Структурная схема измерительного стенда для измерения параметров способом сравнения с образцовыми мерами приведена на рис.4.1.

Ядром стенда служит тестер параметров радиоэлементов (ТПР). Автоматизированный режим измерения поддерживается программно с помощью персонального компьютера (ПК). Остальные блоки имеют следующее назначение:

регулятор температурного режима (РТР) для поддержания требуемой по условиям эсперимента температуры измеряемого образца;

программируемый генератор стандартных сигналов (ПГСС) для

измерения в заданном диапозоне частот;

программируемый источник питания (ПИП) для электропитания

измеряемых образцов по постоянному току при высоких уровнях потребляемой мощности;

векторный вольтметр (ВВ) для регистрации сигналов переменного тока;

пакет управления и обработки базы данных РЭ.

Контрольно измерительное устройство (КИУ) служит для управления и контроля режимами исследуемого РЭ по постоянному и переменному току. КИУ содержит измерительную головку (ИГ) для подключения исследуемого образца и электропитание его по постоянному и переменному току; и коммутатором сигналов статических и динамических измерительных цепей.

Управление КИУ, ПГСС, ПИП и РТР осуществляется ПК через ТПР. ТПР содержит интерфейс на основе МПУ, регистры для управления цифровыми устройствами в составе стенда и АЦП для измерения и контроля режимов измеряемого РЭ.

Электрическая схема

Общая электрическая схема стенда

Общая электрическая схема комплекса приведена на КД2.791.001ЭЗ (прил.).

Состав устройств на КД2.791.001ЭЗ и их назначение соответствует рис.9.

Общая схема ТПР

Общая схема ТПР приведена на КД2.720.001ЭЗ.

ТПР содержит устройство А1 (стандартный блок питания БПС6-1) и устройство А2 (блок управления КД3.097.002).

Электропитание осуществляется от сети 200В 50Гц через вилку разъема Х1.

Блок управления

Электрическая схема блока управления (БУ) приведена на КД3.097.002ЭЗ.

БУ содержит устройство А1 - ЦАП (КД5.192.007) для управления генератором тока (устройство А5 КД5.192.009); устройство А2 - ЦАП (КД5.192.007) для регулировки коллекторного напряжения при измерении транзисторов; устройство А3 - ЦАП (КД5.192.007) для управления устройством РТР (рис.9); устройство А4 - источник электропитания цепей гальванической развязки ПК с ТПР (КД5.192.008).

Управление устройствами А1- А3 осуществляется МПУ через регистры. Состав регистров, их элементов и управляемых устройств приведено в табл.1.

Таблица 1.

Соответствие регистров устройствам А1 - А3

Функционирование БУ поддерживает МПУ на основе микроЭВМ К1816ВЕ35 (DD1), адресного регистра К1533ИР22 (DD2) и ПЗУ К573РФ2 (DD3). Тактовая частота МПУ (6 МГц) стабилизирована кварцем ZQ1.

Функциональное назначение остальных элементов схемы отражено в табл.2.

Таблица 2.

Функциональное назначение элементов БУ

Транзисторы VT4 - VT20 служат для согласования ТТЛ логики с реле, расположенных в КИУ .

Резисторы R15 - R20 служат для регулировки опорных напряжений, которые поступают на устройства А1 - А3. Назначение остальных резисторов понятно из схемы БУ.

Стабилитроны VD1 - VD4 служат для стабилизации режимов, причем VD1 и VD2 выбраны с учетом высокой температурной стабильности.

Разъем XS1 служит для связи с ПК, а через разъем XP1 проводится электропитание БУ от источника БПС6 - 1.

Разъем ХР2 служит для подключения ПГСС и источника Б5-50, а разъем ХР3 - устройства КИУ.

Процесс взаимодействия ПК и МПУ подразделяется на две законченные стадии: передача и прием данных.

При передаче данных с ПК на МПУ происходит следующее. Передаваемые данные в последовательном виде через оптотранзистор гальванической развязки U1 поступают на вход INT микроэвм DD1. Последняя, распознавая сигнал стартового импульса, обрабатывает принимаемые данные посредством виртуального драйвера поддержки протокола V.24 (описанного в п.п.7.3). Данные переведенные в параллельную форму, в соответствии с командой, записываются в выбранный, посредством микросхемы DD4, регистр (DD7-DD14).

При считывании данных с АЦП DA1 микроэвм инициирует управляющие сигналы и после завершения цикла счета DA1 передает данные на обработку виртуальному драйверу. После обработки данных с DA1 они в последовательном виде через оптотранзистор U2 гальванической развязки передается на ПК.

Электрическая схема устройств А1 - А3 приведена на КД5.192.007Э3. ЦАП сконструирован на базе микросхемы К572ПА1. Микросхемы DD1 - DD2 (повторители с открытым коллектором) служат для защиты цифровых входов от перегрузок, а также для согласования ТТЛ уровней с входными уровнями микросхем серии К572. Микросхема DD3 служит для управления реле К1 и К2, коммутирующих опорное напряжение. Микросхема DA2 (прецизионный операционный усилитель) служит для преобразования выходного тока DA1 в напряжение. Диоды VD1 и VD2 предназначены для защиты выхода DA1 от случайных наводок. Смещение входов 4 - 13 микросхемы DA1 производится напряжением +5В через резисторы R1 - R10, которое вырабатывается на эмиттере транзистора VT1, который работает в схеме делителя +15В поступающего на его коллектор. Конденсаторы С1 - С10 являются блокировочными. Соединение устройства с базовой схемой БУ осуществляется через контакты 1 - 27.

Электрическая схема устройства А4 (источника питания) приведена на КД5.192.008Э3. Оно выполнено на основе генератора Ройера. Генератор выполнен на элементах VT1 и VT2, R1 и R2, и трансформаторе Т2. Элементы С1, С2 и Т1 используется для фильтрации помехи с частотой преобразования. Элементы VD1, VD2, C3 - C6 образуют выпрямитель напряжения, а R3, R4, VD5, VD6 - параметрический стабилизатор.

Устройство А5, электрическая схема которого приведена на КД5.195.009Э3, представляет собой преобразователь напряжение - ток. И содержит 3 генератора тока, первый из которых собран на DA1, VT1, VT2 служит для привязки к напряжению питания, второй на DA2, VT3 формирует положительный выходной ток, а третий на DA3, VT4 - отрицательный. Расчет элементов устройства приведен в п.п.5.1.