Логический зонд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 19.04.78 (21) 2607854/18-21 (31 М. КП. С 01 Н 31/28 с присоединением заявки МВ -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(71) Заявитель Новосибирский электротехнический институт(54) ЛОГИЧЕСХИИ ЗОНД 20 25 30 Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при контроле и наладке цифровых устройств, выполненных на интегральных микросхемах.Известен логический тестер,содержащий входной усилитель, компараторы напряжений, индикатор, блок управления и синхронизатор (1).В известном тестере отсутствует возможность контроля контакта с объек- том контроля и активного воздействия на объект контроля с целью изменения его состояния. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является логический зонд, содержащий входной повторитель, соединенный с пороговыми элементами 1 и 0, выходы которых соединены с элементами И и ИЛИ,.ждущим мультивибратором, усилителями втекающего и щятекающего то" нов, два триггера, соединенных входами с элементами И, а выходами с дешифратором состояний, выход которого соединен с индикатором (2.Недостатками этого зонда являются отсутствие контроля контакта с объектом контроля и низкая достоверность контроля при активном воз-. действии на объект контроля с целью изменения его состояния.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля. Дель достигается тем, что в логический зонд, содержащий входной ,повторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока, а вы" ход - со входами пороговых элементов ф 0 ф и 1, инверсные выходы которых соединены со входами первого элемента И, а пряные - со входами элемента ИЛИ и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора, ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора, два НЯ-триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, Я-вход каждого триггера соединен соответственно со входом усилителя втекающего и входом усилителя вытекающего тока н выходом второго и третьего элементов И, индикатор, соединенный с выходами шифратора и формирователя импульсов, введе.ны синхронный Р-триггер, НЯ-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска, причем выход первого эле"мента ИЛИ соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ,второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй 5 вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, входом С синхронного Р-триггера, прямыми входами второго и третьего элементов И и с Я-входом третьего ВЯ-триггера, В-вход 10 которого соединен с выходом входного . повторителя, выход - с дешифратором, Р-вход соединен с прямым выходом порогового элемента 0, а В-вход соединен с В-входом первого и второго 15 ВБ-триггеров и выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход синхронного Р-триггера соединен с прямым входом второго элемента И, а инверсный выход в . с прямым входом третьего элемента И, инверсные входы второго и третьего элементов И объединены и соединены с выходом первого элемента И, входы формирователя импульсов соединены с кнопкой запуска.25На чертеже представлена функциональная схема логического зонда.Логический зонд содержит входной контакт 1, индикатор 2, дешифратор 3, входной повторитель 4, кнопку 5, Формирователь импульсов 6, пороговые . устройства 7 и 8 (элементы), синхронный триггер 9, схему И 10, схему ИЛИ с динамическими входами 11, схемы И 12 и 13, схемы ИЛИ 14 и 15, уси- у лители втекающего тока 16 и вытекающего тока 17, ждущий мультивибратор 18, триггеры 19, 20 и 21. Выход повторителя 4 соединен с В-входом триггера 21 и входами пороговых устройств 7 и 8, прямые входы которых соединены 40 с динамическими входами схемы ИЛИ 11 и входами дешифратора 3. Кроме того, прямой выход первого порогового устройства 7 соединен с информационным . входом триггера 9Инверсные выходы 45 пороговых устройств соединены со входами схемы И 10. Выход схемы ИЛИ 11 соединен с первыми входами схем ИЛИ 14 и 15, выход схемы ИЛИ 14 соединен со входом ждущего мультивибратора 18, выход которого соединен со входом дешифратора 3 и со вторым входом схемы ИЛИ 15, выход этой схемы соединен с динамическим В-входом триггеров 9, 19 и 20. Выход формирователя импульсов 6, который соединен, с кнопкой 5, соединен со вторым входом схемы ИЛИ 14, с синхровходом триггера 9, с б-входом триггера 21 и с вторыми входами схем И 12 и 13.Прямой и инверсный выходы триггера 9 соединены с первыми входами схем И 12 и 13 соответственно, выходы этих схем соединены с Я-входами триггеров 19 и 20, а такжес усилителями втекающего и вытекающего тока 16 и 17, 65 причем схема И 12 соединена с Б-вхо- дом триггера 19, с усилителем вытекающего тока 16, Б"вход триггера 20 и усилителя вытекающего тока 17 соединен со схемой И 13. Выход схемы И 10 соединен со входом дешифратора 3 и инверсными входами схем И 12 и 13, Выходы триггеров 19, 20 и 21 также соединены со входами дешифра" тора 3. Входы усилителей втекающего и вытекающего тока 16 и 17 объединены и соединены с входящими контактами 1 зонда. Выходы дещифратора 3 соединены с соответствующими входами индикатора 2. Индикатор управляетсяУ дешифратором 3 таким образом, чтобы отображаемые символы были максимально похожи на осциллограммы входных сигналов, а при коротком замыкании проверяемых выводов с шинами питания - формировались знаки, соответствующие обозначениям шин питания. Для отображения динамических сигналов длительность импульса, Формируемого ждущим мультивибратором 18, выбирается достаточной для визуального наблюдения ( 0,1-1 с) . Усилители импульсов 16 и 17 включаются на короткое время и при отсутствии короткого замыкания создают падение напряжения на исследуемом участке цепи, что приводит к срабатыванию пороговых Устройств и формированию изображения, соответствующего изменению входного потенциала При коротком замыкании потенциал входа не изменяется и фиксируется соответствующим символом.