168308. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés ekvivalencia jelzésére széles szinttartományokon belül változó vizsgált és referencia jelek között
168308 3 4 gedett teljesítmény-disszipációja rendkívül széles határok között változhat. A korszerű műszereknél éppen a vizsgált félvezetők megfelelő védelme céljából szükség van olyan védelmi áramkörökre, amelyek akkor avatkoznak be, amikor a félvezetőre jutó teljesít- 5 meny az adott típusra megengedett teljesítményt meghaladja. Ismert már olyan rendszertechnikai megoldás, amelynél a vizsgált félvezető feszültségének és áramának normalizált értékeiből szorzó áramkör segítségével normalizált PN teljesítménynek megfelelő 10 jelet hoznak létre. A normalizált értékek és a tényleges értékek kapcsolatát a méréshatár-kapcsolók pillanatnyi állásaiból, az ezt követő erősítési tényezők értékéből és a normalizált szintre jellemző UN és I N értékből számítással lehet meghatározni. A félvezetők 15 feszültség-áram karakterisztikáinak felrajzolása során az ábrák helyes értékelhetősége céljából a kezelők a méréshatár-kapcsolókat mindig úgy állítják be, hogy a jellemzők adott szinttartományon belül legyenek. A kezelők a vizsgált félvezetőtípus ismeretében 20 limitérték beállító kapcsoló segítségével több lehetséges diszkrét teljesítmény közül kiválasztják az eszköz megengedett teljesítményét legjobban közelítő PB beállított maximális teljesítményt. Ismert már olyan feladatkitűzés kis, amely szerint 25 a feszültség és az áram méréshatárait beállító méréshatár-kapcsolókat valamint a limitértéket beállító kapcsolót méréshatárváltó áramkörhöz kell csatlakoztatni, amely képes olyan referenciajel szolgáltatására, amely a fentiekben definiált normalizált PN teljesít- 30 ménnyel éppen akkor egyezik meg, amikor a tényleges teljesítmény eléri a PB beállított maximális teljesítményt. •A kitűzött feladat megoldására kellő biztonsággal alkalmazható számítási eljárás vagy ezt megvalósító 35 áramkör eddig még nem volt ismert. A feladat vizsgálata után kézenfekvő olyan megoldás keresése, amely szerint az egyes méréshatár-kapcsoló állásokhoz olyan mennyiségeket kell rendelni, amelyek az adott kapcsolóállásokkal meghatározott osztási 40 arányt reprezentálják majd ezekből a mennyiségekből a kitűzött feladatnak megfelelően szorzatot és hányadost kell képezni. Az így kapott eredmény ismeretében megfelelő konstanssal történő szorzás után létre lehet hozni olyan villamos jellemzőt, amelynek a PN 45 normált teljesítménnyel való ekvivalenciája éppen a limitérték elérésekor következik be. Az ilyen kézenfekvő megoldások hátrányát az képezi, hogy a széles nagyságrendi tartományokat átfogó villamos jelekkel (például 1 mV és 2000 V 50 között változó feszültséggel) analóg műveleteket elfogadható hibaszázalékon belül nem lehet végeztetni, a műveletek digitális úton való közvetlen elvégzése pedig a felhasználandó áramkörök nagy száma és bonyolultsága miatt nagyon gazdaságtalan. 55 Célunk a találmánnyal olyan eljárás létrehozása, amelynek felhasználásával a vázolt tipusú ekvivalenciameghatározás adott hibaszázalékon belül viszonylag kis bonyolultsági fokú áramkörök felhasználása mellett elvégezhető. 60 A találmány alapját az a felismerés képezi, hogy az ekvivalencia képzés összefüggésének egyik oldalán változóként csak a méréshatár-kapcsolók valamint a limitértéket beállító kapcsoló pillanatnyi állapotával meghatározott osztási arányok szorzata és/vagy 65 hányadosa szerepelnek. Mivel az elvégzendő műveletekben csak szorzást és osztást találhatunk, a műveletek úgy is elvégezhetők, hogy az osztási arányok logaritmusát képezzük, és az eredeti mennyiségekre csak a műveletek elvégzése után térünk vissza. Ezzel a közelítéssel a problémák gyökerét képező szorzási és osztási műveleteket addícióra vezettük vissza és elkerüljük a több nagyságrendben változó mennyiségekkel történő művelet végzést. A műveletek visszakódolása már exponenciális függvénybe való behelyettesítéssel elvégezhető, amelyek eredményeként az ekvivalencia képzéséhez szükséges változó már kiadódik. Az ekvivalenciaképzés akkor is helyes lesz, ha a PN normalizált teljesítménynek létrehozzuk a logaritmusát és az összehasonlítást e logarizált érték és addicionált érték között végezzük el. Célunkat a találmánnyal úgy érjük el, hogy az eljárás során az egyes bemeneti jeleket legfeljebb n állású méréshatár-kapcsoló állításával és ezt követő rögzített mértékű erősítéssel adott szinttartományba transzformáljuk, majd az adott szinttartományba transzformált jelek szorzatát és/vagy hányadosát kiszámítjuk, továbbá a névleges limitértékhez tartozó kapcsoló állításával a kívánt limitértéket kijelöljük (amikor is a találmány szerint) a k számú méréshatár-kapcsoló pillanatnyi állapotát valamint a névleges limitértéket beállító kapcsoló pillanatnyi állapotát megvizsgáljuk és a vizsgálat során a kapcsolók által képviselt osztási arány logaritmusának megfelelő mennyiségek előjeles összegét képezzük, amikor is az osztóként szereplő villamos jelekhez tartozó mennyiségek előjelét a szorzóként szereplőkéhez képest g 11 p nt' stp<!n '' lf vál «7tjnkjp p g, és az így képzett összegnek megfelelő villamos mennyiséget a transzformált szorzat és/vagy hányados logaritmusának megfelelő hasonló villamos mennyiséggel hasonlítjuk össze, illetve az összehasonlítást ehelyett az összeg exponenciális függvényének megfelelő villamos mennyiség és a transzformált szorzatnak és/vagy hányadosnak megfelelő villamos mennyiség között végezzük el, és az összehasonlított mennyiségek ekvivalenciája esetén jelzést adunk. Az eljárás egy célszerű foganatosítási módjánál a kapcsolók által képviselt osztási arány logaritmusát úgy hozzuk létre, hogy a tényleges kapcsolóállásokból, például folyamatos vagy diszkrét feszültségosztók felhasználásával analóg villamos jeleket képezünk, amelyeket előjelhelyesen összegezünk és az összehasonlítással kapcsolatos lépésekben az így kapott összeget használjuk fel. Ennek az analóg eljárásnak legnagyobb előnyét az képezi, hogy nemcsak a diszkrét kapcsolóállásokhoz tudunk analóg jeleket hozzárendelni, hanem folyamatosan változó osztási arányok esetében is (például potenciométeres limitérték beállításnál) és ez a megoldás a találmány felhasználási területét bővíti. Diszkrét kapcsolóállások esetében az eljárás hibrid eljárásként is elvégezhető, amelynél a logaritmusképzést és az addíciót digitális úton, az ezt követő visszakódolást és összehasonlítást pedig analóg úton végezzük el. Eszerint az eljárási változat szerint a kapcsolók pillanatnyi állapotát egymásutáni sorrendben vizsgáljuk meg és így ismétlődő vizsgálati ciklusokat hozunk létre, az egyes ciklusok során órajelsorozat egymás után következő impulzusaival először az első méréshatár-kapcsoló első, második, majd n-edik 2
