Устройство для контроля пороговых уровней радиоэлектронных схем

Устройство для контроля пороговых уровней радиоэлектронных схем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респуолик

«!)I 002991 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено130481 (21) 3280978/18;21

tИ } М. Кп.з

С 01 R 31/28 с присоединением заявки М—

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

ДЗ) УДК621. 327. . 53(088. 8) Опубликовано 070383. Бюллетень Йо 9

Дате опубликования описания 070383

Г.Ю. Пашковский, T.Í. Яковлева, Г.Г. Тараскою>-

В.Я. Азбель, С.В. Хрусталев и, И.Б. Шапиро (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) CrPOACTBO ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОРОГОВЫХ

УРОВНЕЙ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ!

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может бытьиспользовано при построении автоматизи рованной. контрольно-измерительной an- 5 паратуры для измерения параметров ра диоэлектронных схем, например, микросхем, мнкросборок.

Известен измеритель пороговых напряжений логических схем, содержащий 10 тактовый генератор, селектор, счетчик,. дешифратор, триггер, источник линейноизменякщегося напряжения, компаратор, генератор сброса и линию задержки Щ

Недостатком данного устройства является низкая достоверность контроляо

15 обусловленная тем, что пороговые уровни измеряются в статическом, а не в динамическом режиме.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для контроля пороговых уровней радиоэлектронных схем, содержащее генератор. пилообразного напряжения, кс|ммутаторы, преобразователь и гене ратор высокочастотного (ВЧ) сигна- 25 аа. (2).

Известное устройство позволяет автоматически измерять пороговые напряжения потенциальных логических схем, так как на проверяемую схему 30 подается сумма низкочастотного пи,лообразного сигнала н ВЧ-сигнала.

При этом проверяемая схема фактически доводится до порога срабатывания пилообразным напряжением, т.е. при этом измеряется чувствительность (порох. срабатываиия) схемы по низкочастотному сигналу, малый ВЧ-cmr нал дает лишь незначительный вклад в общую сумму входного напряжен. я и служит только для более точной фиксации уровня выходного сигнала . схемы, при котором определяется входной пороговый уровень.

Такая методика измерения приемпема только для тех случаев, когI да определяют пороговые уровни или ,чувствительность схемы по постоянному току или по низкочастотному (квазипостоянному) сигналу. Однако для быстродействующих импульсных схем представляет интерес чувстви тельность по высокочастотному сиг- налу (импульс короткой длительнос- ти), которая может значительно (На порядок и. больше) отличаться от чув- . ствительности на низкочастотном .сигнале. В известном же устройстве,, где, как указывалось, на вход про веряемой схемы воздействует ниэко1002991 частотное пилообразное напряжение, иэмеуяется чувствительность проверяемой схемы .о низкочастотному сигналу или по постоянному току, что и определяет низкую достовер ность результата контроля.

Кроме того, высокочастотные пороговые схемы очень часто содержат

"в цепи входного сигнала разделительный.конденсатор, причем чем большим быстродействием обладает схема, тем. меньше емкость этого конденсатора.

В этом случае низкочастотный пилообразный сигнал или вообще не пройдет через эту емкость, или передает." ся с большими искажениями, что. не позволяет измерить чувствительность с требуемой точностью и снижает достоверность результата контроля.

Кроме того, низкая помехоустой-. чивость снижает достоверность конт- 30 роля, так как в процессе измерения срабатывание схемы фиксации происходит однократно в момент достижения суммой пилообразного напряжения и

