Двухпороговый логический пробник

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Советскими Социалистических Республик(22) Заявлено 11.0 б.79 (21) 277810/18-21с присоединением заявки йф(51)М. Кл 6 01 й 31/02 Государственный комнтет СССР во делам нзобретеннй н открытнй(54) ДВУХПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИИ ПРОБНИК Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, вчастности к средствам визуальногоконтроля исправности цифровых логических устройств,Известен логический пробник, содержащий буферный каскад, компараторы, формирователь, ключ, элементИ-НЕ и индикаторные лампы 1).Недостатками этого пробника являются большая условность индикации иневысокая достоверность получаемойинформации.Известен также двухпороговый логический пробник, содержащий входнойузел, компаратор верхнего уровнясигнала, компаратор нижнего уровнясигнала, Формирователи, ключ, элемент И-НЕ, одновибратор и тон сигнальные лампы Г 23Недостатками этого устройства являются невысокие достоверность и инФормативность индикации.Цель изобретения - повышение достоверности и информативности индикации.Гоставленная цель достигаетсятем, что в двухпороговый логическийпробник, содержащий входной узел,вход которого соединен со входом устройства, компаратор верхнегоуровня сигнала (КВУС), вход которогосоединен с первым выходом входногоузла, компаратор нижнего уровнясигнала (КНУС), вход которого соединен со вторым выходом входного узла,первый Формирователь, второй формирователь, ключ, одновибратор индикации и элемент Й-НЕ, введен анализатор импульсов, статический регистр,шифратор, одновибратор анализа,сегментный индикатор, обостритель импульсов запуска, коммутатор, причемпервый вход анализатора импульсовсоединен с выходом компаратора верхнего уровня сигнала и первым входомкоммутатора, второй вход анализатораимпульсов соединен с выходом компаратора нижнего уровня сигнала и вторымвходом коммутатора, первый и второйвыходы анализатора импульсов соединены соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, остальныевыходы анализатора импульсов, эаисключением третьего, соединены спервыми информационными входами статичесиого регистра, первые выходыкоторого соединены со .входами шифратора, первые выходы которого соеди- ЗО иены с пятым входом коммутатора,вто-,рые выходы - с первыми сегментамисегментного индикатора, вторые сегменты которого соединены с выходамикоммутатора, шестой вход которогосоединен со вторым выходом статического регистра, а седьмой вход - совторым информационным входом статического регистра, третьим выходоманализатора импульсов и первым контактом ключа, второй контакт кото-рого соединен со входом контролируемого устройства, а переключающий кон 10такт - со входом обострителя импульсов запуска, выход которого соединен со входом однонибратора анализа,выход которого соединен со входомодновибратора индикации и нходом 15второго формирователя, выход которогосоединен с третьим входом анализатораимпульсов и входом записи статического регистра, вход установки н исходное состояние которого соединен с 20ныходом первого формирователя, входкоторого соединен с выходом элемента-И-НЕ, первый вход которого соединенс выходом одновибратора индикации ивосьмым входом коммутатора, а второйвход - с выходом однонибратора анализа,На фиг, 1 предстанл"на блок-схемадвухпорогового логического пробника;на фиг. 2 - эпюры напряжении на выходах соответствующих элементон поих номеру н блок-схеме;на Фиг. 3схематические изображения 7-, 9- и16-сегментных индикаторов; нафиг. 4 - соответствие индицируемогоизображения контролируемому сигналудля 7-сегментного индикатора; нафиг. 5 - пример реализации анализатора импульсов на базе триггеров дляустройства с 7-сегментным индикатором и индикацией состояния контрог . 40руемого сигнала в соответствии сфиг.4; на фиг. 6 - таблица кодировкишифратора; на фиг, 7 - схема комм, -татора для двухпорогоного пробникана базе 7-сегментного индикаторапри способе индикации согласно фиг.4.