Устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

In>741195 (61) Дополнительное к авт. свид-ay— (22) Заявлено 14.06.78 (21) 2627557/18-21 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

G 01 R 27/28

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,06.80, Бюллетень Йо 22

Дата опубликования описания 150680 (53) УДК 621.,317.3 (088, 8) (72) Авторы изобретения

П. А. Ион кин, B, M. Жеребцов, В. Г. Миронов и И.A.Ìèðoøíèê

Московский ордена Ленина энергетический институт и Воронежский политехнический институт (71) 3a яв и тели (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ IIAPAMETPOB

РАССЕЯНИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА

Изобретение относится к измерительной технике. Устройство может использоваться для измерения линейных параметров интегральных схем. и транзисторов в широком диапазоне частот.

Известно устройство для измерения параметрсв рассеяния четырехполюсника, содержащее источник ЭДС, контактный узел для подключения исследуемого четырехполюсника, два направленных ответвителя для разделения падающих и отраженных волн напряжения, один из которых соединяет источник

ЭДС с входом исследуемого четырех- )5 полюсника, а другой соединяет выход исследуемого четырехполюсника с нагрузкой, векторный вольтметр для измерения комплексных напряжений падающих и отраженных волн, выделяе- 20 мых направленными ответвителями (1).

Это устройство предназначено для измерений на СВЧ и имеет невысокую производительность, его невозможно применять для измерения параметров рассеяния четырехполюсников в радиочастотном диапазоне.

Известно устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсни- 3() ка, содержащее источник ЭДС, контактный узел для подключения исследуемого четырехполюсника, два образцовых делителя напряжения, векторный вольтметр, коммутатор, состоящий из управляемых ключей и программного блока (2).

Однако данное устройство ие обеспечивает достаточной точности измерения, поскольку при измерении комплексных напряжений входное сопротивление Е,в векторного вольтметра шунтирует входное (выходное) сопротивление Е; 1-ой пары полюсов четырехполюсника, 1 = 1 2. При этом амплитудная погрешность (Ъ), вносимая при измерении напряжения на 1-ой паре полюсов, равна 100 Е; /(Е; + Е ), где Е| - модуль сопротивления 1-ой пары полюсов: Е„, — модуль входного сопротивления векторного вольтметра.

Чтобы амплитудная погрешность, выз- . ванная шунтирующим эффектом, не превышала 1%, надо выбирать измерительный прибор, для которого выполняется условие Е,вМ 100 Е) . Это условие на практике часто не удается выполнить.

Целью изобретения является повыаение точности измерения.

741195

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника, содержащее источник ЭДС, векторный вольтметр, контактный блок для подключения исследуемого четырехполюсника, коммутатор, состоящий из управляемых ключей и программного блока, введены два образцовых резистора, причем источник ЭДС с опорным каналом векторного вольтметра соединены с входом первого и второго управляемых ключей, другой вход первого управляемого ключа соединен с корпусом, а его выход последовательно с первым образцовым резистором соединен с входом третьего управляемого ключа, выход которого подключен к входу исследуемого че- тырехполюсника, выход второго управляемого ключа соединен с корпусом, а другой его. вход последовательно с вторым образцовым резистором соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вход которого соединен с выходом исследуемого четырехполюснйка, измерительный канал векторного вольтметра подключен к выходам пятого и шестого управляющих ключей, вход пятого управляемого ключа соединен с входом третьего управляемого ключа, вход шестого управляемого ключа — с выходом четвертого управляемого ключа, управляющие входы управляемых ключей соединены с выходами программного блока.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения параметров рассеяния четырехполюсника °

Устройство содержит источник ЭДС

1, векторный вольтметр 2, контактный блок 3 для подключения исследуемого четырехполюсника 4, коммутатор 5, состоящий иэ управляемых ключей 6-11, и программного блока 12, и образцовые резисторы 13 и 14. Источник ЭДС с опорным каналом векторного вольтметра 2 соединены с входами первого 6 и второго 7 управляемых ключей, при этом другой вход первого управляемого ключа подключен к корпусу, а его выход последовательно с первым образцовым резистором 13 соединен с входом третьего управляемого ключа 8, выход которого соединен с входом исследуемого четырехполюсника 4. Выход второго управляемого ключа соединен с корпусом, а другой его вход.последовательно с вторым образцовым резистором 14 соединен с выходом четвертого управляемого ключа 9, вход которого соединен с выходом исследуемого четырехполюсника. Измерительный канал векторного вольтметра 2 подключен к выходам пятого 10 и шестого ll управляемых ключей. Вход пятого управляемого ключа соединен с входом третьего управляемого ключа, а вход шестого управляемого ключа - с выходом четвертого управляемого ключа. управляющие входы ключей 6-11 соединены с выходами программного блока 12, который подключает источник питания 15, устройство работает следующим образом.

