Прибор для изл^ерения приращений
Союз Советских
Социалистииеских
Республик
ОПИСАНИЕ
И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВ7©РСМФМЮ СВИДФИЛЬСМУ
Зависимое оТ авт. свидетельства №вЂ”
Заявлено 29,V11.1971 (№ 16878581 18-10) с пр»1соед»11: »шсм заявки ¹â€”.Ч. Кл. G 01г 31126
Государственно)й комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий
Приор ггс—
Опубловковано 22.10.73. Б»од»BTeнь ¹ 44
Дата опубликования o llffoafo»ff 05.11.74
УД Ь; 621.31 7.7 (088.8) Авторы изобретения
P. Б. Буиури и А. М. Штарьиов
Заявитель
ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИРАЩЕНИЙ
БАРЬЕРНОЙ ЕМКОСТИ
ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ И УМНОЖИТЕЛЬНЫХ ДИОДОВ
Известны приборы для измерения приращений барьерной ем1кости парамеч)рических и умножительпых диомидов, содержащие два генератора частоты, служащие для получения напряжений Оме1цения и уп|равлеч»ия, подаваемых на измеряемьш диод, измерительную входную цепь для подключения диода и компенсации емкости корпуса диода, усилитель высокой частоты, детектор высокочастотногo сигнала и стрслочный измерительный пpJIбop.
:-)ти приборы не позволяют определять с необходимой то шостью барьерную емкость диодов миллиметрового диапазона воли без внешней по oTIIolffp»IH»o к ней емкости корпуса, а таыке коэфф:щиент не.шнейности зависимости барьернчой емкости от напряження без спят! 1 I; B )н),) 11 I B B и с и м 1) с т l t .
Для устране ния этого недостатка в предлаl аемый прибор введены олок смещения, обеспечива1ощий постоянство коэффициента модуляции и включенный между генератором низкой частоты и измерительной входной цепью, усилитель низкой Iàñòoòû и детектор низкочастотного сигнала для,измерения приращений первой гермо)ники барьерной емкости, вклю IeI1IIr межд1 детектором Высо»<очастотнОго сигнала и стрело иным измерительным прибором.
Блок-схема прибора представлена на чертеже.
Прибор содерж)гг два генератора -- высокой и низкой частоты 1 и 2, блок смещения ), измерительную входную цепь 4, два усилителя— в1>1сок01! п,ннзl<ОЙ частоты д 11 б, два детекторпых каскада 7 и 8, стрело-шьш измерительный прибор 9 1 1 блок питания 10.
Генератор 1 выполнен по двухкаскад1»ой схеме, стабилизирова1нной пьезоэлекч)рнческнм кварцевым резонатором, на двух транзисторах. то Г езонатор вкл)очен в цепь обратной связи меи<ду эмпттерамп транзисторов.
Генератop 2 выполнен на транзисторе по схеме 1<С вЂ” генератора с фазовым сдвигом.
Для устранен1и вл1»ян1»я блока смещения ) на
15 работу генератора 2:между ннмн,ыкл)очен состаь;1ой эмиттерный повторитель на двух трапзпсторах, немеющий большое входное сонротпв- л (» I I O
Блок > .состоит <из Ifoòåíöl»îìåòðÿ для одп )20 Bpeifelvf»olf плавной регулировки отрицательного 1на1пряже1ния смещения и ампл»итуды переме»шого напряжения и набора дискретных col1ротивле иш для ввода положительного смещеи н)1 l введения поп ра в к 1 на изменение а мил и25 1) Ill псрсме:flfolo напряже»шя при разных злачешшх кназнконтактной разности потенциалов.
В измерительную цепь 4 входит выеокоча тотный тра1»1с<1)орматор, состоящий нз IBvx к;1тушек с намоткой корзиночного тина, разделенный специальным экраном, экранпрующпм
405086 электрическое поле, что необходимо для предотвращения емкостной связи между обмот камп трансформатора. Экран для исключения влияния вихревых токов состоит из параллельно уложенных то нких изолированных проводпиков, соединенных друг с другом и корпусом прибора в одной точке. Трансформатор помещен в мвд ный посеребренный экран, Все деталп .в цепи 4, подсоединяемые к разиным концам измеряемого диода, разделены э:<раком. Для компенсации емкости корпуса диода иопользуется дополнипгельное гнездо, в которое вставляют патрон измеряемого диода.
Усилитель 5 собран на лампах. Первый каскад представляет собой малошумящую каскад ую схему, собранную на двойном триоде. Последующие два каскада и оконе ный каскад собраны па лампах. Нагрузкой каждого каскада является резонансный контур. УВЧ может быть собран на транзисторах. 20
Линейный детекторный каскад 7 собран на диоде, нагрузкой которого служит сопротивление, включенное последовательно с магнитоэлектрическим прибором 9.
Усилитель 6 собран на пяти транзисторах. 25
Первый каскад представляет собой составной эмнттерный повторитель с большим входным сопротивлением для исключения влияния на цепь детектора 7. Последующие т ри каскада, работающие в режиме усиления по напряже- 30 нию, охвачены обратной отрицательной связью в целях повышения линейности.
Детекторный каскад 8 собран иа диоде и нагрузкой для него служит прибор 9, проградуированный в значениях разно сти ем(костей з5 первой гармоники.
