2.8. Измерения в переменном базисе полюсных нагрузок

В основу разработанного способа измерения положено применение в качестве идеального источника напряжения, а полюсные нагрузки выполняют две функции: собственно полюсных нагрузок или внутреннего сопротивления этого источника.

На практике любой источник сигнала обладает в общем случае комплексным внутренним сопротивлением, которое при измерениях на высоких частотах может изменяться в процессе коммутации этого источника из-за влияния монтажных коммутационных цепей. Таким образом, цепь электропитания полюса i представляет собой цепь из последовательного включённых - источника ЭДС, - собственного внутреннего сопротивления этого источника и - сопротивления полюсной нагрузки, которую в этом случае используют для моделирования внутреннего сопротивления источника . Сопротивление представляет собой входное сопротивление полюса i в режиме холостого хода.

Выведенные выше расчётные формулы справедливы при условии

. (2.215)

В противном случае неизбежны методические ошибки определения - матрицы тестируемого многополюсника, уровень которых зависит от степени нарушения этого условия.

Так как выбор компоненты вектора полюсных нагрузок определяет пользователь измерительной системы, то для определения степени выполнения условия (2.215) в каждом аттестуемом случае необходимо аттестовать компоненты вектора внутреннего сопротивления источника .

Определение сопротивления не представляет какой либо сложности. Для этого следует воспользоваться базовой методикой измерения двухполюсников, приведённой в п.2.6.2 и иллюстрированной на рис.2.34. Выполнив всего два теста для каждого из полюсов многополюсника (рис.2.34а,б) полное сопротивление определяют по напряжениям , по формуле

. (2.216)

Если условие (2.214) не выполняется, хотя бы для одного из полюсов, то необходима корректировка результатов измерения, по результатам которой нужно скорректировать – матрицу многополюсника, определённую по базовой методике.

Воспользовавшись теорией цепей, выразим напряжения , , , через параметры схем рис.2.39-2.40. Тогда

; (2.217)

; (2.218)

; (2.219)

. (2.220)

В)Рис. 2.40. Измерение параметров двухполюсника :

а - режим холостого хода; б - режим калибровки; в - нагруженный режим

Обозначим ; (2.221)

. (2.222)

Подставив в формулы (2.221) и (2.222) значения напряжений из формул (2.217)- (2.220), получим

; (2.223)

. (2.224)

Решив уравнения (2.223) - (2.224) относительно искомого параметра с учетом его физической реализуемости, получаем расчетную формулу

. (2.225)

Таким образом, приходим к следующему алгоритму определения внутреннего сопротивления реального источника сигнала.

Измерение напряжений , , , , по схемам рис. 2.39-2.40.

Вычисление сопротивлений и , по формуле (2.175) и коэффициентов и , по формулам (2.221) и (2.222).

Вычисление внутреннего сопротивления источника сигнала формуле (2.225).

Аттестация измерительной схемы на предмет определения сопротивлений нужна в том случае, если возникают сомнения в выполнении условия (2.215). Логично в первую очередь выполнить калибровку измерительной схемы, начиная с цепи полюса, имеющего наименьшую нагрузку, а, следовательно, и наименьшее значение нагрузочного сопротивления. Если после аттестации этой цепи окажется, что условие (2.215) выполняется, то корректировку результатов измерений производить не нужно, а определение Y-матрицы многополюсника можно производить согласно базовой методике.

В противном случае необходима корректировка результатов, в результате которой должна быть исключена систематическая погрешность измерения, вызванная влиянием внутреннего сопротивления источника сигнала. Если в измерительной схеме использованы различные источники сигналов, то необходимо определить сопротивление Z_gi каждого из них.

Рассмотрим методику определения поправочных коэффициентов. Измерительная схема с учетом внутреннего сопротивления источников сигнала имеет вид, представленный на рис. 2.41. Отсюда приходим к эквивалентным схемам рис. 2.42, на которых комплексные сопротивления выражают входные сопротивления многополюсников и соответственно.

Так как калибровка сопротивления Z_gi по принятым условиям эксперимента производится непосредственно в измерительной схеме, то эквивалентные схемы измерительной цепа полюса при определении напряжений и имеют вид, представленный на рис. 2.39, а выражение этих напряжений через параметры измерительной схемы производится по формулам (2.216)-(2.217). Решая эти уравнения относительно параметра получаем

, (2.226)

где - коэффициент, рассчитываемый по формуле (2.220).

