176562. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nemlineáris kétpólusok, előnyösen félvezető struktúrák admittanciájának meghatározására
3 176562 4 juk. Integrálás után a két integrált jelet egy ismert konstanssal megszorozva az admittancia valós és képzetes részét képezzük. A találmány szerinti berendezés lényege, hogy a berendezésnek mérőbemenetekkel ellátott jelelőkészítő ké- 5 szüléké, a jelelőkészítő készülékre kapcsolt jelfeldolgozó készüléke, és a jelfeldolgozó készülékre kapcsolt két digitális voltmérője van. A találmány szerinti berendezés másik kiviteli alakjának lényege, hogy a jelelőkészítő készüléknek egyen- 10 áramú feszültségforrása, kétfázisú rádiófrekvenciás jelforrása, továbbá a feszültségforrással és a jelforrással összekapcsolt mérőátalakítója van. A találmány szerinti berendezés további kiviteli alakjának lényege, hogy a jelfeldolgozó készüléknek jelátala- 15 kitója és a jelátalakítóra kapcsolt mérésvezérlője van. A találmány szerinti berendezés még egy további kiviteli alakjának lényege, hogy a jelátalakítónak láncbakapcsolt két szorzó és két integráló áramköre van. Az ismert és a találmány szerinti admittanciamérő be- 20 rendezések kapcsolási elrendezéseit rajzok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a Zaininger-féle admittancia mérőberendezés, a 2. ábra a fázisfordító visszacsatolt műveleti erősítőt, 25 a 3. ábra a találmány szerinti berendezés egy példaként kiviteli alakját, a 4. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakját, az 5. ábra a találmány szerinti berendezés egy további 30 kiviteli alakját, a 6. ábra a találmány szerinti berendezés még egy további kiviteli alakját mutatja, a 7. ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakját szemlélteti. 35 Az 1. ábrán látható Zaininger-konverteres mérőátalakítóban az 1 mérendő admittancia a földelt bázisú erősítő-fokozat 11 tranzisztorának emittere és a 2 és 3 generátorból álló soros generátor komplexum melegpontja közé van kapcsolva, ahol a 2 generátor kisjelű AC gene- 40 rátör, a 3 generátor pedig egyenáramú feszültségforrás. A 7, 8, 9, 10 ellenállások, valamint a 6 kondenzátor a földelt bázisú erősítő szokásos elemei. A 4 és 5 kondenzátorok a mérendő admittancia hozzávezetési kábeleinek szórt kapacitásait jelzik. 45 A konverzióra írható, hogy ^ki *x ’ ^be * ^u~ Zt BE . 1 s rBE s y: =V0.Zt. yx 1 + 1 rBE • yx ahol rBE=a tranzisztor B—E ellenállása s=a tranzisztor kisjelű áramerősítési tényezője. Látható, hogy a linearitást zavaró tag s növelésével 1-hez tart. Az rBE és s értékek viszont munkapont függőek és a munkapont a hőmérséklet függvényében változik. A 2. ábrán látható fázisfordító visszacsatolt műveleti erősítővel működő admittanciamérő berendezésnél az 1 mérendő admittancia 12 műveleti erősítő fázisfordító bemenete és az egyenáramú 3 generátorból, valamint a 50 55 60 65 váltóáramú 2 generátorból álló generátor komplexum melegpontja közé van kapcsolva. Fontos megjegyezni, hogy az admittancia kábel kapacitása az esetek többségében nagyságrendekkel meghaladja a mérendő admittancia abszolút értékét. Az admittancia mérő berendezés jellemezhető a következő összefüggéssel: Vki=V0.yx- K, ahol K ideális esetben állandó, nem függ a mérendő admittanciától. Az egyes megoldások éppen abban térnek el egymástól, hogy milyen mértékben sikerül megközelíteni az ideális konstans K értékét, azaz azt, hogy a Vki(yx) függvény lineáris legyen. A 3. ábrán látható találmány szerinti admittancia mérő berendezésnél a 21 mérendő admittancia jelét a b és c mérőbemeneteken keresztül a 22 jelelőkészítő készülékre vezetjük, mely megfelelő formálás és átalakítás után a 23 jelfeldolgozó készülékre juttatja a jelet. A 23 jelfeldolgozó készülék által szolgáltatott jeleket a 24 első és a 25 második digitális voltmérővel mérjük. A 4. ábrán látható találmány szerinti admittanciamérő berendezés egy másik kiviteli alakjánál a 22 jelelőkészítő készülék láncbakapcsolt 26 egyenáramú feszültségforrásból, 27 mérő átalakítóból, 28 kétfázisú rádiófrekvenciás jelforrásból van felépítve. A 27 mérő átalakító a 21 mérendő admittancia jelet, a 28 kétfázisú rádiófrekvenciás jelforrás pedig az első és második kimenetén megjelenő jelet továbbít a 29 jelátalakító felé. A 27 mérő átalakító sajátossága, hogy a kábelek és a mérendő admittancia aránya nem rontja a linearitást. Levezethető ugyanis, hogy a mérőberendezés kimenőfeszültsége uki=v0 Zf yx 1 1 + 1 +yx • Zt Az összefüggésből látható, hogy a linearitást befolyásoló konstans állandó értéke kisebb nyitott hurkú A erősítés esetén a Zt terhelő impedancia megválasztásával javítható. Előnye a megoldásnak, hogy a 26 egyenáramú feszültségforrás és a 28 kétfázisú rádiófrekvenciás jelforrás függetlenül kapcsolható a berendezésre, melyeknek szuperpozícióját a berendezés elvégzi. Az 5. ábrán látható találmány szerinti admittancia mérő berendezés egy további kiviteli alakjánál a 23 jelfeldolgozó készülék a 29 jelátalakítóból és a jelátalakítóra kapcsolt 30 mérésvezérlőből van felépítve. A 30 mérésvezérlő indító jelének hatására a 29 jelátalakító a bemenetére érkező, a mérendő admittanciával arányos jelet egyharmonikusú Fourier-analízisnek veti alá. A 29 jelátalakító két kimenetén a 30 mérésvezérlő által meghatározott idő múlva a valós és képzetes részszel arányos szétválasztott egyenfeszültség jelenik meg, melyet a kimenetekre kapcsolt digitális voltmérők közvetlenül kijeleznek. A 6. ábrán látható találmány szerinti admittanciamérő berendezés még egy további kiviteli alakjánál a 29 jelátalakító a valós és képzetes rész külön-külön történő feldolgozására szolgáló, egyenként láncba kapcsolt 31 első szorzóáramkörből, a 33 első integráló áramkörből, illetőleg a 32 második szorzóáramkörből és a 34 második integráló áramkörből van felépítve. A találmány szerinti eljárás és berendezés előnyei a következők: A találmány szerinti mérőátalakító szórt-2
