Устройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интегральных микросхем

. ГОСУДАРС пО изОБР ПРИ ПНТ ЕЙНЫЙ КОМИТЕТетениям и ОТНРытия ССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ(57) Изобретение относится к электробыть использовано ибридных интегральных) . Цель - повьвение ащение времени настки з счет предварит параметров объ йки перед корр ся введением в теля 13, соедин налами управле настройки объек ной рег кта контроля и екцией. Она дос устройство ра енного с ЭВМ ия и моделирота настройки - орых включает ас тига реде с 1 п-к вани ГИМС каждыи из ко себя буферныйвходным сопротговый преобразонный коммутат скад 7 лением,высок им цифроанало- двухпоэициобразователь ифференциаль режимов ате 8,преИзобретение относится к электроНике и радиотехнике и может быть йспольэовано при настройке гибридНых интегральных микросхем (ГИМС), например избирательных АРС-цепей (фильтров, амплитудных или Фазовых Корректоров и т.п.) .Цель изобретения - повьпяение точ 1 ости и сокращение времени настройки эа счет предварительной регулировки параметров объекта контроля и Настройки перед коррекцией.На фиг,1 приведена функциональная схема устройства для автоматизированной функциональной настройки интегральных микросхем; на фиг.2 и- фрагменты принципиальной схемы гибридной интегральной схемы и подключенные к ним каналы управления и моделирования настройки.Устройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интегральных микросхем (фиг.1) содержит источник 1 входных. сигналов, 25 объект контроля и настройки - гибридную интегральную микросхему ГИМС 2, Содержащую корректируемые резисторы 3, которые, в свою очередь, могут состоять из двух секций - резисторов 4 и 5 - либо из одного речистора 5, корректор 6, каналы моделирования процесса настройки, каждый из которых включает в себя буферныйаскад 7 с высоким входным сопротив Лением, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, двухпозиционный . коммутатор 9 и преобразователь 10 Напряжение - ток (ПНТ) с диффе ренциальньв входом, а также регистр 11 40 буферной памяти, ЭВМ 12, распреде 1 итель 13, измерители разности ампЛитуд 14 и Фаз 15, эталонный образец ГИМС 16 и коммутатор режимов работы устройства 17, выходы ЭВМ 12 45 соединены с входом источника 1 вход-, ных сигналов и входом корректора 6, выход которого соединен с первыми Клеммами для подключения объекта 2 Коитроля и настройки, измеритель 14 разности амплитуд и измеритель 1 5 разности фаэ своими выходами соединены с входами ЭВМ, вход эталонного образца 16 соединен с выкодом ЭВМ 12, а выходы соединены с вхоцами распреде 55 лителя 13, выход которого соединен с и регистрами 11 буферной памяти по числу каналов управления и моделирования настройки, выход регистра буферной памяти соединен с входомцифроана логов ог о и реоб ра зова теля,выход которого соединен с первьввходом дв ухпозиционного коммутатора9, в торой вход к ото рого соединен свыходом распределителя 13, а выходс входом преобразователя 10 напряжение - ток с дифференциальньв входом, выход которого соединен с вторьви клеммами для подключения объекта контроля, вход буферного каскада7 соединен с третьими клеммами дляподключения объекта контроля, а выход - с вторьв входом цифроаналогового преобразователя 8, первый входкоммутатора 17 режимов работы соединен с выходом источника 1 входныхсигналов, входом эталонного образца6 и первьв входом измерителя 15 разности фаз, выход эталонного образцасоединен с вторым входом коммутатора17 режимов работы, третий выход которого соединен с первьв входом измерителя 14 разности амплитуд, второй вход которого соединен с четвертыми клеммами для подключения объекта контроля и вторым входом измерителя разности фаз,Устройство работает следующим образом.По команде управляющей ЭВМ 1 2 источник 1 входных сигналов поочередноподает на вход настраиваемой ГИМС 2напряжения с заранее выбранньвичастотами, на которых цифровые измерители амплитуд 14 и фаз 15 фиксируют уровень выходного сигнала, либофазовый сдвиг между входом и выходомГИМС 2 (в режиме настройки без эталонного образца), Полученный таким образом набор отсчетов вводится в ЭВМ 1 2где на основе сравнения их с расчетными значениями АЧХ (или ФЧХ) вырабатываются значения правых частей системы уравнений, коэффициенты которых заранее заложены в память ЭВМ 1 2.В результате решения системы уравнений ЭВМ 12 вырабатывает коды И; тре-буемых для точной настройки ГИМСзначений крутизны преобразованияЯ; ПНТ 1 О, которые через распределитель 13 поступают в регистр 11 буФерной памяти соответствующих каналовмоделирования настройки и далеена цифровые входы ПАЛ 8, На аналоговые входы ЦАП 8 через буферные каскады 7 с высоким входньв сопротивлением поступают напряжения Ц;, снимае(2) 5 15мые с высокоомных по отношению к общей шине выводов резисторов 3, и навыходах ЦАП 8 формируются напряженияпропорциональные произведениям П, ИВ зависимости от знаков требуемойкоррекции, вырабатываемых ЭВМ 12 иподаваемых через распределитель 13на управляющие входы двухпозиционныхкоммутаторов 9, последние подключают выходные напряжения ПАП 8 к инвертирующим либо неинвертирующим вхо"дам ПНТ 1 О. Выходные токи ПНТ 1 О,.пропорциональные их входным напряжениям П И;, подаются в отводы резисторов 3, либо в те же точки, откуда снимаются входные напряжения буферных каскадов 7.При настройке с помощью эталонного образца 16 процесс моделированиянастройки выполняется аналогично, отличие состоит линь в том, что цифровые измерители разности амплитуд14 или фаз 15 подключаются с помощьюкоммутатора 17 режимов работы такимобразом, что измеряют разность амплитуд (или Йаз 1 выходных сигналовнастраиваемой ГИМС 2 и эталонногообразца 16.Для точной настройки АЧХ (ФЧХ)ГИМС 2 одного такого цикла моделирования настройки может оказаться недостаточно, поскольку заложенная вЭВМ2 математическая модель (порядок и коэффициенты системы линейныхуравнений не может абсолютно точноописывать реальное устройство, поэтому, процесс моделирования настройкиповторяется до тех пор, пока не будетдостигнута удовлетворительная точность совпадения АЧХ (ФЧХ) ГИМС 2с расчетной,Для доказательства работоспособности контура моделирования настройки рассмотрим фиг,2 а, где изображенфрагмент принципиальной схемы ГИМС,содержащий подгоняемый резистор Ки подключаемый к нему канал моделирования настройки, условно показан"ный в виде преобразователя напряжение - ток с управляемой крутизнойпреобразования Б. Резистор.К ,. однозначно определяющий регулируемыйпараметр, может быть выполнен в вИце.двух последовательно включенных секйций К и К , но может и не иметьсредней точки, в этом случае выходной ток ПНТ подае тс я в ту же точк у,откуда снимается напряжение, управдя 5213 5 6ющее этим током. Сопротивление гпредставляет собой эквивалентное сопротивление других реэистивных элементов ГИМС, которые могут быть 5включены между выводом резистора К1и общей шиной схемы.Внешнюю по отношению к подгоняемому резистору пассивную часть ГИМС(имеющую в общем случае комплексныйхарактер проводимости) можно отобразить подключением к более высокоомному по отношению к общей шине выводу резистора К эквивалентного сопротивления 2 и проводимости У., какпоказано на фиг.2 б, Здесь К = КК = К+ г; П - напряжение, уйравляющее величиной выходного тока ПНТ;Б - эквивалентный источник напряже 2 О Мия, отражающий наличие в схеме сигналов в режиме функциональной настройки.При отсутствии ПНТ (или при Б = 0)напряжения .П и П ,связаны соотноше кием ЗО где К = К+ К - сопротивление подгоняемого резистора, частично включающее в себя и сопротивление г,При подключении ПНТ с крутизнойпреобразования 35 К П11-БК +К(- + У)ЯК У(е -и м7+ 11+К(, - + ) Ф Кгде К = ---- эффективное сопро 1 - БК,тивление подгоняемого резистора,45 Таким образом, независимо от величи)ны 2 и У эффективное сопротивлениеподгоняемого резистора зависит отпараметра Б ПНТ и при Б 10 увеличивается по сравнению с исходным знаФ5 О чением (при Б = О КК), а приБ ( О - уменьшается.