Вычисление сопротивления не представляет сложности, так как оно может быть определено согласно методике измерения параметров двухполюсника, т.е. справедливо

. (2.227)

Таким образом, в результате калибровки источника сигнала и измерении по схемам рис. 2.41 осуществлена полная аттестация импедансных параметров цепей, подключаемых к полюсу .

a)

б)

в)

Рис. 2.41. Измерительная схема с реальным источником сигнала.

а - режим холостого хода; б - режим калибровки; в - нагруженный режим

Для того, чтобы при расчетах воспользоваться базовой методикой определения Y-матрицы многополюсника необходимо определить корректированные значения напряжений на полюсах и схем рис.2.41, другими словами, напряжения, которые соответствуют случаю Zг=0. Отметив эти корректированные напряжения индексе " К ", в результате анализа схемы рис. 2.39 при Zi = 0 находим

; (2.228)

. (2.229)

Напряжение может быть определено по формуле, которую можно получить в результате анализа схемы рис. 2.39 при замене сопротивления сопротивлением , т.е.

. (2.230)

Тогда напряжение будет равно

. (2.231)

Введем поправочные коэффициенты в виде отношений корректированных и не корректированных напряжений

; (2.232)

; (2.233)

. (2.234)

а)

б)

в)

Рис. 2.42. Эквивалентные схемы цепи со стороны полюса .

а - режим холостого хода; б - режим калибровки; в - нагруженный режим

Подставив в формулы (2.232) - (2.233) значения напряжений из формул (2.217) - (2.218) и (2.228)-(2.221), получим

; (2.235)

; (2.236)

. (2.237)

Сопротивление также влияет на напряжения и которые поэтому необходимо корректировать.

Пусть корректированные значения недиагональных элементов матриц и выражаются формулами

; (2.238)

. (2.239)

Из анализа схем рис.2.41, а, б приходим к выводу, что при

; (2.240)

. (2.241)

Таким образом, для корректировки матриц полюсных напряжений и необходимо использовать матрицы корректировочных коэффициентов и , рассчитанных по формулам (2.235), (2.227) учетом формул (2.240) и (2.241), а для корректировки компонент вектора калибровочных напряжений - вектор поправочных коэффициентов , рассчитанный по формуле (2.235).

Чтобы можно было воспользоваться базовой методикой определения Y-матрицы многополюсника, необходимо в формулы (2.162) и (2.164) подставлять скорректированные значения полюсных напряжений. Принимая во внимание выражения (2.231)-(2.233) и (2.237)-(2.238) для и получаем

; (2.242)

(2.243)

где . (2.244)

Если для некоторых из полюсов справедливо , то как это следует из формул (2.235)-(2.239) соответствующие коэффициенты матриц и будут равны

. (2.245)

Таким образом, приходим к следующему алгоритму определения Y-матриц многополюсников при учете влияния на результаты измерений параметров реальных источников сигнала:

1. Определение значений компонент векторе внутренних сопротивлений источников сигнала и компонент вектора нагрузочных двухполюсников .

2. Измерение обычным образом матриц полюсных напряжений и и вектора калибровочных напряжений .

3. Расчет элементов матриц поправочных коэффициентов и и элементов вектора .

4. Расчет матриц передачи и по формулам (2.242) и (2.243).

5. Вычисление Y-матрицы многополюсника по формуле (2.114)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проектирование РЭС связано с применением промышленных пакетов программ для анализа и оптимизации электрических схем, трассировки печатных плат и других целей. При моделировании сложных электрических схем точность расчетов зависит от точности моделей РК составляющих эти схемы. Структура элементной базы РЭС достаточно разнообразна. Кроме того, имеется разнообразие моделей, которые можно применить для описания конкретного РК в зависимости от принципа моделирования и способа включения в электрическую схему. Повышение точности модели неизбежно ведет к усложнению как ее структуры, так и способов измерения при аттестации ее параметров. Эти условия должны быть приняты во внимание разработчиками РЭС.

В промышленных пакетах расчетных программ предусмотрена корректировка информационной базы моделей РК, в том числе за счет макромоделей, полученных эксперементально. Достаточно удобна для применения динамическая модель в виде Y-матрицы для дискретного ряда частот. Развитие такой модели в факторную (ФМ) позволяет учесть влияние статического режима активных РК, частоты, температуры и других факторов. Коэффициенты Y-матрицы можно выразить аналитически в виде факторных уравнений. ФМ можно использовать для формирования стандартных моделей.

