Устройство для измерения динамических параметров электронных блоков

09) ОИ СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 001 ОПИСАН АВТОРСМОМУ ИЕ ИЗО ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) Н.И.Шатило, Л.Н.Харченко, В.В.Кандыбин и М,П.Федоринчик (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро с опытным производством Минского радиотехнического института и Минский радиотехнический институт(56) 1. Шатило Н.И. Автоматизация измерений динамических параметров линейных интегральных схем. - Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического совещания. "Линейные-интегральные схемы и их применение в приборостроении и промышленной электронике". Л., 1977, с18-20.2, Авторское свидетельство СССР В 750402, кл. 6 01 й 31/28, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ, содержащее последовательно соединенные первый элемент совпадения и блок задержки, выход которого соединен с первым входом первого элемента совпадения, с входом инди" катора и с входом формирователя входного сигнала, выход которого соединен с зажимом для подключения входа испытуемого блока, источник опорного напряжения, первый и второй выходы которого соединены с первьм и вторым входами дифференциального дискриминатора напряжения, третий вход которого соединен с зажимом для подключения выхода испытуемого блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения пределов измерения в область меньших значений, в него введены последовательно соединенные второй элемент совпаде" ния, одновибратор, интегратор и блокпеременной задержки, причем первый вход второго элемента совпаденияоединен с выходом дифференциального дискриминатора напряжения, выход блока переменной задержки соединен с вторым входом первого элемента совпадения и с вторым входом второ-.- го элемента совпадения, второй вход блока переменной задержки соединен с выходом блока задержки,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения различных динамических параметров.Известно устройство.для измерениядинамических параметров электронных блоков интегральных схем , н том числе времени установления выходного напряжения, содержащее дифференциальный дискриминатор, два пороговых устройства, времяамплитудный преобразователь, элемент задержки и элемент совпадения, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход дифференциального дискриминатора соединен с входом нремяамплитудного преобразователя Ц .Недсстатком его янляется то, чтя оно обладает сравнительно высокой температурной и временной погрешностью измерений, связанной с неста бильностью блоков устройства в пер" вую очередь, элемента задержки и времяамплитудного преобразователя.Наиболее близким по.технической сущности к предлагаемому является. устройство для измерения динамических параметров электронных блоков, содержащее последовательно соединенные элемент совпадения, блок задержки и.формирователь сигнала, вход которого соединен также с индикатором и первым входом элемента гсовпадения, а выход - с входом ис" пытуемого электронного блока, дифференциальный дискриминатор, первыйвход которого подключен к выходуиспытуемого электронного блока,второй и третий - к источнику опорных напряжений 2,Цель изобретения - расширениепределов измерения в область меньших значений.Цель достигается тем, что в уст,ройство, содержащее последовательно,соединенные первый элемент совпадения и блок задержки, выход которогосоединен с первым входом первогоэлемента совпадения, с входом индикатора и с нходом Формирователя входного сигнала, выход которого соединен с зажимом для подключения входа испытуемого блока, источникопорного напряжения, перный и второйвыходы которого соединены с первым и вторым входами дифференциального дискриминатора напряжения, третий вход которого соединен с зажемом для подключения выхода испытуемого блока, введены последонательно соединенные второй элемент совпадения, одновибратор, интегратор и блок переменной задержки, причем первый вход второго элемента совпадения соединен с выходом дифференциального дискриминатора напряжения, выходблока переменной задержки соединенс вторыл входом первого элемента"10 совпадения и с вторйм входом второго элемента совпадения, второй вход блока переменной задержки соединенс выходом блока задержки. На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллю стрирующие работу устройства.Устройство содержит последовательно соединенные первый элемент 1 совпадения, блок 2 задержки, формирователь 3 сигнала, первый испытуемый блок 4, дифференциальный дискриминатор 5, второй элемент б совпадения, одновибратор 7, интегратор 15 8, блок 9 переменной задержки, атакже индикатор 10 и источник 11опорного напряжения. Вход индикатора 10 соединен с первым входом первого элемента 1 сонпадения,и с входом блока 9 переменной задержки.Источник 11 опорных напряженийсоединен с вторым и третьим входамидифференциального дискриминатора5,. первый вход которого соединен сиспытуемым блоком 4, а выход - спервым входом второго элемента бсовпадения, второй вход которого соесоединен с выходом блока 9 переменной задержки, а выход - с входомодновибратора, выход которого соединен с входом интегратора 8, выходинтегратора 8 соединен с первым входом блока 9 переменной задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента 1 совпаденияЗ 5 и с вторым входом второго элементаб совпадения. Вход формирователя 3сигнала соединен с выходом блока 2задержки, а выход - с входом испытуемого блока 4.40 Элементы 1 и б,совпадения осуществляют сравнение сигналов на входахи вырабатывают сигналы совпаденияпри равенстве этих сигналов. Блоки2 и 9 задержки задерживают сигналы, 45 поступающие на их входы. Формирователь 3 сигнала формирует испытательный сигнал для контроля блока 4.