ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ИМПУЛЬСНЫХ ПАРАМЕТРОВ Советский патент 1971 года по МПК G01R27/00 

И3абр:етение относится к области автоматизированного .измерения им.пульоных параметров транзисторов.

Из-вестен осциллографический метод измерений временных интервалов.

Известны также безосциллографичеокие методы, реализованные в измерителях переходных параметров. Все -измерители обладают по сравнен-ию с осциллографом такими преимуществами, 1Как большая объективность оценки, более производительность.

Цель изобретения - используя известный способ сравнения исследуемого 1временного интервала с калиброванной лииией переменной задержки, создать цифровой -измеритель, в котором импульсные параметры транзисторов р-п-р и п-р-п-проводимости должны измеряться с помощью одного дискриминатора, достаточно высока разрещающая способность по времени (1-10 9 сек, высока разрешающая опособность по току (десятки микроампер) без применения на входе каких-либо усилительных устройств.

Эта цель достигается за счет использования в качестве дискриминатора туннельного диода, рабочая точка которого нормально смешена на обратную -ветвь характеристики так, что входным импульсом туннельный диод не переключается. Создается узкий прямоугольный интервал времени, в течение которого рабочая точка туннельного диода перемещается на туннельную ветвь характеристики. За счет того, что интервал достаточно узкий (з пределах 10-10 9 сек), имеется возмо,жность

подведения рабочей точки туннельного диода довольно близко к значению пикового тока туннельного диода, не создавая опасности переключения его от помехи. При этом исследоваиие переходных процессов разной полярности с помощью одного дискриминатора достигается тем, что из фронтов стробирующего импульса принимается за начало отсчета для соответствующего переходного п оцесса.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого измерителя, на фиг. 2 - времени л я диа грамма. иллюстрирующая процесс измерения. Измеритель содержит задающий генератор /. выполненный по схеме автоколебательного блокинг-генератора, который задает частоту текстов; цифровую линию задержки 2, состоящую из отдельных декад (разоялов: единицы, десятки, сотии наносекунд). Каждая

5 декада составлена из отдельных звеньев (соответственно сек., сек и 100-Ю сек), коммутируемых трехпазрядным регистром сдвига; формирователь 3 переднего фронта строб-импульса; формиро3формирователя построены по схеме транзисторного ключа с туннельным диодом и при поступлении на нях лмпульсов своими передними фронтами формируют соответствующие фронты строб-импульса); дискриминатор 55 тока на туннельном диоде; блок 6 установки уровней отсчета; бло-к 7 регулируемой электронной задержки, предназначенный для калибровки прибора; регистр сдвига 8; блок 9 управления регистром сдвига, представляющийЮ автоколебательный генератор, работающий с частотой на порядок более , чем задающий; запоминающее устройство 10; узел 11 цифровой индикации; блок 12 установки режимов измерения транзистора; формирова-15 тель 13 тест-импульсов, представляющий собой ключевые схемы, формирующие перепады двух полярностей. На фиг. 2 обозначено: /-стробирующий им-20 пульс; // и IV-тест-импульсы, поступающие в базовую цепь испытуемого транзистора; /// и У - исследуемые импульсы от транзистора. Устройство работает следующим образом.25 Задающий генератор / генерирует импульсы с определенной частотой повторения, которые через блак регулируемой задержки поступают на вход формирователя тест-импульсов и одновременно поступают на вход циф-30 ровой линии задержки (ЦЛЗ). ЦЛЗ коммутируется регистром сдвига, который одновременно управляет устройством цифровой индикации таким образом, что в каждый данный момент времени показания цифрового индика-35 тора соответствуют величине задержки в ЦЛЗ (в наносекундах). Задерживаемый импульс с выхода ЦЛЗ подается на формирователь переднего фронта строб-имлульса. Через туннельный диод дискриминатора до40 сформирования переднего фронта протекает ток, удерживающий рабочую точку туннельнего диода на обратной ветви характеристик (область А на фиг- 2,а). Импульс с выхода формирователя переднего фронта строб-им-45 пульса изменяет направления тока, протекающего через туннельный диод (импульс / «а фиг. 2,а); /„„к-величина тока переключения дискриминатора. Величина А/ определяется точками С, D, Е или какими-либо другими на50 переднем фронте импульса формирователя 3, т. е. измерением на определенном уровне напряжения (исследуемого импульса). Обеспечивается А/ с помощью блока установки уровней отсчета. Импульс с формирователя перед-55 него фронта поступает на вход формирователя заднего фронта строб-импульса. Цод воздействием -импульса с формирователя заднего фронта вновь изменяется направление тока, протекающего через туннельный диод, и60 его рабочая точка возвращается на обратную ветвь характеристики (область В на фиг. 2,а). В итоге формируется строб-импульс с длительностью т по вершине (на фиг. 2 для упрощения импульс / принят идеальным).65 4 Рассмотрим, пользуясь временной диаграммой, процесс исследования отрицательного перепада, например измерение задержки включения транзистора п-р-п (импульс /Я) при подаче в базовую цепь положительного перепада (имлульс//) На фиг. 2,а изображен момент, соответствующий началу изм1ерения, т. е. величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Момент окончания измерения ад соответствует совпадению переднего фронта строб-ИМпульса с точкой С на импульсе ///. В начальный момент, как видно из фиг. 2,а, совладения еще нет. С блока управления на регистр подается сдвигающий имнульс, величина задержки Q ЦЛЗ изменяется до тех пор, пока передний фронт стро-б-имнульса, который перемещается по оси времени, не совпадет с точкой С на импульсе ///. В момент соБпадения на дискриминаторе появляется импульс, который фиксируется запоминающим устройством. Запоминающее устройство, воздействуя на блок управления, прекращает подачу импульсов на регистр сдвига. Узел цифровой индикации фиксирует результат. Блок управления генерирует импульсы, поступающие на регистр сдвига с частотой повторения на порядок более низкой, чем генератор тест-импульсов- Таким образом, при каждой величине задержки в ЦЛЗ дискриминатор производит порядка десяти измерений. Перед каждым новым тестом на запоминающее устройство приходит сброс. Блок управления интегрирует результат, чем достигается защита от случайных переключений в схеме. Для того, чтобы измеренное время представляло собой задержку по отнощению к тест-импульсу (что является задачей любого измерителя), передний фронт тестового импульса // совмещается в процессе калибровки с передним фронтом стробирующего импульса. Калибровка производится при величине задержки в ЦЛЗ, равной нулю. Аналогично производится исследование положительного перепада, в частности измерение времени выключения или времени рассасывания для транзисторов п-р-п (фиг. 2,6). В этом случае вресиенная калибровка переднего фронта импульса IV производится по заднему фронту строб-импульса. В момент совпадения заднего фронта импульса / с точкой /С на переднем фронте импульса V так же, как и в предыдущем случае, происходит остановка измерения, и цифровой индикатор фиксирует величину зад бремя включения для транзисторов р-п-р-проводимости измеряется в соответствии с временной диаграммой фиг. 2,6, а время выключения для транзисторов р-п-рпро изводи мости - в соответствии с фиг- 2,а. Установка режимов испытуемого транзистора 14 по коллекторной и базовой цепям производится с помощью блока установки режимов.