Устройство для контроля цифровых сигналов

Устройство для контроля цифровых сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HQMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (2}) 3333703/18-24 (22) 08.09.81 (46) 30 07.83 Бюл. И 28 (72) П.И. Бородин, В.П. Сединкин, Д.H. Дудин и С.H. Дылдин (53) 621 ° 396 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 734625, кл. Q 05 В 23/02, 1978.

2. Информационный листок }т 79-1883

ВИНИ, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЦИФРОВЫХ СИГНАЛОВ, содержащее формирователь сигнала "Сброс", блок фиксации обрыва, первый и второй элементы И, первый переключатель режимов и последовательно соединенные счетчик, дешифратор и блок индикации, причем вход сброса счетчика через первый элемент HE подключен к положительной шине питания, о т л и ч аю щ е е с я тем, что; с целью расширения области применения устройства, в него -введены восемь элементов

И-НЕ, пять элементов НЕ, два элемента И-ИЛИ-НЕ, три 9 -триггера, Рг -триггер, элемент согласования уровней и второй перекЛючатель режимов, один вход которого непосредственно, а дру гой вход через элемент согласования уровней соединены с входом устройства, выход первого элемента

И-ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ - с первым входом второго элемента И-НЕ, вторым входом подключенного к выходу блока фиксации обрыва, первый вход которого соединен а выходом второго переключателя режимов и через третий элемент

НЕ - с входом четвертого элемента

НЕ и с первыми входами первого эле„.SU„„1032428 A ш G 05 В 23/02; 0 06 F 11/30 мента И и первого и второго элементов

И-ИЛИ-HE а второй вход — с выходом четвертого элемента НЕ, с вторыми входами первого и второго элементов

И-ИЛИ-НЕ и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к И -входу КЬ-триггера, 6 -вход которого соединен с выходом первого элемента И, а прямой и инверсный выходы — с третьим и четвертым входами соответственно второго элемента

И-ИЛИ-НЕ, подсоединенного выходом к первому входу третьего элемента И-HE и к С-входу первого 1)-триггера и через пятый элемент HE - к С-входам второго D-триггера и счетчика, выход одного из разрядов которого подключен к С-входу третьего3 -триггера, соединенногo 5 -входом с - входами первого и второго 2 -триггеров, с положи" тельной шиной питания и через формирователь сигнала "Сброс" — с отрицательной шиной питания, выходы младшего и старшего разрядов счетчика через четвертый элемент И-НЕ подключены к первому входу первого переключателя режимов, соединенного выходом с пятыми входами второго weмента И-ИЛИ-НЕ, инверсный выход первогоЭ -триггера связан с вторым входом третьего и с первыми входамИ пятого и шестого элементов И-НЕ, а инверсный выход второго З-триггера с первыми входами седьмого и восьмого элементов И-НЕ, прямой выход третьего Э-триггера подключен к вторым входам первого, второго, пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ, соединенных выходами с соответствюущими входами блока индикации, вторые входы перeoI-o и второго элементов И подклю,чены к.выходу первого элемента НЕ,.

З-входы первого, второго и третьего

Э-триггеров и второй вход первого переключателя режимов соединены с

1032128 отрицательной шиной устройства, а выход третьего элемента И-.НЕ непосредственно и через шестой элемент НЕ подключен к третьим входам первого элемента И-ИЛИ-НЕ.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для оперативного визуального контроля за состоянием логических элементов в цифровой аппаратуре. 5

ИзвесrIIn устройство для проверки логических блоков, содержащее инвертор, первый и второй элементьГ

H-HE, интегратор, пороговый бпок, первый и второй формирователисигналов !О первый и второй триггеры, фильтр, генератор импульсов, а также третий и четвертый триггеры, первый и второй индикаторы Pl )

Недостатком устройства является 1 ограниченная полнота контроля, так как не фиксируются перепады, не отображаются фронты импульсов и ир, по-! лярности, нет .счета импульсов, неудоб. ное отображение выходной информации 2{) с помощью светодиодов.

Наиболее близким техническим

40 решением к предлагаемому является логический пробник, содержащий взаимосвязанные формирователь сигна- 2S ла "Сброс", переключатель режимов, элементы И и блок фиксации обрыва, а также включенные последовательно счетчик, дешифратор и блок индикации, инвертор,соединенный выходом с обнуля- ЗО ющим входом счетчика, а входом ". с шиной питания 21

Недостатком этого устройства является невозможность фиксации перепадов контролируемых напряжений и знаков их фронтов.

