Устройство для контроля цифровых блоков

.г. Гг.г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г и,СССР 1983 1983.ЦИФРОВЫХ контГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к 2рольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности контроля входного тока объекта контроля - достигается введением блока 26 управления, ключей 7 - 12, операционных усилителей 27 и 28, клеммы 25 режима и диодов 29 и 30. Устройство содержит также формирователь 3 импульсов, управляемый источник 4 тока, схему 5 сравнения, ключ 6, линию 13 передачи. В описании изобретения даны также структурные схемы формирователя импульсов и блока унравпения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано в многоканальных системах контроля цифровых узлов.Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей устройства засчет возможности контроля входноготока объекта контроля,На Фиг,1 приведена схема устройства; на фиг.2 - схемаформирователяимпульсов; на Фиг.3 - схема блока управления.Устройство для контроля цифровогоузла 1 с контактом 2 содержит формирователь 3 импульсов, управляемый источник 4 тока, схему 5 сравнения,первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой12 ключи, линию 13 передачи, клемму14 тестовой последовательности, клемму 15 блокировки, клемму 16 для задания тока, первую 17 и вторую 18 клеммы для задания уровня контроля, пер, вую 19 и вторую 20 клеммы стробирования, первую 21 и вторую 22 клеммыконтроля, первую 23 и вторую 24 клеммы для задания напряжения, клемму 25режима, блок 26, управления, первый 27.и второй 28 операционные усилители,первый 29 и второй 30 диоды с соответствующими связями.Формирователь 3 импульсов содержит первый 31, второй 32, третий 33,четвертый 34, пятый 35, шестой 36 иседьмой 37 транзисторы, третий 38,четвертый 39, пятый 40 и шестой 41диоды, ключ 42, первый 43 и второй 44конденсаторы, первый 45, второй 46,третий 47, четвертый 48, пятый 49, 40шестой 50, седьмой 51, восьмой 52,девятый 53 резисторы с соответствующими связямиБлок 26 управления содержит логический инвертор 54, первый 55 и второй 56 логический элементы 2 И, первый57 и второй 58 логические элементы2 И-НЕ.Устройство работает следующим образом.50Для приведения устройства в состояние, соответствующее функциональному контролю проверяемого цифровогоузла,1, ключ 6 должен быть замкнут,ключ 12 разомкнут, а ключ 11 - в лю 55бом состоянии. На клемму 25 подаетсяуровень логического "0", под воздействием которого на первом,и второмвыходах блока 26 управления устанавливаются уровни логической "1", а натретьем и четвертом выходах - уровнилогического "0". Указанное состояние,выходов блока 26 режима приводит ключи 7 и 8 в проводящее состояние, а ключи 9 и 10 - в непроводящее, при этом операционные усилители 27 и 28 . работают как повторители напряжения. На клеммы 23 и 24 должны подаваться напряжения постоянного тока, которые, передаваясь через операционные усилители 27 и 28, поступают на третий и четвертый входы Формирователя 3 импульсов, определяя соответственно высокий и низкий уровни его выходного напряжения, на клемму 14 должна подаваться последовательность импульсов с уровнями, соответствующими логическому "0" и логической "1".При подаче на клемму 15 уровня логической "1" на выходе формирователя 3 импульсов вырабатывается импульсная последовательность, которая через ключ 6 и линию 13 передачи поступает на контакт 2 в качестве входного воздействия для контролируемого цифрового узла 1. Для неискаженной передачиимпульсного напряжения должно бытьобеспечено согласование выходного соФ противления формирователя 3 импульсов с волновым сопротивлением линии 13 передачи. Входной ток контролируемого цифрового узла 1, являясь одновременно выходным током форжрователя 3 импульсов, создает на его выходном сопротивлении падение напряжения, которое приводит к погрешностипроявляющейся в несоответствии значенийвысокого и низкого уровней выходного напряжения формирователя 3 импульсов напряжения постоянного тока, задаваемым на клеммы 23 и 24.