В соответствии с фиг.1 и двухпороговый логический пробник, содержащий входной узел 1, вход которогосоединен со входом 2 устройства, 50компаратор верхнего уровня сигнала(КВУС) 3, вход которого соединен спервым выходом входного узла 1,компаратор нижнего уровня сигнала(КНУС) 4, вход которого соединен совторым выходом входного узла, первый формирователь 5, второй формирователь 6, ключ 7, одновибратор 8индикации и элемент И-НЕ 9, введеныанализатор 10 импульсов, статическийрегистр 11, шиФратор 12, одновиб- бОратор 13 анализа, сегментный индикатор 14, обостритель 15 импульсовзапуска, коммутатор 16, причем вход17 анализатора 10 импульсов соединен с выходом КВУС 3 и входом 18 б 5коммутатора 16, вход 19 анализатора 10 соединен с выходом КНУС 4 и входом 20 коммутатора 16, выходы 21 и 22 анализатора 10 импульсов соеди-, нены соответственно с входами 23 и 24 коммутатора 16, остальные выходы анализатора импульсов, за исключением ныхода 25, соединены с первымиинформационными входами 26=1,26=Кстатического регистра 11, выходы 27=127=К которого соединены со входами шифратора 12, выходы 28=128:К которого соединены с входами 29=129:К коммутатора 16, выходы 30=1,30=2 - с ныводами 31=1 и 31=2 сегментов сегментногоиндикатора 14, выводы 32=132=К других сегментов которого соединены с выходами 33=133=К коммутатора 16, вход 34 которого соединен с выходом 35 статического регистра 11, а вход 36 коммутатора 16 - с входом 37 статического регистра 11, выходом 25 анализатора 10 и первым кон" тактом ключа 7, второй контакт которого соединен со входом контролируемого устройства, а переключающий контакт - со входом обострителя 15 импульсон запуска, выход которого соединен со входом одновибратора 13 анализа, выход которого соединен со входом одновибратора 8 индикации и входом формирователя 6, выход которого соединен с входом 38 анализатора 10 импульсони входом 39 записистатического регистра 11, вход 40 установки н исходное состояние которого соединен с выходом формирователя 5, вход которого соединен свыходом элемента И-НЕ 9, первый входкоторого соединен с выходом одновибратора 8 индикации и входом 41 ком мтатс ра 16, а второй вход - с выходом одновибратора 13 анализа.Устройство Функционирует следующим образом.(онтролируемый сигнал поступает на входной узел 1,содержащий раздели ельную цепь и два буферных каскадз, обеспечивающих высокое входное сопротивление схемы, С выходов буферных каскадов сигнал поступает на входы соответствующих компараторов, КВУС 3 обеспечивает формирование высокого уровня напряжения на выходе при превышении сигналом минимально допустимого верхнего уровня сигнала, а КНУС 4 - при уровне входного сигнала, меньше максимально допустимого нижнего уровня сигна. ла.При высоком входном сопротивлении компараторов буферные каскады, во входном узле могут отсутствовать. Выходные сигналы компараторов поступают на анализатор 10 импульсов, который фиксирует наличие и очередность перепадов этих сигналов. При появлении первого перепада на вы45 ходе 25 анализатора 10 появляется сигнал О . Для сохранения индицируемого изображения на время анализа после прихода первого перепада на выходе анализатора импульсов формируются сигналы О и О, которые несут информацию О состоянии контролируемои схемы в момент, предшествующии первому фиксируемому перепаду, причем формируется сигнал О 1 (переключение,с высокого уровня), если первым пришел отрицательный перепад сигнала О,тогда как сигнал О (переключение контролируемой схемы с низкого уровня) фор-, мируется, если первым зафиксирован. положительный перепад сигнала О Фиксирование этих перепадов осуществляется передним Фронтом сигнала О б, Сигнал О 5 через размыкающий и переключающии контакты ключа 7 поступает на вход обострителя 15 импульсов запуска, Формирующего узкий импульс О, привязгнныи к переднему фронту сигнала О 5 .Импульс О 5 вызывает срабатывание одновибратора 13 анализа, Формирующего импульс О 3, Заднии Фронт импульса О 5 запускает одновибратор 8 индикации, вырабатывающии импульс О 8 длительностью, равной длнтельностн импульса О, Длительность импульса Ов из условий удобства визуального наблюдения составляет .