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем расширения диапазона характеристик контролируемых цифровых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля цифровых сигналов, содержащее формирователь сигнала "Сброс", блок фик сации обрыва, первый и второй элемен. ты И, первый переключатель режимов 45

2 и последовательно соединенные счетчик, дешифратор и блок индикации, причем вход сброса счетчика через е первый элемент HE подключен к положительной шине питания, введены восемь элементов И-НЕ, пять элементов

НЕ, два элемента И-ИЛИ-НЕ, три 0-триг" гера, R5-триггер, элемент согласования уровней и второй переключатель режимов, один вход которого непосредственно, а другой вход через элемент согласования уровней соединены с входом устройства, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ - с первым входом второго элемента И-НЕ, вторым входом подключенного к выходу блока фиксации обрыва, первый вход которого соединен с выходом второго переключателя режимов и через третий элемент HE " с входом четвертого элемента HE и с первыми входами первого элемента И и первого и второго элементов И-ИЛИНЕ, а второй вход — с выходом четвертого элемента НЕ, с вторыми входами первого и второго элементов И-ИЛИНЕ и с первым входом второго элемента И, подключенного выходом к к-входу

R6-триггера, 6-вход которого соединен с выходом первого элемента И, а прямой и инверсный выходы - с третьим и четвертым входами соответственно второго элемента И-ИЛИ"HE, подсоединенного выходом к первом входу третье,го элемента И-НЕ и к С-входу первогоЙтриггера и через пятый элемент HEк C-входам второгоЪ -триггера и счетчика, выход одного из разрядов которого подключен к С-входу третьего .о-триггера, соединенного Я -входом с 5-входами первого и второго Р-триггеров, с положительной шиной питания и через формирователь сигнала "Сброс" с отрицательной шиной питания, выходы младшего и старшего разрядов

3 10324 счетчика через четвертый элемент И-НЕ подключены к первому входу первого переключателя режимов, соединенного выходом с пятыми входами второго элемента И-ИЛИ-НЕ, инверсный выход первогоЪ -триггера связан с вторым входом третьего и с первыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, а ин версный выход второго 0-триггера " с первыми входами седьмого и восьмого 10 элементов И-НЕ, прямой выход третьего Р-триггера подключен к вторым входам первого, второго, пятого,. шестого, седьмого и восьмого элементов И-НЕ, соединенных выходами с 15 соответствюущими входами блока индикации, вторые входы первого и второго элементов И по 1ключены к выходу первого элемента НЕ, а Ъ-входы первого, второго и третьего З-тригге- 20 ров и второй вход первого переключателя режимов соединены с отрицательной шиной устройства, а выход третьего элемента И-НЕ непосредственно и через шестой элемент НЕ .под- 25 ключен к третьим входам первого элемента И-ИЛИ-НЕ.

На фиг, 1 представлена схема, устройства, на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг..1) содержит третий 1, четвертый 2 и пятый 3 элементы НЕ, первый 4 и второй 5 элементы

И, второй переключатель 6 режимов, элемент 7 согласования уровней, блок M

8 фиксации обрыва, RQ -т р и г г е р 99, второй 10 и первый ll элемнты И-ИЛИ-НЕ, первый 12 и второй 13>-триггеры, счетчик 14, дешифратор. 15, третий

Ъ-триггер 16, группу элементов И-НЕ 40

17, состоящую из первого 17. 1 второго 17.2, пятого 17.3, шестого 17,4, седьмого 17.5 и восьмого 17.6 элементов И-НЕ, блок 18 индикации, состоящий из семи сегментов А, В, С,о, Е,145 четвертый 19 и третий 20 элементы И-НЕ, первый 21, второй 22 и шестой 23 элементы НЕ, формирователь

24 сигналов "Сброс" первый переклю. чатель 25 режимов, блок 8 состоит из 50 диода 26, резисторов 27-30 и транзист торов 31 и 32, образующих электронный ключ 33, и из элементапИ-НЕ 34, в состав устройства также входит резистор 35 (токоограничивающие резисторы блока 18 не показаны).

Устройство работает следующим образом.

28 4

Рассмотрим работу устройства в режимах ТТЛ при уровнях входных сигналов не более +5B и ИИП (счетный), При этом переключатели б и 25 находятся в положении ТТЛ и ИМП соответственно.