Для перевода устройства в состояние формирования импульсного напряжения с компенсацией падения напряжения на выходном сопротивлении Форжрователя 3 импульсов ключ 11 должен быть замкнут, на клемму 25 подается уровень логической "1". В этом случае при подаче на клемму 14, а следовательно и на второй вход блока 26 уп-.равления уровня логической "1" навтором и третьем выходах последнего появляются уровни логической "1" а на первом и четвертом - уровни логического "0". Выходными сигналами блошкаа 26 управления ключи 8 и 9 устанавливаются в проводящее состояние, а8 6пульсов на клеммы 19 и 20 и соответ-,ственно на четвертый и пятый входысхемы 5 сравнения на выходах последней и соответственно на клеммах 21 и22 устанавливаются уровни логического "0" или логической "1" в зависимости от результата разбраковки.Для контроля входного тока контролируемого узла 1 ключ 6 должен бытьразомкнут, а ключ 12 замкнут . На клемму 15 должен быть подан уровень логической "1". Вследствие того, что ключ6 разомкнут, выходное напряжение формиррвателя 3 импульсов поступает наконтакт 2 через ключ 12, диод 29 илидиод 30, ключ 11 и линию 13 передачи.Погрешность задания напряжения приэтом отсутствует, так как дополнительное падение напряжения на диоде29 или диоде 30 вместе с падением напряжения на выходном сопротивленииформирователя 3 импульсов компенсируется действием отрицательных обратныхсвязей, образуемых ключами 9 - 11,аналогично тому, как описано для случая Формирования импульсного напряжения с компенсацией падения напряженийна выходном сопротивле.ии формирователя 3 импульсов,На клемму 16 подается напряжениепостоянного тока, которое задает выходной ток управляемого источника 4тока, равный граничному значению разбраковки тока через клемму 2 для подключения вывода контролируемого узла1, являющегося в этом случае входом.На клеммы 17 и 18 подаются напряженияпостоянного тока, равные значениямсоответственно высокого и низкогоуровней импульсного напряжения наконтакте 2.Пусть на контакте 2 устанавливает,ся высокий уровень напряжения. Есливходной ток контролируемого узла 1меньше граничного значения (случайгодности контролируемого цифровогоузла 1), то в соответствии с вторымзаконом Кирхгофа ток,равный разностимежду выходным током управляемого источника 4 тока и током через контакт2, протекает через один из диодов 29и 30, например через диод 29, создавая на нем падение напряжения. В этомслучае напряжение на первом входесхемы 5 сравнения меньше, чем на еевтором входе, причем разница определяется падением напряжения на диоде 29,так как его катод через ключ 12 сое 5 161920 ключи 7 и 10 - в непроводящее. Под действием отрицательной обратной связи, образованной ключами 9 и 11 выходное напряжение операционного усилителя 27, воздействуя на третий вход формирователя 3 импульсов, устанавливает в точке соединения ключа 11 с входом линии 13.передачи напряжение высокого уровня, равное напряжению постоянного тока на клемме 23, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя 27, ключ 8 в этом случае предотвращает насыщение операционного усилителя 28 .При подаче на клемму 14 уровня логического "0" на втором и третьем выходах блока 26 появляются уровни логического "0", а на первом и четвертом - уровни логической "1", при этом 20 ключи 8 и 9 устанавливаются в непро-, водящее состояние, а ключи 7 и 10 - в проводящее. Отрицательная обратная связь, образованная ключами 10 и 11, устанавливает выходное напряжение операционного усилителя 28 таким, при котором низкий уровень выходного напряжения формирователя 3 импульсов в точке соединения ключа 11 с входом линии 13 передачи соответствует на 30 пряжению постоянного тока на клемме 24. Ключ 7 предотвращает насыщение операционного усилителя 27.При функциональном контроле цифровых узлов с шинной структурой для отключения выходного напряжения формирователя 3 импульсов от контролируемого узла 1 (перевода вь.