Общая схема устройства А1 приведенна на КД4.097.001. В состав ИГ входит:
устройство А1 - панель подключения РЭ (на схеме приведен вариант ПП для измерения биполярных транзисторов);
устройство А2 - согласующее устройство (СУ);
устройство А3 - тестовый аттенюатор.
Подключение к схеме КИО происходит через контакты 1 - 10. Электропитание транзистора по постоянному и переменному току осуществляется через контакты 1 и 2 устройства А1, контакты 4 и 5 используются для управления реле, которое коммутирует измеряемые сигналы переменного тока. Сигналы управления режимом транзистора поступают с контактов 6 и 7 ИГ на контакты 5 и 8 устройства А2. ВЧ сигнал с контакта 8 ИГ поступает на контакт 4 устройства А3. С выходов 1 или 2 устройства А3 ВЧ сигнал поступает на входы 1 или 2 устройства А1. Через контакты 1 - 5 ИГ осуществляется управление коммутатором устройства А3 и реле расположенном в устройстве А1.
Электрическая схема устройства А1 - ИГ приведена на КД5.192.003Э3. Устройство содержит контакты Х1, Х2, Х3 для подключения транзистора, разъем Х4 для подключения измерительного входа ВВ и реле К1 с контактами К1.11 - К1.13 для подключения ВВ к коллектору или базе транзистора. Подключение устройства к ИГ происходит через контакты 1- 5.
Электрическая схема СУ (устройство А2 ИГ) приведена на КД5.192.002Э3. Резисторы R1 и R4 служат для электропитания коллектора и базы по постоянному току. Сигналы переменного тока снимаются с контактов 6 и 7 и через согласующие эмитерные повторители, собранные на транзисторах VT1 и VT2, и резисторы R1 и R3 поступают для электропитания базы или коллектора по переменному току. Стабилитроны VD1 и VD2 для стабилизации режимов эмитерных повторителей. Конденсаторы С1 - С8 служат для развязки цепей по переменному и постоянному току или блокировки по переменному току. Пары резисторов R1,R2 и R3,R4 служат нагрузочными резисторами в цепи коллектора и базы.
Электрическая схема ТА (устройство А3 ИГ) приведена на КД5.192.001Э3. ТА служит для регулировки уровня сигнала при измерении транзисторов или микросхем. Собственно ТА содержит 3 ступени деления по 20 дБ каждая, включенные последовательно. Идентичные делители на резисторах R3 - R5, R6 - R8 и R9 - R11 собранные по «П»-образной схеме и позволяют регулировать сигнал без изменения выходного и входного сопротивления, которое при любых коммутациях остается равным 50 Ом. Управление делителем осуществляется реле К2 - К4. Реле К1 служит для подключения ТА к цепи коллектора (нормальное положение) или к цепи базы. Резисторы R1 и R2 служат для согласования входных цепей. ВЧ сигнал поступает через контакт 4, а выходные снимаются с контактов 1 или 2, контакты 5 - 8 используются для управления реле.
Устройство А2 КИУ (дифференциальный измерительный усилитель) представлено на КД5.192.005Э3. ДИУ содержит 3 прецизионных операционных усилителей DA1 - DA3. На DA1, DA2 собран усилитель с коэффициентом усиления дифференциального сигнала 2,5 а синфазного сигнала - 1. На DA3 собран усилитель, коэффициент усиления дифференциального сигнала - 1, а синфазного - 0. Благодаря такому решению ослабление синфазного сигнала 100 дБ. Коэффициент усиления дифференциального сигнала задается резисторами R3,R5,R6 и R8, причем R5 служит для точной подстройки коэффициента усиления. Резистор R4 предназначен для балансировки усилителя (установка 0). Резистор R13 служит для оптимизации коэффициента ослабления синфазного сигнала, а элементы С1 - С4, R14, R15 представляют собой фильтр питания.
Принципиальная схема устройства А3 КИУ приведена на КД5.192.004Э3. Она содержит переключатели: S1 - для электропитания транзистора (PNP или NPN структура); S2 - для подключения внешнего или внутреннего источника тока; S3 - для выбора измеряемого элемента (транзистор - микросхема). Светодиоды HL1- HL2 для индикации положения переключателей. Соединения устройств А3 с А4 КИУ производится с помощью контактов 1 -17.
Устройство А4 КИУ представлено на КД5.192.006Э3 (УУКР). Оно содержит программируемый синтезатор коллекторного напряжения на микросхеме DA1 и DA2, транзисторах VT1 и VT2 и стабилитронах VD1 и VD2. Который реализует устройство регулировки коллекторного напряжения транзистора по АС№ 1084709 СССР. Управление рабочей точкой по напряжению Uк осуществляется от ЦАП. Сигнал управления поступает через контакты 24а, 25а разъема Х1 на резистор R1 (см. схему КД3.097.001). Сигнал с движка резистора R1 поступает на инвертирующий вход микросхемы DA1. На неинвертирующий вход этой микросхемы поступает сигнал обратной связи с выхода делителя R1 - R2, который подключен к коллекторной цепи измеряемого транзистора через контакт 8. Схема на ОУ DA2 представляет собой прецизионный источник тока, управляемый напряжением. Этот источник включается вместо внешнего источника тока, расположенного в БУ ТПР, при микромощных токовых режимах. При этом для программного управления используется мощный источник тока, сигнал от которого поступает через контакты 28а и 29а.