не менее 0,1-0,2 с. Из импульса О,Ь второй формирователь 6 вырабатывает узкии импульс ОЬ,передним Фронтом привяз:нный к заднему фронту импульса О, . Импульс О обеспечивает запись выходных сигналов анализатора 10 импульсов в статическии регистр 11 и сброс анализатора 10 импульсов в исходное состОяние с задслкОй Относительно фрОн та импульса О, из-за задержки входящих в него элсментов.Первый формирователь 5 при отсутствии импульса О вырабатывает уз- кий импульс О 5 обнуления статическогс регистра 11, ередний Фронт которого привязан к заднему Фронту импульса Оз.Шифратор 12 преобразовывает в соответствии с принятой схемой выходные сигналы статического регистра 11 в сигналы возбуждения сигментов индикатора 14, причем сигналы возбуждения вертикальных сегментов поступают непосредственно на сегменты индикатора (на входы 31=1 и 32=2), а сигналы возбуждения горизонтальных сегментов индикатора поступают на коммутатор (на входы 29=129=К). Коммутатор подключает к соответствующим горизонтальным сегментам (электродам) индикатора или выходные сигналы компараторов О и О 4 при Отсутствии импульсОВ О 5 и ОВф или сигналы возбуждения с выхода шифратора 12 при наличии импульсов О и 5 1 Р 15 20 25 ЗО 35 40 55 60 О 5. с выхода 35 регистра 11, или сигналы О, О при наличии сигнала О 6, причем сигнал промежуточ- ного уровня формируется коммутатором при одновременном отсутствии сигналов (,и О.При переключении ключа во второе положение характер работы устройства не изменяется за исключением того, что запуск одновибратора 13 анализа осуществляется от источника синхроимпульсов, в качестве которого удобно брать один из входных сигналов контролируемой схемы, Обостритель 15 импульсов запуска должен иметь высокий входной импеданс для исключения влияния цепи запуска пробника на параметры входного сигнала контролируемой схемы.Для произвольного изменения времени анализа вход формирователя 6 должен подключаться к выходу одновибратора 13, формирующего импульс требуемой длительности,но меньшей длительности импульса ОВ с приходом импульса О,-,Применение7-сегментного индикатора в предложенном устройстве дает возможность индицировать до четырех перепадов контролируемого сигнала.При использовании 9-сегментного индикатора можно дополнительно отображать расширение (Обужение) импульса на выходе контролируемого устройства по сравнению с импульсом на ее входе, Схема с 16-сегментным индикатором на выходе позволила бы индицировать до шести первых перепадов контролируемого сигнала, а также, например, его расширение или обужение. Следует отметить взаимно однозначное соответствие и похожесть индицируемого изображения контролируемому сигналу для 7-сегментного индикатора (фиг,4). На Фиг.5 представлен пример реализации анализатора 10 импульсов на базе триггеров для схемы с 7-сегментным индикатором и индикацией состояний контролируемого сигнала в соответствии с фиг.4. Триггеры 42 и 43 устанавливаются в состояние "1" положительными перепадами выходных сигналов О и О 4 КВУС и КНУС соответственно, тогда как триггеры 44 и 45 устанавливаются в единичное состояние отрицательными перепадами этих сигналов. Индексами 1 и 2 обозначены положительный и отрицательный. фронты выходного сигнала КВУС 3 соответственно, а индексами 3 и 4 - положительный и отрицательный фронты сигнала КНУС 4 соответственно. Триггеры 46-51 фиксируют очередность прихода фронтов сигналов КВУС 3 и КНУС 4. Двойной индекс напряжения, стоящий у выходного сигнала триггера, указывает,что триггер устанавливается в единичное состояние, если первым приходит Фронт, чей индекс стоит первым. Триггер 52 устанавливается в единичное состояние, если контролируемый сигнал пересек , оба пороговых уровня в установленное время, определяемое длительностью импульсов на выходе формирователей 53 и 54. Выходной сигнал О,о анализатора 10 импульсов формируется при появлении хотя бы одного перепада контролируемого сигнала, т,е. при появлении напряжений О 4, О 4 Э, О 4 ф, Об на прямых выходах триггеров 42, 43, 44, 45.