хода формирователя 3 импульсов в высокоимпеданское третье состояние) на клемму 15 подается уровень логического "О". На клемму 16 подается напряжение, определяющее полярность и значение выходного тока управляемого источника 4 тока, который, протекая че 45 рез ключ 11 и линию 13 передачи, создает необходимую нагрузку для контакта 2, который в этом случае является выходом контролируемого цифрового узла 1. Выходное напряжение контролируемого цифрового узла 1 от контакта 2 через линию 13 передачи, ключ 6 поступает на первый вход схемы 5 сравнения, на второй и третий входы кото" рой от клемм 17 и 18 поступают напря 55 ,жения постоянного тока, определяющие границы разбраковки соответственно высокого и низкого уровней напряжения. В момент подачи стробирующих им"динен с первым входом схемы 5 сравнения, а анод через ключ. 11 и линию 13 передачи - с контактом 2, напряжение на котором равно напряжению на втором входе схемы 5 сравнения, поступающему5 от клеммы 17. В момент поступления стробирующего импульса от клеммы 19 на первом выходе схемы 5 сравнения и соответственно на клемме 21 устанав 10 ливается уровень логического ИО, который в этом случае является признаком годности контролируемого узла 1 по входному току высокого уровня.Если Входнои ток контролируембго цифрового узла 1 превышает граничное значение разбраковки (случаи брака контролируемого цифрового узла 1), разностный ток имеет направление, обратное по сравнению с рассмотренным случаем, при этом открывается диод 30. Напряжение на первом входе схемы 5 сравнения устанавливается более высоким, чем на втором входе схемы 5 сравнения, Разница определяется паде нием напряжения на диоде 30, При подаче стробирующего импульса на первом выходе схемы 5 сравнения и соответственно на клемме 21 устанавливается уровень логической "1" - признак бра 30 ка контролируемого цифрового узла 1 по входному току высокого уровня.При низком уровне напряжения на контакте 2 контроль входного тока контролируемого цифрового узла 1 осуществляется по выходным сигналам схе-мы 5 сравнения, поступающим на клемму 22 при подаче стробирующего им.пульса на клемму 20.Формирователь 3 импульсов содержит40 дифференциальный каскад на транзисторах 31 и 32 с несимметричной нагрузкой, ток которого задается резистором Н 5. Базы транзисторов 31 и 32 соединены соответственно с первым45 входом формирователя 3 импульсов и со средней точкой делителя напряжения, образованного резисторами Нб и Н 7, к которому подключена также база транзистора 33. Транзистор 33 вместе с токозадающим резистором Н 8 образуют генератор тока, являющийся нагрузкой дифференциального каскада. Делитель напряжения, образованный резисторами 51 и 52, обеспечивает напряжение на базах транзисторов 35 и 36, соответ ствующим выбором номиналов резисторов Н 5 и Н 9 ток дифференциального каскада устанавливается в два раза больше, чем ток транзистора 35. При подаче на базу транзистора 31 уровня логической"1" транзистор 31 открывается, закрывая транзистор 32. На коллекторетранзистора 32 формируется фронт импульсного напряжения, которое фиксируется диодом НО на высоком уровне,определяемом постоянным напряжением,поступающим на катод диода НО от третьего входа формирователя 3 импульсов. Коцценсатор НЗ осуществляетфильтрацию высокочастотных составляющих импульсного напряжения, предотвращая попадание их на третий водформирователя 3 импульсов,Подача на базу транзистора 3 1уровня логического "0" приводит к закрыванию транзистора 31 и, следовательно, открыванп транзистора 32.Вследствие того, что ток транзистора32 превьшает ток транзистора 35, Формируется срез импульсного напряжения,которое в этом случае Фиксируетсядиодом Н 1 на низком уровне, определяемом напряжением постоянного токапоступающим на анод диода Н ". от чет-вертого входа Формирователя 3 импульсов, Назначение конденсатора НН аналогично конденсатору НЗ.Транзисторы 33 и 36 вместе с токозадающими резисторами Н 8 и 50 образуют генераторы тока, обеспечивающиепрямое смещение диодов 38 и 39, которые в свою очередь определяют начальный ток выходных повторителей натранзисторах ЗН и 37. Импульсное напряжение с эмиттеров транзисторов 3 Ни 37 через резистор 53 и ключ Н 2 по-,ступает на выход формирователя 3 импульсов. Резистор 53 в сумме с выходным сопротивлением повторителей напряжения на транзисторах ЗН и 37 и .