190296. lajstromszámú szabadalom • Számítógéppel vezérelt mérőkészülék, célszerűen ferroelektromos folyadékkristályok spontán polarizációjának méréséhez
1 190 296 2 11 mérőcellán lévő töltéssel és így a vizsgált anyag polarizációjával arányos. Ha az X feszültséget egy oszcilloszkóp vízszintes, az Y1 feszültséget pedig a függőleges eltérítő bemeneteire adjuk, az ernyőn a keresett hiszterézisgörbe jelenik meg. A kristályokkal ellentétben a folyadékkristályok vezetőképessége nem hanyagolható el, ezért a 11 mérőcella a valóságban párhuzamos RC tagnak tekinthető, ami megváltoztatja a feszültségosztást. Az ezzel járó fázistolás eltorzítja és kiértékelhetetlenné teszi a hiszterézisgörbét. Énnek kiküszöbölése érdekében van szükség a 13 változtatható kondenzátorból, 14 változtatható eljenállásból és 15 referenciakondenzátorból álló másik feszültségosztóra. A 18 differenciálerősítő a 12 illetve 15 referenciakondenzátorokon eső Y1 illetve Y2 feszültségek különbségét, az Y feszültséget képezi. A 13 illetve 14 változtatható impedanciákkal a minta vezetőképességének hatása kikompenzálható, így az oszcilloszkóp függőleges bemenetére az Y feszültséget kapcsolva az ernyőn fázistolástól mentes hiszterézisgörbét kapunk. A 16 illetve 17 utánhúzó követő erősítők biztosítják, hogy a 18 differenciálerősitö ne terhelje a 12 illetve 15 referenciakondenzátorokat. A találmány szerinti mérőkészülékre itt ismertetett példában a hiszterézisgörbe felvételét és a spontán polarizáció meghatározását Commodore CBM 3016 mikroszámítógép végzi. A számítógépet a mérőhidhoz illesztő egység lehetséges kiviteli alakját az 5. ábrán szemléltetjük. Az illetve Y^ bemenetekre adott feszültségek a 101 illetve 103 bemeneti erősítőkön keresztül a gyors 102 illetve 104 analóg-digitális átalakítók bemenetére kerülnek. A 102, 104 analóg-digitális átalakítók kimenetein megjelenő digitális információból - max. 16 bit/ konverter - adott pillanatban, egy időben mintát veszünk és azt a 32-bites 105 tárolóban tároljuk. A 106 multiplexer lehetővé teszi, hogy a 105 tárolóban levő adatokat a 107 buszmeghajtón keresztül a 108 számítógép 8-bites adatbuszára továbbíthassuk. A 130 illetve 132 digitális-analóg átalakítók - max. 16 bit/konverter-ésa 131 illetve 133 kimeneti erősítők a 32-bites 129 tárolóban levő adatok analóg feszültséggé alakítására szolgálnak. Ezek a feszültségek az Xki, Yki kimeneteken jelennek meg. A 129 tárolót adott pillanatban a 8-bites 125-128 közbülső tárolókból töltjük fel új adatokkal. A 125-128 közbülső tárolók bemenetei a 107 buszmeghajtón keresztül szintén a 108 számítógép adatbuszára csatlakoznak. A mintavételezés időzítését és az adatforgalom irányítását a 108 számítógép és a 100 vezérlő végzi. A 108 számítógépben lévő mikroprocesszor számára a találmány szerinti mérőkészülék úgy jelentkezik, mint a mikroprocesszor által egyébként nem használt tárterületen, célszerűen a hexadecimális 9000-900F címeken elhelyezett tizenhat külső memóriarekesz. E címtartományt a felső tizenkét A4-A15 címbit segítségével a 109 címdekódoló jelöli ki, aktiválva a 107 buszmeghajtót és a 112 demultiplexert. Az adatforgalom irányát a proceszszor R/W adatirány kimenete határozza meg, mely a 111 inverteren keresztül csatlakozik a 107 buszmeghajtó adatirány bemenetére. A processzor által megcímzett memóriarekesz kiválasztását a 112 demultiplexer végzi, melynek választóbemeneteire közvetlenül az alsó négy A0-A3 címbit csatlakozik. A 112 demultiplexer első négy kimenetét nem használjuk, hanem a 9000-9003 címeket a 106 multiplexerhez rendeljük hozzá, melynek választóbemeneteire közvetlenül a két legalsó A0-A1 cimbit van kötve Ezen címekről lehet a 105 tárolóban tárolt 32-bit információt 8 bitenként a 108 számítógépbe beolvasni. A 112 demultiplexernek a 9004-9009 címekhez tartozó következő hat kimenete a 113-118 invertereken keresztül a 119-124 flipflopok - amelyek példánkban pozitív élvezérelt D flip-flopok - bemenetére csatlakozik. A 119-124 flip-flopok kimenetei az ugyancsak pozitív élvezérelt D flip-flopokból megvalósított 125-128 közbülső tárolók illetve a 105 és 129 tárolók órabemeneteivel vannak összekötve. A processzor 02 órajel kimenete a 110 inverteren keresztül a 119-124 flipflopok órabemenetére, R/W adatirány kimenete pedig a 111 inverteren keresztül a 119-124 flipflopok törlőbemenetére kapcsolódik. Ha a proceszszor tárkiolvasást hajt végre, a 119-124 flip-flopok kimenetei bemeneteiktől függetlenül „L” szinten vannak. Amikor a processzor tárbeírást végez, a 02 órajel kimeneten megjelenő órajel negatív élének hatására a 119-124 flip-flopok kimenetei a bemenetekkel azonos logikai szintre kerülnek. A 112 demultiplexer kimenetei közül csak az éppen megcímzett memóriarekeszhez tartozó van „L” szinten, így a közbeiktatott 113-118 inverterek miatt a 119-124 flip-flopok közül csak az e kimenetre csatlakozónak változik „L” szintről „H” szintre a kimenete. E pozitív él hatására következik be az információ tárolásai memóriarekeszekben. A 9004-9007 címeken levő 125-128 közbülső tárolók valódi memóriarekeszek, melyek az adatbuszon megjelenő információval töltődnek fel. A 9008 című virtuális memóriarekesz megcímzésével a 32-bites 105 tárolót töltjük fel egy időben a 102 és 104 analóg-digitális átalakítók kimenetén jelen levő adatokkal. A 9009 virtuális memóriarekesz megcímzésével a 32-bites 129 tárolóba írjuk át egy időben a 125-128 közbülső tárolók tartalmát. Az illesztő egység ilyetén megvalósítása mellett a számítógép és az analóg-digitális illetve digitálisanalóg átalakítók közötti gyors adatforgalom gépi kódú program segítségével biztosítható, a tárolt adatok további feldolgozása, a tulajdonképpeni kiértékelés pedig már kényelmesen, magas szintű célszerűen BASIC-nyelven megírt programmal történhet. A találmány szerinti mérőkészülék lerroek uromos folyadékkristályok mellett bármilyen más tér roelektromos anyag spontán polarizációjának méréséhez felhasználható. Az 5. ábra szerinti számitógépes illesztőegység bármely két más mérőátalakítóból származó, idővel nem túl gyorsan változó elektromos jel számítógépes feldolgozására alkalmas, így pl. kétpólusok feszültség-áramkarakterisztikájának felvételére is használható. Bár az illesztőegység a Commodore CBM 3016 mikroszámítógéphez készült, változtatás nélkül, vagy legfeljebb a készülékhez rendelt címtartomány módosításával bármely más, a 6502 mikroprocesszorra épülő szá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