На фиг. б и 7 представлены при,мерная таблица кодировки шифратора и примерная схема коммутатора соответственно для двухпорогового проб ника на базе 7-сегментного индикатора при способе индикации согласно фиг.4, где позициями 55-75обозначены варианты возможных изображений.на индикаторе. 20Пробник может быть реализован ввиде. компактной стержневой конструкции.Повышение достоверности, надежности и информативности индикации р 5в устройстве достигается введениеманализатора импульсов, статическогорегистра, шифратора, коммутатора,одновибратора анализа; обострителяимпульсов запуска вследствие увеличе- ЗОния числа фиксируемых и анализируемых перепадов контролируемого сигнала; возможности привязки индицируемого сигнала с выхода контролируемой схемы к известному сигналу наее входе;разделения времени анализа и времени индикации, что обеспечивает одинаковое время возбуждения сегментов и ее уверенное считывание; отображения на индикаторе как текущего, так и предшествующего состояния контролируемой схемы и переход между ними; снижения условности изображения и приближения его к реальному, привычному осциллографическому ; одновременной индикации 45 как полных, так и неполных перепадов; увеличения числа комбинаций индицируемых перепадов; исключения прерывистого характера индикации, являющегося одной из .причин утомляемости оператора.формула изобретенияДвухпороговый логический пробник, содержащий входной узел, вход которого соединен со входом устройства, компаратор верхнего уровня сигнала, вход которого соединен с первым выходом входного узла, компа- ЬО ратор нижнего уровня сигнала, входкоторого соединен со вторым выходомвходного узла, первый формирователь,второй формирователь, ключ, одновибратор индикации и элемент И-НЕ,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения достоверностии информативности индикации, внего введены анализатор импульсов,статический регистр, шифратор, одновибратор анализа, сегментный индикатор, обостритель импульсов запуска,коммутатор, причем первый вход анализатора импульсов соединен с вы;ходом компаратора верхнего уровнясигнала и первым входом коммутатора,второй вход анализатора импульсовсоединен с выходом компаратора нижнегоуровня сигнала и вторым входом коммутатора, первый и второй выходыанализатора импульсов соединены соответственно с третьим и четвертым входами коммутатора, остальные выходыанализатора импульсов, эа исключением третьего, соединены с первымиинформационными входами статическогорегистра, первые выходы которогосоединены со входами шифратора, первыевыходы которого соединены с пятымвходом коммутатора, вторые выходыс первыми сегментами сегментного индикатора, вторые сегменты которогосоединены с выходами коммутатора,шестой вход которого соединен совторым выходом статического регистра,а седьмой вход - со вторым информационным входом статического регистра,третьим выходом анализатора импульсов и первым контактом ключа, второйконтакт которого соединен со входомконтролируемого устройства, а переключающий контакт - со входом обострителя импульсов запуска, выходкоторого соединен со входом одновибратора анализа, выход которого соединен со входом одновибратора индикации и входом второго формирователя, выход которого соединен с третьимвходом анализатора импульсов и входом записи статического регистра,вход установки в исходное состояниекоторого соединен с выходом первогоформирователя, вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, первыйвход которого соединен с выходомодновибратора индикации и восьмымвходом коммутатора, а второй входс выходом одновибратора анализа.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Приборы и системы управления",1974, Р 12,.с. 38, рис,1,2. Патент США Р 4110687,кл. 6 01 й 31/02, 2908.78.822087 Составитель Г. ПешковТехред А.Савка Корректор Н. Швыдкая едактор С. Тимохин Тираж 732 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий035, Москва,:Х, Раушская наб., д. 4/5 Закаэ, 184 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4