сопротивлением ключа Н 2, находящегосяв проводящем состоянии, определяетвыходное сопротивление формирователя3 импульсов и служит для обеспечениясогласования с волновым сопротивлением линии 13 передачи. Ключ Н 2 переводится в непроводящее состояние уррвнем логического "0", поступающим наего управляющий вход от второго входа формирователя 3 импульсов, чемобеспечивается выключение последнего, т.е. перЕвод в высокоимпедансное тре- тье состояние.Блок 26 управления предназначендля управления работой ключей 7 - 10.При подаче уровня логического "0" напервый вход блока 26 управления, не"зависимо от того, какай логическийуровень подается на его второйвход, на выходах логических элементов 2 И-НЕ 57 и 58 устанавливаютсяуровни логической "1", а на выходах .логических элементов 2 И 55 и 56уровни логического "О. В случае,когда на первый вход блока 26 управления подается уровень логической" 1" состояние выходов логических элеУ 10ментов 2 И 55 и 56 и логических элементов 2 И-НЕ 57 и 58 определяется логическим уровнем, поступающим на второй вход блока 26.управления от клеммы 14. В связи с тем, что первые входы логического элемента 2 И 55 и логического элемента 2 И-НЕ 57 соединенынепосредственно с вторым входом блока26 управления, а вторые входы элемента 2 И 56 и элемента 2 И-НЕ 58 - через 20логический инвертор 54, при подаче навторой вход блока 26 управления логической "1" на выходах логического элемента 2 И 55 и логического элемента2 И-НЕ 58 устанавливается уровень логической "1", а на выходах логического элемента 2 И 56 и логического элемента 2 И-НЕ 57 - уровень логического"0". При подаче на второй вход блока26 управления уровня логического "О"состояния выходов логических элементов 2 И 55 и 56 и логических элементов2 И-НЕ 57 и 58 изменяются на противоположные. Выходы логических элементов2 И 55 и 56 и логических элементов 2 ИНЕ 57 и 58 соединены соответственно спервым - четвертым выходами блока 26управления.Предлагаемое устройство позволяетодаь многоканальныи измеритель параметров цифровых узлов. Формирователь 3 импульсов, операционные усилители 27 и 28 и управляемый источник4 тока выполнены по гибридной толстопленочной технологии. В качестве компараторов схемы 5 сравнения использованы микросхемы КР 597 СА 1. В качествеключей 7 - 10 применены КИОП коммутаторы серии КР 590, ключи б, 11 и 12представляют собой электромагнитныереле, выполненные на основе магнитоуправляемых контактов МК 10-3, Управление режимами работы устройства осуществляется от ЭВИ,Таким образом, за счет введенияклеммы 25, ключей 7 - 12, диодов 29и 30, операционных усилителей 27 и 29и блока 26 управления предлагаемое .устройство обеспечивает контроль входного тока контр олируемог о цифр овог а,узла 1.формула из обретения,1. Устройство для контроля цифровых блоков содержащее формирователь импульсов, управляемый источник тока, схему сравнения, первый ключ, линию передачи, клемму для подключения объекта контроля, причем первый и второй входы формирователя импульсов соединены соответственно с клеммой тестовой последовательности и с клеммой блокировки, а выход соединен с первым входом схемы сравнения и через первый ключ с входом линии передачи, выход которой соединен с клеммой для подключения вывода объекта контроля, второй и третий входы схемы сравнения соединены соответственно с первой и второй клеммами для задания уровня контроля, четвертый и пятый входы соединены соответственно с первой и второй клеммами стробирования, а первый и второй выходы - соответственно с первой и второй клеммами контроля, вход управляемого источника тока соединен с клеммой для задания тока;о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функгдона;:ьных возможностей за счет контроля входного тока объекта контроля, в него введены блок управления, второй - седьмой ключи, первый и второй операционные усилители, клемма режима, первый и