Блок питания 10 представляет собой ряд последовательно, соединенных стабилизаторов.
Конструктивно прибор выполнен в виде отдельных заэкра нированных блоков. Генерато- 40 ры 1 и 2 — отдельные заэкранированные блоки, усилители 5,и 6 и детекторные каскады 7 и
8 — одна заэкранированная линейка с отдельными отсеками для каждого каскада. Все развязывающие элементы цепей питания вынесе- 45 ны на внешнюю сторону линейки. Регули ровочные потенциометры усилителей 5 и б расположены на лицевой па нели. Блок питания и блок смещения монтируются па шасси прибора и на отдельных гетинаксовых платах. 50
Принцип дей(ствня прибора в качестве измерителя приращений барьер ной емкости заключается,в следующем.
Напряжение высокой частоты (30 мггц) от генератора высокой частоты 1. по дается на из- 55 мерительную входную цепь 4, напряжение низкой частоты (1,45 кгц) — на блок смещения 3, а оттуда вместе с постоянной составляющей смещения попадает та кже на цепь 4. На пряжение с частотой 30 лггц, промодулированное измонением барьерной емкости с частотой
1,45 кгпв, усиливается усилителем высокой частоты 5, детектируется в детекторном .каскаде 7, и постоянная составляющая выпрямленного на пряжения подается на .выходной стрелоч- 65
dC — =А (q. — U)
ПI —
1 (— ) = — c(v) (2) ((— У) и
i 1С C(U) ! dU (— U) (3) В дальнейшем знаком модуля пренебрегаем и получаем
С (U) =и (q.— U) —:—
ЛС
Мl (4) Если смещение, поданное на диод, содержит гармоническую составляющую, то такую же составляющую будет содержать зависимость ем кости контакта от в реме!ни
U = — Ио+Б . ciosQt. (5) При соблюдении условия
U « U.+q:, ЛУ = ЛУ (t) = U . соМИ;
ЛС = ЛС (1) =- С cosM. (6) (7) (8) С (U) = n (rt;+U.) — = = — .С ... (Ч) .С и
Uo ш
U, где ю= (10)
1 о
Если при изменении постоя нного смещения
U. предусмотреть изменение амплитуды, переменного напряжения U так, чтобы соблюдалось соотношение
U«..
nz =-, - .— = const., = = --11„=
iz
То ЛС = С (Upi) — С (Upg) = — ЛС ..» (12)
nz где ЛС, = С.: (Uoi) — С. (Up2)
Теперь можем определить коэффициент нелинейности из соотношения
ЛС .hC
n= т=01 °вЂ” (13)
ЛС: ЛС так как для соблюдения условия (6) коэффициент т выбран равным 0,1.
Постоянство коэффициента к обеспечивает4 ный измерительный прибор 9, а переменная составляющая усиливается в усилителе низкой частоты б, детектируется в детекторном каскаде 8 и измеряется тем же прибором 9.
Принцип действия прибора для определения коэффициента HeJIHIHeflности зависимости емкости от напряжения основан на знании характера этой зависи моови;и при ращения емкости. Зависимость барьерной емкости от на пряжения может быть записана в форуме: !
С â€” A(rp v) ", (1) где А — постоянный для прибора да нного типа (диода) коэффициент; ср — квазико нтактная ра зность потенциалов; и — коэффициент нелинейности.
Тог:да
405086
Предмет изобретения
Составитель T. Веремейкина
Техред А. Камышникова Корректор А. Дзесова
Редактор Р, Киселева
Заказ !799 Изл ¹ 11)7 кодак l,55 Подписи ге
11! !11!)П!1 Государственного rioirrrrer;r Ceder;r Ми,нстрои CCCÐ
lro делам изобретений и откр ITrlir
Москва, 7Ê-3о, Payrrrc a;r:-и.о., л..), 5
Oo;i. TH!I. 1,острогиско о тггоавленин издательств, i!!l rirr ()rr!)l:li! !I rr:!::il!!!olt e!i)i orrrrrr.ся блоком смещения для различных значений .квазиконтактной разности потенциалов (гр =
= 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 0,1; 2).
По измеренному .приращению барьерной емкости и коэффицие(нту нелинейности определяем барьерную емкость из соотношения
ЛС .а гр — г
Прибо|р для измерения приращений барьерной емкости параметрических и умножитель- )5 ных диодов, содержащий два генератора частоты, служащие для получения напряжений .смещения и управления, подаваемых на измеряемый диод, измерительную входную цепь для подключения диода и когяпег)сации емктзсти корпуса диода, усилитель высокой частоты, детектор высокочастотного сигнала.и стрелочный измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения то ьности определения барьер ной емкости без внешней по отношению к ней емкости корпуса и определения коэффициента нелинейности зависимости барьерной емкости от напряжения без снятия самой зависимости, в него введены блок смещения, обеспечивающий постоянство коэффициента модуляции и включенный между ге нератором низкой частоты и измерительной вход|ной цепью, усилитель низкой частоты и детектор низкочастотного сигнала для измерения приращений первой гармоники барьерной емкости, включенные между детектором высокочастотного сигнала и стрелочным измерительным прибором.