При формировании ФМ основным моментом является определение Y-параметров двухполюсных, четырехполюсных или многополюсных РК. В учебном пособии приведены результаты комплексного решения этой задачи. Процесс измерения прост и сводится к определению модуля и разности фаз на каждом из полюсов (входов) тестируемого РК. Алгоритм расчета достаточно сложен, но при этом производится учет влияния паразитных индуктивностей и емкостей цепей измерительного устройства. Представляется возможной комплексная автоматизация измерений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Поливанов К.М. Теоретические основы электротехники. Часть первая: Линейные электрические цепи с сосредоточенными постоянными. М. -Л.: Энергия, 1965. 360 c.

2. Ортюзи Ж. Теория электрических цепей. Т.:1. Анализ. Пер. с франц. Под ред. Л.Р. Явича. М.: Мир, 1970. 408 с.

3. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. Изд. второе, перераб. и доп. М.: Энергия, 1977. 656 с.

4. Альтман Дж. Устройства сверхвысоких частот: Пер. с англ. / Под ред. проф. И.В. Лебедева. М.: Мир, 1968. 788 c.

5. Транзисторы. Параметры, методы измерений и испытаний /Под ред. И. Г. Бергельсона, Ю.А. Каменского, И.Ф. Николаевского. М.: Сов. радио. 1968. 504 с.

6. Ильин В.И. Машинное проектирование электронных схем. М.: Энергия, 1972. 280 с.

7. Макромоделирование аналоговых интегральных микросхем / А.Г. Алексеенко, Б.И. Зуев, В.Ф. Ламекин, И.А. Романов. М.: Энергия, 1977. 96 с.

8. Разевиг В.Д. Применение программ РiСОM и PSpice для схемотехнического моделирования на ПЭВМ: В 4 вып. М.: Радио и связь, 1992. 482 с.

9. Логан Джон. Моделирование при проектировании схем и систем// ТИИЭР, 1972, Т. 60. С. 207 – 223.

10. Logan John. Characterization end modeling for statical design// Ball. Syat. Techn. J. V. 50, p. 1105 – 1147.

11. Пасынков В.В. Полупроводниковые приборы: Учеб. Для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы»/ В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк., 1987. 479 c.

12. Чернышов А.А. Основы надежности полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Радио и связь, 1988. 256 с.

13. Gummel N.K. An integral charge control model of bi-polor transistors./N.K.Gummel, H.C. Poon //Bell Syst. Techn. J. 1970 V. №5. P. 827 – 852.

14. Носов Ю.Р. Математические модели элементов интегральной электроники/ Ю.Р. Носов К.О. Петросянц и др.//М.: Сов. радио, 1976. 304 с.

15. Фролов В.Н. Экспериментальные методы исследования конструкций и разработок технологических процессов РЭА: Учеб. пособие. Воронеж: ВПИ, 1982. 97 с.

16. Красовский Г.А. Планирование эксперимента./ Г.А.Красовский, Г.Ф. Филаретов. Минск: БГУ, 1982. 302 с.

17. Щенк. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир. 228 с.

18. Столярский Э. Измерение параметров транзисторов / Пер. c польск. А.А. Визеля. Под ред. Ю.А. Каменского. М.: Сов. радио, 1976. 288 с.

19. Кобол Р. Теория и применение полевых транзисторов. М.: Энергия, 1975. 248 с.

20. Cintognetti P. Smiconoluctor device modelling wich spice/ P. Cintognetti, G. Massobrio . McGraw – Hill. New York: 1988. 391 p.

21. Энгель В.Л. Моделирование полупроводниковых приборов/ В.Л. Энгель, Х.К. Дирке, Б. Майнерцхаген// ТИИЭР. 1983. Т.71. №1. С.14 – 41.

22. Curtice W.E. A MESFET model for use in the clesign of Ga As tntegrated jircuits // IEEE Transation on Microwave theory and techniques. МТТ: 1980. С.28 – 32.

23. Statz H.Ga As FET devis and circuit simulation in SPISE/H. Statz, P. Newman, I.W. Smith, R.A. Pusel, H.A. Haus Ga As FET // IEEE transaetions of Microwave theory and techniques. 1984. MTT – 32. P.471 – 473.

