Устройство для контроля параметров линейных интегральных схем

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1) 6 01 В 31/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енина политех 50-летия Белиистической ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Киевский ордена Лнический институт им,кой Октябрьской социалреволюции(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯПАРАМЕТРОВ ЛИНЕЙНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕсодержащее генератор стимулирующихсигналов, выход которого соединен сзажимом для подключения входа испытуемого объекта и через последовательно соединенные масштабный усилитель, первый регулируемый усилитель, детектор, блок вычитания и уси1 литель постояннного тока соединенс объединенными управляющими входамипервого и второго регулируемых усилителей, второй вход блока вычитаниясоединен с выходом источника опорного напряжения, выход второго регулируемого усилителя соединен,с входом второго детектора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышення точности измерения коэффициентаусиления микросхем во всем, динамическом диапазоне, в него введеныуправляемый аттенюатор, блок сравнения, генератор импульсов, переключатель и реверсивный счетчик, причемвход аттенюатора соединен с выходомиспытуемого объекта, а выход - с входом второго управляемого усилителя,выход генератора импульсов черезпереключатель соединен с прямым иинверснйм счетными входами реверсивного счетчика, кодовые выходы которого соединены с управляющими входами управляемого аттенюатора, выходвторого детектора соединен с первымвходом блока сравнения, второй вход фкоторого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выходсоединен с управлякщим входом переключателя.Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах для контроля и измерения Параметров линейных схем.известно устройство для контроля 5 работоспособности линейных интегральных микросхем, содержащее гейератор задающих сигналов, соединенный через коммутатор режимов работы сг гсреобразователем аналог-код, блочном сО согласования, вычислитель и блок .индикации, осуществляющее измерение и контроль параметров микросхем путем разновременного измерения сйггсалов на входе и выходе микросхем с 15 последующим вычислением значений параметров в вычислительном блокеЯТакое устройство обладает низкой точностью измерения коэффициента усиления микросхемы из-за разнесения во времесси измерительных операций, составляющих процесс его вычисления,Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство, содержащее генератор сигналов, выход которого соединен с входом испытуемой схемы и через масштабный усилитель, первый регули- руемый усилитель, детектор, блок вычитания и усилитель постоянного тока соединен с объединенными управляющими входами первого и второго регулируемых усилителей, второй вход схемы вычитания соединен с выходом источника опорного напряжения, выхоц второго регулируемого усилителя соединен с входом второго детектора, а вход его - с выходом испытуемой схемы .2.Недостаток устройства состоит в том, что точность измерения коэффи цйента усиления испытуемой схемы в таком устройстве низкая из-за влияния на точность преобразования погрешностей нелинейности детекторов напряжения, работающих в разных точ ках динамической характеристики.Целью изобретения является повы-шение точности измерения коэффициен 7 та усиления испытуемых схем во всем динамическом диапазоне, 5 ОЦель достигается тем, что в устройство для контроля параметров линейных интегральных схем, содержащее генератор стимулирующих сигналов, выход которого соединен с зажимом 55 для подключения входа испытуемого объекта и через последовательно соединенные масштабный усилитель, первый регулируемый усилитель, детектор, блок вычитания и усилитель пос тоянного тока соединен с объединенными управлягощими входами первого и второго регулируемых усилителей, второй вход блока вычитания соединен с выходом источника опорного напряже ния, выход второго регулируемого усилителя соединен с входом второго детектора, введены управляемый аттенюа- тор, блок сравнения, генератор импульсов, переключатель и реверсивный счетчик, причем вход аттенюатора соединен с выходом испытуемого объекта, а выход - с входом управляемого усилителя, выход генератора импульсов через переключатель соединен с прямым и инверсным счетными входами реверсивного счетчика, кодовые выходы которого соединены с управляющими входами управляемого аттенюатора, выход второго детектора сОединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход соединен с управлясющим входом переключателя.