Коммутатор на реле К1 - К9 служит для переключения измерительных цепей в процессе измерения.
Таблица 3
Таблица состояний реле
| Измеряемый параметр | Состояние реле | |||||
| К1, К2 | К3 | К4,К5 | К6 | К7 | К8,К9 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Модуль напряжения первого ВВ | 0 | 1 | - | 0 | 0 | 0 |
| Аргумент напряжения первого ВВ | 0 | 0 | - | 0 | 0 | 0 |
| Модуль напряжения второго ВВ | 1 | 1 | - | 0 | 0 | 0 |
| Аргумент напряжения второго ВВ | 1 | 0 | - | 0 | 0 | 0 |
| Ток коллектора Iк | - | - | 1 | 1 | 1 | 0 |
| Напряжение коллектора Uк | - | - | 1 | 1 | 0 | 0 |
| Ток базы Iб | - | - | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Напряжение базы Uб | - | - | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Напряжение питания микросхемы | - | - | - | - | - | 1 |
Примечания:
1. УУКР в перспективе рассчитан на измерение с применением двух ВВ (для этого введены реле К3 и К2).
2. резистор R1 - эталонная мера в цепи питания коллектора, определение которого производится по формуле
Iк = UR3 / R3, (25)
где UR3 - падение напряжения, регистрированное на R3.
3. Образцовый резистор R4 служит для измерения тока базы, который рассчитывают по формуле
Iб = UR4 / R4, (26)
где UR4 - падение напряжения, регистрированное на R4.
4. При измерении микросхем их электропитание по постоянному току осуществляется через контакты 28а и 29а, причем вместо источника тока используется источник напряжения.
Управление реле и электропитание электронной части УУКР производится через разъем Х1, который служит для соединения УУКР с БП ТПР.
Реле К1 - К9 управляется через контакты 4а, 6а, 8а, 10а, 14а и 15а разъема Х1. Через контакты 4, 6, 8, 10, 14 этого разъема поступают сигналы управления реле ИГ.
При разработке электрической схемы были приняты во внимание основные принципы функционально - блочного метода конструирования и оптимальные условия выполнения измерительного процесса. В этой связи аппаратная часть комплекса было решено разделить на два функциональных узла: блок управления и контрольно-измерительное устройство. Это позволило разделить цепи управления в блоке БУ, а измерительные цепи в блоке КИУ. Сосредоточение всех измерительных цепей в локальном пространстве блока КИУ позволило свести к минимуму уровень помех, которые неизбежно возникают при работе цифровых цепей, за счет пространственного разнесения цифровых и аналоговых измерительных цепей, минимизации соединительных проводников, соединяющих измерительные цепи. Кроме того представляется возможным применение КИУ в виде отдельного, функционально законченного блока, что позволяет улучшить эргономические показатели всего комплекса в целом.
В процессе разработки схемы ТПР было принято во внимание использование в качестве базового блока корзины от ЭВМ ДВК-2М со стандартным блоком питания БПС 1-6. Это принципиально решило вопросы по электропитанию комплекса по постоянному току от сети 220В 50Гц.
БУ было решено сконструировать на базе макетной платы с полупечатью. Так как БУ должен содержать ряд достаточно сложных схем (ЦАП - 3 шт; источник питания ИП; генератор тока ГТ), размещение элементов которых непосредственно на плате представляет известную сложность из-за лимита площади, то эти устройства было решено выполнить в виде отдельных изделий (устройства А1 - А5), которые подключаются к базовой кассете.
При разработке схемы КИУ было принято во внимание функциональное назначение отдельных ее составных участков схемы. Особое внимание было уделено учету конструктивных особенностей измерительной головки. При этом были приняты во внимание вопросы развития и усовершенствования конструкции. Так как ИГ, с помощью которой реализуется принятый способ измерения, можно исключить при определении параметров широкого класса радиоэлементов (пассивные и активные, двухполюсники, в том числе 15 типов диодов; биполярные и полевые транзисторы различных структур; аналоговые ИС и т.д.), то при разработке схемы было учтено использование сменных отдельных модулей, позволяющих оптимизировать измерение конкретного РЭ. В первую очередь это касается контактной панели (устройство А1 ИГ). Выделение ТА (устройство А3 ИГ) в виде отдельного модуля позволяет оптимизировать процесс измерения активных четырехполюсников при отсутствии ПГСС с программируемым уровнем выходного сигнала. Так как согласно базовому способу измерения (АС№ 1317370 СССР) можно определять параметры многополюсников в диапазоне частот до единиц ГГц, то были предусмотрено использование легкозаменяемого согласующего устройства ( устройство А2 ИГ). Это позволяет использовать базовый модуль УУКР (устройство А4 КИУ) при использовании новых конструкций модулей ИГ предназначенных работать в разных диапазонах частот. Сосредоточение органов управления блоком УУКР на отдельной плате, расположенной в непосредственной близости к лицевой панели, позволило упростить структуру соединительных проводников.