24. Micrasim Pspice A/D Cercult Analysis Reterences Manual. Ver. 6.2 Microsim Corporation. California: 1995. 431 p.

25. Мирошник И.А. Методика формирования транзистора для автоматизированного проектирования сигналов РЭА/ И.А. Мирошник, А.А. Рындин, Н.А. Шкурина, В.С. Шуткин // Методы и устройства передачи информации по каналам связи: Межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВПИ, 1979. C.115 – 119.

26. Ершов Л.В. К методике измерения S – параметров транзисторов и интегральных микросхем в радиодиапазоне/ Л.В. Ершов, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Узлы, приборы и системы РЭА и их применение: Сб. научн. тр. Воронеж: ВПИ, 1974. C. 74-86.

27. Ершов Л.В. О частотных зависимостях характеристик катушек индуктивности/ Л.В. Ершов, Г.М. Жалнина, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Радиотехнические и электронные устройства: Сб. научн. тр. Воронеж: ВПИ, 1977. C.109-111.

28. Ершов А.В. Некоторые результаты исследования волновых параметров интегральных схем в радиодиапазоне/ А.В. Ершов, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // РЖ Военная техника и экономика, сер. общетехническая, № 4, 1978, ВИМИ. Спр. о доп. № 3 – 5478, НИИЭИР.

29. Ершов Л.В. Исследование волновых параметров интегральных схем в радио диапазоне/ Л.В. Ершов, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник, В.В. Никитин // Средства связи. – Вып. 1 – 2., 1976. C. 27-30.

30. Ершов Л.В. Формирование статистических моделей линейных микросхем/ Л.В. Ершов, Г.М. Жалнина, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Радиотехнические устройства: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВПИ, 1978. C. 98-102.

31. Ершов Л.В. Моделирование катушек индуктивности при машинном проектировании RLC фильтров/ Л.В. Ершов, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Средства связи. 1978. Вып.3. C. 36-37.

32. Мирошник И.А. Методика формирования библиотечной модели транзистора для автоматизированного формирования аналоговой РЭА/ И.А. Мирошник, А.А. Рындин, Н.А. Шкурина, В.С. Шуткин // Методы и устройства передачи информации по каналам связи: Сб. научн. тр. Воронеж: ВПИ. 1979. C.115-119.

33. Ершов Л. В. К вопросу исследования катушек индуктивности в зависимости от частоты, температуры и режима питания / Л.В. Ершов, Г.М. Жаглина, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // РЖ "Военная техника и экономика", сер. общетехн., №4, 1978. ВИМИ. Спр. о деп. №3-5478. НИИЭИР.

34. Мирошник И.А. Расчёт и анализ погрешности идентификации модели транзистора / И.А. Мирошник, А.А. Рындин, Н.А. Шкурина // ВИНИТИ. Деп. науч. работы, 1983. Др. №2018-А.

35. Мирошник И.А. Автоматизация формирования аналитических моделей линейных микросхем / И.А. Мирошник, В.Г. Ситников, В.А. Чюрюмов // Модели и алгоритмы сложных систем: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВПИ. 1985. C. 131-136.

36. Машинно – ориентированные способы определения параметров линейных многополюсников на высоких частотах /Мирошник И.А.// Воронежск. политехн. ин-т.- Воронеж, 1988, с.31: ил.11, Библиогр. 11 назв. – Рус. – Деп. в ВИНИТИ 25.01.89, №609-1389.

37. Бутырин А.А. К вопросу формирования моделей высокочастотных транзисторов и микросхем/ А.А. Бутырин, И.А. Мирошник // Техника средств связи: матер. XVIII научн. техн. конференц. 19-20 мая 1992 г. Воронеж: НИИС. C.127.

38. Бутырин А.А. К методике измерения Y–параметров многополюсников с учетом паразитных параметров измерительных цепей/ А.А. Бутырин, И.А. Мирошник // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 1995. C.54-60.

39. Мещеряков С.А. Влияние поверхностных состояний на пороговое напряжение МОП структуры/ С.А. Мещеряков, А.И. Прокофьев, И.А. Мирошник // Вестник Ворон. госуд. техн. ун-та: Сер. Материаловедение. Вып.1.1. Воронеж: ВГТУ. 1996 C.170-171.

40. Мирошник И.А. К вопросу формирования нелинейных динамических моделей биполярных транзисторов для интегрированных САПР электронных схем / И.А. Мирошник, Д.В. Цветков, А.Н. Богачёв // элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 1997. C. 117-124.

