Устройство для контроля логических блоков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 83 51)5 С 01 К 3/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(71) Рязанский радиотехнический институт (72) В, А. Линьков и Г. А. Филин(56) Гавриков В. Г., Чернов П. А. Устройство емкостного съема дискретной информации с плат печатного монтажа. - Обмен опытом в радиопромышленности. М., 1973, вып. 3, с. 66.Авторское свидетельство СССР1255971, кл. С)01 ( 31/28, 986.(54) УСТРОЙ СТВО ДЛ Я КОНТРОЛ Я,1 ОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ(57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для контроля и диагностики логиче- ких блоков. Целью изобретения является повышецие достоверности и оыстродситвия контроля, что достигается путем обенече одновременного съема информации с неко ких точек объекта контроля и сравнения е нолем допусков. Устройство содержит уцр ляемый генератор импульсов 1, одновиб 1 тор 2, двоичный счетчик 3 адред, 1 -триг. гер 4, бесконтактный датчик 5, схему 6 сог- сования, аналог)-цифровой преобразователь 7, олок 8 памяти атдлоццых игцдлов, блок 9 выде,)ения разности, б.)ок 1 О памяти допусков, персклк)чдтелии 2 режимов Здц) о)я домко( ко)(тр)г)ь, бл- ки 13 и 15 ицдикд(ции, ифро;1 логовый )ре. образовдтель 14. объект 16 контроля, к,)еммы 17. Устройство позволяет также контро,)иро)дть др(и(1),огисских мровцеиили Ои 1 х;,1 ите,(ь 0(.ть. 3 и,.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля и диагностики логических блоков.Целью изобретения является повышение достоверности и быстродействия контроля засчет возможности одновременного съема информации с нескольких точек объекта контроля и сравнения ее с полем допусков. На фиг. 1 показана структурная схема устройства для контроля логических блоков; на фиг. 2 - бесконтактный датчик, закрепленный на печатной плате и схема согласования, подключенная к датчику; на фиг. 3 - узел 1 на фиг, 2,Устройство согласно (фиг. 1) содержит управляемый генератор 1 импульсов, одно- вибратор 2, двоичный счетчик 3 адреса, К 8- триггер 4, бесконтактный датчик 5, схему 6 согласования, аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 7, блок 8 памяти эталонных сигналов, блок 9 выделения разности, блок 10 памяти допусков, первый 11 и второй 12 переключатели режимов Запись поля допусков - контроль, первый блок 13 индикации, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 14, второй блок 15 индикации, объект 16 контроля, клеммы 17 для подключения объекта контроля (разъем ЭВМ), которые соединены с входами бесконтактного датчика, выходами соединенного с входом схемы согласования, выход которой соединен с входом аналогово-цифрового преобразователя, синхровход которого соединен со счетным входом двоичного счетчика, выходом управляемого генератора импульсов, через первый переключатель режимов Запись поля допусков - контроль с входом записи-считывания блока памяти эталонных сигналов, через второй переключатель режимов Запись поля допусков - контроль с входом записи-считывания блока памяти допусков, а вход управляемого генератора импульсов соединен с входом одновибратора и синхронизирующим выходом объекта контроля, выходы АЦП соединены с группой информационных входов блока памяти эталонных сигналов и с первой группой входов блока выделения разности, вторая группа входов которого соединена с выходами блока памяти эталонных сигналов, адресные входы которого соединены с выходами двоичного счетчика, вход сброса которого соединен с выходом Олповибратора и К-входом К 8-триггера, выл которого соединен с индикатором, при ч "-вход К 8-триггера соединен с выходом ) пика памяти допусков, информационный вход которого соединен с шиной нулевоготеп нала, а его первая группа адресных входов соединена с выходами двоичного счетчика, вторая группа адресных входов соединена с выходами блока выделения разности и входами ЦАП, выход которого соединен с первым входом второго блока индикации, второй вход которого соединен с выходом схемы согласования,Бесконтактный датчик 5 (фиг. 2 и 3) состоит из металлического электрода 18, первойдиэлектрической прокладки 19, выполненнойиз материала с высокой диэлектрической проницаемостью, электростатического экрана 20, второй диэлектрической прокладки 21, выполненной из материала с низкой диэлектрической проницаемостью, резистора 22, включенного между металлическим электродом 18 и электростатическим экраном 20. Первая диэлектрическая прокладка 19 отделяет металлический электрод 18 от печатных проводников 23, расположенных на поверхности контролируемой платы - объекта 16 контроляСхема 6 согласования (фиг. 2), обладающая большим входным и низким выходным сопротивлением, выполнен, например, на базе полевого транзистора с изолированным затвором,Металлический электрод 18 выполнен ввиде пластины, имеющей форму прямоугольного треугольника, больший катет которого перпендикулярен прямолинейным участкам разводки контролируемой печатной платы и имеет длину, равную ширине контролируемого участка платы, формы электростатического экрана 20, первой 19 и второй 21 диэлектрических прокладок повторяют форму металлического электрода 18.30 Лля увеличения емкости между печатными проводниками 23 и металлическим электродом 18 первая диэлектрическая прокладка 19 выполнена из материала с высокой диэлектрической прон ицаемостью. С целью уменьшения влияния внешних элект рических полей устройство снабжено электростатическим экраном 20, а вторая диэлектрическая прокладка 21, отделяющая его от металлического электрода 18, выполнена из материала с низкой диэлектрической проницаемостью.Бесконтактный датчик 5, наложенный наконтролируемую печатную плату 16, образует составной конденсатор, одной обкладкой которс о является металлический электрод 18, а другими обкладками - печатный 45 проводник 23, который в совокупности с резистором 22 образует суммирующую КС-цепь.Так как площади перекрытия металлического электрода 18 с каждым печатным проводником 23 различные, то и емкости будут различные, и, следовательно, сигналы с каж дого печатного проводника преобразуются сразличными постоянными времени т;=С;К.Этим достигается однозначное соответствие суммарного сигнала, снимаемого с резистора 22, первоначальной информации, проходящей по печатным проводникам 23 контролируемой печатной платы 16. Этот суммарный сигнал через схему 6 согласования подается на АЦП 7 устройства для контроля логических блоков.5 1 О 15 20 Устройство работает следующим образом.При поступлении с контролируемой платы 16 синхронизируюшего сигнала Старт управляемый генератор 1 вырабатывает на выходе тактовые импульсы, а одновибратор 2 формирует короткий импульс Сброс, который поступает на вход сброса счетчика 3 адреса и )х-вход К 8-триггера 4 и обнуляет их. Импульсы с выхода управляемого генератора 1 поступают на синхронизатор АЦП 7, через первый переключатель 11 режимов Запись поля допусков - контроль на вход записи-считывания блока 8 памяти эталонных сигналов, через второй перключатель 12 режимов Запись поля допусков - контроль на вход записи-считывания блока 10 памяти допусков, а также на счетный вход двоичного счетчика 3 адреса, на выходе которого последовательно меняется код, поступающий на первую группу адресных входов блока 10 памяти допусков и на группу адресных входов блока 8 памяти эталонных сигналов, на группу информационных входов которого поступает двоичный код с выхода АЦП 7, соответствующий аналоговой диагностической информации, поступающей на его вход с бесконтактного датчика 5 через схему 6 согласования. Этот код поступает так же на первую группу входов блока 9 выделения разности, на вторую группу входов которого поступает эталонный двоичный код с блока памяти 8 эталонных сигналов. Код разности с выходов блока 9 выделения разности поступает на ЦАП 14 и на вторую группу адресных входов блока 1 О памяти допусков, выход, которого подключен к 5-входу КЯ-триггера 4, выход которого подключен к первому блоку 13 индикации Брак. ЦАП 14 преобразует код разности эталонного кода, соответствующего эталонному сигналу, и кода, соответствующего сигналу, снимаемому с контролируемой платы 16, в аналоговый сигнал, который подается на первый вход второго блока индикации (например, на один из вертикальных входов двухлучевого осциллографа для визуального определения отклонения от допуска и диагностирования координат неисправности), на второй вход которого подается контролируемый сигнал с выхода схемы 6 согласования.Устройство работает в трех режимах; Формирование эталонного сигнала, Формирование допусковой зоны и Работа устройства на разбраковку и диагностику.Режим Формирование эталонного сигнала.