ВЧ-сигнала контролируемого порогово- 25

ro уровня. Поэтому воздействие одиночной помехи достаточной величины в любой момент изменения пилообраз— ного, напряжения может привести к срабатыванию схемы фиксации и, следовательно, к регистрации, Цель изобретения - повышение достоверности результатов контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля пороговых уровней радиоэлектронных схем, содержащее генератор нарастающего напряжения, первый генератор, импульсов, измеритель, соединенный первым входом с входом контролируемой электронной схемы, дискриминатор,40 соединенный первым входом с выходом контролируемой электронной схемы, вторым входом — с входом устройства, блок управления, соединенный первым выходом с вторым входом измерителя, 45 введены элемент И, накопитель и блок стробирования, соединенный первым входом с выходом генератора нарастающего напряжения, вторым входом — с выходом элемента И, соединенного вхо 5 дом с выходом первого генератора импульсовр вторым входом — с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с первым входом накопителя и с первым входом генератора нарастающего напряжения, четвертый вход — с вторым входом генератора нарастающего напряжения, соединенного третьим входом с выходом накопителя, соединенного вторым, входом с выходом дискриминатора, и 60 тем, что генератор нарастающего напряжения содержит второй генератор импульсов, ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь, соеди- 1 ненный выходом с выходом генератора, 5 входом — с выходом счетчика, соединенного первым входом с первым входом генератора, вторым входом — с выходом ключа, соединенного первым входом с вторым входом генератора, вторым входом — с выходом второго генератора импульсов, третьим входомс третьим входом генератора, а также тем, что блок стробирования содержит первый, второй и третий резисторы и первый и второй транзисторы, причем первый вход блока стробирования соединен через первый резистор с базой первого транзистора, соединенного эмиттером через второй резистор с шиной питания, непосредственно с выходом блока стробирования и коллектором второго транзистора, соединенного эмиттером с шиной

"Земля" и с коллектором первого транзистора, базой через третий резистор— с вторым входом блока стробирования.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого, устройства; на фиг. 2диаграммы, поясняющие работу предла» гаемого устройства» на фиг. 3 — электрическая схема блока стробирования.

Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 нарастающего напряжения, второй генератор 3 импульсов, ключ 4, счетчик 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) б, первый генератор 7 импульсов, элемент И 8, блок 9 стробирования, проверяемую схему 10, измеритель 11, дискриминатор 12, накопитель 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии с блока 1 управления на входы элемента И 8 и ключа 4 поступают потенциалы, запирающие эти каскады (осциллограммы на фиг. 2 а,б), в результате чего импульсы генераторов 3 и 7 не проходят соответственно на выходы ключа

4 и элемента И 8.

В момент начала измерения, определяемый; например, нажатием кнопки

"Пуск" в блоке 1 управления, с блока

1 управления на вход ключа 4 поступЬет разрешающий импульс Up (фиг.2б), длительность которого равна длитель-; ности измерительности цикла. Одновременно с передиим фронтом этого импульса на вход счетчика 5 и вход накопителя 13 поступает импульс сбро- са U<8 (осциллограмма на фиг. 2в), устайавливающий счетчик 5, а следовательно, и ЦАП б в нулевое состояние и разряжающий накопительную емкость в накопителе 13 от напряжения U до нуля. В результате этого на вхоДы ключа 4 (который может быть выполнен, например, в виде трехвходового элемента И-НЕ по "0") поступают напря1 жения Up 0„» О (фиг. 2г), что обеспечивает прохождение счетных импульсов (U< на фиг, 2б,м) от генератора

3 на выход ключа 4, т.е. на вход

1002991 счетчика 5 (напряжение Ц„„на фиг. .2д) °

Счетчик 5 начинает считать эти импульсы, что приводит к последовательному включению разрядов ЦАП б (начиная с младшего), в результате чего на выходе ЦАП б формируется ступенчато нарастающее напряжение U

Так .как с началом цикла измерения на вход элемента И 8 поступает разрешающий импульс U (осциллограмма на фиг. 2а),.испытательные импульсы (U» на фиг. 2ж) от генератора 7 проходят через элемент И 8, на входе которого возникают стробирующие имйульсы. U (осциллограмма на фиг.2в).

Таким образом, на входах блока

9 стробирования присутствуют строби- ;щ рующие импульсы U и ступенчатое напряжение 0ц,хп .

На фиг. 3 показан возможный вари ант выполнения элемента И 8 и блока стробирования на транзисторах 17 и 25

18: на базу транзистора 17 подается напряжение с выхода ЦАП б, а на базу транзистора 18 в качестве стробирующих поступают испытательные импульсы с выхода элемента И 8.