41. Калюжный А.Н. Идентификация параметров моделей для интегрированных САПР электронных схем/ А.Н. Калюжный, А.Н. Богачев, Д.В. Цветков, И.А. Мирошник // Радиоэлектроника и электротехника в народном хозяйстве. Ежегодная научно-техническая конференция студентов и аспирантов вузов России. Тезисы докладов. В 2-х томах Том 1. М.: МЭИ, 1998. 232 с.

42. Мирошник И.А. Исследование точностных характеристик малосигнальных макромоделей биполярных транзисторов/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный. // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 1999 . C. 116-122.

42. Мирошник И.А. Измерение волновых параметров рассеяния многополюсных радиоэлементов в радиодиапазоне // Изв. вузов: Радиотехника, 1977. Т.20. №5. C. 86-89.

43. Жеребцов В.М. Метод повышения точности измерения параметров рассеяния многополюсных элементов/ В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Основы электротехники и электрофизики: Тр. Моск. энерг. ин-та. М.: 1980, вып. 481. C. 81-88.

44. Ершов Л.В. Измерение параметров рассеяния транзисторов в радиодиапазоне/ Л.В. Ершов, В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // МРС: серия ЭР, №13, 1979. ВИМИ. Спр. о деп. №3-5965, НИИЭИР.

45. Жеребцов В.М. Оценка методических погрешностей измерения комплексных параметров рассеяния многополюсников в радиодиапазоне/ В.М. Жеребцов, И.А. Мирошник // Вопросы радиоэлектроники: Сер.: Общетехническая, вып. 3, 1980. C. 43-48.

46. Бутырин А.А. Измерение параметров макромоделей аналоговых микросхем/ А.А. Бутырин, И.А. Мирошник // Материалы, элементы и устройства функциональной электроники: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ. 1992. C. 68-72.

47. Богачёв А.Н. Оптимизация активного факторного эксперимента при измерении вольтамперных характеристик биполярных транзисторов/ А.Н. Богачёв, И.А. Мирошник, Д.В. Цветков // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ, 1999. C. 106-110.

48. Калюжный А.Н. Аттестация образцовых мер при измерениях в схемах с конечными нагрузками // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ. 1999. C. 111-115.

49. Калюжный А.Н. Определение рационального режима измерения двухполюсников/ Калюжный А.Н., Мирошник И.А. // Проектирование и эксплуатация электронных средств: Международная научно-методическая конференция, 5-8 июня 2000 г.: Тезисы докладов. Казань: 2000 . C. 157.

50. Калюжный А.Н. Определение оптимального режима измерения двухполюсников в схемах с конечными нагрузками/ А.Н. Калюжный, И.А. Мирошник // Проблемы обеспечения надёжности и качества приборов, устройств и систем: Сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2000. C.138-145.

51. Мирошник И.А. Учёт систематических погрешностей измерения динамических параметров многополюсников при использовании автоматизированных методов/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный // Проектирование и эксплуатация электронных средств: Международная научно-методическая конференция, 5-8 июня 2000 г.: Тезисы докладов. Казань: 2000. C. 75.

52. Мирошник И.А. К вопросу измерения Y – параметров многополюсников при реальном источнике сигнала/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный //. Радиоэлектроника и системы связи: Вестник РТФ. Вып. 4.1. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 48-52.

53. Мирошник И.А. Алгоритмические методы измерения Y- параметров многополюсных радиокомпонентов/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный // Радиоэлектроника и системы связи: Вестник РТФ. Вып. 4.1. Воронеж: ВГТУ, 2001. С. 44-48.

54. Мирошник И.А. Измерительные задачи при идентификации параметров моделей радиоэлектронных компонентов для САПР электронных схем/И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный, А.В. Почечихин // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. C.42-52.

55. Мирошник И.А. Калибровка измерительных цепей при определении параметров двухполюсных и многополюсных радиокомпонентов/И.А. Мирошник, А.В. Почечихин, В.В. Чеканов // Проблемы обеспечения надёжности и качества приборов, устройств и систем: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С.53-64.

56. Мирошник И.А. К учёту систематических погрешностей определения динамических параметров многополюсников при машинно-ориентированных методах измерения/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный, В.В. Чеканов // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001 С60-66.