В разъем 17 ЭВМ вставляется эталонная плата 16, первый переключатель 11 режимов Запись поля допусков - контроль на несколько секунд переводится в положение Запись поля допусков, а второй переключатель 12 режимов - в положение Контроль. При этом блок 8 памяти эталонных сигналов работает только в режиме записи. 25 30 35 40 45 50 55 При поступлении с эталонной платы 16 синхронизирующего сигнала Старт запускается управляемый генератор 1 через одновибратор 2 коротким импульсом Сброс обнуляются двоичный счетчик 3 адресаЮ-триггер 4 ошибки. Импульсы с выхода управляемого генератора 1 начинают поступать на синхровход АЦП 7, счетныв вход двоичного счетчика 3 адреса и на вход записи-считывания блока 8 памяти эталонных сигналов.Двоичный счетчик 3 адреса последовательно перебирает адреса блока 8 памяти эталонных сигна ов, в который при каждом такте записывается новый код с выходов АЦП 7, на вход которого через схему 6 согласования поступает эталонный сигнал с бесконтактного датчика 5.Когда процесс записи заканчивается а за несколько секунд эталонная информация успевает многократно перезаписаться по одним и тем же адресам, что уменьшает вероятность ошибки при записи) первый переключатель 11 режимов устанавливается в положение Контроль. Режим Формирование допусковой зоны.Первый переключатель 11 режимов уста. новлен в положение Работа, что соответствует режиму считывания, а второй переключатель 12 режимов устанавливается в положение Запись поля допусков, что соответст вует режиму записи блока 10 памятдопусков.Формирование допусковой зоны осуществляются следующим образом. В исходном состоянии по всем адресам блока 10 памяти допусков должны быть записаны 1.В разъем 17 ЭВМ последовательно вставляются несколько исправных плат с установленными на них бесконтактнымдатчиками 5 с верхним и нижним допусковыми пределами.Бесконтактные датчики 5 на всех платах должны быть установлены строго в одном и том же месте. Если осуществляется контроль и разбраковка большого количества однотипных плат, бесконтактный датчик 5 может быть установлен на удлинителе (ремонтной плате). При установке очередной платы с приходом синхронизируюшего сигнала Старт сигналом Сброс с выхода одновибратора 2 обнуляются двоичный счетчик 3 и )х 8-триггер 4, Импульсы с выхода управляемого генераторапоступаютна синхровход АЦП 7, счетный вход двоичного счетчика 3 и вход записи-считывания блока 1 О памяти допусков. В каждом такте в блоке 9 выделения разности вычисляется разность эталонного кода, поступающего с выхода блока 8 памяти эталонных сигналов, и кода сигнала с выходов АЦП 7. По адресу, состоящему из состояния двоичного счетчика 3 и кода разности, в блоке 10 памяти допусков записывается О, так как информационный5 1 О 15 20 25 Формула изобретения вход блока 10 памяти допусков соединен с шиной нулевого потенциала.Таким образом, при записи разрешенных отклонений (кодов разностей) от нескольких плат в блоке О памяти допусков образуется зона, состоягцая из совокупности нулей,любой выход из которой квалифицируется как брак.Работа устройства на разбраковку и диагностику.В этом режиме первый 1 и второй 12 переключатели режимов Запись поля допусковконтроль устанавливаются в положение Контроль, что соответствует режиму считывания информации с блоков 8 и 10 памяти. При поступлении с контролируемой платы 16 синхронизирующего сигнала Старт запускается управляемый генератор 1, на выходе одновибратора 2 формируется короткий импульс Сброс, обнуляющий двоичный счетчик 3 и (х 8-триггер 4. Импульсы с выхода управляемого генератора 1 начинают поступать на синхровход АЦП 7, счетный вход двоичного счетчика 3 и входы записи- считывания блоков 8 и 1 О памяти.Диагностическая информация, принятая бесконтактным датчиком 6 с печатных проводников контролируемой платы 16, через схему 6 согласования поступает на вход АЦП 7, который преобразует ее в параллельный двоичный код, поступающий на первую группу входов блока 9 выделения разности двоичных кодов, на другую группу входов которого поступает код, записанный в блоке 8 памяти эталонных сигналов по адресу, определяемому состоянием счетчика 3 в данном такте. Код разности с выходов блока 9 выделения разности поступает на вторую группу адресных входов блока 10 памяти допусков, на первую группу адресных входов которого поступает код с выходов двоичного счетчика 3 адреса. Если по выбранному адресу записана 1, что соответствует выходу из допусковой зоны, то на выходе блока 10 памяти допусков появляется уровень логической , который устанавливает в единицу КЯ-триггер 4 ошибки. В результате загорается светодиодный индикатор блока 13 Брак, сигнализирующий, что параметры контролируемой платы выходят за установленные пределы. Это может быть нарушение логической комбинации сигналов, проходящих по печатным проводникам контролируемой платы 6, увеличение времени включения или выключения какой-то микросхемы либо несоответст. вис уровней логических 0 или 1.