При подаче на базу транзистора 18 высокого потенциала (фиг. 3) этот транзистор открывается и шунтирует выход эмиттерного повторителя на транзисторе 17, нри этом напряжение на эмиттере близко к нулю.. Когда же на базу транзистора 18 подается низкий потенциал О, транзистор 18 закрыт и не шунтирует цепь эмиттера транзистора 17, при этом напряжение с базы транзистора 17 проходит на 40 выход повторителя. B результате этого на выходе эмиттерного повторителя 17,. т.е. на выходе блока 9 стробирования, формируется импульсное напряжение со ступенчато нарастающей амплитудой, причем внутри каждой ступеньки амплитуда импульсов имеет постоянное значение (осциллограмма на фиг. 2и).

Величина ступеньки Uqan выбирается меиьше допустимой погрешности измерения чувствительности.

Длительность каждой ступеньки определяется периодом следования счетных импульсов от генератора 3, а количество испытательных импульсов в пределах одной ступеньки определяетбя соотношением периодов следования импульсов генераторов 3 и 7.

Напряжение с выхода стробирующего каскада в качестве .входного напряжения U>< подается на проверяемую схе- 50 му 10. При этом выходное напряжение этой схемы изменяется в соответствии с видом ее передаточной характеристики, например, так, как показано наосциллограмме фиг. 2К, и при опреде- 65 ленной ступеньке амплитуда вы::одных импульсов проверяемой схемы 10 достигает значения U, при котором

@Six определяется порог срабатывания или импульсная чувствительиость схемы

Ц „. Это вызывает срабатывание дискриминатора 12, на который подано опорное напряжение U „, соответствующее напряжению Ц „,.

Импульсы с выхода дискриминатора

12 (U на фиг. 2л) поступают на накопитель 13, выполненный, например, по схеме пикового детектора, и заряжают емкость накопителя (осциллограмма на фиг. 2г), с выхода которого напряжение О„ поступает на один из входов ключа 4. При достижении напряжением U> некоторого значения U достаточного для запирания ключа 4, последний закрывается, и поступление счетных импульсов от генератора 3 на вход счетчика 5 прекращается (фиг. 2д), в результате чего прекращается нарастани напряжения в ЦАП б, и на его выходе устанавливается постоянное напряжение, равное напряжению ступеньки, при которой входное импульс ное напряжение проверяемой схемы U oстигло порога срабатывания П „ . В результате этого до момента окончания разрешающего импульса U> на вход проверяемой схемы будут поступать импульсы постоянной амплитуды Нзх. о

После того, как разрешающий импульс заканчивается, на выходе элемента

И 8 устанавливается потенциал логиче- ского нуля, в результате чего транзистор 18 блока 9 фиг. 3) постоянно закрыт, и на выходе каскада (коллектор транзистора 17) устанавливается постоянное напряжение Ц, значение которого равно амплитуде импульсов, при которой выходное напряжение проверяемой схемы достигает 3начения о

ЗцХ T.e. "== "ВХ (фи 2и) .Напря жение Опоступает на вход измерителя

11 постоянного напряжения, на вход запуска которого подается сигнал от блока 1 управления (импульс U3 на фиг. 2н). В качестве измерителя можно использовать, например, электронный цифровой вольтметр, который при поступлении указанного сигнала запуска регистрирует напряжение Uт.е. измеренное значение импульсной чувствительности проверяемой схемы.

Измеритель 11 может быть выполнен в виде дискриминатора напряжения постоянного тока (например, операционный усилитель-компаратор), в этом случае обеспечивается контроль по принципу

"годен-брак".

