Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов Советский патент 1986 года по МПК G01R31/26 

погрешность контроля, связанная с .фазовым сдвигом сигнала, поступающего с объекта контроля U, , относительно сигнала уставки Uj. имеет минимальное значение в широком диапазоне изменения фазы и определяется н основном нелинейностью передаточной характеристики фазорегулирующего звена, что повышает точность контроля. I з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано для контроля напряжения ста.билизации и дифференциального сопротивления стабилитронов. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство содержит коммутатор 1, контактный блок 2, полосовой фильтр 3, фильтр 4 низких частот, измеритель 5 напряжения, блок 6 фиксации результатов, блок 7 управления, цифроаналоговые преобразователи 8 и 16, фазовый детектор 12,.генератор 13 переменного напряжения, сумматор 14, генератор 15 постоянного напряжения и стабилизатор тока 17. Введение фазокорректирующего блока II и образование новых связей обеспечивает изменение уровня сигнала на выходе фазового детектора 12 при переходе разе- Р 5В ности Uu -Ux через нуль. Кроме того, (Л Nd 9д Л 9 N9 ГО

Изобретение относится к контролю отовых полупроводниковых приборов, ожет быть использовано для контроля апряжения стабилизации и дифферениального сопротивления стабилитроов и является усовершенствованием стройства по авт.св. № 1138768.

Цель изобретения является повышение точности контроля за счет Згменьшения погрешности, вызванной фазовым сдвигом контролируемого сигнала и относительно сигнала уставки и. .

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов; на фиг.2 - структурная схема фазокорректирующего блока.

Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов содержит коммутатор 1, контактный блок 2, полосовой фильтр 3, фильтр 4 низких частот, измеритель 5 напряжения, блок 6 фиксации результатов, блок 7 управления, первый цифроаналоговый преобразователь 1Щ1 8, блок 9 вычитания-, избирательный усилитель 10, фазокорректирующий блок 11, и основной фазовый детектор 12, генератор 13 переменного напряжения, сумматор 14, генератор 15 постоянного напряжения, второй цифроаналоговый преобразователь 16, стабилизатор 17 тока.

Входы коммутатора 1 соединены с контактным блоком 2, а выход - с вхо.дами црлосового фильтра 3 и фильтра 4низких частот, выход которого соединен с входом измерителя 5 напряжения.- Выход измерителя 5напряжения соединен с первым входом блока 6 фиксации результатов, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока 7 управления, второй выход которого соединен с входом управления коммутатора 1, а вход - с выходом блока 6 фиксации результатов, третий выход блока 7 управления соединен с цифровым входом первого ЦАП 3 выход которого соединен с опорным входом блока 9 вычитания, выход которого соединен с входом избирательного усилителя 10, а вход ЦАП 8 соединен с выходом фазокорректирующего блока 11 и опорным входом детектора 12, сигнальный вход которого соединен с выходом избирательного усилителя 10, а опорный вход блока 11 соединен с выходом полосового фильтра 3.

Выход генератора 13 переменного напряжения соединен с первым входом сумматора 14 и первым входом фазокорректирующего блока 11. Выход генератора 15 соединен с вторым входом сумматора 14, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока, 7 управления , а выход - с опорным входом второго ЦАП 16, цифровой вход которого соединен с четвертым выходом блока 7 управления. Выход второго ЦАП 16 через стабилизатор 17 соединен с входом полосового фильтра 3.

Посредством контактного блока 2 к устройству подключаются контролируемые диоды 18.

Фазокорректируюший блок 11 (фиг.2) содержит фазовый детектор 19, фазорегулирующее звено 20, имеющее полевой транзистор 21, операционный уси-литель 22,, два резистора 23 и 24 и конденсатор 25.

Устройство для контроля электрик.. ческих параметров полупроводниковых диодов работает следующим образом,

С помощью соответствующих органов управления задают коды диапазонов величины тока стабилизации через контролирующий диод 18, код граничного значения дифференциального сопротивления Г- диода 18, включают питание и приводят в исходное состояние эле,менты памяти в блоке 6 фиксации результатов контроля и блока 7 ynpaet.ления.,

Затем диоды 18, дифференциальное сопротивление и напряжение стабилизации которых подлежат контролю, подключают через контактный блок 2 с входом коммутатора 1 и нажимают кнопку Пуск в блоке 7 -(органы управления блока 7 управления не показаны). По сигналу с выхода блока 7 состояние коммутатора 1 изменяется так, что выход стабилизатора 17 оказывается подключенным к первому из диодов 18.

После включения питания начинают работать генератор 15 постоянного нанапряжения и генератор. I3 переменного напряжения.

Напряжение U U . sin.o) t- с выхода генератора 13 переменного напряжения поступает на вход сумматора 14 и на первый вход блока 11.

Напряжение U с выхода генератора 15 постоянного Напряжения поступает на другой вход сумматора 14 и далее суммарное напряжение (U + U ) с выхода сумматора церез ЦАП 16 поступает на вход стабилизатора тока 17, Через диод 1-8 начинает протекать ток.() заданной величины. Форма тока через диод 18 повторяет форму напряжения ( ), т.е. содержит постоянную и переменную составляющие . .

Переменное напряжение U V х sin (cot +u(), амплитуда которого пропорциональна величине Г(, контроли руемого диода 18, а фаза запаздывает относительно фазы напряжения U на величину uq), через фильтр 3 поступает на первый вход блока 9 и на, второй вход блока 11.

Запаздьюание фазы на uqi° вызвано неидентичиостью параметров цепей прохождения сигналов и и .

