Устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов

О П И С А Н И Е ип 11 570884ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Овщэ Советских Социалистических Республик) Приорит ро ета Мн Опубликовано 30.08.77, Бюллетень32пнй Дата опубликования аписаи(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ И ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЦИФРОВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВточности измеыстродействия времени изме 20 тем, что в ус я дискретнос о соединены торов начала временного роиство ввсью считывас выходами и конца отнтервала, а достигается ток управлени ходы которог в дискриминаизмеряемого ден б ния, блоко 0 счета Изобретение относится к области цифровой контрольно-измерительной техники, предназначено для измерения временных характеристик полупроводниковых приборов в наносекундном диапазоне и может быть использовано для измерения динамических параметров цифровых интегральных схем,Известно устройство, содержащее помимо контролируемого объекта олок управления, блок измерения и самонастраивающийся дискретный блок считывания 11. Его недостатком является ограниченная область применения, в частности невозможность использования для контроля параметров цифровых полупроводниковых элементов,Известно также устройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых приборов по основному авт. св.359639 (21, содержащее контактное устройство (держатель) для подключения испытываемого прибора, режимные источники питания, элементы коммутации, стробоскопические преобразователи входного и выходного сигналов, генератор импульсов, формирователь напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов, схему автоматического сдвига синхроимпульсов, формирователь строб-импульсов, управляемые преобразователи напряжения в ток, блок управления, дешифратор, дискриминаторы начала и конца отсчета измеряемого временного интервала, цифровой измеритель временных интервалов, программный измеритель параметров по принципу годен - бракОсновным недостатком известного устройства является значительное время измерения параметра. Это объясняется тем, что при последовательном считывании с величиной ступеньки /т, определяемой управляемыми преобразователями напряжения в ток, необходимо последовательно пройти все диапазоны измерения с фиксированным шагом каждого диапазона, Величина дискретности внутри каждого диапазона определяется заданной погрешностью измерения и тем меньше, чем выше требования к точности измерения.Таким образом, повышениерения приводит к снижению бустройства, т. е. к увеличениюр ения.Цель изооретения - усовершенствование известного устройства для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов, повышение его оыстродействыходы - с блоком цифрового измерения интервалов времени и блоком выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов.На фиг, 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит блок 1, состоящий из держателя цифровых полупроводниковых элементов, элементов коммутации и источников питающих напряжений и нагрузки; блок 2 стробоскопического преобразования входного сигнала; блок 3 стробоскопического преобразования выходного сигнала; блок 4 генератора импульсов; блок 5 автоматического сдвига синхроимпульсов; блок 6 формирования строб-импульсов; блок 7 дискриминатора начала отсчета измеряемого временного интервала; блок 8 дискриминатора конца отсчета измеряемого временного интервала; блок 9 цифрового измерения интервалов времени; блок 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов; блоки 11 - 13 управляемых преобразователей напряжения в ток, на объединенные входы 14 - 16 которых подается напряжение для автоматического сдвига синхроимпульсов, а с выходов 17 - 19 снимается ток, пропорциональный напряжению на входах 14 - 16 соответственно, со своим для каждого преобразователя коэффициентом преобразования. Это происходит при наличии на управляющих входах 20 - 22 сигналов разрешения, вырабатываемых блоком 23 дешифратора, который, в свою очередь, управляется сигналами с выхода схемы фиксации шага считывания блока 9 цифрового измерения интервалов времени. Блок 24 управления подключен к блокам 1, 4, 10.Последовательность измерения параметров и условия перехода к измерению следующего параметра определяются блоком 25 программното измерения параметров по принципу годен - брак. Устройство содержит блок управления дискретностью считывания, входы которого подключены к блокам 7 и 8 дискриминаторов начала и конца отсчета измеряемого временного интервала, а выходы -- к блоку 9 цифрового измерения интервалов времени и блоку 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов.Вариант выполнения управляемого преобразователя напряжения в ток (блок 11) содержит диод 26, р-и-р-транзистор 27 и сопротивление 28. Один из вариантов исполнения блока 29 управления дискретностью считывания показан на фиг. 1, он содержит триггер 30 памяти, логические схемы И 31 и 32, счетчик 33 импульсов, схему ИЛИ 34, дешифратор 35.