Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Анамов Дилшат Мирзарипович

Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников
<
Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Анамов Дилшат Мирзарипович. Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.05 : Казань, 2004 130 c. РГБ ОД, 61:04-5/4202

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Виды и свойства суперионных проводников и их гетероструктур 11

1.1 Физико-химические свойства суперионных проводников постоянного состава 11

1.2 Физико-химические свойства суперионных проводников переменного состава 17

1.3 Обратимые гетероструктуры на основе суперионных проводников 20

1.4 Поляризуемые гетероструктуры на основе суперионных проводников 22

1.5 Свойства двойного электрического слоя на границе электрод -суперионный проводник 22

ГЛАВА 2. Экспериментальные исследования суперионных проводников и гетероструктур на их основе 28

2.1 Электропроводность суперионных проводников, 28

2.2 Свойства обратимых гетероструктур в системах с суперионными проводниками 32

2.3 Свойства поляризуемых гетероструктур в системах с суперионными проводниками 40

2.4 Вопросы воспроизводимости и стабильности параметров гетероструктур с суперионными проводниками 44

2.5 Стабильность параметров суперионных проводников 50

ВЫВОДЫ: 50

3.1 Конструкция интегратора дискретного действия (ИДД) на основе суперионных проводников 54

3.2 Устройство записи и считывания информации с ИДД 57

3.3 Основные характеристики интегратора дискретного действия. 63

3.4 Способы считывания информации с электрохимических интеграторов дискретного действия 66

Выводы: 76

ГЛАВА 4, Разработка и экспериментальные исследования устройств на основе интеграторов дискретного действия , 79

4.1 Генератор инфранизкочастотных сигналов 80

4.2 Устройство запоминания временного интервала (УЗВИ) 88

4.3 Времязадающее устройство с профаммируемьш циклом работы 97

4.4 Устройство для учета расхода электрической энергии в локальной сети и устройство авансового потребления

электроэнергии 105

Выводы: 113

Заключение 117

Список использованной литературы

Введение к работе

Научный и практический интерес к суперионным проводникам - необычному классу материалов с высокой ионной проводимостью связан с решением фундаментальных проблем быстрого ионного переноса, а также перспективой применения суперионных проводников в технике и электронике. Суперионные проводники (СИП) - это твёрдые кристаллические тела, обладающие уникальным свойством высокой ионной или ионно-элекгронной проводимостью в заданном интервале температур, которая для определенных материалов достигает 0,2-=-0,5 (Ом-см)-1 при комнатной температуре.

Высокая проводимость суперионных проводников обусловлена тем, что они имеют специфические кристаллические решетки, в которых ионы какого-либо типа разупорядочены в пределах кристаллографических каналов, образующих одно-, двух- или трёхмерные сетки. Эти ионы имеют высокую подвижность, то есть сравнительно легко могут перемещаться по каналам проводимости. Открытие этого нового класса твердых тел создало предпосылки для их применения в приборостроении, радиоэлектронике и технике в сочетании с традиционными материалами твердотельной электроники - полупроводниками, металлами и диэлектриками.

При создании устройств функциональной электроники применяются различные свойства суперионных проводников. Так, например, свойства объема используется в устройствах, основой которых служат суперионные проводники переменного состава. При этом первостепенное значение имеет диффузия носителей, изменение равновесной концентрации в объеме и релаксационные процессы в решетке ионного кристалла. В настоящее время с использованием этих эффектов разработаны электролитические конденсаторы, интеграторы непрерывного действия, управляемые RC-структуры, управляемые полупроводниковые элементы и др.

В суперионных проводниках постоянного состава при создании устройств применяют в основном свойства границ раздела, где проявляются эффекты электроосаждения, электрорастворения и накопления зарядов с образованием двойного электрического слоя. На основе гетероструктур с СИП постоянного состава созданы электрические конденсаторы сверхвысокой емкости (ионисторы), балансировочные элементы, мемисторы, а также интеграторы дискретного действия, которые позволяют автоматически интегрировать входной сигнал без применения дополнительных элементов и функциональных блоков и хранить записанную информацию в течение длительного интервала времени без потребления энергии.

Актуальной задачей является разработка и исследование свойств электрохимических интеграторов дискретного действия на основе суперионных проводников в области микротоков, и их практическое применение в различных устройствах электроники.