57. Мирошник И.А. Программно – технические средства определения параметров динамических моделей компонентов САПР РЭА/ И.А. Мирошник, А.А. Рындин, Н.А. Шкурина // Известия. Ленингр. электротехн. ин-та: Сб. научн. тр., Вып 347, Автоматизирование проектирования в радиотехн. и электронике. Л.: ЛЭТИ, 1984. C. 42-49.

58. Мирошник И.А. Автоматизированная информационно – измерительная система определения статистических моделей активных элементов аналоговой радиоэлектронной аппаратуры/ И.А. Мирошник, Н.А. Шкурина // Теория и практика конструирования м обеспечения надёжности и качества электронной аппаратуры и приборов: Всесоюзн. научн. техн. конфер. Тезисы докладов. М.: Радио и связь, 1984. C. 84.

59. Мирошник И.А. Программно – технический комплекс для диагностики качества активных элементов аналоговой РЭА // Техника средств связи: Тезисы докл. XVII отраслевой научн.- техн. конф. 24-25 мая 1989 г. Экос. C. 76-77.

60. Бутырин А.А. Машинно - ориентированные методы и технические средства измерения параметров моделей двухполюсных радиоэлементов/ А.А. Бутырин, И.В. Исаев, И.А. Мирошник // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ , 1995. C. 61-67.

61. Мирошник И.А. Алгоритмические методы и автоматизированные технические средства идентификации параметров моделей аналоговых микросхем/ И.А. Мирошник, Д.В. Цветков, А.Н. Богачёв // Элементы и устройства микроэлектронной аппаратуры: Межвуз. сб. научн. тр. Воронеж: ВГТУ, 1997. С. 112-116.

62. Мирошник И.А. Алгоритмические методы и технические средства измерения параметров моделей радиокомпонентов для интегрированных САПР РЭС/ И.А. Мирошник, А.Н. Калюжный // Проектирование и эксплуатация электронных средств: Международная научно-методическая конференция, 5-8 июня 2000 г.: Тезисы докладов. Казань: 2000. C. 106.

63. Калюжный А.Н. Устройства для измерения статических и динамических параметров транзисторов алгоритмическими методами/ А.Н. Калюжный, И.А. Мирошник // Проблемы обеспечения надёжности и качесва приборов, устройств и систем: Межвузовский сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2001. С.43 - 53.

64. А. с. 601638 СССР, МКИ G 01 R 31/32. Устройство для измерения параметров рассеяния транзистора / И. А. Мирошник, Л. В. Ершов и др. №2338392; Заявлено 22.03.1976; Опубл. 05.04.78. Бюл. №3. C.91.

65. А. с. 741195 СССР, МКИ G 01 R 27/28. Устройство для измерения параметров рассеяния четырехполюсника / П. А. Ионкин, В. М. Жеребцов, В. Г. Миронов, И. А. Мирошник . №262757; Заявлено 14.06.78; Опубл. 15.06.80. Бюл. №2. C. 48.

66. А. с. 748287 СССР, МКИ G 01 R 27/28. Устройство для измерения линейных параметров рассеяния четырехполюсников в радиодиапазоне / Л. В. Арапчеева, Л. В. Ершов, В. М. Жеребцов, И. А Мирошник, В. В. Никитин . №2172144; Заявлено 15.07.80;Опубл. 15.07.80. Бюл. №26. C. 28.

67. А. с.1084709 СССР, МКИ G 01 R 31/26. Устройство для измерения параметров рассеяния транзистора / И. А. Мирошник, Н. А. Шкурина и др. №3488414; Заявлено 3.09.1982; Опубл. 07.04.84; Бюл. №13. C. 45.

68. А. с. 1317370 СССР, МКИ. G 01 R 27/32. Способ определения линейных параметров многополюсника / И. А. Мирошник, Н. А. Шкурина и др. №3578025; Заявлено 6.01.1983; Опубл. 15.03.87. №22. С. 34.

69. А. с. 1580282 СССР, МКИ G 01 R 27/00. Устройство для измерения комплексных параметров двухполюсников / И. А. Мирошник, М. И. Хмолевский и др. №4149042; Заявлено 19.11.1986; Опубл. 23.07.90; Бюл. №17. C. 62.

