УСТАНОВКА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, НАПРИМЕР, СВЧ-ТРАНЗИСТОРОВ Российский патент 2008 года по МПК H05K13/08 

Изобретение относится к области к области электричества, в частности к оборудованию для контроля радиоэлементов, и может быть использовано для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов.

Известно устройство для контроля параметров радиодеталей, содержащее корпус с размещенными в нем двумя подвижными контактами, выполненными в виде плоских пружин, закрепленных на оси механизма перемещения контактов и разделенных между собой диэлектрическими пластинами и металлическим экраном. В диэлектрических пластинах выполнены гнезда для радиоэлементов, а металлический экран электрически соединен с дополнительными контактами, также закрепленными на оси механизма перемещения (Авторское свидетельство СССР №419991. Контактное устройство для контроля параметров радиодеталей. МПК Н01g 13/00. - Бюл. №10, 15.03.74). Недостатком известного устройства является отсутствие возможности контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов.

Известно устройство для контроля радиоэлектронных блоков, содержащее основание, держатель с фиксатором положения платформы для закрепления контролируемого радиоэлемента, контактный узел, приводной механизм подъемной платформы с базирующими штырями, подвешенными посредством пружин, причем держатель установлен с возможностью свободного перемещения поднятой платформы параллельно плоскости основания (Авторское свидетельство СССР №1746560 А1. Устройство для контроля радиоэлектронных блоков. МПК₆ Н05К 13/08. - Бюл. №25, 07.07.92). Данный аналог принят за прототип.

Недостатком известного аналога, принятого за прототип, является низкая надежность контакта контролируемого радиоэлемента и отсутствие возможности контроля энергетических параметров СВЧ-транзисторов, причем при различных температурных режимах.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение качества контроля за счет надежности электрического контакта и расширения контролируемых параметров СВЧ-транзисторов.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является повышение надежности электрического контакта контролируемого СВЧ-транзистора и расширение контролируемых параметров.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов, содержащей контактодержатель, который включает в себя основание, держатель с фиксатором положения платформы для закрепления контролируемого радиоэлемента, контактный узел, приводной механизм подъемной платформы с базирующими штырями, подвешенными посредством пружин, причем держатель установлен с возможностью свободного перемещения поднятой платформы параллельно плоскости основания, согласно предложенному техническому решению она содержит источник модулированного сигнала, систему измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора и СВЧ-усилитель, согласующие платы электрической схемы последнего вмонтированы в основание контактодержателя с обеих сторон контактного узла, который содержит контакты для эмиттера и коллектора контролируемого СВЧ-транзистора, изолированные от основания диэлектрическими пластинами и соединенные с согласующими платами СВЧ-усилителя, причем одна из них, соединенная с контактом для эмиттера, в свою очередь, соединена с источником модулированного сигнала, а другая, соединенная с контактом для коллектора, - с системой измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора и параллельно с блоком электропитания СВЧ-усилителя, и две опоры, контактирующие с корпусом контролируемого СВЧ-транзистора, которые размещены в полости, выполненной в основании контактодержателя размерами, по меньшей мере, равными габаритам контролируемого СВЧ-транзистора, а базирующие штыри образуют с платформой гнездо для фиксации контролируемого СВЧ-транзистора на контактном узле после перемещения поднятой платформы путем поворота ее вокруг оси стойки держателя, последний снабжен пружиной и эксцентриком приводного механизма подъемной платформы;

источник модулированного сигнала содержит усилитель мощности, входы которого соединены с генератором импульсов, генератором высокой частоты и вторым блоком электропитания, причем последний присоединен через регулятор мощности, а выход параллельно соединен с измерителем входной мощности;

система измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора включает в себя измеритель мощности и измеритель параметров выходного сигнала, соединенные между собой и согласующей платой СВЧ-усилителя посредством направленного ответвителя, причем второй вход измерителя параметров выходного сигнала соединен с вторым выходом генератора-модулятора источника модулированного сигнала;

в нее дополнительно введены согласующие устройства, соединенные, с одной стороны, с согласующими платами СВЧ-усилителя, а с другой, - с источником модулированного сигнала и направленным ответвителем системы измерения энергетический параметров СВЧ-транзистора соответственно;

она снабжена системой обеспечения температурного режима контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора, для которой в основании контактодержателя со стороны, противоположной полости под контролируемым СВЧ-транзистором, дополнительно выполнена зеркально отраженная ей теплоизолированная полость, сообщающаяся через теплоизолированные трубопроводы с теплообменником посредством гидронасоса, снабженного пультом управления с возможностью изменения температурного режима, а в стенку теплоизолированной полости встроена термопара, соединенная с указателем температуры;

контактодержатель размещен в теплоизолированном кожухе, последний с дополнительными согласующими устройствами и гидронасосом установлены на столе, примкнутом к термокамере, в которой помещен теплообменник.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной установки для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 показана функциональная схема установки для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов; на фиг.2 - общий вид установки, вид сбоку; на фиг.3 - то же, вид сверху; на фиг.4 - контактодержатель, вид спереди; на фиг.5 - то же, вид сбоку; на фиг.6 - основание контактодержателя, вид сверху.