Целью данной диссертационной работы является получение характеристик гетероструктур на основе суперионных проводников в области микротоков для повышения точности считывания интеграторов дискретного действия и практического применения полученных данных при создании интегрирующих и времязадающих устройств на их основе.

Научно-исследовательские задачи заключались в изучении свойств суперионных проводников и их гетероструктур в области малых токов (порядка 500 нА).

Научно-технические задачи, которые необходимо было решить при выполнении данной работы, состояли в: - разработке способа считывания информации с электрохимических интеграторов дискретного действия при малых токах считывания;

- создании устройства, осуществляющего разработанный способ считывания информации с электрохимических интефаторов дискретного действия;

- реализации инфранизкочастотных времязадающих устройств с применением интеграторов дискретного действия на основе СИП;

- разработке способа и устройства измерения количества электрической энергии с применением интегратора дискретного действия и индукционного преобразователя, и создании устройства авансового потребления электроэнергии.

Методы исследования. Теоретические разделы диссертационной работы базируются на основах теории ионики твердого тела. Практические результаты получены на основе разработанных экспериментальных устройств в лабораторных и промышленных условиях.

Научная новизна. Экспериментально обнаружены точки перегиба на временной зависимости падения напряжения на интеграторе, при его срабатывании в переходном режиме отсечки тока, в области малых токов считывания информации.

Предложены способ считывания информации с электрохимических интеграторов дискретного действия и устройство для его осуществления. Показано, что способ обеспечивает высокую точность считывания информации с интеграторов дискретного действия при малых токах считывания. Техническое решение предложенного способа и устройства для его осуществления выполнено на уровне изобретения. Разработаны и созданы следующие времязадающие устройства инфранизкочастотного диапазона на основе суперионных проводников:

- генератор инфранизкочастотных сигналов;

- устройство запоминания временного интервала;

- времязадающее устройство с программируемым циклом работы.

Показано, что данные устройства позволяют задавать временной интервал с определенной точностью.

Предложен способ и устройство измерения количества электрической энергии на основе интегратора дискретного действия и индукционного преобразователя. На основе данного способа предложено устройство авансового потребления электроэнергии.

Практическая ценность, реализация и внедрение результатов исследований. Разработан способ считывания информации с электрохимического интегратора дискретного действия, целью которого является повышение точности задания времени срабатывания интегратора при больших временах срабатывания, соответственно малых токах считывания. Поставленная цель достигается тем, что в способе считывания информации с электрохимических интеграторов, включающим запись начального количества заряда на интеграторе и считывание этого заряда постоянным током до момента равенства выходного напряжения заданному пороговому напряжению Um в режиме считывания информации усиливают регистрируемое падение напряжения на интеграторе в Ки- раз, где U0 - величина начального значения падения напряжения на интеграторе в режиме считывания, Up - величина значения напряжения в точке перегиба участка временной зависимости падения напряжения на интеграторе, при его срабатывании в переходном режиме отсечки тока. Создано и исследовано в лабораторных условиях устройство, реализующее предложенный способ.

Разработаны времязадагощие устройства инфранизкочастот-ного диапазона с применением встречно-последовательного включения интеграторов дискретного действия: генератор инфранизко-частотных сигналов, устройство запоминания временного интервала, времязадающее устройства с программируемым циклом работы. Предложены технические решения, повышающие точность измеряемого временного интервала. Устройства исследованы в лабораторных условиях и обеспечивают отсчет временных интервалов с определенной точностью.

Предложен способ измерения количества электрической энергии путем непрерывного интегрирования сигнала индукционного преобразователя, пропорционального проходящему по измеряемой цепи току, интегратором дискретного действия. Создано и исследовано в лабораторных условиях устройство, реализующее предложенный способ, которое отличается максимальной простотой в сборке и монтаже. Измерение осуществляется бесконтактным методом, не требует источника питания в процессе измерения и хранения информации.

Разработано устройство авансового потребления электроэнергии, с применением предыдущего способа измерения количества электрической энергии, которое позволяет отпускать определенное количество электроэнергии, предварительно записанное в интегратор дискретного действия, выполняющего функции элемента памяти и интегрирующего устройства. Устройство исследовано в лабораторных условиях, отличается надежностью и простотой конструкции.

Теоретические и практические результаты работы были использованы в КГТУ им. А.Н. Туполева при выполнении НИР по разработке времязадающих и измерительных систем на основе суперионных проводников, а также при курсовом и дипломном проектировании.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и представлялись на следующих конференциях:

1. Научно технические конференции КАИ - КГТУ им. А.НТуполева в период 1991-2004 годы.

