Преобразователь параметров варикапа в напряжение

162689 ется выражением исследуемого варикапа 1. С помощьюсуммирующего усилителя 8, дифференцирующего усилителя 10, двухполярного амплитудного детектора 12,выходное напряжение операционной схемыпреобразуется в прямоугольное с ампИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь -зовано для измерения и контроля зна чений емкости и активных сопротивлений р-и-переходов полупроводниковых приборов, в частности варикапов.Пель изобретения - повышение точности измерения эа счет исключения 20 влияния дрейфа напряжения Функциональных блоков путем применения двухполярных амплитудных детекторов,На фиг,1 представлена функциональная схема преобразователя параметров 25 варикапа в напряжение; на фиг,2 временные диаграммы, поясняющие ряботу преобразователя.Преобразователь параметров варикапа в напряжение содержит клеммы для 30 подключения исследуемого варикапа 1, представленного,трехэлементнай схемой замещения, операционный усилитель 2, источник 3 напряжения смещения, генератор 4 прямоугольных импульсов (ГПИ),35 фильтр 5 верхних частот (ФВЧ), блок 6 компенсации влияния источника смещения, вычитающий 7, первый 8 и второй 9 суммирующие и дифференцирующий 10 усилители, двухполярный блок 11 40 выборки-хранения, первый 12 и второй 13 двухполярные амплитудные детекторы, первый 14, второй 15 и третий 1 б выпрямители, опорный резистор 17,Выход генератора 4 через опорный д резистор 17 соединен с всодомоперационного усилителя 2 и с одной из клемм для подключения исследуемого варикапа 1. Другая клемма через первые вход и выход блока 6 соединена с выходом источника 3 и через Фильтр 5 с выходом усилителя 2 и вторым входом блока 6. Второй выход блока 6 соединен с одним из входов вычитающего усилителя 7 и первого суммирующего)5 усилителя 8 непосредственно, а с вторым входом вычитаюшего усилителя 7 и одним из входов второго суммирующего усилителя 9 через блок 11. Вход литудой, обратно пропорциональной емкости С р-п-перехода. Постоянные напряжения на выходе каждого из выпрямителей 14, 15 и 16 содержат информацию о параметрах эквивалентной схемыварикапа2 ил. выпрямителя 14 через первый двухполярный амплитудный детектор 12 и диФ. ференцирующий усилитель 10 соединен с выходом первого суммирующего усилителя 8, один из входов которого соединен с входом выпрямителя 15 и выходом второго суммирующего усилителя 9. Второй вход которого соединен с входом выпрямителя 16 непосредственно, а с выходом вычитающего усилителя, 7 через второй двухполярный амплитудный детектор 13.Преобразователь работает следующим образом,Первоначально на варикапе с помощьюисточника 3 задается требуемое напряжение смещения (источник 3 может бытьпрограммируемым для автоматическогозадания режима измерения). Использование блока 6 позволяет с достаточной степенью точности считать,что постоянные напряжения на первомвтором зажимах и переменные напряжения на третьем-четвертом зажимахблока 6 повторяют друг друга,поэтому напряжение источника 3 полностьюприложено к варикапу, а выходноенапряжение усилителя 2 - к входамвычитающего 7 и суммирующего 8 усилителей и блока 11. Кроме этого,блок 6 обеспечивает на первом-втором,зажимах очень большое сопротивлениена частоте выходного сигнала генератора 4, чем устраняется иунтирующеевлияние источника 3 на варикап. С выхода генератора 4 поступают прямоугольные импульсы в виде меанд" ра с амплитудой Е (Фиг.2).В реозультате действия отрицательной обратной связи, определяемой параметрами эквивалентной схемы варикапа 1, на выходе усилителя 2 формируются импульсы сложной формы. В каждом полупериоде входного сигнала выходное напряжение усилителя 2 описыва+Ео Ко ГОО Р " О ГК в (1 е ) , (К+0,5)Т С С С (К+1)То О где + Е (г+К) /К С - текущее время;10Т - период изменениявходного сигнала;К = 0,1,2,3,Напряжение на выходе блока б повторяет напряжение на выходе усилителя 2, поступает на аналоговый входблока 11 и под действием управляющихимпульсов с генератора 4 преобраэует -ся в напряжение типа меандр с амплитудой, определяемой суммой сопротивлен:й г и К варикапа 1:г+К+Е (- --- 1 КТ( е с (К+О 5)То К )фО9 ) установившееся знаене выходного напряжения усилителя при