Устройство для контроля коэффициента усиления инвертора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ий институт льны м микрорабр и на, - М.:30 а.ССР 1982.НТРОЛЯ КОИНВЕРТОРА к средствам приборов вредля контроля ОП-инвертора. УДАРСТВЕННьй НОМИТЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИ ГННТ СССР(56) Справочник по интеграсхемам / Под ред. Б. В. ТаЭнергия, 1981, с. 544, рис. 4 -Авторское свидетельство С1366976, кл. б 01 К 31/28,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ(57) Изобретение относитсяконтроля электронных узловмени, а именно к устройствамкоэффициента усиления КМ Цель изобретения - повышение оыстродействия. Устройство для контроля коэффициента усиления инвертора содержит источник 1 питания, блок 2 формирования опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, первый и второй ключи 5, 6, блок 7 контактов для подключения контролируемого объекга, повторитель 8, первый и второй компараторы 9, 10, триггер И, третий компаратор 12, схему 3 выборки и хранения, измерительный блок 14, блок 15 управления, блок 16 индикации, клемму 17 сигнала Пуск. Вве. дение в устройство блоков 4, 11 в 13 позволило уменьшить динамический диапазон изменения пилообразного стимулирующего воздействия формирователи 3 линейно изменяющегося напряжения при контроле переходной характеристики инвертора. 2 ил.14834 3Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, а именно к устройствам для контроля коэффициента усиления КМОП-инвертора, используемого в кацестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых наручных часов, и может быть наиболее эффективно использовано в часовой промышленности.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет сокращения динамического диапазона изменения пилообразного стимулирующего воздействия.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняюгцие его работу.Устройство содержит источник 1 питания, блок 2 формирования опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, первый 5 и второй 6 клюци, блок 7 контактов для подключения контролируемого объекта, повторитель 8, первый 9 и второй О компараторы, триггер 11, третий компаратор 12, схему 3 выборки и хранения, измерительный блок 14, блок 15 управления, блок 16 индикации и клемму 17 сигнала Пуск, причем первый выход источникапитания соединен с входом блока 2 формирования опорных напряжений, второй выход - с входом первого ключа 5, первый выхол блока 2 формирования опорных напряжений - с первым входом компаратора 9, второй выход - с первым входом второго компаратора 1 О, третий вход - с первым входом сумматора 4, четвертый выход - с первым входом третьего компаратора 12, второй вход которого подклюцен к выходу формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и второму входу сумматора 4, третий вход сумматора соединен с выходом схемы 13 выборки и хранения, выход сумматора 4 связан с входом второго клюца 6, выход которого соединен с вторым входом блока 7 контактов для подключения контролируемого объекта, выход первого клюца 5 связан с первым входом блока 7 контактов для подключения контролируемого объекта, выход которого через повторитель 8 соединен с вторыми входами компараторов 9 и 10 и входом схемы 3 выборки и хранения, выход компаратора 9 подсоединен к С-входу триггера 11, выход компаратора 10 - к Я-входу триггера 11, выход компаратора 2 - к второму входу блока 5 управления, выход триггера 11 соединен с третьим входом блока 15 управления и вторым входом измерительного блока 14, выход которого связан с третьим входом блока 6 индикации, первый вход блока 15 управления соединен с клеммой 17 сигнала Пуск, шестой выход блока 15 управления подсоединен к управляющему входу первого ключа 5, первый выход - к управляющему входу второго ключа 6, входу формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и 0- входу триггера 11, пятый выход - к управ 104ляющему входу схемы 13 выборки и хранения, второй выход - к первому вхолу измерительного блока 14, третий и цетвертый выходы - соответственно к первому и второму входам блока 16 индикации.