С помощью программного блока 12 производится поочередное подключение управляемых ключей 6-11 к источнику .питания 15.

При отключенных управляемых ключах на выходе источника ЭДС 1 регистрируется опорным каналом векторного

15 вольтметра 2 напряжение Е< которое характеризует удвоенное значение падающей волны, поступающей на вход четырехполюсника 4.

При срабатывании управляемых

20 ключей 6 и 10 сигнал от источника

ЭДС подается на образцовый резистор

13. Иэмерительный канал векторного вольтметра через контакты управляемого ключа 10 подключается к резистоэ5 ру 13 для измерения комплексного напряжения t3<, которое характеризует шунтирующий эффект при измерении напряжений на входе четырехполюсника.

При срабатывании управляемых ключей 8 и 9 сигнал от источника переменной ЭДС 1 через резистор 13 поступает на вход четырехполюсника 4, выход которого нагружается на резистор

14, подключаемый к корпусу через контакты управляемого ключа 7, Векторный вольтметр 2 регистрирует комплексное напряжение U<< на входе четырехполюсника.

При отключении управляемого ключа

40 10 и включении управляемого ключа 11 измерительный канал векторного вольтметра через его контакты подключается к резистору 14 для измерения комплексного напряжения П2 на выходе четырехполюсника при соединении источника переменной ЭДС с его выходом.

Аналогично измеряют комплексные напряжения Е на,выходе источника переменной ЭДС, U> на выходе четырехполюсника 4 при его отключении, 11, на выходе и U 2 на входе четырехполюсника при соединении источника переменной ЭДС с его выходом.

Нормированные комплексные элементы матрицы Рассеяния четырехполюсника с учетом параэитного влияния входного сопротивления одного иэ каналов векторного вольтметра 2 рассчитываются с помощью измеренных напряжений по формулам

2Ол /Е

44 Мал „Е

К1 04

741195 2U IE1 gR1

ZU„ / j л+Ь(q Е

Eg(Ug) 20п /ет где 11,(и й2 — резисторы 13 и 14 соответственно. В процессе измерения резисторы выполняют две функции. Вопервых, каждый резистор применяется дпя калибровки входного сопротивления измерительного канала векторного вольтметра 2 и параэитных параметров монтажа измерительного устройства, во-вторых, используется в качестве нагрузки соответственно входа или выхода четырехполюсника 4.

Предлагаемый алгоритм работы устройства нетрудно реализовать для измерения параметров рассеяния линейных элементов, имеющих любое количество выводов (пар полюсов).

Внедрение в практику измерительной техники данного устройства поз.воляет повысить точность определения параметров рассеяния за счет калибровки устройства и корректировки окончательных результатов. Так, например, при измерении напряжений вольтметром с входным сопротивлением 1 МОм 20 пф на выходе биполярного транзистора с ОЭ, выходное сопротивление которого 100 кОм, точность определения коэффициента отражения на выходе и прямого коэффициента передачи увеличивается на 9% и более. формула изобретения

Устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника, содержащее источник ЭДС, векторный вольтметр, контактный блок для подключения йсследуемого четырехполюсника, коммутатор, состоящий из управляемых ключей и программного блока, 5 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены два образцовых резистора, причем источник ЭДС с опорным каналом векторного вольтметра соединены с входом первого и второго управляемых ключей, другой вход первого управляемого ключа соединен с корпусом, а его выход последовательно с первым образцовым резистором .соединен с входом третьего управ- ляемого ключа, выход которого подключен к входу исследуемого четырехполюсника, выход второго управляемого ключа соединен с корпусом а другой, его вход последовательно с вторым

20 образцовым резистором соединен с выходом четвертого управляемого ключа, вход которого соединен с выходом исследуемого четырехполюсника, измерительный канал векторного вольтметра подключен к выходам пятого и шестого управляемых ключей, вход пятого управляемого ключа соединен.с входом . третьего управляемого ключа, вход шестого управляемого ключа — с выхо30 дом четвертого управляемого ключа, управляющие входы управляемых ключей соединены с выходами программного блока.

35 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Байорунас Э.Н. и Эйдукас Д.Ю.

Измерение высокочастотных параметров транзисторов с помощью серийно-выпускаемой аппаратуры. Труды научнотехнической конференции ° Радиоиэмерения. Вильнюс, 1969, с.202-204.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 02172144/18-09, кл.G 01 R 27/28, 15 .09 .75 (прототип) .

741195

Составитель Л.Сорокина

Техред Ж. Кастелевич Корректор С. Шекмар :

Редактор Т.Юрчикова

Заказ 3196/45

Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4