На фиг, 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 структурная схема одного из возможных вариантов выполнения управляемого аттенюатора.Устройство для контроля параметров микросхемы 1 содержит генератор 2 стимулирующих сигналов испытуемого объекта Смикросхемыг, масштабный усилитель 3, первый регулируемый усилитель 4, первый детектор 5, блок б вычитания, источник 7 напряжения, аттенюатор 8, второй регулируемый усилитель 9, второй детектор 10 блок 11 сравнения, усилитель 12 постоянного чока, переключатель 13, генератор 14 импульсов, реверсивный счетчик 15.Управляемый аттенюатор состоит из последовательно соединенных ячеек 16 ослабления (фиг. 2), содерка" щих резисторы 17, реле 18, состоящее из обмотки 19, оцин конец которой заземлен, а другой является одним из управляющих входов аттенюатора 8, двух переключающих элементов 20, причем два неподвижных контакта элементов соединены между собой, два других подключены к двум резисторам 17 Т-образной схемы.Подвижные контакты элементов Представляют собой вход и выход яче-, ек 16 ослабления. Коэффициенты ослабления ячеек 16 соотносятся как веса в двоичном коде. При положении переключающих элементов 20 внизу под воздействиемфуправляющего кода ячейки 16 ослабления включаются и напряжение, поступающее от микросхемы 1, ослабляется на,величину, соответствующую поступающему управляющему коду.Динамические характеристики первого 5 и второго 10 детекторов совпадают в точке, соответствующей значению их входногонапряжения, равного значению выходного напряжения, Формируемого источником 7 опорногоПри этом 45хск = х 1 му 1 р+ Ь. д = гогде КР,Ем - коэффициейты усилениямасштабного усилителя3 и первого регулируемого усилителя 4;Ад, - погрешность преобразования первого детектора среднеквадратичных значений 5,этом 1 ср= 1 Р = 1 сргде К " коэффициент усиления втоРЧ 0- рого регулируемого усилителя 9,Вместе с тем, если значение усигнала на выходе второго детектора10 не равно значению г сигнала источника опорного напряжения, то блок11 сравнения, в зависимости от знака разности ус - г ), установит переключатель 13 в такое состояние,что импульсы с выхода генератора 14 65 50 напряжения. Коэффи циент.Усиле ния масштабного усилителя 3 равен номинальному значению коэффициента усиления испытуемых микросхем и служит для масштабногопреобразования входного напряжения испытуемоймикросхемы, Характеристики управления коэффициентом усиления регулируемых усилителей 4 и 9 совпадают во всем их динамическом диапазоне. При этом погрешность нестабильности коэффициента усиления масштабного усилителя 3 и погрешность от неидентичности харак теристик управления коэффициентом усиления регулируемых усилителей 4 и 9 пренебрежимо малы по сравнению 15 с погрешностью нелинейности харак,теристики преобразования второго детектора 10 н его динамическом диапазоне.Устройство работает следующим образом.Испытательный сигнал напряжения синусоидальной формы заданного уровня поступает на вход испытуемой схемы, а также на вход масштабного усилителя 3. Усиленный в М раз входной сигнал х) микросхемы 1 в виде выходного сигнала у = К Й микросхемы 1 поступает на управляемый аттенюатор 8. Если значение хск, преобразованное масштабным .