Установка для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов содержит контактодержатель 1, источник модулированного сигнала 2, СВЧ-усилитель 3, систему измерения энергетических параметров 4 и систему обеспечения температурного режима 5 (фиг.1). Источник модулированного сигнала 2 включает усилитель мощности 6, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с генератором импульсов 7, генератором высокой частоты 8 и блоком электропитания 9 постоянного тока, последний соединен через регулятор мощности 10, а выход - с измерителем входной мощности 11, соединенным параллельно с входным согласующим устройством 12. Система измерения энергетических параметров 4 включает измеритель мощности 13 и измеритель параметров 14 выходного сигнала из контролируемого СВЧ-транзистора 15, соединенные между собой посредством направленного ответвителя 16, последний соединен с первым входом измерителя параметров выходного сигнала 14 через детекторную секцию 17, а второй вход - со вторым выходом генератора-модулятора 7. СВЧ-усилитель 3 включает блок электропитания 18 постоянного тока, соединенный положительным полюсом с контактом К и отрицательным - на массу, входную 19 и выходную 20 согласующие платы электрической схемы, соединенные соответственно с дополнительными согласующими устройствами 12 и 21, которые, в свою очередь, соединены с усилителем мощности 6 источника модулированного сигнала 2 и направленным ответвителем 16 системы измерения энергетических параметров 4. Система обеспечения температурного режима 5 включает помещенный в термокамеру 22 теплообменник 23, соединенный теплоизолированными трубопроводами 24 через гидронасос 25 с полостью 26 контактодержателя 1, в стенку полости 26 которого вмонтирована термопара 27, электрически соединенная с указателем температуры 28. Гидронасос 25 снабжен пультом управления 29 с возможностью изменения температурного режима контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора 15. Контактодержатель 1 размещен в теплоизолированном кожухе 30, которые с гидронасосом 25 и дополнительными согласующими устройствами 12 и 21 установлены на столе 31, примкнутом к термокамере 22, в которой помещен теплообменник 23 (фиг.2 и 3). Контактодержатель 1 состоит из основания 32, в которое вмонтированы согласующие платы 19 и 20 СВЧ-усилителя 3, соединенные с контактом Э для эмиттера и контактом К для коллектора СВЧ-транзистора 15 контактного узла 33, с одной стороны, а с другой, снабжены разъемами 34 для соединения с дополнительными согласующими устройствами 12 и 21 (фиг.4). В основании 32 выполнена полость 35 размерами, по меньшей мере, равными габаритам контролируемого СВЧ-транзистора 15, в которой выполнены опоры 36, контактирующие с корпусом контролируемого СВЧ-транзистора 15. Контакты Э и К изолированы от основания 32 диэлектрическими пластинами 37 (фиг.5). На основании 32 контактодержателя 1 установлен держатель 38 с фиксатором положения платформы 39 для закрепления контролируемого СВЧ-транзистора 15 на контактном узле 33 базирующими штырями 40, подвешенными посредством пружин (не показаны) (фиг.6). Базирующие штыри подъемной платформы 39 образуют с контактным узлом 33 гнездо 41 для фиксации СВЧ-транзистора 15. Держатель 38 установлен с возможностью свободного перемещения подъемной платформы 39 параллельно плоскости основания 32 посредством поворота вокруг оси 42 стойки держателя 38, снабженного пружиной 43 подъема и эксцентриком 44 приводного механизма платформы 39 посредством поворота ручкой 45 для закрепления СВЧ-транзистора 15 на контактном узле 33. В основании 32 контактодержателя 1 со стороны, противоположной полости 35, дополнительно выполнена зеркально отраженная ей теплоизолированная полость 26, сообщающаяся через теплоизолированные трубопроводы 24 с теплообменником 23, а в стенку полости 26 вмонтирована термопара 27.

Установка для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов, работает следующим образом.