2. 5-ый семинар «Ионика твердого тела», Черноголовка, 11-13 мая, 2000 г.

3. Республиканская выставка «Энергосберегающие технологии, оборудование и материалы», Казань, ВИКО, 15-17 июня, 2000 г.

4. 6-ой семинар «Ионика твердого тела», Черноголовка, 19-20 июня, 2002 г.

5. 5-ая международная специализированная выставка «Энергетика. Ресурсосбережение», Казань, ВИКО, 18-20 декабря, 2003 г.

6. 7-е совещание «Фундаментальные проблемы бионики твердого тела», Черноголовка, 16-18 июня, 2004 г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ.

Основные положения, выносимые на защиту. Экспериментально обнаруженная закономерность перегибов временной зависимости падения напряжения на интеграторе, при его срабатывании в переходном режиме отсечки тока, в области малых токов считывания информации. Способ считывания информации с электрохимических интеграторов дискретного действия и устройство для его осуществления. Ряд времязадающих устройств на основе встречно-последовательно включенных интеграторов дискретного действия. Способ измерения количества электрической энергии с использованием интегратора дискретного действия и индукционного преобразователя, устройство для авансового потребления электроэнергии. Результаты экспериментальных исследований разработанных устройств.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, иллюстрирована 36 рисунками и 3 таблицами, и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 83 наименований и приложения.  

Физико-химические свойства суперионных проводников переменного состава

Суперионные проводники переменного состава - это соединения нестехиометрического состава, в которых концентрация ионов проводимости может меняться в результате инжекции и экстракции ионов в объем суперионного проводника. При этом на несколько порядков может изменяться удельная электропроводность. Отличительной особенностью данных соединений является знач и тельная доля ионной и электронной [23] или дырочной [62] составляющих проводимостей. Если для веществ постоянного состава существенную роль играет дрейф носителей, тогда как для переменного состава большое значение имеют диффузия носителей и изменение равновесной концентрации в объеме. Также необходимо отметить возможность накапливания в объёме ионно-электронного проводника заряда до 10 Кл-см3 [64,70].

Рассмотрим свойства суперионных проводников переменного состава на примере соединений типа Ag2± Te, Ag2± S, hgi±5 Se, так как физико-химические свойства более сложных составов похожи с характеристиками данных веществ. Теллур и сера обладают высокой химической активностью [81] и образуют более 100 соединений в твердом состоянии. По химическим формулам этих соединений нельзя определить природу и характер сил связи, где практически не соблюдается правило валентности, положительно заряженные ионы и электроны из-за сильного притяжения создают металлический тип связи. А для металлов характерна высокая электропроводность, полное с вето поглощение и высокая отражательная способность. Однако наиболее широко распространена в интерметаллических соединениях теллур ид ов ковалентная связь. У теллу-ридов обладающих смешанными типами связи, которые занимают промежуточное положение между ионным и ковалентным типами, обнаруживаются полупроводниковые свойства. Эти свойства сильно зависят от стехиометрического состава образца. Такие вещества можно рассматривать как аналог полупроводникового материала с примесью. Если атом примеси принадлежит более электроположительному элементу, он имеет донорный характер, и будет отдавать свои электроны в зону проводимости. Более электроотрицательный элемент играет роль акцепторной примеси. Располагаясь у границы запрещенной зоны, он захватывает электрон, оставляя в заполненной зоне вакантное место, или дырку. Среди интерметаллических соединений теллура есть соединения, как с электронной, так и с дырочной проводимостью. Их проводимость описывается уравнением: с и р, (1.1) где /4е,р- подвижность носителей тока, п — их концентрация.

В области низких температур проводимость халькогенидов серебра объясняется примесной проводимостью, а в области комнатных температур и выше - собственной проводимостью. Теллу-риды с полупроводниковыми свойствами имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления в определенной области температур, который обусловлен уменьшением подвижности электронов при увеличении температуры.

Соединения Ag2±(jX, где X = S, Те, Se [65, 11] в интервале температур 100С т 200С претерпевают фазовый переход. Отличают низкотемпературную /?-фазу и высокотемпературную а-фазу. При фазовом переходе происходит перестройка кристаллической структуры с моноклинной симметрии к кубической. В «-фазе структуры этих веществ имеют объемно-центрированную кубическую решетку, в которой катионы серебра частично распределены в 42 энергетически эквивалентных позициях, а в соединении a-Ag2Te ионы Ag+ распределены в 36 эквивалентных местах. Японские исследователи постепенным изменением структуры соединений [28] получили а-фазы подобных веществ при комнатных температурах.

