168308. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés ekvivalencia jelzésére széles szinttartományokon belül változó vizsgált és referencia jelek között
168308 5 vizsgálóérintkezőjét megjelöljük ugyanezt a jelölést következetesen elvégezzük a második, harmadik, végül az utolsó, azaz k + 1-edik kapcsoló összes vizsgálóérintkezőjénél, amikor is az egyes kapcsolók pillanatnyi állapotának megfelelő í-edik és az utolsó, azaz n-edik vizsgálóérintkező kijelölése között kibocsátott impulzusok n-i számát megszámláljuk, és az így kapott számokat egy cikluson belül előjelhelyesen addicionáljuk, és az összehasonlítással kapcsolatos lépésekben az így lépett összegeket használjuk fel. A találmánnyal tehát úgy tesszük lehetővé a több nagyságrendet átfogó szintű jelek szorzatának és/vagy hányadosának képzését, hogy a nagyságrendekkel kapcsolatos műveleteket a logaritmusképzéssel és az addícióval leegyszerűsítjük, a számítás hibáját csökkentjük, egyidejűleg pedig a feladatot viszonylag kis bonyolultsági fokú áramkörökkel elvégezhetővé tesszük. A találmányt a továbbiakban példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen az 1. a) b) c) ábrák a találmány szerinti megoldást felhasználó félvezető karakterisztika rajzoló műszer teljesítményindikáló részének az egyszerűsített tömbvázlata, a 2. ábra a hidrid-eljárás digitális részének foganatosítására alkalmas kapcsolási elrendezés elvi rajza. Az 1 a) b) és c) ábrákon félvezető karakterisztika rajzoló műszer tömbvázlatának a találmány szem pontjából lényeges részletét tüntettük fel. A vizsgált félvezető Ux feszültsége n állású SÍ méréshatár-kapcsolón keresztül adott erősítési tényezőjű 10 erősítő bemenetéhez csatlakozik, amelynek kimenetén az Ux feszültség normalizált UN feszültségként jelenik meg. A vizsgált félvezető Iv árama (illetve ezzel arányos feszültség) S2 méréshatár-kapcsolón keresztül 12 erősítőhöz csatlakozik, amelynek kimenetén normalizált IN áram mérhető. A két normalizált jelet 11 szorzóval összeszorozzuk, és így megkapjuk az eszköz által disszipált teljesítménnyel arányos PN normalizált teljesítményt. Az UN és I N értékeket adott esetben 13 képcsövön is megjelenítjük. A vizsgált félvezető megengedett legnagyobb teljesítményét n állású limitérték beállító C kapcsolóval állítjuk be, amely 20 összegzőhöz csatlakozik. Az n állású SÍ és S2 méréshatár-kapcsolókon egy-egy járulékos kapcsolótárcsát is kiképeztünk, amelyek szintén a 20 összegző áramkörrel vannak összekötve. A 20 méréshatárváltó áramkör kimenete exponenciális karakterisztikájú 16 függvénytranszformátoron keresztül 14 komparátor referencia bemenetéhez csatlakozik. A PN normalizált teljesítménynek megfelelő jel ugyanekkor a 14 komparátor másik bemenetén jelenik meg. E két jel ekvivalenciája esetén a vizsgált félvezető eszközre jutó teljesítmény elérte a PB beállított maximális teljesítmény értékét, és a 14 komparátor kimenete a túlterhelést megszüntető 15 védelmi áramkört vezérli. Ha a méréshatár-kapcsolók osztási arányainak sorozatát mértani sorral közelítjük, akkor a tényleges és a normalizált értékek között a következő összefüggést állapíthatjuk meg: 6 Ux = aku -U N (1) Iy = ak,,I N (2 ) PB = akP -P NB ( 3 ) ahol a a mértani sor alapszámát jelöli, PNB a vizsgálat szempontjából konstans normalizált teljesítményérték, ku, ki és kp pedig az egyes kapcsolók tényleges 10 állapotainak a sorszámát jelölik. A túlterhelésvédő áramkörnek akkor kell jelzést adni, ha az Ux • I = P tényleges teljesítmény megegyezik a PB beállított teljesítménnyel. Az (1) és (2) összefüggések szorzata éppen a P tényleges teljesítményt adja. p = a (ku + ki) . pN (4) A (3) és (4) összefüggések megegyezése a túlterhelés kezdetének feltétele. írhatjuk, hogy 20 akP ' P NB = a(kU + k ° ' P N' kissé átrendezve kapjuk, hogyPN =P NB .a( k e-ku -ki > (5) 25 Ez utóbbi összefüggés szerint a túlterhelés feltétele a normalizált PN teljesítménynek egy olyan mennyiséggel való ekvivalenciáját jelenti, amelyben a mérés szempontjából változó mennyiségeket csak a ku, ki és kp kapcsolóállások összege illetve különbsége képvi-30 seli, mivel PNB és a értéke állandó. Megjegyezzük, hogy a fenti összefüggésekben a jelleg kihangsúlyozása céljából a 10 és 12 erősítők erősítési tényezőit, nem vettük figyelembe. A fenti elhanyagolások miatt az (5) összefüggés egy állandó szorzó beírásával lesz 35 csak helytálló. Ez az egyszerűsítés azonban a lényeget nem érinti. A fentiekben feltételeztük, hogy a méréshatár-kapcsolót osztási arányainak a sorozata mértani sorral közelíthető. Ez a feltétel az (1) és (2) összefüggésekből látható módon jelentős egyszerűsí-40 tésre adott lehetőséget, mivel a kitevőben szereplő ku és ki mennyiséget nemcsak az osztási arány a alapú ! logaritmusát jelentették, hanem éppen a méréshatárkapcsolók kapcsolási állapotainak sorszámával is megegyeztek. A kapcsolók sorszámának megfelelő 45 mennyiségek képzése és ezek addiciója pedig viszonylag egyszerű feladat. A találmány azonban nem korlátozódik a hivatkozott feltételezésre. Ha az osztási arány folyamatosan változik vagy mértani sorral nem közelíthető, 50 ezen arány logaritmusát megfelelő karakterisztikájú függvénytranszformátorokkal könnyen létrehozhatjuk, és ekkor a függvénytranszformátor kimeneti jeleivel kell az összegzést elvégeznünk. Ezen kiegészítés ismeretében a találmány további 55 ismertetésénél arra az egyébként leggyakrabban előforduló esetre szorítkozunk, amelynél a fenti feltétel érvényes, és a keresett logaritmust éppen a kapcsolók ku, Jri,.. .stb. állapota képezi. Visszatérve az la ábrára, láthatjuk, hogy az SI, S2 60 méréshatárkapcsolók pillanatnyi ku, ki állapotánál és a limitérték beállító C kapcsoló pillanatnyi kp állapotáról a 20 összegzőt értesítjük. Az (5) kifejezésből látható, hogy az összegzésnél az osztóként szereplő mennyiségek (pl. kp) előjelét a szorzóként szerep-65 lökéhez (pl. ku, ki) képest ellentétesre kell választani. 3
