Устройство для допускового контроля токов

/ог ЭС 51) С О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С. Бровк етельство ССС/00, 1931.льство СССР1/28, 1979 рограммируемыхерительного резис первого и второго п резисторов, токоизм тора, вход блока уп чен к выходу компар авления подклютора, а програм напряжения,клю мируемые источникичи и программируемыравляются соответстблока управления,е резисторы упвующими выходам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГОКОНТРОЛЯ ТОКОВ, содержащее блок управления, программируемый источникнапряжения, источник граничных значений, токоизмерительный резистор,масштабный резистор, компаратор иконтролируемую электронную схему,причем первый выход блока управления подключен к первому входу программируемого йсточника напряжения,выход которого через токоизмерительный резистор подключен к контролируемой электронной схеме и первому входу компаратора, второй выход блокаупр" вления подключен к входу источника граничных значений, выход кото- .рого соединен с вторым входом компаратора и через масштабный резисторс выходо программируемого источни-,ка напряжения, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения его.80112 224 А быстродействия, оно содержит второйпрограммируемый источник напряжения,повторитель напряжения, первый ивторой программируемые резисторы,первый, второй и третий ключи, причем выход второго программируемогоисточника напряжения через первыйключ подключен к контролируемойэлектронной схеме и к входу повторителя напряжения, выхдд которого через второй ключ и первый программируемый резистор подключен к второму входу первого программируемогоисточника напряжения, выход которогоподключен к первому входу компаратора и через. третий ключ и второйпрограммируемый резчстор- к второмувходу первого программируемого источника напряжения, при этом третий,четвертый, пятый, шестой, седьмой,восьмой и девятый выходы блока управ.ления подключены соответственно куправляющнм входам второго программируемого источника напряжения, первого, второго и третьего ключей,1128224Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано для контроля токов электронных схем, в частности при входном контроле микросхем.Известен быстродействующий измеритель малых токов, содержащий усилитель постоянного тока, измерительный резистор, два корректирующих звена, в котором инвертирующий вход 10 усилителя постоянного тока соединен с выходной клеммой и с измерительным резистором, иеинвертирующий вход которого соединен с выходом первого усилителя, инвертирующий вход усилителя соединен с общей шиной, вход первого корректирующего звена соединен с выходом первого усилителя, а выход первого корректирующего звена соединен через измерительный резистор с входной клеммой, вход второго. корректирующего звена соединен с выходом второго усилителя, а выход этого звена соединен с инвертирующим входом второго усилителя, выход которого является выходом устройства 1.1 3.Недостатком устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля параметров электронных схем, содержащее блок управления, выход которого соединен с входами соответстенно блока задания границ контроля и программируе"35 мого источника напряжения, первый выход которого непосредственно, а второй через токоизмерительный резистор соединены с входом контролируемой электронной схемы, и компаратор40 напряжения, выход которого соединен с выходом клевой уотрсйства, а так" же масштабный резистор и управляемый генератор тока, вход которого соединен с выходом блока задания границ45 контроля, а выход - с одним иэ входов компаратора напряжения и через масштабный резистор - с вторым выходом программируемого источника напря- жения, при этом другой . вход компа 50 ратора напряжения соединен е входом контролируемой электронной схемы 123Недостатком устройства является низкое быстродействие при.контроле малых токов, которое определяется постоянной времени заряда суммарной емкости контролируемой электронной схемы и измерительных линий устройст 2ва через токоизмерительный резистор,а также постоянной времени корректирующей емкости, которая обычно включается параллельно токоиэмерительному резистору для обеспечения устойчивой работы устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для допускового контроля токов, содержащее блок управления, программируемый источник напряжения, источник граничных значений, токоизмерительный резистор, масштабный резистор, компаратор иконтролируемую электронную схему,причем первый выход блока управленияподключен к первому входу программируемого источника напряжения, выход которого через токоизмерительный резистор подключен к контролируемой электронной схеме . и первому входу комнаратора, второй выход блока управления подключен к входу источника граничных значений, выход которого соединен .