В предлагаемом устройстве на вход проверяемой схемы 10 подаются импуль сы, параметры которых (длительность, частота следования) задаются генератором 7 в соответствии с требованиями, предъявляемыми к входным импуль1002991, сам проверяемой схемы при измерении ее импульсной чувстнительности, а измеряется в конечном итоге найряжение постоянного тока, равное искомой импульсной чувствительности. Предлагаемое-устройство таким образом, 5 позволяет, как и известное устройст-., во, измерять пороговые напряжения логических схем при любой длительности входного сигнала, вместе с тем, н отличие от известного устрой- 10 ства, дает воэможность измерять импульсную чувствительность быстродействующих импульсных схем при сколь угодно короткой длительности входных импульсов, определяемой генера- f5 тором 7 и быстродействием элемента ,И 8 и блока 9 стробиронания. В ре.зультате этого значительно расширяются функционагьные воэможности предлагаемого устройства. Кроме, тогЬ, за счет измерения постоянного напря- жения, вместо измерения амплитуды. коротких импульсов, существенно повышается точность измерения импульс ной чувствительности.

Напряжение на накопителе 13 достигает значения U„, при котором прекращается нарастание напряжения ЦАП б, при поступлении на накопитель некото" рого числа N импульсов с дискриминатора 12, т.е. при поступлении на ЗО вход проверяемой схемы 10 N нходных импульсов. Это число N может быть сделано любым за счет соответствующего выбора постоянной времени заряда емкости в накопителе 13 и выбора 35, соответствующего соотношения длительности ступеньки ЦАП б, т.е. периода счетных импульсов генератора 3 и периода испыТательных импульсон генератора 7. В результате этого при случайном срабатывании проверяемой схемы от какой-либо одиночной или кратковременной помехи напряжение на накопителе не достигнет значения U< и, следовательно, напряжение ЦАП.6 будет и дальше нарастать, пока не 45 достигнет такого значения, при котором начнется устойчивое срабатывание проверяемой схемы.

Таким образом, введение накопителя 13 н предлагаемое устройство зна- 50 чительно повышает его помехоустойчивость nG сравнению с известным устройством (что в конечном счете также повышает точность измерения) .

Формула изобретения

1. Устройство для контроля пороговых уровней радиоэлектронных схем, содержащее генератор нарастающего напряжения„ первый генератор импульr сон, измеритель, соединенный первым входом с вхбдом контролируемой электронной схемы, дискриминатор, соединенный первым входом с выходом конт» ролируемой электронной схемы, вторым входом — с входом устройства, блок управления, соединенный первым выходом с вторым входом измерителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, .с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены элемент И, накопитель и блок стробирования, соединенный первым входом с выходом генератора нарастающего напряжения, вторым входом - с выходом элемента И, соединенного перным входом с выходом первого генератора импульсов, вторым входом — с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с первым входом накопителя и с первым входом генератора нарастающего напряжения, четвертый выход— с вторым входом генератора нараста« ющего напряжения, соединенного третьим нходом с выходом накопителя, соединенного вторым входом с выходом дискриминатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что генератор нарастающего напряжения содержит второй генератор импульсов, ключ, счетчик и цифроаналоговый преобразователь| соединенный выходом с выходом гене-. ратора, входом — с выходом счетчика, соединенного первым входом с первым входом генератора, вторым входом - c выходом ключа, соединенного первым входом с вторым входом генератора, вторым входом — с выходом второго генератора импульсов, третьим входом — с третьим входом генератора.

3. Устройство о п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок стробирования содержит первый, второй

la третий резисторы и первый и второй транзисторы, причем первый вход блока стробирования соединен через первый резистор с базой первого транзистора, соединенного эмиттером через второй резистор с шиной питания, непосредственно с выхоДом блока ,стробирования и коллектором второго транзистора, соединенного эмиттером с шиной "Земля." и с коллектором первого транзистора, базой через третий резистор с вторым нходом блока стро- бирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 526833; кл. С 01 К 31/28, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 266943, кл. G 01. R. 31/28, 1970 (прототип) .

1002991

1002991 фуру ll

Составитель В. Дворкин

Редактор .Л. Гратилло Техред Е.Харитончик КОРРектоР В. Вутяга

Подписное

Закаэ 1543/28 Тираж 708

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035) Москва, Ж-35, Рауыская над ., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4