В данном случае рассматривается вариант ыполнения устройства, в котором результат измерения представлен трехзначным числом (с плавающей запятой). При этом в блоке 9 цифровото измерения интервалов времени и в блоке 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов использу 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 бО 65 ются трехдекадные десятичные счетчики с отношением дискретности считывания старшей декады к младшей, равным десяти, а счетчик 33, входящий в состав блока управления дискретностью считывания, имеет три состояния,Особенности работы, которые вызваны введением в основное устройство блока 29 управления дискретностью считывания, заключаются в следующем. До прихода первого синхроимпульса (фиг. 2, а), соответствующего началу измерения, средняя декада счетчика импульсов, входящего в состав блока 10 выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов, устанавливается в состояние полного заполнения, что соответствует величине дискретности старшей декады счетчика (фиг. 2,б, уровень У), Ситнал дешифратора 35, соответствующий первоначальному состоянию счетчика 33 импульсов блока управления дискретностью считывания, открывает старшую декаду счетчика импульсов, входящего в состав блока выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов. Нахождение установленного уровня ведется самыми крупными шагами с дискретностью старшей декады, равной 100 Й (а - дискретность считывания, установленная для данного диапазона), При этом две остальные декады счетчика закрыты сигналами с дешифратора 35.При превышении установленного уровня (см. фиг. 2,б) в момент времени 11 срабатывает блок 7 дискриминатора начала отсчета измеряемого временного интервала (см. фиг. 2, в), сигнал с которого через логическую схему ИЛИ 34 поступает на счетный вход счетчика 33 импульсов и переводит его в состояние 1. Сигнал со счетчика импульсов воздействует на дешифратор 35, в соответствии с чем последний в момент времени 12 формирует сигнал, осуществляющий сброс средней декады счетчика импульсов блока 10, и устанавливают его младшую декаду в состояние полного заполнения, что соответствует величине дискретности средней декады 10 6,Таким образом, в момент времени 1 средняя декада счетчика открыта для импульсов синхронизации, а младшая и старшая - закрыты. Блок 7 дискриминатора начала отсчета возвращается в исходное состояние. С приходом синхроимпульсов нахождение установленното уровня производится шагами с дискретностью 10 6 средней декады. При повышении установленного уровня в момент времени 1 з дискриминатор начала отсчета срабатывает вторично и описанные процессы повторяются с той лишь разницей, что счетчик 33 импульсов устанавливается в состояние 11. Импульс с дешифратора 35 в момент времени 6 осуществляет сброс младшей декады счет. чика импульсов блока 10, младшая декада открыта для синхроимпульсов, а старшая и средняя закрыты.С приходом синхроимпульсов нахождение установленного уровня производится шагамис дискретностью Й младшей декады, При превышении установленного уровня в момент времени 15 дискриминатор начала отсчета срабатывает снова и через логическую схему ИЛИ 31 переводит в состояние 111 счетчик 33 5 импульсов, который воздействует на дешифратор 35. В результате последний формирует сигнал, переводящий через логическую схему И 31 триггер 30 памяти в обратное состояние, Импульс с выхода триггера памяти откры вает входы декад счетчика, входящего в состав блока 10, цифрового измерителя времен- ных интервалов. Процесс измерения временного интервала от найденного начала измерения до конца измерения осуществляется 15 аналогичным образом. С нахождением установленного уровня, соответствующего концу измеряемого интервала времени, посредством сигнала с дешифратора 35, соответствую:цего импульсу со счетчика 33, находящегося в со стоянии 111, триггер 30 памяти через логическую схему И 32 переводится в состояние начала измерения, и импульс с его второго выхода открывает входы декад счетчика импульсов блока 10, соответствующего поиску 25 начала измерения. Этим же импульсом останавливается измеритсль. Таким ооразом, введение дополнительного блока управления дискретностью считывания позволясг грубо находить необходимый уровень с дискретностью 30 100 Й, а затем более точно досчитывать с дискретностью 106 и Ь. Тем самым значительно повышается быстродействие устройства, т. е. сокращается время измерения параметра без ухудшения точности измерения. Например, при построении устройства с использованием трехдекадных счетчиков время измерения уменьшается в среднем в 60 раз,Формула изобретенияУстройство для проверки и измерения параметров цифровых полупроводниковых элементов по авт, св.359639, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в устройство введен блок управления дискретностью считывания, входы которого соединены с выходами блоков дискриминаторов начала и конца отсчета измеряемого временного интервала, а выходы - с блоком цифрового измерения интервалов времени и блоком выработки напряжения для автоматического сдвига синхроимпульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Самонастраивающиеся системы. Справочник под ред. Чинаева П. И. 1 Ьев, 1-1 аукова думка, 1969, с. 331,2, Авторское свидетельство СССР 359639, кл. 6 05 Б 2302, 14,03.72,576884 актор И,ПодписноСССР Тираж 1109Совета Министоткрытийкая на 6., д. 4/ Типография, пр, Сапунова,Составитель В. ДиаТехред И, Карандашова каз 1939/6 Изд.718 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш