного блока, при этом выход первого управляемого ключа соединен с входом третьего управляемого ключа,. выход которого соединеи с вторым выво дом первого образцового резистора и входом седьмого управляемого ключа, выход последнего подключен к входу пятого управляемого ключа и первой входной клемме контактного узла, третий образцовый, резистор подключен между входом и выходом седьмого уп" О равляемого ключа, а второй вход второго управляемого ключа соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вход которого соединен с вторым выводом второго образцового резистора Й и выходом восьмого управляемого ключа, вход последнего соединен с входом шестого управляемого ключа и второй входной клеммой контактного узла, а четвертый образцовый резистор вклю-Щ чей между входом и выходом восьмого управляемого ключа.,На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит контактный узел 1,для подключения исследуемого четырехполюсника 2, коммутатор, состоящий из управляемых ключей 4-11 и программного блока,12, выходы последнего соединены с управляющими входами управляемых ключей 4-11, источник 13 напряжения переменного тока, выход которого подключен к опорному входу векторного вольтметра 14, источник 19 питания и входные клеммы 20 и 21 контактного узла.Устройство работает следующим образом.С помощью программного блока 12 производится," подключение управляемях ключей 4-11 по определенной про грамме к источнику 19 питания. При этом опорный вход векторного вольт" метра 14 при прямом и обратнбМ включении четырехполюсника 2 постоянно . подсоединен к источнику 13 напряже 65ния переменного тока и регистрирует напряжение.на его выходе. В прямом включении четырехполюсника вольтметр 14 измеряет напряжение Е, а . при обратном включении - Е,При срабатывании управляемых ключей 4, 7, 9 и 10 сигнал от источника 13 напряжения переменного тока через контактны управляемого ключа 4, образцовый резистор 15 и контактны управляемого ключа 10 подается на вход четырехполюсника 2, выход которого нагружается на резистор 18, подключаемый к корпусу через контакты управляемого ключа 7 и нормально замкнутые контактны управляемого ключа 5. Измерительный вход векторного вольтметра 14 подключается через контактны ключа 9 к резистору 18, Вольтметром 14 регистрируется комплексное напряжение Оп на выходе четырехполюсрика 2.При срабатывании управляемого ключа 6 источник напряжения переменного тока непосредственно подключается к входу четырехполюсника 2. На его выходе вольтметром 14 измеряется комплексное напряжение 0 .При сраоатывании ключей 5, 6, 8 и 11 четырехполюсник 2 оказывается включенным в обратном йаправлении, При этом сигналбт источника 13 напряжения переменного тока через контакты ключа 5, резистор 16 и контакты ключа 11 подается на выход четырехполюсника 2, вход которого нагружается на резистор 17, поцслючаемый к корпусу через:контакты ключей 6 и 4. Измерительный входвекторного вольтметра 14 черезконтакты ключа 8 подключается к резистору 17 и измеряет комплексное напряжение 1 на входе четырехполюсника 2,При срабатываций управляемого ключа 7 источник 13 напряжения непосредственно подключается к выходу четырех-. полюсника 2, На его входе вольтметр 14 измеряет комплексное напряжение 0.",На этом цикл измерения входных и выхбдных комплексных напряжений линейного четырехполюсника на одной частоте заканчивается. По результатам измерения комплексных напряжений по ниже приведенным формулам определяются следующие параметры четырехполюсника, например,3 -параметры:е 14 ц Ф 7, - Э,К.аЦ М-ф ф Щ ФЕФ вЮЮ Ф М11-К, К 1,(прототип). мплек 1 4- к,кф ли нормированные 5-параметры КЬ .ЭяВ ф% - ,-1 8:КИ К "% 4 Эв ответстнно проводимостиОбразцовых 25реэисто .:ров 1.518,17 и 16,Для уменьшения инструментальнойпогрешности измерений проводимости ЗОчетырехполюсника н образцовых.резисторов выбираются иэ условий.Э И 3. Эй7 ъ;, Д р 31) 3, т.е. проводимости резисторов, коммутируемыхна входе и выходе четырехполюеникапри прямом и обратном его включении,должны быть малыми. Максимальнаяотносительная погрешность измеренияпараметрапри условии, что фаэо"вые углы напряжений равны нулю и31 =. З 21Зю (Эш - входная про Оводимость по измерительному входувекторного врльтметра),. для известного устройства имеет следующие математические выражения:4 ,вЕаЕ аО ы 1045В-- +0,8 +)%1. 0,11 ЕЕ,1 0 0,На для предлагаемого устройстваьО, ьЕ, . 50оЯ н +1 ф 0,1 Е,Учитывая, что относительная погрешность измерений напряжений равна ООпОгрешность известногО уст 55ройства - бф 5 щ 3,5 Ю О, а предлагаемого - ФЬ 1,2 ФО,т.е. погрешность измерений уменьшается болеечем в 1,5 раза.формула изобретенияУстройство для измерения ко в ;фсных 7 и 5-параметров линей четырехполюсников, содержащее контактный узел с двумя входныьщ клеммами, коммутатор, включащий шестьуправляемых ключей и програьмныйблок, вход которого соедийен с выходом источника питания, выводы соединены с соответствукв 1 ими управляющи- .ми входами ключей, источник напряжения переменного тока, выход которогосоединен с опорным входом векторноговольтметра и входами первоГо и второго управляемых ключей, второй входпервого и выход второго которых соединены с корпусом, а выкрд первогоуправляемого кпюча соединен с однимиз выводов первого образцового резис"тора, второй. вход второго управляемого ключа соединен с одним иэ выводов второго образцового резистора,измерительный вход векторного вольтметра соединен с выходом пятого ишестого управляемых ключей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия и точностиизмерений, в него введены третий ичетвертый образцовые резисторы, .седьмой и восьмой управляемые ключи, управляющими входами подключенные ксоответствующим выходам программногоблока, при зтом выход первого управляемого ключа соединен с входомтретьего управляемого ключа, выходкоторого соединен с вторым выводомпервого образцового резистора и. входом,седьмого управляемого ключа,выход последнего подключен к входупятого управляемого ключа и первойвходной клемме контактного узла, третий образцовый резистор включен между входом и выходом седьмого управляемого ключа, а второй вход второго управляемого ключа соединен с выходом четвертого угравляемого ключа,вход которого соединен а вторым выводом второгО образцового резистораи выходом восьмого управляемого ключа, вход последнего соединен с входом шестого управляемого ключа и второй входной клеммой контактного уэла четвертый образцовый резистор вклчен между входом и выходом восьмогоуправляемого ключа. Источники информации,нятые во внимание при зксперти ы. Параметры, методЫ таний. Под ред. Вердр. ИГ:;. Гсовегсиое127-128.свидетельство СССР 01 й;.27/28, 1978949545 17 34 Тираж 717 Подпи. НИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб.