Выходной узел устройства контроля логических блоков

СОЮЗ СОВОЦИАЛИСРЕСПУБЛ ЕСНИХ А(50 4 С 01 Е 3 НОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОСУДАРСТВЕНН О ДЕЛАМ ИЗОБ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторскоебюро вычислительной техники Институтакибернетики АН ЭССР.(56) Авторское свидетельство СССРУ 651274, кл. С 01 К 31/00, 1977.Авторское свидетельство СССРКф 940090, кл. 8 01 К 31/28, 1980,(54) ВЫХОДНОЙ УЗЕЛ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для расширения Функциональныхвозможностей устройства. Выходнойузел содержит элементы И 11,и 12,ключи 13 и 14, элемент 18 сравненияи триггер 19, Введение инвертора 9элемента ИЛИ-НЕ 10, переключателя 16и компаратора 17 обеспечивает распознавание третьего состояния проверяемых логических элементов с одновременным обеспечением пронерки логических уровней на соответствие ихустановленным пределам, 1 ил,Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано в аппаратуре контроля логических блоков,5Целью изобретения является расширение функциональных возможностейвыходного узла устройства контролялогических блоков за счет обеспеченияраспознавания третьего высокоимпе 10дансного состояния проверяемых логических элементов с одновременнымобеспечением проверки логическихуровней на соответствие их установленным пределам. 15На чертеже изображена Функциональная схема выходного узла устройстваконтроля логических блоков.Выходной узел содержит первый 1,второй 2, третий 3, четвертый 4, д,пятый 5,шестой 6, седьмой 7 и восьмой 8входы, инвертор 9, элемент ИЛИ-НЕ 10,первый 11 и второй 12 элементы И,первый 13 и второй 14 ключи (на чертеже изображены в положении, соответствующем сигналу "0", на управляющем входе), резистор 15, переключатель 16 (в положении, соответствующемсигналу "0" на управляющем входе),компаратор 17, элемент 18 сравнения,триггер 19, информационный выход 20и выход 21.Вход 1 увла на который подаетсятестовая информация, соединен с пер"вым входом элемента И 11, входом инвертора 9, управляющим входом переключателя 16 и первым входом элемента 18 сравнения. Вход 2 узла соединенс синхроиизирующим входом триггера19. Вход 3 соединен с входом начальной установки триггера 19. Вход 4узла, сигнал на котором изменяетсяв зависимости от того, подключенвыходной узел к входному или выходному контакту проверяемого блока,соединен с вторым входом элементаИЛИ.-НЕ. Вход 5 соединен с первымконтактом ключа 13 и на него пода".ется напряжение П , величина; которогосоответствует величине 1 . Вход 6узла соединен с первым контактом ключа 14 и служит для передачи величинынапряжения Б , соответствующей "0".Входы 7 и 8.узла соединены с переключаеиыми контактами переключателя16 и на них подаются напряжения 11, иБ соответственно, соответствующиепороговым напряжениям " 1" и "О",принятых в проверяемом блоке, Выход элемента ИЛИ-НЕ 10 соепинен с вторымвходом элементов И 11 и 12. Выход инвертора 9 соединен с первым входомэлемента И 12 и первым выводом резис;тора 15, а выходы элементов И 11 и 12соединены с управляющим входом ключей 13 и 14 соответственно, Первыйвход элемента ИЛИ-НЕ 10 соединен свыходом триггера 19 и выходом 20узла. Вторые контакты ключей 13 и 14соединены с первым входом компаратора17, вторым выводом резистора 15 и выходом 21 узла. Второй вход компаратора 17 соединен с центральным контактом переключателя 16. Выход компаратора 17 соединен с вторым входомэлемента 18 сравнения, выход которогосоединен,с информационным входомтриггера 19,Выходной узел работает следующимобразом,В работе выходного узла имеетсядва режима в зависимости от вида контакта проверяемого логического блока.В первом режиме выходной узел используется для подачи логических уровнейна контакт проверяемого блока, который является его входом, а во второмрежиме задачей выходного узла является распознавание логических уровнейКонтакта, который является выходомпроверяемого блока, В обоих режимахработы проверяемым контактом являетсявыход 21 узла, а его выход 20 является дополнительным информационнымвыходом,Если проверяемый устройством контакт является входом логического блока, то на вход 4 подается уровень "0".,В начале кажцого такта проверки навход 3 подается импульс, которыйустанавливает выход триггера 19 внулевое состояние.Уровень "0" поступает также напервый вход элемента ИЛИ-НЕ 10, навыходе которого образуется сигнал" 1", который поступает на вторыевходы элементов И 11 и 12,Цходом 1 узла определяется подаваемая на объект тестовая информация.При "1" на входе 1 этот уровень проходит через элемент И 11 на управляющий вход ключа 13 и напряжение 11определяющее уровень "1" с входа 5узла, через замкутый ключ 13 поступает на второй вход 21 узла, которыйподключен к контакту проверяемогологического блока. В этом случае на44683 1 О 15 20 30 З 5 ла. Если, например, в проверяемом 40 узла становится больше опорного И 45 з14выходах элементов 9 и 12 уровни "0"и ключ 14 разомкнут.При "0" на входе 1 замкнут ключ14 и разомкнут ключ 13, следовательно, на второй выход 2 1 узла, а также на вход проверяемого блока отвхода 6 узла поступает напряжениеБ , определяющее уровень "0",Напряжение от выхода ключей 13и 14 поступает также на компаратор17, который в этом режиме совместнос элементом 18 и триггером 19 выполняет функцию защиты ключей выходногоузла от перегрузки. На второй входкомпаратора поступает опорное напряжение Б,ч с входа 7 узла или напряжение Б с входа 8 с зависимости отсигнала на входе 1 узла. НапряженияН .и 0 представляют собой предельпно допустимые уровни для логическихсигналов. Например, для ТТЛ-элементовобычно Бя,2,4 В и Бп= О 4 В,Для нормальной работы выходного узланеобходимо, чтобы уровни Би Пна входах 5 и 6 узла соответствовалиусловиям 11Н иЕсли, например, на входе 1 узлауровень " 1", то напряжение Н навтором выходе 21 узла отличается отнапряжения Б только падением напряжения на ключе 13, которое при нормальном токе нагрузки незначительное,следовательно П: П11 щ . Таккак на второй вход компаратора 17через переключатель 16 поступаетнапряжение Б выход компаратораприобретает уровень "1", а на выходеэлемента 18 появляется уровень "0".С определенной задержкой, котораянужна для завершения переходных процессов в ключах и в компараторе,подается синхроимпульс через вход 2узла на синхронизирующий вход триггера 19 и триггер записывает информацию с его информационного входа навыход. Так как на выходе триггера19, а также на первом выходе 20узла и заранее был уровень нуля,этот уровень не изменяется Уровень 50"0" на информационном выходе 20 сви-. -детельствует о нормальной работевыходного узла при выдаче логическихуровней. напряжения на ключе и напряжение Б на выходе 21 становится меньше опорного П, . В результате компар- тор 17 переключается, на его выходе появляется "0", а на выходе элемента 18 " 1", При поступлении синхроимпульса уровень 1 поступает также на выход триггера 19 и на информационный выход 20 узла. Высокий уровень на выходе 20 узла в первом режиме свидетельствует о перегрузке ключей,Уровень " 1" поступает также на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 10 и переключает его выход на "О", Уровень"0" проходит через элемент И 11 науправляющий вход ключа 13 и размыкает его, защищая его таким образом отперегрева. Время. задержки подачи синхроимпульса на входузла по отношению к моменту изменения входных воздействий на входах 1 и 4узла определяет быстродействие защиты. Аналогично при подаче нуля на вход 1 узла и при нормальной нагрузкевыхода напряжение на выходе 21 приобретает значение И=Од с П,Через переключатель 16 на второйвход комларатора 17 поступает напряжение Б , выход компаратора, а также выходы элемента 18 и триггера 19приобретают значение "0", что свидетельствует о нормальной работе узблоке имеется замыкание данного контакта на уровень " 1 (на цепь питания), резко увеличивается ток через ключ 14, Напряжение ц на выходе 2 1 компаратор переключается, на выходе 20 узла появляется уровень " 1", в результате чего ключ 14 переводится в непроводящее соетояние.Второй режим узла используется при проверке устройством контактов,являющихся выходами проверяемого блока. В этом режиме на вход 4 подается уровень "1", на выходе элемента ИЛИ-НЕ 10 .появляется уровень "0", который через элементы И 11 и 12 поступает на первые входы ключей 13 и 14 и держит их в непроводящем состоянии.В случае короткого замыкания контакта проверяемого блока на нулевой потенциал резко увеличивается ток через ключ 13, увеличивается падение На вход 1 в этом режиме подаются эталонные реакции, т.е. ожидаемые логические уровни проверяемого контакта. Например, при подаче " 1" навход 1 через переключатель 16 ня второй вход компаратора поступает напряжение 13 и в случае, если П кП,на выщ к п ходах элемента 18 и триггера 19 появляются уровни "0". Элементы 17, 18 и 19 работают аналогично первому режиму с11 1 ф т ойра з ницей , что теперь уровень 0 на информационном ныходе 20 свидетельствует о том , чт о действительный уровень на данном контакте проверяемог о блока соответствует эталонному , а задержка подачи синхроимпуль са н а . вход 2 узла должна быть выбрана с учетом задержки распространения сиг н алов в проверяемом блоке (должна быть больше задержки блока) .В случае , если вместо ожидаемой " 1 " на данном контакте проверяемого блока обнаруживается ур ов ень , " 0" или 20 недопустимо низкий уровень " 1 , пер еключае т ся компар ат ор 1 7 и послеподачи синхр оимпульса на выходе 20 появляется уровень 1 , свидетельствующий о т ом , чт о действительный 25Юуровень на данном контакте проверяемого блока не соответствует эталонному.Аналогично при подаче на вход 1 узла уровня "0" напряжение П от выхода проверяемого блока сравнивается с опорным напряжением Н,ю . Если Б 00, на информационном выходе 30 сохраняется уровень "0, а в случае, если действительный уровень35 выше опорного Пп, на выходе 20 появляется "1".