Измерительный блок 14 солержит генератор 18, счетчик 19, регистр 20 и схему 21 сравнения кодов, причем выход генератора 18 соединен с С-входом счетцика 19, СЕ- вход которого является вторым входом блока, а й-вход - первым входом блока, выходы счетчика 9 полклк)цены к первой группе входов схемы 21 сравнения кодов, вторая группа входов которой соединена с выходами регистра 20, на вход опроса результата сравнения схемы 21 сравнения кодов подается потенциал 1, выход схемы 21 сравнения кодов является выходом блока.Блок 15 управления состоит из элементов ИЛИ 22 и 23, формирователя 24 сигнала нацальной установки, первого триггера 25, одновибратора 26, а также второго 27, третьего 28, четвертого 29 триггеров, причем первый вход первого элемента ИЛИ 22 соединен с С-вхолом четвертого триггера 29 и является вторым входом блока, второй вход элемента ИЛИ 22 подключен к выходу формирователя 24 сигнала начальной установки и входу элемента ИЛИ 23, другой вход которого соединен с Ь-входом первого триггера 25 и С-входом одновибратора 26 и является первым входом блока, выход элемента ИЛИ 22 соединен с Я-входом первого триггера 25, другои Р-вход которого соединен с единичным выходом третьего триггера 28, являющимся третьим выходом блока, выход элемента ИЛИ 23 соединен с й-входами третьего и цетвертого триггеров 28 и 29 и является вторым выходом блока, единичный выход первого триггера 25 соединен с 0- входом второго триггера 27 и является шестым выходом блока, инверсный выхол первого триггера 25 соединен с И-вхолом второго триггера 27, единицный выход которого соединен с 0-входом третьего триггера 28 и является первым выходом блока, С-вхол третьего триггера 28 является третьим входом блока, инверсный выхоЛ третьего триггера 28 соединен с 0-входом четвертого триггера 29, единичный выход которого является цетвертым выходом блока.Блок 16 индикации содержит первый 30 и второй 31 элементы И, а также первый 32, второй 33 и третий 34 индикаторы, причем инвертирующий вход первого элемента И 30 соединен с первым входом второго элемента И 31 и является третьим входом блока, второй вход первого элемента И 30 соединен с вторым входом второго элемента И 3 и является первым входом блока, к выходам элементов И 30 и 31 подключены соответственно индикаторы 32 и 33, вхол индикатора 34 является вторым входом блока.При включении питания устройства формирователь 24 сигнала начальной установки 10 15 20 25 30 35 40 45 50 555148341 блока 15 управления формирует на своем выходе импульс, который через элементы ИЛИ 22 и 23 поступает соответственно на Я-входы триггеров 25, 28 и 29 и Р-вход счетчика 19, устанавливая их в нулевое состояние. На выходах и входах блока 15 управления, а также выходах формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, компараторов 9, 10 и измерительного блока 14 присутствуют потенциалы О. Ключи 5 и 6 находятся в непроводяшем состоянии. ОРабота устройства начинается при поступлении команды Пуск, которая подается после соединения контролируемого объекта и блока 7 контактов для его подключения, в качестве которого используется контактное устройство, если контролируемым объектом является интегральная схема (ИС), выпускаемая в стандартном корпусе, либо система зондов, если контролируемым объектом является бескорпусная интегральная схема.При этом по переднему фронту команды Пуск (фиг. 2 а) тритгер 25 устанавливается в состояние 1 (фиг. 2 б) и одновременно происходит запуск одновибратора 26, на выходе которого (фиг. 2 в) появляется уровень 1. Уровень 1 с единичного вы 25 хода триггера 25 поступает на управляющии вход первого ключа 5, переводя его в проводящее состояние, и на .О-вход триггера 27, разрешая срабатывание его по перепаду из 1 в О на выходе одновибратора 26.