Одновременно код разности с выхода бло выделения разности поступает на входы 1,АП 14, который преобразует его в аналоговый сигнал, поступающий на первый вход второго блока индикации (например, на один из вертикальных входов двухлучевого осцилпографа), на второй вход которого поступает 30 35 40 45 50 55 сигнал с выхода схемы 6 согласования. В результате на экране второго блока 15 индикации отображается сигнал, характеоизующий работу контролируемой платы 16, и сигнал, представляющий отклонение от эталонного сигнала, полученный в результате вычитания из эталонного сигнала, снимаемого с контролируемой платы 16. Это позволяет не только констатировать факт брака, но и определить, чем он вызван, величину отклонения. Используя временные диаграммы с каждого вывода эталонной платы и поочередно сравнивая их с сигналом отклонения, можно определить координаты неисправности, т.е. на каждом выводе кодовая последовательность не соответствует норме.При выдаче с управляемого генератора 1 следующего импульса двоичный счетчик 3 адреса выдает код, соответствующий следующему адресу, и описанный процесс повторяется. И так до тех пор, пока на вход управляемого генератора 1 поступает сигнал Старт. Начало и конец сигнала Старт соответствуют началу и концу тестового воздействия на контролируемую плату 16. С приходом нового сигнала Старт процесс повторяется.Таким образом, устройство также позволяет контролировать дрейф логических уров нейили О и их длительность. Устройство для контроля логических блоков, содержащее бесконтактный датчик, схему согласования, аналого-цифровой преобразователь, первый блок индикации, одновибратор, второй блок индикации, причем выход бесконтактного датчика соединен с входом схемы согласования, выход которой соединен с входом аналогово-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и быстродействия контроля, введены блок памяти эталонных сигналов, блок выделения разности, цифроаналоговый преобразователь, блок памяти допусков, КВ-триггер, первый и второй переключатели режимов Запись поля допусков - контроль, двоичный счетчик, управляемый генератор импульсов, вход которого соединен с входом одновибратора и синхронизирующим выходом объекта контроля, а выход управляемого генератора импульсов соединен через первый перключатель режимов Запись поля допусков - контроль с входом записи-считывания блока памяти эталонных сигналов, через второй переключатель режимов, Запись поля допусков - контроль с входом записи-считывания блока памяти допусков, а также соединен со счетным входом двоичного счетчика и синхровходом аналогово-цифрового преобразователя, выходы которого соединены с группой информационных входов блока памяти эталонных сигналов и с первой группой входов блока выделения разности, вторая группа входовковецкая ректор М. Шписное опп НТ ССС 1 Н арина, 01 которого соединена с выходами блока памяти эталонных сигналов, адресные входы которого соединены с выходами двоичного счетчика, вход сброса которого соединен с выходом одновибратора и К-входом К 8-триггера, выход которого соединен с индикатором, причем Я-вход К 8-триггера соединен с выходом блока памяти допусков, информационный вход которого соединен с шиной нулевого Редактор О. Юр ТеЗаказ 438 ТИИПИ Государственного комит113035, Москва,роизводственно-издательский к потенциала, а его первая группа адресных входов соединена с выходами двоичного счетчика, вторая же группа адресных входов соединена с выходами блока выделения разнос. ти и входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом второго блока индикации, второй вход которого соединен с выходом схемы согласования. СоставредА. Каж 420а по изоЖ - 35,мбинатбретенияги и открытияги приРаушская наб., д. 4,5Патент, г. Ужгород, тл. Га