Свойства обратимых гетероструктур в системах с суперионными проводниками

Преобразователь A3 преобразует ток /э исследуемого элемента А2 в синфазное напряжение иИс производит согласование уровней постоянных и переменных составляющих опорного Von и исследуемого Uffc сигналов.

Формирователь временных импульсов А4 преобразует фазовый сдвиг опорного и исследуемого сигналов во временной интервал т. Для измерения больших интервалов времени в устройстве может применяться метод дискретного счета. При этом для определения фазового сдвига измеряется число калиброванных импульсов то Передаточная характеристика преобразователя A3 выражается формулой: откуда получаем формулу для определения модуля импеданса гете-роструктуры: Щі&)\ = ивх-Яо/ивых (2.5) (2.6) Однако при расчетах необходимо учитывать, что преобразователь A3 усиливает сигнал с коэффициентом КУг Поэтому окончательная формула расчета будет выглядеть следующим образом: \Z(io?)\ = 6/оп -Ло- tfy/C/ис (2.7) Фазовый угол вычисляем по формуле: р(б ) = 2п-т/Т=2п-/-т, (2.8) где Т и/- период и частота исследуемого сигнала. Так как измерительное сопротивление RQ содержит фильтрующую ёмкость Сф, которая влияет на фазовый угол, окончательное выражение для вычисления фазового сдвига будет выглядеть: р(а ) = 2%-f-r+ arctg (2л/-7?и-Сф) (2.9)

В работе [34] оценены погрешности измерения данного измерителя импеданса. При определении модуля импеданса \Z(io})\ погрешность не превышает 0,7%. Погрешность измерения фазового сдвига при максимальной частоте 1000 Гц не превышает 0,1%.

Специфика самой природы ионной проводимости твердых веществ накладывает свои ограничения на выбор частотного диапазона измерений. В данной работе исследования гетероструктур на основе СИП проводились в частотном диапазоне 10 2 103 Гц.

Изучение свойств обратимых гетероструктур проводились с использованием элемента Ag/RbAgJj/Ag. Плоские электроды диаметром 7мм и толщиной 0,8 мм были изготовлены из серебра марки 99,99. Чистота поверхности электродов при измерении соответствовали 9 классу. Толщина слоя суперионного проводника между электродами равнялась 2 мм. Во время измерений ячейка была зажата в патроне давлением 2 МПа. При измерении импеданса учитывалось объемное сопротивление суперионного проводника Яэ которое было определено измерениями в режиме постоянного тока. Z(co) ZAg(«) э ZAg(to) & -іЗ Рис. 2.5. Эквивалентная электрическая схема ячейки Ag/RbAg4VAg Как видно из эквивалентной электрической схемы ячейки (рис. 2.5.) общий импеданс ячейки можно выразить соотношением: 7(ш) = Яэ+2 ZAg{ieJ) = Яэ+2 {А(о))+іВ(&)), ф(со) = arg Z(i), откуда с помощью соотношений для комплексной переменной получаем: ( А(а ) = ( \2{іа)\-сощ{(о) -R3)/2; В(&) = Щі&)\-злгщ (е})/2, ( где \Z(i6))[ и ф(й ) вычисляются из выражений (2.7) и (2.9) соответственно. Отсюда модуль импеданса и величину фазового угла серебряного электрода определяем по соотношению: ZAS (to) = J Л1 (о}) + Bl(co), pAs (со) = arctg Ag В{е ) А{со) (2

Экспериментально определенная частотная зависимость модуля импеданса и фазового угла серебряного электрода в логарифмических координатах представлена на рис. 2.6. (кривая 2), откуда видно, что на частотах ниже 0,1 Гц характер электродных процессов полностью определяется сопротивлением химической реакции растворения - осаждения серебра.

Устройство записи и считывания информации с ИДД

Для исследования интегратора дискретного действия было разработано лабораторное устройство, функциональная электрическая схема которого представлено на рис.3.2. Устройство состоит из источника стабильного тока с выходными токами 100 нА-ИОО мкА - 1, порогового устройства 5, управляющего реле КЇ, переключателя «запись-считывание» S1, самописца 4 подключенного через блок согласования нагрузки 3, электронного вольтметра V.