На контролируемый объект подается напряжение питания. На входе контролируемого КМОП-инвертора (фиг. 2 ж) и его выходе (фиг. 2 и) после некоторого переходного процесса устанавливаются равные потенциалы, соответствующие активной области передаточной характеристики, Это происходит вследствие того, что в контролируемой ИС между входом и выходом КМОП-инвертора установлен резистор обратной связи (в некоторых типах часовых ИС такой резистор отсутствует, в этом случае Он устанавливается в блоке 7 для подключения контроли руемого объекта между входными и выход- . ными контактами). Уровень 1 с выхода одновибратора 26, поступающий на управляющий вход схемы 13 выборки и хранения, переводит ее в режим выборки. На выходе схемы 13 выборки и хранения устанавлива 45 ется потенциал, равный потенциалу на выходе повторителя 8. Этот потенциал поступает на третий вход сумматора 4, на второй вход которого в это время поступает потенциал О с выхода формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, а на первый вход - постоянный потенциал с третьего выхода блока 2 формирования опорных напряжений, который, суммируясь с потенциалами на других входах, обеспечивает формирование на выходе сумматора 4 потенци ала, обеспечивающего при его подаче на вход контролируемого объекта переход последнего из активной области в область отсечки, гле потенциал ня выхолс к 1 нтрог 1- руемого обьекта равен минус Б, Зндчснс постоянного потенциала, поступ;юц 1 его нз первый вод сммзторз 4, вь 1 бвдето 11 кн 1, чтобы обеспечивался переол коцтролнруе- МОГО Объекта в Область Отсск с у 1 еи существующего рдзбросд положения дктн ной области передаточной ярдктернсти 1,н относительно изменения напряжения на е О воде. После подач н на контрол 11 руемый обьект напряжения питания, нд выоде послеЛнего устанавливается напряжение, превышающее порог срабат 1 лва 1 ия компдрзтора 10, вследствие чего на его выхоле форм 1- руется потенциал 1, поступающий нз Я- вход триггера1, разрешая его рзботу. В момент включения питания нз контролируемый объект, во время переходного процесса напряжения н д его вы холе ( фиг. 2 и) на короткое время превышает порог срабатывания компаратора 9, нз выхоле которого при этом формируется импульс (ф г. 2 ), поступающий на С-вход триггера 11. Однако появление этого ипул сне приволнт к срзбатыванию последнего, тдк кзк в этот момент нз его В-входе присутствует 1 Отенцндл О с выхода триггера 27. Г 1 осле окончания переходного процесса на выходе контролируемого об ьекта установится потенциал, равный потенциалу нд его вхоле, 1 рн этом ця выходе компдратора 9 устанавливается потенциал О, т. е. потенциал 1 д его вхоле меньше порога его срабатывания l . (фиг. 2 и). После того, кдк Олновнбр тор 26 закончит формирование импульса требуемой длительности, но перепдлу нз 1 в О нд его выходе (фг. 2 в) триггер 27 устз 1 двгцвается в состояние 1 фзг. 2 д). д семя 13 выборки и хранения переолн Г в реж 1 х рднения. Уровеньс ьь 1 х 1 л, трГгерд "7 поступает на В-вхолы триггеров 11 и 28, рззре 1 изя запись В них 1 1 р 11 постпленнн на их С-входы перепала из 1 н О, а также на управляющий вход ключа 6, нереволя его в проволящее состояние, и нд вход формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, разрешая его работу. Нд вхол контролируемого обьекта поступает поте;1- циал, переволящий его в режим Отсечки, когла на его выхоле устанднливзется НО- тенциал - Е, (фнг. 2 и). Нд выходе формнровдте,1 я 3 линейно изменя юцгеГОся нд 11 ряжения появляется напряжение, изменя 1 ощееся по линейному закону (фиг. 2 д). Г 1 д вход контролируемого объекта при этом также поступает линейно нзменяю 1 цееся 11 зпряжение (фнг. 2 ж). Изменение напряжения на выходе контролируемого Объекта в этом случае соответствует его перелаточнзя характеристика (фиг. 2 и). После того, кзк напряжение ня выхоле контролируемого объекта, д слеловательно, на выоле повторителя 8 (фиг. 2 и) станет меньше порога срабатывания комнаратора 9 (1 л, нд выоле последнего устанавливаетсяровен ь О(фиг. 2 л). По перепаду из 1 в О на выходе компаратора 9 срабатывает триггер 11 и на его выходе устанавливается потенциал 1 (фиг. 2 м). Этот потенциал поступает на СЕ-вход счетчика 19, разрешая отсчет импульсов, поступающих на его С-вход с выхода генератора 18. Когда напряжение на выходе повторителя 8 достигает порога срабатывания компаратора 10 (lп 1, последний срабатывает и на его выходе