Контролю энергетических параметров подвергался СВЧ-транзистор 2Т975А. Для выполнения контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора 15 подъемную платформу 39 с прижимными штырями 40 поднимают от основания 32 контактодержателя 1 с помощью пружины 43, отпускаемой поворотом эксцентрика 44 посредством ручки 45. Поднятую платформу 39 параллельно плоскости основания 32 свободно смещают в сторону посредством поворота ее вокруг оси 42 стойки держателя 38 и фиксируют в этом положении, тем самым освобождают контактный узел 33 для выполнения контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора. Затем СВЧ-транзистор 15 устанавливают корпусом на опоры 36 в полости 35, а эмиттером и коллектором соответственно на контакты Э и К контактного узла 33, после чего поднятую платформу 39 с прижимными штырями 40 параллельно плоскости основания 32 свободно смещают в направлении контактного узла 33, фиксируют платформу 39 над контактным узлом 33, образуя в этом положении гнездо 41 для СВЧ-транзистора 15. Посредством поворота эксцентрика 44 ручкой 45 подъемную платформу 39 опускают на основание 32 контактодержателя 1, тем самым корпус СВЧ-транзистора 15 прижимают платформой 39, подпружиненной пружиной 43, к опорам 36 в полости 35, а подпружиненными штырями 40 эмиттер и коллектор СВЧ-транзистора 15 соответственно прижимают к контактам Э и К контактного узла 33, обеспечивая электрический контакт эмиттера и коллектора контролируемого СВЧ-транзистора 15 с волновым трактом и обеспечения температурного режима контроля СВЧ-транзистора. После этого контактодержатель 1 с СВЧ-транзистором 15 помещают в теплоизолированный кожух 30, включают гидронасос 25 и хладагент с помощью гидронасоса перегоняют из теплообменника 23 в полость 26 и обратно по теплоизолированным трубопроводам 24. За счет циркуляции хладагента по трубопроводам 24 между полостью 26 и теплообменником 23, расположенным в термокамере 22, с помощью пульта управления 29 числом оборотов гидронасоса 25 обеспечивают необходимый температурный режим контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора в пределах от плюс 60°С до минус 60°С. Контроль температурного режима замера энергетических параметров осуществляют с помощью указателя температуры 28. После достижения заданной температуры контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора 15 включают блок электропитания 9, например ТЕС 5060-1, постоянный ток напряжением 10 В, 27 В или 45 В которого, в зависимости от применяемого усилителя мощности 6, поступает через регулятор мощности 10 в усилитель мощности 6, например 430503. Генератор высокой частоты 8, например Г4-76, вырабатывает сигнал с частотой 1500 кГц, который в усилителе мощности 6 усиливается и модулируется с помощью генератора импульсов 7, например Г5-63, в импульсно-модулированный сигнал. Выходную мощность импульсно-модулированного сигнала из усилителя мощности 6 контролируют измерителем входной мощности 11, например М3-56, доводят с помощью регулятора мощности 10 до 40 Вт, подают на входное согласующее устройство 12, представляющее собой высокочастотный трансформатор, затем на входную согласующую плату 19 однокаскадного СВЧ-усилителя 3 контактодержателя 1 для согласования входного сопротивления контролируемого СВЧ-транзистора 15 с волновым сопротивлением тракта возбуждения. Для усиления сигнала и активизации работы СВЧ-транзистора на контакт К контактного узла 33 контактодержателя 1 через резистор подают положительный полюс постоянного тока напряжением 45 В от блока электропитания 18, например ТЕС 5060-1, СВЧ-усилителя 3, при этом отрицательный полюс постоянного тока подают на корпус контролируемого СВЧ-транзистора 15 через массу и опоры 36. Полученный в контролируемом СВЧ-транзисторе сигнал последовательно передается на выходную согласующую плату 20 и выходное согласующее устройство 21, из которого сигнал контролируемого СВЧ-транзистора 15 передается в направленный ответвитель 16, например, из комплекта Р2-52, равномерно распределяющий мощность выходного сигнала на измеритель мощности выходного сигнала 13, например М3-56, и на детекторную секцию 17, например ДС-50-1, последняя выделяет радиоимпульс для его наблюдения на измерителе параметров выходного сигнала с контролируемого СВЧ-транзистора 15, в качестве которого использовали осциллограф С1-65. В результате контроля энергетических параметров годного СВЧ-транзистора 2Т975А измеритель мощности выходного сигнала 13 М3-56 показал 189 Вт, а на измерителе параметров выходного сигнала 14 осциллографе С1-65 получили форму сигнала СВЧ-транзистора со следующими энергетическими параметрами: длительность сигнала τ_u=0,46 мкс, длительность фронта сигнала τ_ф=0,05 мкс, длительность спада сигнала τ_с=0,03 мкс, ток коллектора I_к=10,8 А.