Перед началом контроля устройство обнуляется от формирователя 24. При этом на S -входы триггеров 12, 13 и

16 кратковременно поступает низкий уровень напряжения, устанавливая их в единичное состояние, которому соответствует низкий логический уровень "0" на инверсных выходах. На выходе элемента НЕ 21 при обнулении появляется соответственно высокий лоигческий уровень "1", который обнуляет счетчик 14 и устанавливает триггер 9 через элементы И-НЕ 4 и 5 в состояние, сответствующее начальному уровню входного сигнала. Если начальное значение входного сигнала

"0", то триггер 9 при обнулении устанавливается через элемент И -НЕ 4 по Я -входу в единичное состояние, при котором "1" с его прямого входа разрешает работу элемемта И-ИЛИ-НЕ

10 по нижнему плечу. Если начальное значение входного сигнала "1", то триггер 9 при обнулении устанавливается через элемент И-НЕ 5 по И -входу в нулевое состояние, при котором

"1" с его инверсного выхода разрешает работу элемента И-ИЛИ-НЕ 10 по верхнему плечу. Элемент И-ИЛИ-НЕ

11 в исходном состоянии открыт для прохождения входного сигнала черз элементы КЕ 1 и 2 по верхнему плечу, так как "l" с инверсного выхода триггера 12, поступая через элемент

И-НЕ 20 и элемент НЕ 23, запрещает его работу по нижнему плечу. Таким образам, при начальном значении входного сигнала "1" на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 11 будет "1", которая через элемент И-НЕ 17.1 (представляющий собой схему с открытым коллектором на выходе), зажигает сегмент

2 блока 18, что соответствует изобра", жению низкого логического уровня входного сигнала. При начальном значении входного сигнала "1" на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 11 будет "1", которая через элемент НЕ 22 и элемент

И-НЕ 17.2 зажигает сегмент А блока

18, что соответствует изображению высокого лоигческого уровня входного сигнала.

1032428

Работа двшифратора 15 запрещена

"1", поступающей с инверсного выхода триггера 16 на Г-вход..С прямого выхода триггера 16 "1" разрешает работу группы элементов И-HE 17. При изменении уровня входного сигнала, т.е. по переднему фронту первого входного импульса, на выходах элементов И-ИЛИ-НЕ 10 и 11 уровни сигналов изменяются на противоположные.

Изменеяия сигнала на выходе элемента

l l приводит к зажиганию сегмента блока 18, противоположного предыдущему (сегменты А и 2 изображают противоположные уровни входного сигнала

"1" и "0" соответственно

На выходе элемента И-ИЛИ-НЕ 1О сигнал изменится на ."0", который через элемент НЕ 3 устанавливает триггер 13 по С"входу в нулевое сос2р тояние, при котором "1" с его инвер™ сного выхода через элементы 17.5 и 17.6 зажигает сегменты Е и !- блока. 1О, что соответствует изоЬраженйю переднего фронта первого входного 25 импульса.

Таким образом, при появлении пере.пада уровня из "0" в "1" или из "1" в "0" на блоке индикации 18 горит сегмент А или соответственно и сег- 3ð менты E иР.

При следующем изменении входного сигнала, т.е. по заднему фронту первого входного импульса, на выходе .элемента И-ИЛИ-НЕ 10 снова будет

"1", которая устанавливает по C-вхо ду триггер 12 в нулевое состояние, при котором "1" с его инверсного выхода через элементы 17.3 и 17.4 зажигает сегменты В и С блока 18, что соответствует изображению заднего фронта входного импульса.

Одновременно "1" с инверсного выхода триггера 12 изменяет уровни сигналов на выходах элемента И-НЕ 20 и элемента НЕ 23 на противополож ные,разрешая работу элемента И-ИЛИ-НЕ . 11 по нижнему плечу и запрещая по ! верхнему. Этим сохраняется значение сигнала на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ з Бр

11. Таким образом, поеле окончания первого импульса на входе устройства на блоке 18 горят сегменты В,;C: Е, 1- и А или D в зависимости от полярности импульса,. что соответствует изображению поступившего импульса, Одновременно по заднему фронту первого входного импульса, т.е. по изменению сигнала на выходе элемента

И -NJ18-HE Ip иэ p" и !" в счетчике 14 по С-входу записывается "1".