Действительно, сигнал U на первьш вход блока 1I подается непосредственно с выхода генератора 13, а сигнал Ujj формируется переменным током протекающим с выхода сумматора 14 через ЦАП 16, стабилизатор 17 коьшутатор 1, блок 2 через контролируемый диод 18 и поступает на второй вход блока 11 через фильтр 3. Каждый из этих блоков, а также контролируемый диод I8 вносят соответствующую задержку фазы сигнала U.

Таким образом, на первый и второй входы фазокорректирующего блока 11 поступают соответственно сигналы и и и, Затем цервый из этих сигналов поступает на сигнальные входы фазорегулирующего звена 20 (фиг.2) и фазового детектора 19, к второму входу которого пос тупает сигнал Ц(.

На выходе фазового детектора формируется напряжение, пропорциональное величине ucj. Затем это напряжение поступает на управляющий электрод (затвор) полевого транзистора 21 .

Как известно, величину сопротивления сток-исток полевого транзистора можно менять в широких пределах пу тем изменения напряжения на затворе, а величина фазового сдвига Cf выходного сигнала фазорегулирующего звена 20 относительно входного сигнала определяется выражением

2cjRC ( arctp,

где R - сопротивление сток-исток транзистора 21.

При (О const, С const, фазовый сдвиг cf является только фзшкцией R : Ц) f (R) .

Передаточнуюхарактеристику блока 11 относительно функции ( f(R) настраивает, так, чтобы фаза сигнала на выходе блока не отличалась от фазы сигнала U , т.е. ,

и и sin (cj t +utf,) ; Ux- Ux-sin (cot +k();

&q, Aq)j Atf ,

a коэффициент передачи фазорегулирующего звена 20 по постоянному току, определяемый резисторами 23 и 24 и схемой включения операционного усилителя 22, был бы равен единице.

Напряжение U с выхода фазокорректирующего блока 11 поступает на опорные входы фазового детектора 12 и первого цифроаналогового преобразователя 8, в котором формируется напряжение Uu уставки дифференциального сопротивления диодов 18.

Напряжение уставки U поступает на второй вход блока 9 вычитания, в котором формируется разность uUx, сигналов UH/V. и U)( : (Uy sin(cJt+4(|)-Ux« (sin(ut+Aq)) (Uy-U).sin(u)t-fq) 4sinCt}t+ (If ) , причем Д UHuJ +U -2U, ,-U (Ujj-siniqi-U - sin4qi)/(Uijii .4Cf ycosiqi-Uj cosiiCf) . Как видно из этих выражений, знак разности ЫГ не зависит от начальной фазы напряжений Un и а опре деляется только их значениями, а начальная фаза разностного сигнала совпадает с фазой входных сигналов и не зависит of их значений. Если UK Uu -Сгд - в норме), то фаза напряжения и U совпадает с фазой UM 5 если (га - больше нормы), то фаза выходного йигнала из .избирательного усилителя 10 изменяется на 180 . Далее переменное напряжение посту , пает через избирательный усилитель 10, который усиливает- только в узком диапазоне fg + uf частот (fj, частота задающего генератора 13, auf состав ляет величину 10% от f 270 Гц), на сигнальный вход фазового детектора 12. На опорный вход детектора 12 поступает опорный сигнал U с выхода блока 11. На выходе фазового детектора 12 при совпадении фаз напряжений UQ И uU (т.е. Га В првделах нормы) формируется уровень логической единицы Ugyj , при отличии фаз на 180 (т.е. г„. за пределами нормы) - уровень логического нуля Ug,,; Сигнал с выхода фазового детектора 12 поступает в блок 6. Постоянная составляющая напряжения с диода 18, равная напряжению стабилизации U,. этого диода, через фильтр 4 поступает на измеритель 5. С выхода измерителя 5 информация о величине U в виде двоично-десятичного кода поступает на соответствующие входы блока 6, где сравнивается с кодом, поступающим с блока 7 управ ления. Если величина г- ч U соответствует норме, в блоке 6 фиксации результатов формируется сигнал Го. .ден и по сигналу с блока 7 управления к коммутатору 1 подключается сле дующий контролируемый диод 18 12 6 Далее устройство работает анаогично описанному. После проверки всех N диодов устройство приводится в исходное состояние. Таким образом, в предлагаемом устройстве введением фазокорректирующего блока и новых связей обеспечивается изменение уровня сигнала на выходе фазового детектора при переходе разности Uy - и через нуль. Поэтому в предлагаемом устройстве погрешность контроля , связанная с фазовым сдвигом сигнала, поступающего с объекта контроля U, , относительно сигнала уставки Uy имеет минимальное значение в широком диапазоне изменения фазы .и определяется в основном нелинейностью передаточной , характеристики фазорегулирующего звена 20, что повышает точность контроля. Формула изобретения 1.Устройство для контроля электрических параметров полупроводниковых диодов по авт.св. № 1138768, о тл ич ающеес я тем-, что, с целью повьшения точности контроля, в него введен фазокорректирующий блок, включенный между выходом генератора переменного напряжения и опорным входом первого цифроаналогового преобразователя, другой вход фазокорректирующего блока соединен с выходом полосов-ого фильтра. 2.Устройство по п, 1,, о т л и чающ-ееся тем, что фазокорректирующий блок содержит фазовый детектор, фазорегулирующее звено в виде полевого транзистора, сток которого соединен с первым вьшодом-конденсатора и прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен с первыми вьшодами первого и второго резисторов, второй вывод первого резистора соединен с истоком полевого транзистора, а второй вывод второго резистора соединен с выходом операционного усилителя, а второй вьшод конденсатора соединен с общей, щиной, при этом выход операционного усилителя является выходом фазокоректирующего блока, выход фазового детектора соединен с затвором полевого транзистора, первый вход фа7зового детектора соединен с первьм входом фазокорректирующего блока и с истоком полевого транзистора, а 1265662g второй вход фазового детектора подключен к второму входу фазокорректирующего блока.