Измеритель динамических параметров электронных устройств

Союз СоветскикСоциалистическикРеспублик лц 9512 О 3(22) Заявлено 0601.81 (21) 3233089/18-21с присоединением за яви и М 2(23) Приоритет -Опубликоваио 150882, Бюллетень Мо 30Дата опубликования описания 150882 С 01 Н 31/28 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения СМЫЮНД ,Пензенский завод-ВТУЗ при заводе ВЭМ, филиал Пензенского политехнического института(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕ 1 РОВ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения динамических параметров различныхбыстродействующих электронных устройств.Известно устройство для измерениядинамических параметров микросхем,содержащее схему совпадения, к выходу которой подключена цепь последовательно соединенных микросхем, причем выход последней микросхемы соединен с испытуемой микросхемой, выходом подключенной к компаратору,выход которого через ключ подключенк одному из нходон схемы совпадения,а второй вход схемы совпадения черезключ подключен ко входу испытуемоймикросхемы, второй вход компаратораподключен к источнику опорных напряжений (1),Данное устрОйство .имеет малый динамический диапазон измерения вследствие того, что для нормального функционирования устройства значение времени задержки испытуемого элемента и компаратора должно быть меньше значений задержек эталонных элементов, и низкую разрешающую способность, так как информацию об изкеряемом динамическом параметре несет-.н себе только малая часть периодаследования кольцевого генератора. 5 Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения динамическихпараметров электронных устройств,содержащее последовательно соетл; -ненные формирон атель испь 1 тательныхсигналон, включающий первый коппара"тор и собственно формирователь,нс"пытуемое электронное устройство,второй компаратор с масытабирующим звеном на выходе, ко второму входу которого подключен источник опорныхнапряжений, элемент з адержки, второйуправляющий вход которого через первый переключатель соединен либо собщей заземленной точкой, либо смасштабирующим звеном на ныходе операционного усилителя, блок растяжки, включающий формирователь разнополярных импульсов, дна диода, резистивный делитель и изодромное звено, вход и ныход изодромного звенакоторого подключены ко входам операционного усилителя и контактам второго переключателя 2).Известное устройство не имеетограничений по диапазону измерений(в пределах возможностей примененной элементной базы), однако наличие в нем элемента задержки, значение задержки которого 7 должно быть больше значения максимального диапазона времени переключения электронного устройства, ограничивает точность устройства, так как период следования импульсов кольцевого генератора определяется (без учета фронтов элементон схемы) формулой Т = Т + Тфф,п.э (К + 1), где Тф и з - часть временй фронта выходного напряжения испытуемого электронного устройства. Кроме того, известное устройство является сложным для реализации иэ-за боль - шого числа элементов.Цель изобретения - увеличение точности измерения при одновременном упрощении устройства.Поставленная цель достигается тем, что в измеритель динамических параметров электронных устройств, содержащий блок растяжки, соединенный выходом с первым входом первого компаратора, соединенного вторым входом с первым входом измерителя, формирователь испытательных сигналов, соединенный выходом с выходом измерителя и через испытуемое электронное устройство - с первым входом второго компаратора, соединенного вторым входом с выходом источника опорных напряжений, введены элемент нераннозначности и Р 5 -триггер, соединенный 5-входом с выходом первого компаратора, Р -входом - с выходом второго компаратора, выходом - со входом блока растяжки и с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого соединен со вторым входом измерителя, а выход - со входом формирователя испытательных сигналов.На фиг, 1 представлена структурная схема;на фиг.2 - временные диаграммы работы блоков измерителя.Измеритель (фиг.1) содержит блок растяжки 1, первый компаратор 2, триггер 3, элемент неравнозначности 4, формирователь 5 испытательного сигнала, испытуемое электронное устройство б, второй компаратор 7 и источник опорных напряжений 8, первый 9 и второй 10 входы. Блок растяжки 1 при поступлении на его вход положительного импульса с выхода триггера 3 Формирует пилообразное напряжение (на фиг.2 положительной крутизны) с определенной скоростью нарастания, н отсутствие этого импульса - пилообразное напряжение противоположной крутизны со скоростью спада н К раз меньшей (н прототипе устройство растяжки составляют формирователь одинаковых по амплитуде разнополярных импульсов, входящий в состав блока сравнения,5 О 15 25 30 35 40 45 50 55 60 переключаемый днумя диодами резистинный делитель и изодромное звено) .