70.А. с. 1619209 СССР, МКИ G 01 R 31/28. Устройство для измерения динамических параметров четырехполюсных микросхем / И. А. Мирошник и др. №4910609; Заявлено 15.04.1988; Опубл. 07.01.91. Бюл. №1. C.82.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

3

4

. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МОДЕЛЕЙ РАДИОКОМПОНЕНТОВ. 5

1.1. Структура элементной базы радиоэлектронных схем 5

1.2.2. Классификация моделей РК 10

1.2.3. Основные требования к моделям 12

1.2.4. Макромодели пассивных радиокомпонентов 13

1. m_s – намагниченность насыщения; 17

1.2.5. Встроенные макромодели транзисторов 22

1.2.6. Макромодели, определяемые пользователем. 29

1.2.7. Макромодели операционных усилителей. 30

1.2.8. Факторные статистические модели многополюсных РК 34

1.3. Измерительные задачи 37

2.1 Общие положения 40

2.2. Матрицы проводимости и сопротивления 41

2.2.1. Определение Y- и Z-матриц 41

2.2.2. Определение коэффициентов Z и Y матриц прямым способом. 42

2.3 Гибридные матрицы четырёхполюсника 45

2.4. Эквивалентная схема ком­понента. 48

2.5.1. Определение S-матриц в СВЧ диапазоне. 52

2.5.2. Измерение матриц рассеяния в схемах с конечными актив­ными нагрузками. 56

2.4.3. Условия исключения систематических погрешностей при измерении S -матриц многополюсников в волноводных трактах. 58

2.6. Измерение Y-параметров многополюсника с учетом паразитных параметров измерительных цепей. 66

2.6.1 Паразитные параметры в измерительных схемах с конечными нагрузками. 66

2.6.2. Определение Y-матриц с учетом искажений 70

2.5.6 Способ полного исключения влияния входной цепи измерительного прибора на результаты измерений. 86

2.7. Калибровка измерительных цепей 89

2.7.1. Измерение динамических параметров двухполюсных элементов 89

2.7.2. Определение динамических параметров образцовых мер 91

2.7.3. Аттестация паразитных параметров контактно-соединительных 93

2.7.4. Корректировка -матриц по данным аттестации контактно-соединительных цепей. 96

38

4

. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ МОДЕЛЕЙ РАДИОКОМПОНЕНТОВ. 5

1.1. Структура элементной базы радиоэлектронных схем 5

1.2.2. Классификация моделей РК 10

1.2.3. Основные требования к моделям 12

1.2.4. Макромодели пассивных радиокомпонентов 13

1. m_s – намагниченность насыщения; 17

1.2.5. Встроенные макромодели транзисторов 22

1.2.6. Макромодели, определяемые пользователем. 29

1.2.7. Макромодели операционных усилителей. 30

1.2.8. Факторные статистические модели многополюсных РК 34

1.3. Измерительные задачи 37

2.1 Общие положения 40

2.2. Матрицы проводимости и сопротивления 41

2.2.1. Определение Y- и Z-матриц 41

2.2.2. Определение коэффициентов Z и Y матриц прямым способом. 42

2.3 Гибридные матрицы четырёхполюсника 45

2.4. Эквивалентная схема ком­понента. 48

2.5.1. Определение S-матриц в СВЧ диапазоне. 52

2.5.2. Измерение матриц рассеяния в схемах с конечными актив­ными нагрузками. 56

2.4.3. Условия исключения систематических погрешностей при измерении S -матриц многополюсников в волноводных трактах. 58

2.6. Измерение Y-параметров многополюсника с учетом паразитных параметров измерительных цепей. 66

2.6.1 Паразитные параметры в измерительных схемах с конечными нагрузками. 66

2.6.2. Определение Y-матриц с учетом искажений 70

2.5.6 Способ полного исключения влияния входной цепи измерительного прибора на результаты измерений. 86

2.7. Калибровка измерительных цепей 89

2.7.1. Измерение динамических параметров двухполюсных элементов 89

2.7.2. Определение динамических параметров образцовых мер 91

2.7.3. Аттестация паразитных параметров контактно-соединительных 93

2.7.4. Корректировка -матриц по данным аттестации контактно-соединительных цепей. 96

Учебное издание

Мирошник Игорь Афанасьевич

АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛЕЙ РАДИОКОМПОНЕНТОВ

Компьютерный набор С.В.Болдырева, А.А.Мазаева

Л.Р.№066815 от 25.08.99. Подписано к изданию 21.01.2003.

Уч.изд.лист 8,2

Воронежский государственный технический университет