усилителем 3, регулируемым усилителем 4, первым детектором 5 на первом входе блока вычитания, не равно значению г сигнала на выходе источника опорного напряжения, то сигнал с выхода блока 6 35 вычитания, усиленный и проинвертированный усилителем постоянного тока 12, значение которого пропорционально разности хсзр. - го), будет изменять коэффициенты усиления 1;ри 1:р 40 первого и второго регулируемых усилителей до тех пор, пока не наступит раненство х= гб будут поступать соответственно на прямой или инверсный вход счетчика 15. Пусть у - го)т 0. Тогда импульсы с генератора 14 через пере - ключатель 13 будут поступать на прямой вход счетчика 15, и код И в нем будет увеличинаться. Соответственно коду И включаются соответствующие ячейки 16 ослабления н аттенюаторе 8, и общий коэффициент ослабления Кс,т его увеличивается до тех пор, пока значение уск ныходного сигнала детектора 10 не превысит значение го выходного сигнала источника опорных напряжений. После этого блок 11 установит переключатель 13 в состояние, при котором импульсы с генератора 14 будут поступать на инверсный вход счетчика 15 и код И в немсоответственно, коэффициент ослабления 1 фоттаттенюатора 8 будут уменьшаться до тех пор, пока значение уне станет меньше значения г и т.д. В результате нескольких чередующихся циклов увеличения и уменьшения коэффициент ослабления аттенюатора 8 становится равном с точностью до минимального значения коэффициенту ослабления ячейки 16 аттенюатора 8, соответствующей младшему разряду счетчика 15.При этом у к = у кру 2+1 д - го где у - значение сигнала на выходемикросхемы 1;К - значение коэффициента ослабления аттенюатора 8 в моментаттравенства уск =го 1 Р 2 =1 РЬЯ 2 - погр " сть преобразованиявторого детектора 10 среднеквадратичных значений в момент равенства уск = гоПри условии идентичности дийамических характеристик функций преобразований первого 5 и второго 10 детекторов н точках х = у= го,д =ма =мх,1 мз 1 Р+Ач = у 1:отт 1:р +дПри этом значение К П коэффициента ослабления аттенюатора 8 и соответствующий ему код Ы в счетчике 15 равныИх 1 см 1тт уЗс логде 1 - коэффициент усиления испытуемой микросхемы,При контроле и измерении коэффи,циента усиления испытуемых микросхем прй других значениях уровня входных сигналов, например, при контроле линейности коэффициента усиления вдоль динамического диапазона уровня входных сигналов, значение испытательного сигнала, подаваемого от генератора 2, устанавливается равным требуемому и н дальнейшем устройстно работает аналогично описанному.Таким образом, код, полученный всчетчике, 15 в результате действийустройства, обратно пропорционаленкоэффициенту усиления испытуемоймикросхемы. Значение И может поааваться из счетчика 15 на ЭВМ дляпреобразования и обработки,В устройстве второй детектор 10работает в одной рабочей точке характеристики преобразования при одном значении уровня его входногонапряжения, определяемом опорнымнапряжением г независимо о изменения значения коэффициентов усиленияиспытуемых микросхем от образцакобразцу или при контроле его приизменном уровне входного напряженияи наличии нелинейности коэффициентаусиления микросхем в динамическомдиапазоне уровней входного напряжения,Таким образом, на величину кода.М, соответствующего контролируемомукоэффициенту усиления испытуемоймикросхемы, не влияют погрешности-нелинейности преобразования детекторов 5 и 10, так как они работаютв одной точке, соответствующей значению их выходных напряжений, атакже не влияет погрешность Формиро вания опорного напряжения г источОником 7 опорного напряжения, требования к которому могут быть снижены.Погрешность, вносимая детекторами впределах их динамического диапазона 10 (менее 20 дБ;в известных устройствах составляет единицы процента. Погрешность аттенюаторов в диапазонедо 25-45 дБ составляет 0,015-0,02 дБ.Погрешность от неидентичности харак теристик управления регулируемыхусилителей в диапазоне 70-100 дБ,также как и погрешность нестабильности коэффициентов усиления масштабного усилителя, составляет долипроцентов.Таким образом, точность изменениякоэффициента усиления линейных интегральных схем в устройстве увеличивается в 2-3 раза относительноизвестного устройства.1030748 оставитель В. Гусевехред М. Гергель Корректор га нко дактор 06/ ак илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 710 НИИПИ Государственн по делам изобрете 35, Москва, Ж, РПодписноео комитета СССРй и открытийушская наб., д. 4/5