При следующем изменении уровня входного сигнала, т.е. по переднему фронту второго входного импульса на выходе эелмента И-ИЛИ-НЕ 10 снова появляется "0", который изменяет уровни сигналов на выходах элементов 20 и 23 на противоположные, разрешая работу элемента И-ИЛИ-HE 11 снова по верхнему плечу и запрещая по нижнему. В результате значения сигнала на выходе элемента И-ИЛИ-HE

11 сохраняются|, а состояние блока

18 не изменится. По окончании второго входного импульса, T å, по его эад! ему фронту на выходе элемента И-ИЛИ-НЕ

10 снова будет и1", которая через элемент НЕ 3 записывает в счетчик 14 по С-входу число два, при котором

"1" с его второго выхода устанавливает по C-входу триггер 16 в нулевое состояние, Логическая "1" с его инверсного выхода разрешает работу дешифратора 15, а "0" с его прямого выхода запрещает работу группы элементов И-HE 17. Таким образом, после двух импульсов на входе устройства блок 18 высвечивает цифру два от де- шифратора 15, При поступлении следующих импульсов на вход устройства счетчик 14 работает в счетном режиме по С-входу, а его состояние индицируется через дешифратор 15 на блоке 18. По девятому импульсу сработает элемент И-HE 1, на выходе которого "0" запрещает работу элемента И-ИЛИ-HE 10, т.е. дальнейший счет входных импульсов прекращается. Для последующей работы устройство обнуляется от кнопки

СБРОС, Потенциаяьный режим устройства (переключатель 25 s положении

ПОТЕНЦ.) является частным случаем режима ИИП. При этом работа элемента

И-ИЛИ-НЕ 10 запрещена низким потенциалом от переключателя 25. В .этом режиме элемент И-ИЛИ-HE 11 работает только пО верхнему плечу, так как триггер

12 в.единичном состоянии, а блок I8 высвечивает текущее значение входного сигнала, т.е. при "0" горит сегмент 3, а при "1" - сегмент А. Об. нуление устройства в этом режиме не требуется, При обрыве íà входе устройства (или состояний высокого импульса ) 1032428 элемент НЕ 1 реагирует как на "1", что свойственно для всех схем ТТЛ.

При этом транзисторы 31 и 32 электронного ключа 33 закрыты, что аналогично подаче на вход элемента И-НЕ 5

3ч "1". Таким образом, элемент И-HE

3ч сработает и "0" с его выхода запретит работу эелмента И-HE 17.2; тем самым, исключив ложное отображе ние высокого уровня в блоке 18, кото- 10 рый будет высвечивать только один сегмент Н (точка, который горит всегда, указывая, что питание на. устройство подано.

Так как блок 8 реагирует на "0" 15 как яа обрыв (транзисторы 31 и 32 закрыты), то "0" на входе устройства чврвз элементы НЕ 1 и 2 запрещавт работу блока 8, В режиме ИДП (при уровнях входных 20 сигналов более +5В) устройство работает аналогично описанному выше.

При этом переключатель 7 в положении

ИДП, а входной сигнал поступает в устройство через элемент 7 согласова" 25 ния уровней ИДП-саем с уровнями

ТТЛ-схем.

Устройство позволяет наблюдать импульсные последовательности любой частоты и скважности. При этом в бло" ке 18 высвечивается цифра девять (в 1 режиме ИМП), несмотря на многократн е обнуление устройства, или горят сразу два сегмента А и (в режиме ПОТЕНЦ) .

Резисторы 27-30 обеспечивают выклю. чение блока 8 при уровнях входных напряжений 2,4В.

Предлагаемая схема устройства обеспечивает в отличие от известных устройств, кроме прочего, индикацию фронтов импульсов-обеих полярностей, причем способ индикации мнемонически соответствует иэображению на экране осциллографа, что исключает необходимость в каком-либо дополнительном переводе.

Широкие возможности расширяют сферу применения устройства при наладке, обслуживании, ремонте устройств цифровой техники, логических устройств, устройств связи, в удобная для восприятия форма представления выходной информации ускоряет и упро щает работы, снижает утомляемость, в конечном счете повышает производительность труда, качество выполня" емых работ.

1032428

1032428

Фюхg Я

Составитель Н. Белинкова

Редактор Н. Гришанова Техред М,Тепер, Корректор 1В, Бутяга, Заказ 5398/51 Тираж 874

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыТий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное сРрос

Phial. Л дух. 4 днах. У Ь х. У

Юых. f0 дбМ У бах g

Юмт, g/

Aa . Р N

1В/хФ 4

ЮьмР 6 дух, j_#_

Умх, d ,Юых. N

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