Дискриминатор 5 и источник 11 опорных напряжений обеспечивают отсчетдинамических параметров на заданных .уровнях. Однонибратор . 7 вырабатывает импульс заданной формы при поступлении на его вход запускающегоиспульса. Интегратор 8 усредняетимпульсы, поступающие на его вход 55 выделяет постоянную составляющуюэтих импульсов . Индикатор 10 измеряет период частоту) колебаний,устанавливающуюся в устройстве.Устройство работает следующим 60 образом.Предположим, что на выходе блока. 2 задержки появился положительныйперепад напряжения (Фиг. 2 б), Этотперепад, сформированный формирова телем З,фиг. 2 в), поступает на1078364 где 1 1 и 6 - задержка сигналовв блоках 1 2 и 9.соответственно.25 В установившемся режиме, соответствующем условию (1), период равен1 ("1 г 1+З+ 44 Устф 8 (3)Если в дифференциальном дискримиЗ 0 наторе 5 нижний порог дискриминацииЦ установить на нижнем уровне Отсчета 1 ст (обычно 0,10 цсг,где 09 ст,уСтановившееся амплйтудное значениевыходного напряжения испытуемого 35 блока 4), а верхний 09 - выше амплитудного значения выходного напря"жения испытуемого блока 4( 0 ина фиг. 2 г), то в устройстве установятся колебания с периодом 40тг =2(И)фС,ф ф 4+(4)(5)1, ЕгПредлагаемое устройство, как иизвестное позволяет измерять другиединамические параметры электронных 60 блоков по методике, изложенной в 2Аналогично производятся измерения и других динамических.параметров испытуемого блока.В предлагаемой структуре погреш;ность измерения. определяется в пер" При разряде интегратора описанный процесс повторяется, и напряжение на выходе интегратора 8 снова возрастает, поддерживая соотношение. (1) с заданной степенью точности.В момент появления положительного перепада на выходе блока 9 переменной задержки (Фиг. 2 е) переключается элемент 1 совпадения (фиг.2 а), так как на его первом входе имеет 55 вход испытуемого блока 4, на выходекоторого появляется выходной сигнал(Фиг. 2 г) . В течение интервала времени, когда выходное напряжение испытуемого блока 4 находится в зонедопустимой погрешности (между нижнимО м верхним 0 в (Фиг. 2 г) порогамидискриминации дифференциальногодискриминатора 5, задаваемьми источником 11 опорных напряжений), сигнал на выходе дифференциальногодискриминатора 5 равен нулю (фиг.2 д)Если же выходное напряжение испытуемого блока 4 находится вне зоны до"пустимой погрешности, на выходе дифференциального дискриминатора 5 появляется положительный потенциал(фиг. 2 д),Импульсы с выхода дифференциального дискриминатора 5 поступают навторой элемент б совпадения, на второй вход которого приходит положительный перепад напряжения с выходаэлемента 2 задержки, задержанный вблоке 9 переменной задержки. Есливремя задержки сигнала в блоке 9переменной задержки меньше, чем вре-мя установления выходного напряжения испытуемого блока 4 (фиг. 2 ж),то на выходе второго элемента бсовпадения появляются импульсыФиг. 2 з), запускающие одновибратор 7 (Фиг, 2 и), Импульсы одновибратора 7 поступают на интегратор 8,на выходе которого начинает увеличиваться напряжение (Фиг. 2 к),что вызывает увеличение задержкив блоке 9 переменной задержки.Возрастание времени задержки выходных сигналов блока 2 задержки вблоке 9 переменной задержки будетпроисходить до тех пор, пока величина его на станет равной (Фиг. 2 е),93 4 Чс+ь ). (Ц где 1 14 15 - задержки сигналов вблоках 3, 4 и 5 соФответственно;чст. - время установлениянапряжения в испытуемом блоке 4.При этом совпадении импульсов на входах второго элемента б совпадения не происходит, одновибратор 7 не запускается и напряжение на выходе интегратора 8 не изменяется. ся положительное напряжение с выхода блока 2 задержки (фиг. 2 б).Этот отрицательный перепад черезвремя 1 появится на выходе блока 2задержки (фиг. 2 б) и под его действиемна выходе элемента 1 совпадения, реализующего логическую функцию И-НЕ, появляется положительныйперепад (фиг. 2 а), который такжезадерживается блоком 2 задержки, Че рез время 12 на выходе блока 2 задержки появляется положительный перепад напряжения, и весь цикл повторяется.Таким образом, предлагаемое уст ройство представляет собой автогенератор с задержанной обратной связью,период ,колебаний в котором равен(фиг. 2)т С 9 ф 1, 1 гЧ123 так как в этом случае выходное напряжение исйытуемого блока 4 сразу входит,в ЗОну дОпустимОй пОгрешности и не выходит из нее (фиг. 2 г), а время задержки в блоке 9 перемен-,. ной задержки становится равным К3 + 4 + 5 физмерив с помощью индикатора 10 периоды (частоты колебаний Т(,1 и Т (г ) можно определить время установления.испытуемого электронного блока 41078364 и,.Ж Ь каэ 952(3 одписное м м а ППП "Патент" ктная,4 жгорд,вую очередь чувствительностью одновибратора к длительности запуска" щего импульса, от которого зависит точность поддержания равенства+-к 1 1441,Ф1Наибольшей чувствительностью в цайном отношении обладают одновибраторы на туннельных диодах, которые запускаются от импульсов длительностью в десятые доли наносекунды 0,1 - 0,2). Полагая, что такая погрешность поддержания укаэанного выше равенства обеспечивает 5 погрешность измерения, нетрудно опреде лить, что нижний предел измеренныхдинамических параметровпредлагаемым устройством будет. составлять 5-10 нс, что более чем на порядок меньше, чем у известного устройства.