Устройство работает следующим образом. В режиме «запись» через интегратор дискретного действия пропускается постоянный ток заданной величины, вырабатываемый генератором стабильного тока. К интегратору дискретного действия через блок согласова-ниянагрузки подключено регистрирующее устройство, которое в графическом виде регистрирует характеристики интегратора. При переключении устройства в режим считывания меняется направление тока. Когда напряжение на платиновом электроде становится равным пороговому напряжению 0,38 В срабатывает пороговое устройство, которое контактами реле КІЛ размыкает токовую цепь интегратора.

Рассмотрим принципиальную электрическую схему устройства (рис. 3.3). Блок генератор стабильного тока (1) выполнен на полевой транзисторной сборке К504НТ4Б, который служит источником стабильного тока с фиксированными выходными токами 1 г - J + SI 1 КІЛ A и- 5 Л ) 2 Kl SAl - генератор стабильного тока; 2 — интегратор дискретного действия; 3 - блок согласования нагрузки; 4 - самописец "Vareg 2"; 5 — пороговое устройство; К1 - управляющее реле; SI — переключатель «запись-считывание»; SA1 — кнопка «пуск»; V - вольтметр В7-23.

Устройство записи и считывания информации. Схема электрическая функциональная 100 нА, 500 нА, 1 мкА, 5 мкА, 10 мкА, 50 мкА, 100 мкА, выходные токи устанавливаются галетным переключателем S3 в зависимости от номиналов токозадающих резисторов R1-R3, R6, R8, R10, R11. Схемотехнически он представляет собой генератор стабильного тока на первом транзисторе сборки DA1 (выводы 8, 1, 2), в токоза-дающую цепь которого включен генератор стабильного тока на втором транзисторе сборки (выводы 6, 4, 5), токозадающая цепь которого состоит из резисторов R1-R3, R6, R8, RIO, R11. Такое включение транзисторов позволяет получить высокую стабильность выходного тока при изменении входного напряжения на ±50%, высокую термостабильность, также большое внутреннее сопротивление (порядка 108 Ом).

Блок согласования нагрузки (3) выполнен на операционном усилителе DA2, служит для согласования сопротивления интегратора со входным сопротивлением регистрирующего устройства. Он представляет собой повторитель напряжения на операционном усилителе К140УД8 в неинвертирующем включении. Входное сопротивление блока не менее 8 МОм, сопротивление нагрузки не менее ЮкОм.

Пороговое устройство (5) предназначено для отсечки тока интегратора при достижении определенного порогового напряжения U„ на нем. Представляет собой компаратор напряжения, выполненный на операционном усилителе DA4 К140УДВ. Опорное напряжение отрицательной полярности стабилизируется стабилитроном VD2 и подается через делитель напряжения R7 и масштабное сопротивление R5 на инвертирующий вход операционного усилителя. Измеряемое напряжение подается через повторитель напряжения на операционном усилителе DA3 140УД8, необходимый для согласования сопротивления интегратора со входным сопротивлением компаратора, и масштабный резистор R4 также на инвертирующий вход ОУ DA4. При превышении на интеграторе порогового напряжения, выставленного потенциометром R7, на выходе компаратора появляется отрицательное напряжение, которое закрывает транзистор VT1, вследствие чего открывается тиристор VD3 и включает реле К1, который своими контактами К. 1.1 разрывает токовую цепь интегратора. Резистор R9 - токозадающее сопротивление в цепи стабилитрона VD2, стабилитрон VD1 определяет величину положительного напряжения на выходе компаратора.

Регистрирующее устройство представляет собой самописец Vareg производства ГДР. Контрольный вольтметр типа В7-46/1. Устройство питается от двухполярного источника питания +15В.

Настройку устройства осуществляют в следующим порядке:

1. Устанавливают преключатель S1 в любое положение, S3 в положение «100 мкА», резистор R7 в нижнее по схеме положение;

2. Вместо интегратора включают испытательное сопротивление согласно таблицы 3.1., кнопкой SA1 запускают устройство и резисторами R1-R3, R6, R8, R10, R11 регулируют генератор стабильного тока, согласно следующей таблицы:

Устройство запоминания временного интервала (УЗВИ)

При экспериментальном исследовании характеристик генератора было обнаружено, что при генерировании в полосе частот f=5 \0A -І- 10"1 Гц погрешность составляет тысячные доли процента. Но при частотах/=10 10"4 Гц (токах считывания 0,5 4- 2 мкА) появляется погрешность At=b с/период, обусловленная, видимо, потерей заряда интегратора.