Элемент неранноэначности 4 выполняет логическую функцию =а 1 зчдЬ,где а и Й - логический сигнал наинформационном входе от триггера3 и его инверсия, а Ъ и Ь - логический сигнал управления со входа 9и его инверсия, причем при Ь = 1происходит измерение времени положительного (переднего) фронта выходного .импульса испытуемого электронного устройства, а при б: 0 - измерение времени отрицательного (задне -го) фронта,На фиг.2 изображены диаграммывыходных напряжений блоков 1 - 7.Переход выходных напряжений блоков н область положительных значенийобозначается индексом 01, а обрат -ный переход - 10.Устройство работает следующимобразом.В момент времени С, когда выходные напряжения всех блоков рабанынулю, создаются условия для переключения компаратора 2 н единичное состояние, что происходит с задержкойТф,1 в момент времени Т 1. Вследствие01этого происходит переброс триггера 3н единичное состояние с задержкой Т "о фЗи далее с задержкой Тфна ныходеблока 4 формируется положительныйфронт испыт атель н ого сигн ал а, а навыходе блока 1 растяжки формируетсяпилообразное напряжение положительной крутизны; при достижении этимнапряжением нуленого значения компаратор 2 переключается в первоначальное нулевое состояние. С моментаобразования испытательного сигнала напряжение Пб на выходе испьтгуемого устройства начинает увеличиваться и в момент 1;5 оно сравнивается с опорным напряжением П , поступающим из источника опорных напряжений 8. Происходит сраба тыва ни е к омпаратора 7 (с задержкой Тфн" ), вследствие чего триггер 3, а затем Формирователь 5 испытательного сигналаи испытуемое электронное устройствоб возвращаются в первоначальное нулевое состояние, а с момента б обратного срабатывания триггера 3 блокрастяжки 1 формирует пилообразноенапряжение, спадающее в К раэ медленнее, чем возрастало напряжениеположительной крутизны. При достижении ныходным напряжением П нулевогозначения снова срабатывает компаратор 2 и процесс образования очередного колебания схемы повторяется. Учитывая, что отрезок времениформирования напряжения сположительной крутизной н К разменьше отрезка времени -, - б,можнозаписать соотношение для периодаТ повторения импульсной последовательности на выходе измерителя:1:к 1 (т"т.тОоО о1 ф 4 ф 5 фЬ ФТ фЗ Во втором такте происходит операция измерения Т при ПопВ третьем такте измерения происходит обработка полученной информации; 951203 а также исключение связей со входаизодромного звена устройства растяж"ки (что позволяет применять болеепростое устройство растяжки) придополнительном включении в схему 5 измерителя Я 5 в тригге и схемы неравнозначности (вариант ее исполнения на элементах И-ИЛИ-НЕ приведенна фиг. 1 б) упрощает схему измерителя в целом.1 О Таким образом, описанный и змеритель обладает по сравнению с известным большей точностью при одновременном упрощении схемы.= фЬ (к+)1где То+"оп- время перехода выходного напряжения 06 испытуемого электронного устройства 6 от максимального отрицательного значения (на фиг. 2 от нулевого значения) до значения У .В соотношениях (1) и (2) вместо времени ГЗ элемента задержки прототипа, значение которого должно быть больше значения наибольшего диапазона измерения времени фронта испытуемого электронного устройства, содержатся два слагаемых Т"о и Тф задержки переключения триггера 3 и элемента неравнозначности 4, которые, очевидно, определяются лишь элементной базой микросхем, применяемых для реализации измерителя, и не связаны с максимальным диапазоном измерения, т.е. легко может быть выполнено условие (Тфэ+Тф 4)т . А в этом случае автоматически увеличивается и разрешающая спо собно сть и змерит еля, и его точность вследствие значительного увеличения доли полезного сигнала ТФЬ в периоде его выходного напряжения Т, Т,2.Исключение из схемы управляемого элемента задержки, операционного усилителя, двух переключателей и масштабирующих звеньев операционного усилителя и второго компаратора,15Формула изобретенияИзмеритель динамических параметровэлектронных устройств, содержащийблок растяжки, соединенный выходомс первым входом первого компаратора,соединенного вторым входом с первымвходом измерителя, формирователь испытательных сигналов, соединенныйвыходом с выходом измерителя и черезиспытуемое электронное устройствос первым входом второго компаратора,соединенного вторым входом с выходомисточника опорных напряжений, о тличающийся тем, что, сцелью повышения точности измеренияи упрощения измерителя, в него введены элемент неравнозначности иЙ 5 -триггер, соединенный 5 в входс выходом первого компаратора, Р -входом - с выходом второго компаратора,выходом - со входом блока растяжки и с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого соединен со вторым входом иэ 40 мерителя, а выход - со входом формирователя испыт атель ных си гнало в.Источни ки информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство ССРР 432431, кл. С 01 В 31/28, 1975.2. Авторское свидетельство СССРф 606145, кл. С 01 В 31/28, 1 978