устанавливается потенциал О (фиг. 2 к), По перепаду из 1 в О на выходе компаратора 10 триггер 11 переходит в состояние О, этот потенциал поступает на СЕ-вход счетчика 19, запрещая отсчет счетчиком 19 импульсов, формируемых генератором 18. Одновременно по перепаду из 1 в О на выходе триггера 11 триггер 28 устанавливается в состояние 1 (фиг. 2 н), что приводит к возвращен и ю тр и ггера 25 в состояние О. Потенци ал О с единичного выхода триггера 25, поступающий на управляющий вход ключа 5, переводит его в непроводяшее состояние, отключая от контролируемого объекта напряжения питания. Потенциал 1 с инверсного выхода триггера 25 возвращает в нулевое состояние триггер 27, потенциал О с выхода которого переводит в непроводящее состояние ключ 6, сбрасывает выходное напряжение формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и поступает на 0- вход триггера1. Кроме того, потенциал 1 с выхода триггера 28 поступает на входы элементов И 30 и 31 блока 16 индикации, разрешая высвечивание результата контроля, а потенциал О с инверсного выхода триггера 28 поступает на 0-вход триггера 29 и удерживает его в нулевом состоянии. В счетчике 19 измерительного блока 14 остается записанным число, соответствующее длительности выходного импульса триггера 11, которая обратно пропорциональна коэффициенту усиления контролируемого КМОП- инвертора. Если число, записанное в счетчике 19, оказывается больше записанного в регистра 20, то на выходе схемы 21 сравнения кодов появляется потенциал 1 сразу же после превышения содержимым счетчика 19 значения, записанного в регистре 20, так как на вход ) схемы 21 сравнения кодов подается уровень 1. Сигнал с выхода схемы 21 сравнения кодов поступает на инвертирующий вход элемента И 3 блока 16 индикации. Если на выходе схемы 21 сравнения кодов сформирован потенциал О, то после поступления потенциала 1 с выхода триггера 28 на первые входы элементов И 30 и 31 высвечивается индикатор 32 Годен. Если на выходе схемы 2 сравнения кодов сформирован потенциал , высвечивается индикатор 33 Брак 1, свидетельствующий о том, что контролируемый КМОП- инвертор забракован по величине коэффициента усиления, Результат измерения сохраняется в счетчике 19, а триггер 28 нахо 8дится в состоянии 1 до поступления очередной команды Пуск. 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Если по какой-либо причине (например, из-за плохого контакта между контролируемым объектом и блоком 7 для его подключения или неисправности объекта контроля) не сформируется импульс на выходе триггера 11, сигнал на выходе формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения нарастает до достижения порога срабатывания компаратора 12. (фиг. 2 д, пунктирная линия), триггеры 25 и 27 при этом остаются в состоянии 1 (фиг. 2 б и г, пунктирные линии). Затем срабатывает компаратор 12, по перепаду из О в 1 на выходе которого триггер 29 устанавливается в состояние(фиг. 2 п), так как на его 0-входе присутствует потенциал 1 с выхода триггера 28. Срабатывание триггера 29 вызывает высвечивание индикатора 34 Брак 2, свидетельствующего о неисправности контролируемого объекта. Одновременно перепад из О в 1 на выходе компаратора 12 (фиг. 2 е) поступает через элемент ИЛИ 22 на й-вход триггера 25, возвращая его, а следовательно, и триггер 27 в исходное состояние. Появление потенциала О на выходе триггера 25 приводит к тому, что ключ 5 переходит в не- проводящее состояние, отключая контролируемый объект от источника 1 питания, а появление О на выходе триггера 27 вызывает переход ключа 6 в непроводяшее состояние и сброс формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, напряжение на его выходе быстро падает до нуля (фиг. 2 д). На выходе компаратора 12 вследствие этого формируется перепад из 1 в О (фиг. 2 е). Триггер 29 находится в состоянии 1 до поступления очередной команды Пуск (фиг. 2 п). После высвечивания одного из индикаторов контролируемый объект отключен от источников входного сигнала и питания и может быть проведена замена контролируемого объекта. Цикл работы устройства повторяется после поступления очередной команды Пуск на клемму 17, по перепаду из О в 1 которой происходит обнуление счетчика 9 и триггеров 28 и 29, установка триггера 25 в 1 и запуск одновибратора 26. Далее устройство работает аналогично описанному.