второй диоды, причем у первого и второго операционных усилителей выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами формирователя импульсов, инвертирующие входы соединены соответственно через второй и третий ключи с собственными выходами, а через четвертый и пятый ключи с выходом управляемого источника тока, инвертируюпде входы соединены соответственно с первой и второй клеммами для задания напряжения, первый вход блока управления соединен с клеммой1 режима, второй вхог. - с первым входом формирователя импульсова первый -четвертый выходы блока управления соединены соответственно с управляю-; щими входаьи второго - пятого ключей анод первого диода и катод второго диода соединены между собой и с выхо," дом управляемого источника тока, ко- торый через шестой ключ соединен свходом линии передачи, катод первогодиода соединен с анодом второго диода, который через седьмой ключ соединен с выходом формирователя импульсов.,2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с. я тем, что формирователь импульсов состоит из семи тран";зисторса, четырех диодов, ключа, двухконденсаторов и девяти резисторов,причем эмиттеры первого и второготранзисторов соединены между собой спервым выводом первого резистора, базы второго и третьего транзисторовсоединены между собой и с первыми вы-.водами второго и третьего резисторовв, эмиттер тр етьег о транзисторасоединен с первым выводом четвертогорезистора, коллектор первого транзис-,тора и второй вывод второго ре)зистора соединены с общей шиной формирователя импульсов, а вторые выводыпервого, третьего, четвертого резисторов и коллектор четвертого транзистора соединены с шиной источника питания отрицательной полярности, коллектор третьего транзистора соединенс катодом третьего диода и с базойчетвертого транзистора, эмиттеры пятого и шестого транзисторов соединенысоответственно с первыми выводами пятого и шестого резисторов, а базы пя.того и шестого транзисторов соединенымежду собой и с первыми выводами седьмого и восьмого резисторов, второйвывод седьмого резистора соединен собщей шиной формирователя импульсов,а вторые выводы пятого, шестого, восьмого резисторов и коллектор седьмоготранзистора соедийены с шиной источника питания положительной полярности, коллектор шестого транзисторасоединен с анодом четвертого диода ис базой седьмого транзистора, эмиттеры четвертого и седьмого транзисто-ров соединены между собой и с первымвыводомдевятого резистора, второйвывод которого через ключ соединен свыходом формирователя импульсов, анодтретьего и катод четвертого диодовсоединены между собой, с коллекторамивторого и пятого транзисторов, с анодом пятого и катодом шестого диодов,а катод пятого и анод шестого диодов,соединены соответственно с первымивыводами первого и второго конденсаторов, вторые выводы которых соединены с общей шиной формирователя импульсов, базы первого транзистора,управляющий вход восьмого ключа, катод пятого и анод шестого диодов соединены соответственно с первым - четвертым входами формирователя ймпульсов3. Устройство по п,1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления состоит из логического инверто;ра, двух логических элементов 2 И-НЕи двух логических элементов 2 И, при,чем вход логического инвертора соединен с вторым входом блока управленияи с первыми входами первого логического элемента. 2 И и первого логического элемента 2 И-НЕ, выходы которыхсоединены соответственно с третьим и,первым выходами блока управления, авторые входы первых логических элементов 2 И и 2 И-НЕ соединены между со- фбой с первым входом блока управленияа также с первыми входами второго логического элемента 2 И-НЕ и второгологического элемента 2 И и между собой, вторые входы которых соединенымежду собой. и с выходом логическогоинвертора, а выходы вторых логическихэлементов 2 И и 2 И-НЕ соединены соответственно с вторым и четвертым выходами блока управления,ж Подписное: омитета по изобретениям и открытия Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 ьский комбинат "Патент", г. Ужгород