Величина резистора 15 выбраня такой, что ток через этот резисторне превышает допустимого для применя емых в контролируемых логических блоках логических элементов. Таким-образом этот резистор существенно не влияет науровень выходного напряжения контакта 0 к на выходе 21 узла, если 45 логический элемент проверяемого блока, который связан с этим контактом, находится н состоянии "0" или1Однако, в случае , если указанный элемент находится в высокоимпеданс 50 ном состоянии, поскольку величина резистора 15 выбрана существенно меньше выходного сопротивления логических элементов в этом состоянии, напряжение 0 ня выходе 21 становится близким к ровню напряжения на выходе инверторя 9, Например, для ТТЛ-элементов подходящая величина резистора 15 порядка несколькихдесяткон килоом,Если при проверке контакта, который находится в высокоимпедансном состоянии, в качестве эталона,на вход 1 узла поступает уровень " 1",на выходе иннертора 9 образуетсяуровень "0" и через резистор 15 вы-,ход 21 также приобретает уровеньнапряжения, близкий к "0"После подачи синхроимпульса на информационныйвыход 20 узла поступает сигнал " 1",который указывает, что уровень У,не соответствует "1". Аналогично приподаче на вход 1 узла в качестве эталона уровня "0" на выходе инвертора9 появляется уровень " 1", напряжениеПна выходе 21 также приобретаетзначение, близкое к уровню "1" иуровень " 1" на выходе 20 узла индицирует, что контакт не имеет уровня"0"; Следовательно, высокоимпедансное состояние характеризуется тем,что на информационном выходе 20узла появляется уровень "1" приобоих эталонных уровнях на входе 1узла.Такой же результат получается припроверке логического элемента, выход которого находится в промежуточномсостоянии между уровнями "0" и "1"(Б Ц к с У, ), Такое состояниевозможно при дефектном элементе илипри перегрузке его выхода другимиэлементами проверяемого блока,Для различения такого дефектногосостояния от высокоимпедансного,-.которое является нормальным для рядалогических элементов, производят дополнительные такты проверКи, Дляэтого данный контакт со сторонывхода 4 узла переключается кяк входпроверяемого блока и на вход 1 узлапоследовательно задают уровни "0 и"1" согласно описанному первым режиму. Если контакт в высокоимпедансном состоянии, на обоих контактахпроверки выход 20 узла сохраняетуровень нуля, В случае промежуточногоуровня от дефектного элемента наодном или обоих тактах проверки появляется перегрузка ключей и срабатывает схема защиты, о чем инпицируеТпоявление уровня "1" ня выходе 20узла. Несмотря на то,что н некоторых случаях для точного определения состояния1444683 Формула иэ обретения Составитель В, СавиновРедактор А, Лежнина ТехредМ,Ходаннч Корректор А, Обручар Заказ 6502/44 Тираж 772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужюрод, ул, Проектная, 4 контакта потребуется до четырех тактов проверки, описанный способ вывода информации по быстродействию проверки является близким к оптималь 5 ному, Это обусловлено тем, что на практике подавляющее большинство тактов. проверки состоит в проверке уровней "0" и." 111, при соответствии реальных уровней эталонным предлага емый выходной узел производит такую проверку в течение одного такта.Только при обнаружении неисправностей, которые встречаются относительно редко, потребуются некоторые допол нительные такты для уточнения характера неисправности:, Также потребуются дополнительные такты при проверке высокоимпедансного состояния контакта, но общее время проверки 20 при этом увеличится несущественно. Выходной узел устройства контроля логических блоков, содержащий первый ,и второй элементы И, первый и второй ключи, элемент сравнения и триггер, первый вход узла соединен с первым входом первого элемента И и первым :входом элемента сравнения, выход 1 которого соединен с информационным входом триггера, синхронизирующий вход и вход начальной установки которого. соединены с вторым и третьим входами узла соответственно, а. выход соединен с информационным выходом узла, выходы первого и второго элементов И соединены с управляющимивходами первого и второго ключейсоответственно, одни контакты которых соединены с четвертым и пятымвходами узла соответственно, а другие - с выходом узла, второй входпервого элемента И соединен с первымвходом второго элемента И, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания третьего высокоимпедансногосостояния проверяемых логических элементсу с одновременным обеспечениемпроверки логических уровней на соответствие их установленным предельнымзначениям, узел содержит инвертор,элемент ИЛИ-НЕ, резистор, переключатель и компаратор, при этом первыйвход узла соединен с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и первым выводом резистора, первый входэлемента ИЛИ-НЕ соединен с выходомтриггера, второй вход - с шестымвходом узла, а выход - с вторымвходом первого элемента И, второйвывод резистора соединен с первымвходом компаратора и выходом узла,подвижный контакт переключателя соединен с вторым входом компаратора,неподвижные контакты - с седьмым ивосьмым входами узла соответственно,а управляющий контакт переключателя - с первым входом узла, выход компаратора соединен с вторым входомэлемента сравнения.