Предлагаемое устройство может работать как автономно, так и в составе автоматизированной системы контроля.При автономном использовании устройства блок 2 формирования опорных напряжений представляет собой четыре регулируемых резистивных делителя, питание которых осуществляется от одного источника опорного напряжения. Регистр 20 может быть выполнен в виде переключателей, обеспечивающих подачу на вторую группу входов схемы 21 сравнения кодов потенциалов О или 1.При исцольз)вани устройства в составе автоматизированной системы контроля блок 2 формирования Оцорцых напряжений может содержать четыре цифроаналоговых преобразователя, управляемых регистрами, в которые записывается информация о требуемых значениях выходных напряжений блока. Информация о минимально допустимом значении коэффц циснта усиления заносится в регистр 20. Выходам)1 устройства являются выход измерительного блока 14 и выходы триггеров 28 и 29 блока 5 управления, Формирователь сигнала начальной установки 24 может быть выполнен либо на основе кнопки, либо на основе детектора ) ровня, вход которого подкгпочен к интегрирующей РС-цепи, включенной между полюсами источника питания.фор Гула изобретенияУстройство для контроля коэффициента усиления инвертора, содержашее источник питания, первый и второй ключи, блок формирования опорных напряжений, первый и второй компараторы, формирователь линейно изменяюцегося напряжения, повторитель, измерительный блок, блок управления и блок индикации, причем первый выход источника питания соединен с входом блока формирования опорных напряжений, второй выход - с входом первого ключа, первый и второй выходы блока формирования опорных напряжений соединены с первыми входами соответственно первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходу повторителя, первый выход блока управления соединен с входом формирователя линейно измецяюгцегося напряжения, первый вход - с клеммой сигнала Пуск,ьторОЙ Выходс и.пв) Вхо,Ом цзмсрцтсг 1 ыОГО Олока, ГРет ц Й1 сВс 1) Гы Й В)1 холы - соответственно с пс 1)В 1 ц ВторыГИ входами Олока индикации, 1)сти Вход коО 5рого соединен с выходом цзмсртельного ОГ)ока, Выходы первого и Втоц)го ключсЙ соединены соответственно с срцым и втор 1.входами блока контактов для подключеня коцтролцрусмого обскта, цьход которого соединен с входом повторителя, )т.)инГ о 1 иеся тем, что, с целью повышсцця бы ГродеистВи 5 ,с Гро 1 ства 3 счс сок 1,а Иси 1 ц динамического диапазона изчсРсц;я ц,)О- образного стимулируюшсГО Воздейс; Вця, в него введены сумматор, тритер, трстЙ компаратор и схема выборки и храцсня, причем первый вход сумматора сос.ц)нсн с третьим выходом блока формирования опорных напряжений, четвертый выход кото)ого соединен с первым входом третьего компаратора, второй вход которого соединен 20 с выходом формирователя линейно изменяющегося напряжения и вторым входом сумматора, третий вход сумматора соединен с выходом схемы выборки и хранения. Вход которой соединен с Выходом повторителя, выход сумматора соединен с Входом второго ключа, выход третьего компаратора соединен с вторым входом блока управления, первый выход которого соединен с управляюшим Входом второго ключа и 0-входох триггера, пятый выход - с управляющим вхолом схемы выборки ц хранения, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с С-входом и Р-входом триггера, выход кого- рого соединен с вторым входом измерительного блока и третьим входом о.Ока управления, шестой выход блока управления соедР 1 цен с )праВляюшим Входй первого ключа.о комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРМосква, Ж - 35, Раушская наб., д 415 ьский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,01 Редактор Л. ПчолинскаяЗаказ 2828144НИИПИ Государственно113035,Производственно-издате Составитель Л. КоробковТсхред И. Верее Корректор О. Кравцов Тираж 713 Подписное