с вторым входом компаратора, и через масштабный резистор с выходом программируемого источника напряжения, введен второй программируемый источник напряжения, повторитель напряжения, первый и второй программируемые резисторы, первый, второй н третий ключи, при- . чем выход второго программируемого источника напряжения. через первый ключ подключен к контролируемой электронной схеме и к входу повторителя напряжения, выход которого через второй ключ и первый программируемый резистор подключен к второму входу первого программируемого источника напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратораи через третий ключ и второй программируемый резистор- к второму входупервого программируемого источниканапряжения,при этом третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока управления подключены соответственно куправляющим входам второго программируемого источника напряжения, первого, второго и третьего. ключей, первого и второго программируемых резисторов, токоизмерительного резистора, вход блока управления подключен к выходу компаратора, а программируемые источники напряжения, ключии программируемые резисторы управ1128224 4 да 2 блока 1 управления, а именно, на вывод резистора 6 второго программируемого источника 3 напряжения подается нулевое напряжение с выхода 2 блока 1 управления, Напряжение на соединяющимся с контролируемой электронной схемой 27 выводе токоизмерительного резистора 20 также устанавливается равным нулю, Это обеспечивается тем, что второй 24 и третий 21 ключи замкнуты по командам с выходов 29 и 31 блока 1 управления, а на выход первого программируемого источника 16 напряжения (на вывод резистора 10) а, выхода 11 блока 1 управления поступает нулевое напряжение.При этом цепь обратной связи с вывода токоизмерительного резистора 20 через повторитель 25 напряжения, второй ключ 24 и резистор 23 обеспечивает компенсацию изменения напряжения на токоизмерительном резисторе 20. Аналогично на выходе источника 7 граничных значений также устанавливается нулевое напряжение.К устройству подключается контролируемая схема 27. С помощью резисторов 5 и .6 по команде с выхода 32 блок 1 управления (в соответствии с данными в блоке 1 управления) устанавливается коэффициент передачи ,второго программируемого источника 3 напряжения таким, чтобы после подачи на его вход (вывод резистора 6) опорного напряжения из блока 1 управления, напряжение на выходе программируемого источника 3 напряжения установилось равным необходимо- му напряжению и для контролируемой электронной схемы 27.(Перепрограмми 25 рование резисторов 5 и 6 происходитпри нулевом напряжении на входе второго программируемого источника 3напряжения). По командам с выходов19 и 30 блока 1 управления устанавливаются величины резисторов 18 и 23такими, чтобы обеспечить на выводеконтролируемой электронной схемы 27(выводе токоизмерительного резистора 20) заданное испытательное напряжение. При этом по команде с выхода 32 блока 1 упраьления величина резистора 22 устанавливается такой,чтобы совместно с/ резистором 18 обеспечить на выходе первого программируемого источника 16 напряжения напряжение Пг, соответствующее граничляются соответствующими выходамиблока управления.На чертеже представлена струк"турная схема устройства.Устройство для допускового контроля токов содержит блок 1 управления, соединенный выходом 2 с вторымпрограммируемым источником 3 напряжения, включающего в себя усилитель 4 с резисторами 5 и 6, опреде Оляющими коэффициент передачи источника 3, источник 7 граничных значений, включающий в себя усилитель 8с резисторами 9 и 10, определяющими коэффициент передачи, входом соединенный с выходом 11 блока 1 управления, а выходом - с первым входомкомпаратора 12, содержащего нуль-индикатор 13 и суммирующие резисторы 14 и 15,20Устройство содержит также первыйпрограммируемый источник 16 напряжения, включающий в себя усилитель 17и входной резистор 18, причем первый вход первого программируемогоисточника 16 напряжения подключенк выходу 19 блока 1 управления, авыход - к токоизмерительному резис-тору 20, второму входу компаратора 12 и ключу 21, соединенному черезвторой программируемый резистор 22с вторым входом первого программируемого источника 16 напряжения ипервым программируемым резистором 23,соединенным через второй ключ 24 с35выходом повторителя 25 напряжения,вход которого соединен с первымключом 26, и контролируемой электронной схемой.27. Кроме этого, устройство содержит емкость нагрузки и измерительной .линии (С ) и корректинрующую емкость (С), обеспечивающуюустойчивую работу устройства,Блок 1 управления своим выходом 28 управляет работой ключа 26,выходом 29 - ключа 24, выходом 30регулируется резистор 23, выходом 31управляется ключ 21, выходом 32 регулируется резистор 22, а выходом 33-резистор 20.1Устройство работает следующим об-разом.В исходном состоянии первый,.ключ 26 разомкнут, второй 24 и третий 21 ключи замкнуты. Напряжение на 55выходе, второго программируемого источника 3 равно нулю, что обеспечивается соответствующим сигналом с выхоному значению тока 3 контролируемой электронной схемы 27 0 50 55 Одновременно на выходе первого программируемого источника 16 напряжения устанавливается напряжение 0,г т г+ Пгде К - сопротивление токоизмеритель" 5т.