Логический зонд работает следующим образом.Если напряжение на входе зонда меньше, то срабатывает пороговый элемент 7, при уровне 0 этот .единичный сигнал с его прямого выхода поступает на вход дешиЪратора 3, который в свою очередь, включает элементы индикатора 2, соответствующие низкому логическому уровню, Если напряжение на входе зонда имеет нерабочий уровень, то оба пороговых устройства 7 и 8 находятся в невозбужденном состоянии, что соответствует открытому состоянию схемы И 10, с выхода которой подается единичный сигнал на вход дешифратора 3. При этом дешифратор 3 включаетэлементы индикатора 2, соответствующие неопределенному логическому уровню, Если на вход зонда поступают импульсы положительной (отрицательной) полярности с большой скважностью, то на короткое время, равное длительности импульса, включается пороговое устройство8(7) и элементы, соответствующие высокому (низкому) логическому уровню, однако свечение этих элементов практически незаметно вследствие очень короткого времени их включения. На время, рав-:, ное разности между длительностьюимпульс от формирователя импульсов б запускает ждущий мультивибратор 18 через схему ИЛИ 14. Импульс тока от усилителя втекающего тока 17 протекает по исследуемому участку цепи и в случае отсутствия короткого замыкания вызывает изменение потенциала на входе зонда, достаточное для переключения пороговых элементов.При этом на выходе схемы ИЛИ 11 Формируется короткий импульс, который через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное состояние триггер 20. Если же проверяемый вывод схемы замкнутс шиной питания общий, потенциал вывода лри протекании импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггер 20 50556065 периода и длительностью импульса, включается пороговый элемент 7 (8) и элементы индикатора 2, соответствующие низкому (высокому) логическомууровню, яркость свечения которых практически равна максимальной вслед ствие большой скважности входных импульсов, При переключении любого из пороговых элементов импульсом от сХелы ИЛИ 11 через схему ИЛИ 14 запускается ждущий мультивибратор 18. 10 Импульсы с его выхода поступают на вход дешифратора 3, при этом дешифратор управляет элементами индикатора 2 таким образом, что отображаемый символ выглядит похожим на осциллограмму одиночного положительного (отрицательного) импульса, Если проверяемый выход схемы замкнут с шиной 1общий, то на входе зонда присутствует нулевой потенциал и возбужден 20 пороговый элемент 7, что в свою очередь вызывает свечение элементов индикатора 2, соответствующих низкому логическому уровню. Для обнаружения короткого замыкания между проверяемым выводом и шинами питаниявключается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов б. Импульс с его выхода фиксирует логический уровень проверяемой схемы (до момента воздействия импульса тока на проверяемый выход схемы) с помощью триггера 9, к информационному входу которого подключен выход первого порогового элемента 7. В случае присутствия на входе зонда потенциала логического нуля на вход триггера 9 от порогового элемента 7 поступает потенциал логической единицы и триггерне изменяет своего состояния. Кроме того, импульс от формирователя им пульсов б через схему И 13 устанавливает триггер 20 в единичное состояние, а также поступает на вход усилителя втекающего тока 17. При этом натретьем инверсном входе схемы И 13 45 присутствует потенциал логического нуля с выхода схемы И 10. Кроме того,остается в состоянии 1 до техлор, пока на его Н-вход не поступаетотрицательный перепад напряжения от ждущего мультивибратора 18 через схему ИЛИ 15. Время задержки сброса триггера 20 (время наблюдения) равно длительности импульса ждущего мультивибратора 18 ( ф 0,1-1 с), которой вполне достаточно для визуального наблюденияВыход триггера 20 подключен ко входу дешифратора 3. При возбужденном состоянии триггера 20 обеспечивается формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питания общий. Аналогично осуществляется проверка на короткое замыкание с шиной питание. При касании зондом проверяе мого вы вода схемы воз буждае тс я по роговый элемент 8, что в свою очередьвызывает свечение элементов индикатора 2, соответствующих высокому логи-. ческому уровню. Для определения короткого замыкания включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов б. Импульс с его выхода фиксирует состояние входа зонда (до момента подачи импульса тока на проверяемый вывод схемы) с помощью триггера 9, который в этом случае устанавливается в 1, открывая тем самым по первому входу логическуюсхему И 12. Импульс с формирователяимпульсов б через эту схему устанавливает триггер 19 в единичное состояние, а также поступает на усилитель, вытекающего тока 1 б. Импульстока протекает по исследуемому участку цепи й в случае отсутствия ко" роткого замыкания вызывает изменение потенциала на входе зонда,достаточное для переключения пороговых элементов. При этом на выходе схемы ИЛИ 11 формируется импульс, кото 1 ый через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 9 и 19. Если же проверяемый- вывод замкнут с шиной питание, потенциал проверяемого вывода схемы при протекании .импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггеры 9 и 19 остаются в состоянии ф 1до тех пор, пока на их В-входы не поступит отрицательный перепад напряжения через схему ИЛИ 15,от ждущего мультивибратора 18, который запускается передним фронтом импульса от Формирователя б через схему ИЛИ 14. Выход триггера 19 подключен ко входу дешифратора 3, возбужденное состояние этого триггера обеспечивает формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питание. Схема И 10 закрывает схемы И 12 и 13 в случае, если по" тенциал входа зонда соответствуетнерабочему уровню, запрещая тем самм формнронание импульсов тока усилителями 16 и 17, При отсутствиикороткого замыкания проверяемого вывода схемы с шинами общий и питание на индикаторе 2 формируетсяизображение импульса, если проверяется комбинационная схема, илиизображение, соответствующее изменению потенциала - для последовательностных схем. Во втором случае одновременно проверяется правильностьфункциониронания автомата с памятью.Полярность импульсного тока:нагрузки выбирается устройством автоматически, с учетом состояния проверяемого элемента. В случае отсутствияконтакта между проверяемым выводомсхемы и входом зонда на последнемприсутствует низкий потенциал, определяемый входным сопротивлением зонда. При этом пороговый элемент 7находится в возбужденном состоянии.Для обнаружения отсутствия контактавключается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов б, импульс свыхода которого устанавливает в единичное состояние триггер 21, а такжепоступает на вход усилителя втекающего тока 17 через открытую схемуИ 13. В случае отсутствия контактамежду входом зонда и выходом проверяемой схемы усилитель тока 17 работает на нысокоомное входное сопротивление зонда при этом длительностьзаднего Фронта импульса, формирующего на входе зонда, резко увеличивается из-за большой постоянной временицепи нагрузки. Этот импульс передается без изменения через входной повторитель 4 на динамический вход триггера 21, но установка триггера в исходное (нулевое) состояние не происходит из-за большой длительностизаднего фронта, Если контакт междувходом зонда и выводом проверяемойсхемы сущестнует, то сопротивлениенагрузки усилителя тока 17 относительно невелико, при этом длительность фронтов импульса, формирующегося на входе зонда достаточно мала,что обеспечивает установку триггера21 н исходное (нулевое) состояние,Выход триггера 21 соединен со входомдешифратора 3, который обеспечиваетпри возбужденном состоянии триггера21 форьирозание индикатором 2 знака,соответствующего обозначению отсутствия контакта между входом зондаи выводом проверяемой схемы. Предлагаемый зонд позволяет проверять комбинационные и последовательностные схемы, обнаруживать несоответствие входных сигналов эа" данным, обнаруживать отсутствие контакта и неисправности типа короткое заикание на шины питаниеили общий, а также проверять этишины на целостность. Формула изобретения5Логический зонд, содержащий входной повторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока,О а выход - со входами пороговых элементов 0 и 1, инверсные выходы которых соединены со входамипервого элдйента И, а прямые - совходами элемента ИЛИ и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора,ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора,два ЙВ -триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, б -входкаждого триггера соединен соответстненно со входом усилителей втекающего и вытекающего токов и выходомвторого и третьего элементов И, ин 25 дикатор, соединенный с выходами шифратора, и Формирователь импульсов,отличающийся тем что,с целью повышения достоверности ирасширения функциональных возможностей, н него введены синхронныйЭ-триггер, Ю-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска,причем выход первого элемента ИЛИсоединен с перными входами второгои третьего элементов ИЛИ, второйвход третьего элемента ИЛИ соединенс выходом ждущего мультивибратора,вход которого соединен с выходомвторого элемента ИЛИ, второй входкоторого соединен с выходом Формиро 4 О вателя импульсов, входом С синхронного 1) -триггера, прямыми входамивторого и третьего элементов И и сЯ-входом третьего Ю-триггера, Й -входкоторого соединен с выходом входного45 повторителя; а выход - с дешифратором, П-вход соединен с прямым выходом порогового элемента 0, аЯ-вход соединен с Й -входом первогои второго ЙБ-триггеров и выходом50 третьего элемента ИЛИ, прямой выходсинхронного 1)-триггера соединен спрямым входом второго элемента И,а инверсный выход - с прямым входомтретьего элемента И, инверсные вхо 5 ды второго и третьего элементов И,объединены и соединены с выходомпервого элемента И, входы формиронателя импульсов соединены с кнопкойзапуска.Источники информации,60 принятые во внимание при экспертизе1 Приборы и системы управления, 1977, Р 10, с, 51, рис.1.2, Авторское снидетельство СССРР 729533, кл, 0 01 В 31/28, 197765 (прототип).ного кний иРаушск Подпи сномитета СССРткрытийя наб., д.