ТАКС;сопротивление утечки;сопротивление растекания;емкость варикапа 1;значение сопротивления спорного резистора 17 СК Г,щ Мархи г+В-Е ( -- ) (К+О 5)Тс с с (К+1)Т,о К 0Фриоде представляет собой остроконечные импульсы30 Разность выходных напряжений усилителя 2 и блока 11,на выходе вычитающего усилителя 7 в каждом полупе 2 Е --- ехр(-г./КС) КТ с С с (К+0,5)Т,о Куо ЬУ 7 К-2 Е ехр(-г/КС), (К+0,5)Т(1 с(К+1)Т; Из этого напряжения второй двухполярный амплитудный детектор 13 Формирует прямоугольное напряжение с амплитудой 2 ЕоК/К , и на выходе третье 40 го выпрямителя 16 имеем постоянное напряжение, определяющее сопротивление утечки К варикапа 1,+Е,г/К, Кеес(К+0,5) Т,су ) ОдОх (С) - 0,5 ОЕо г/Ко ф Я 0,5) Т(1 (К+1) Т. Лостоянное напряжение на выходе второго выпрямителя 15 пропорционально значению сопротивления расстояния г варикапа 1,К+Е 1 фи, , (с) - 0,+ 11, На выходе второго суммирующего усилителя 9 имеем напряжение,представляющее собой сумму напряжения блока 1 и половину напряжения двухполярного амплитудного детектора 13,На входы первого суммирующего усилителя 8 поступают напряжения с выходов усилителя 2 и второго суммирующего усилителя 9, на выходе суммирующего усилителя 8 имеем1626189 В результате дифференцирования вы- лителя 8 на выходе дифференцирующеходного напряжения суммирующего уси- го усилителя 10 получимла-2 Е- е, КТ сс- (К+0,5)Т, о К,С Ъ,1 А 310 л- е, (К + 0,5)Тсс(К+1)Т, кс повышения точности, в него введены блок компенсации влияния источника Предлагаемый преобразователь позволяет производить измерение при более высоких значениях напряжения смещения беэ использования высоковольтных операционных усилителей, снизитьпогрешности за счет применения двухполярных амплитудных детекторов. Формул а и з о б р е т е н и я динен с выходом генератора прямоугольных импульсов и управляющими З 5 входами двухполярных амплитудных детекторов, выход источника смещения через первые вход и выход блока компенсации влияния источника смещения соединен с второй клеммой для подключения варикапа, а выход операционного усилителя через вторые вход и выход блока компенсации влияния источгде ь,1, - постоянная времени диффлМренцируюшего усилителя 1 О.На выходе первого двухполярного амплитудного детектора 12 имеем прямоугольное напряжение типа меандр с амплитудой 2 ЕО ь/Р. С, а постоянное напряжение на выходе первого выпрямителя 14 определяется значением емкости С варикапа 1.Таким образом, постоянное напряжение на выходах выпрямителей 14 - 16 содержит информацию о трех параметрах эквивалентной схемы варикапа 1. Преобразователь параметров варикапа в напряжение, содержащий источник смещения, вычитающий усилитель, клеммы для подключения исследуемого объекта, первая из которых соединена непосредственно с входом операци-, онного усилителя и через опорный резистор - с выходом генератора прямоугольных импульсов, а вторая через фильтр верхних частот - с выходом операционного усилителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью смещения, два двухполярных амплитудных детектора, двухполярный блок выборки-хранения, три выпрямителя,два 15суммирующих и дифференцируюший усилители, причем вход первого выпрямителя последовательно через первый двухполярный амплитудный детектор и дифференцирующий усилитель соединен с выходом первого суммирующего усили - теля, первый вход которого соединен с входом второго выпрямителя и выходом второго суммирующего усилителя,выход вычитающего усилителя черезвторой двухполярный амплитудный детектор соединен с входом третьеговыпрямителя и с первым входом второго суммирующего усилителя, второй 30вход которого соединен с первым входом вычитающего усилителя и выходомдвухполярного блока выборки-хранения, управляющий вход которого соеника смещения соединен с вторыми входами первого суммирующего и вычитаю щего усилителей и входом двухполяр -ного блока выборки-хранения.1 б 2 б 189 ОУ 2 У Х 1 Ч 7 У 10 02 Составитель В. СеменчукТехред М,Дидык едактор И.Го ректор М,Дем роизводственно-издательский комбинат "Патент, г. Уагород, ул. ина, 10 Заказ 276 ТирааВНИИПИ Государственного ко113035, Мо 414 Подписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ва, Ж, .Раушская наб., д. 4/5