ного резистора 20.Поскольку все переключения .резисторов 23,22 и 18 происходят при равном нулю напряжению на входе первого программируемого источника 16 напряжения, то напряжение на выводе контролируемой электронной схемы 27 сохраняется нулевым, а благодаря наличию емкости (С), на контролируемой электронной схеме 27 15 практически отсутствуют выбросы напряжения, возникающие в момент возможного обрыва цепи обратной связи: повторитель 25, второй ключ 24 и резистор 23 при перепрограммироваиии ре зисторов, (Время перепрограммирования резисторов 12,22 и 23 значительно меньше времени установления режима на выводе контролируемой микросхемы 27, если первый ключ 26 разомк нут).Токоизмерительный резистор 20 по команде из блока 1 управления устанавливается такой величины, которая соответствует необходимому диапазону З 0 контролируемого тока. По команде из блока 1 управления первый ключ 26 замыкается, после чего. размыкается второй ключ 24, затем на входы второго программируемого источника 3 напряжения, первого программируемого источника 16 напряжения и источника 7 граничных значений поступает опорное напряжение из блокауправления. При этом на выходе второго 40 программируемого источника . 3 напряжения появляется необходимое испытательное напряжение П, которое через замкнутый первый ключ 26 поступает на контролируемую электрон иую схему 27 и заряжает емкость нагрузки и измерительной линии (С). Время установления напряжения И определяется в основном собственным временем установления напряжения на выходе второго программируемого источника 3 напряжения, выходное сопротивление которого близко к нулю (время установления может быть менее 0,1 мс). соответствующее граничному значению контролируемого тока. Время установления Б равно собственному времени устанбвления первого программируемого источника 16 напряжения, а корректирующая емкость (С) заряжается по цепи: выход первого программируемого источника 16 напряжения первый ключ 26 и выход второго программируемого источника 3 напряжения. Цепь имеет близкое к нулю сопротивление.На выходе источника 7 граничных значений появляется напряжение П, которое поступает на первый вход компаратора 12, на второй вход которого также поступает напряжение Цг с выхода первого программируемого источника 16 напряжения. При этом через токоизмерительный резистор 20 протекает ток Г , который замыкается через выходное сопротивление второго программируемого источника 3 напряжения.Затем второй ключ 24 замыкается, и образуется цепь отрицательной обратной связи через повторитель напряжения 25, второй ключ 24 и резистор 23 на второй вход первого программируемого источника 16 напряжения, При этом, учитывая соотношение величин резисторов; 23 и 8 (на выводе контролируемой электронной схемы 27 должно появиться напряжение Ц) и то, что на выводе контролируемой схемы 27 уже присутствует напряжение И, сигнал обратной связи не образуется (во всяком случае он мал и первый программируемый источник 16 напряжения останется в активном режиме) и измене-. ние напряжения Ю не происходит или оно изменяется со скоростью, определяемой постоянной времени цепи, образованной токоизмерительным резистором 20 и корректирующим конденсатором (С ) .Укаэанная постоянная времени составляет десятки мс. Поэтому быстродействующий второй программируемый источник 3 напряжения удерживает напряжение П беэ изменений, тем более, что через время менее 1 лс первый ключ 26 по команде иэ блока 1 управления размыкается(время менее 1 мс будет при использовании в первом ключе 26 геркона). Напряжение Б, поддерживается эа счет отрицатель1128224ной обратной связи по цепи: повторитель 25, второй ключ 24 и резистор 23.Если ток контролируемой электронной схемы 27 отличается от граничного значения 3, напряжение на выходе первого программируемого источника 16 напряжения начинает изменяться со скоростью, определяемой постоянной времени. цепи, образованной токоиэмерительньи резистором 20, кор ректирующей емкостью (С ), емкостью нагрузки и измерительной линии (С) и сопротивлением контролируемой электронной схемь 1 27 (10-100 мс), а также коэффициентом передачи первого 15 программируемого источника 16 напряжения, определяемого соотношением сопротивлений резисторов 18 и 22 (третий ключ 21 замкнут),Далее третий ключ 2 размыкается, 20 и скорость изменения напряжения на выходе первого программируемого источника 16 напряжения увеличивается, Направление изменения напряжения У зависит от того, больше конт" ролируемый ток, чем 3 , или меньше).Через время, определяемое заданной погрешностью контроля, чувствительностью компаратора 12, уровнем шума на выходе первого программируемого источника 16 напряжения, а также скоростью изменения напряжения. на его выходе, блок 1 управления опрашивает компаратор 12 ло входу 33. По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повыситьбыстродействие и сократить время контроля. микросхем в диапазоне 10-100 нА в 10 раз (со времени 500 мс до 50 мс на одном измерении).