Для выявления природы потери заряда были проведены экспериментальные исследование на интеграторе с большой величиной электронного тока, а также на интеграторах различным давлением прессования суперионного проводника.

При замене интеграторов на интеграторы с различной опрес-совкой, при уменьшении давления формирования элементов от 300 до 150 МПа, погрешность работы генератора увеличилась до 15 с/период. Это свидетельствует, что источником погрешности является образование дендритов при осаждении серебра на Pt электрод. Возможной причиной является то, что из-за неравномерной проводимости объема электролита платиновый электрод покрывается серебряным слоем не равномерно, а в виде иголочек, которые могут отсекаться и уходить в глубь кристалла.

Для уменьшения влияния этой погрешности в устройстве можно использовать заряд двойного электрического слоя. Для этого схема генератора была дополнена дифференцирующим устройством А1 и электронными ключами S1 и S2 (обведенная пунктиром часть рис. 4.2.). С помощью тумблера S3 включают коррекцию погрешности. Рассмотрим работу генератора с включенной коррекцией погрешности. Включим питание в момент времени т5 допустим на выходе переключающего устройства положительный потенциал. При этом через интеграторы будет протекать ток 1}. Так как интегратор А2 "чистый" начнется заряд емкости двойного электрического слоя границы раздела суперионный проводник Pt электрод интегратора А2, А в интегратор A3 будет записан дополнительный заряд Q = 1] -Ґ, где t - время заряда двойного электрического слоя.

При достижении, в момент времени Тб на интеграторе А 2 падение напряжения U2 = \ U„\ / к, где к - коэффициент усиления усилителя А4, переключающее устройство А5 переключится и на выходе дифференцирующего устройства А1 появится короткий импульс /j, который откроет электронный ключ 57, вследствие чего заряд двойного электрического слоя интегратора А2 быстро разрядится и интегратор сразу же включится в режим записи, а интегратор A3 в режим считывания.

При окончании серебра на Pt электроде интегратора A3 начнется заряд емкости двойного электрического слоя границы раздела суперионный проводник - Pt электрод интегратора A3. При этом на интегратор А2 будет записан дополнительный заряд Q = t,. В момент времени Т7 величина напряжения на входе переключающего устройства А5 достигнет значения +U„ и он переключится, вследствие чего на выходе дифференцирующего устройства появится короткий импульс U6, который откроет ключ S2 и разрядит заряд двойного электрического слоя интегратора A3, который сразу же включится в режим записи, а интегратор А2 в режим считывания и цикл работы генератора повторится.

С каждым полупериодом работы генератора к первоначальному записанному заряду будет прибавляться дополнительный заряд Q\ который должен компенсировать потерю заряда из-за денд ритообразования. Изменяя коэффициент усиления усилителя А4 мы сможем изменить величину заряда емкости двойного электрического слоя электрод - суперионный проводник, следовательно при постоянном токе считывания - время заряда емкости двойного электрического слоя t\ значит и величину дополнительного заряда

При работе генератора с коррекцией погрешности при токе через интеграторы /; = 1 мкА погрешность не превысила 1/15 с/период или 6=0.67-10" %. Принципиальная электрическая схема генератора представлена на рис. 4,4. Генератор тока управляемый напряжением G1 выполнен на ОУ DA3. Интеграторы включены в цепь обратной связи и ток через них равен //=UM/(R17+RJ4), где ид= UBbix R23/(R23+R18),

Усилитель - инвертор А4 собран на ОУ DA4 К140УД8 в инвертирующем включении, коэффициент усиления регулируется переменным резистором R10.

Переключающее устройство А5 представляет собой триггер Шмитта на ОУ DA5 К140УД8, петля гистерезиса которого представлена на рис. 4.5.

Дифференцирующее устройство выполнено на ОУ DA2 К140УД8. Постоянная времени его равна t=Cl-R3. Операционный усилитель DA1 служит инвертором. Электронные ключи выполнены на МОП транзисторах с индуцируемым каналом VT1 и VT2.

Переключатель S2 служит для включения коррекции погрешности, S1 - для уменьшения выходного напряжения в 10 раз, S3 - выключатель питания.

Похожие диссертации на Интегрирующие и времязадающие устройства на основе суперионных проводников