В предлагаемом устройстве крутизна Б в каждом канале моделированиянастройки задается кодом, поступаю 55 щим на цифровые входы ЦАП иэ управляющей ЭВМ через распределитель ирегистр буферной памяти, а знак Б(или фаза выходного тока ПНТ по отношению к фазе управдяющего напряжения)двухпозиционным коммутатором, переключающим выход ЦАП либо к инвертирующему, либо к неинвертирующему входам ПНТ в зависимости от задаваемого ЭВМ через распределитель5 состояния управляющего входа коммутатора.Для подтверждения работосп особности контура моделирования в предлагаемом устройстве рассмотрим фрагмент принципиальной схемы ГИМС, содержащий резистивный делитель и подключенный к нему канал моделирования настройки, условно показанный на фиг.3 в виде ПНТ с управляемой крутизной преобразования Б, Пусть коэффициент передачи делителя11 КаЗев (3)- К, + К, 20 определяет значение одного из параметров ГИМС. При неточном напылении подгоняемых резисторов Ж отличается от расчетного значения, а после подклочения канала моделирования настройки выражение (3) принимает вид Ж= р (1 + БК), (4)30где Б -крутизна преобразования ПНТ.Из соотношения (4) видно, что изме 1 1нение Б в пределах от -- доК К,х(- )(- - 1) вызывает одновременное изме 35 нение 3 е в пределах от 0 до 1 и соответственно регулируемого параметра.После дос тиж ения точной нас тройки всех параметров ГИМС производится 40 коррекция подгоняемых резисторов, причем в рассматриваемом случае для увеличения коэффициента передачи делителя М корректируется К, а для уменьшения - резистор К. Таким обра зом, достигается 1003-ный выход годных ГИМС.Дополнительным достоинством рассматриваемого варианта является повышенная по сравнению с предьдущим ус тойчивость контура моделирования приего практической реализации, Дело втом, что вследствие неидеальности активных элементов, вклоченных в канал моделирования (буферный каскад, 1 ЭП, ПНТ), при подключении входа и, выхода этого канала к одному и тому же узлу ГИМС (что может потребоваться в варианте устройства, если подгоняемый резистор не разделен на двесекции) н нем возможно возникновение паразитных колебаний; во второмже варианте вход и выход канала моделирования настройки всегда разнесены,формула изобретенияУстройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интег ральных микросхем, содержащее ЭВМ, соединенную с входом источника входных сигналов и входом корректора, выход которого соединен с первыми клеммами для подключения объекта контроля и настройки, измеритель разности амплитуд и измеритель ра знос ти фа з, к о торые св оими выходами соединены с входами ЭВМ, эталонный образецо т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппения точности и сокращения времени настройки гибридных интегральных микросхем, в него введены распределитель, входом соединенный с выходом ЭВМ, а своими выходами соединен с входами и-каналов управления и моделирования настройки объекта контроля, каждый из которых содержит регистр буферной памяти, входом соединенный с выходом распределителя, а выходом с первыми входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым. входом двухпозиционного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом распределителя, а выход - с входом преобразователя напряжение-ток с дифференциальным входом, выход которого соединен с вторыми клеммами для подключения объекта контроля, буферный каскад, вход которого соединен с третьими клеммами цля подключения объекта контроля, а выход - с вторым входом цифроаналогового преобразователя, коммутатор режимов" работы, первый вход которого соединен с выходом источника входных сигналов, входом эталонного образца и первым входом измерителя разности фаз, выход эталонного образца соединен с вторым входом коммутатора режимов работы, третий выход которого соединен с первым входом измерителя разности амплитуд, второй вход которого соединен с четвертыми клеммами для подключения объекта контроля и вторым входом измерителя разности фаз) 552) 35 фиа Составитель Е. Строкаакто р В . Б уг ренк ова Техред А Кравчук Корректо О. Кравцов 55 и ГКНТ СССР а 4/5 венно-ищательскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Произ Заказ 328 Тираж ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, о изобретени 35, Раушская Подписное открытиям