После замера энергетических параметров СВЧ-транзистора 15 отключают блоки электропитания 9 и 18, гидронасос 25, снимают с контактодержателя 1 теплоизолированный кожух 30, затем поворотом эксцентрика 44 с помощью ручки 45 пружиной 43 поднимают платформу 39 с прижимными штырями 40 и смещают в сторону от контактного узла 33 параллельно плоскости основания 32 поворотом держателя 38 вокруг оси 42, тем самым освобождают СВЧ-транзистор 15, который затем удаляют из контактодержателя 1.

Использование: в оборудовании для контроля радиоэлементов, в частности для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов. Технический результат заключается в повышении надежности электрического контакта контролируемого СВЧ-транзистора и расширении контролируемых параметров. Установка содержит контактодержатель, источник модулированного сигнала, СВЧ-усилитель, систему измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора и систему обеспечения температурного режима контроля. Контактодержатель включает основание, держатель с фиксатором для закрепления контролируемого СВЧ-транзистора, контактный узел, приводной механизм подъемной платформы с базирующими штырями, подвешенными посредством пружин. Согласующие платы электрической схемы СВЧ-усилителя вмонтированы в основание и соединены, с одной стороны, с контактами для эмиттера и коллектора СВЧ-транзистора, а с другой, через дополнительные согласующие устройства с источником модулированного сигнала и системой измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора соответственно, при этом контакт для коллектора параллельно соединен с блоком электропитания СВЧ-усилителя. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Установка для контроля энергетических параметров, например, СВЧ-транзисторов, содержащая контактодержатель, который включает в себя основание, держатель с фиксатором положения платформы для закрепления контролируемого радиоэлемента, контактный узел, приводной механизм подъемной платформы с базирующими штырями, подвешенными посредством пружин, причем держатель установлен с возможностью свободного перемещения поднятой платформы параллельно плоскости основания, отличающаяся тем, что она содержит источник модулированного сигнала, систему измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора и СВЧ-усилитель, согласующие платы электрической схемы последнего вмонтированы в основание контактодержателя с обеих сторон контактного узла, который содержит контакты для эмиттера и коллектора контролируемого СВЧ-транзистора, изолированные от основания диэлектрическими пластинами и соединенные с согласующими платами СВЧ-усилителя, причем одна из них, соединенная с контактом для эмиттера, в свою очередь, соединена с источником модулированного сигнала, а другая, соединенная с контактом для коллектора, - с системой измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора и параллельно с блоком электропитания СВЧ-усилителя, и две опоры, контактирующие с корпусом контролируемого СВЧ-транзистора, которые размещены в полости, выполненной в основании контактодержателя размерами, по меньшей мере, равными габаритам контролируемого СВЧ-транзистора, а базирующие штыри образуют с платформой гнездо для фиксации контролируемого СВЧ-транзистора на контактном узле после перемещения поднятой платформы путем поворота ее вокруг оси стойки держателя, последний снабжен пружиной и эксцентриком приводного механизма подъемной платформы.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что источник модулированного сигнала содержит усилитель мощности, входы которого соединены с генератором импульсов, генератором высокой частоты и вторым блоком электропитания, причем последний присоединен через регулятор мощности, а выход параллельно соединен с измерителем входной мощности.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора включает в себя измеритель мощности и измеритель параметров выходного сигнала, соединенные между собой и согласующей платой СВЧ-усилителя посредством направленного ответвителя, причем второй вход измерителя параметров выходного сигнала соединен со вторым выходом генератора-модулятора источника модулированного сигнала.4. Установка по п.2, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены согласующие устройства, соединенные, с одной стороны, с согласующими платами СВЧ-усилителя, а с другой, с источником модулированного сигнала и направленным ответвителем системы измерения энергетических параметров СВЧ-транзистора, соответственно.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена системой обеспечения температурного режима контроля энергетических параметров СВЧ-транзистора, для которой в основании контактодержателя со стороны, противоположной полости под контролируемым СВЧ-транзистором, дополнительно выполнена зеркально отраженная ей теплоизолированная полость, сообщающаяся через теплоизолированные трубопроводы с теплообменником посредством гидронасоса, снабженного пультом управления с возможностью изменения температурного режима, а в стенку термоизолированной полости встроена термопара, соединенная с указателем температуры.6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что контактодержатель размещен в термоизолированном кожухе, последний с дополнительными согласующими устройствами и гидронасосом установлены на столе, примкнутом к термокамере, в которой помещен теплообменник.