Логический пробник

 

ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК, coii аержаший поспецовательно соецинеиные ключ, обостритель, оановибратор аиалиэа и оановибратор инпикации, вхоцной узел, соецинениый вхоцом с первым вхоаом по гического пробника, первый и второй выходы вхоцного узла поаключены к вхо аам первого и второго компараторов, выхоа первого компаратора соепинен с первым входом анализатора я первым входом .коммутатора, выход второго компаратора - с вторым «входом анализатора и вторым входом коммутатора, первый и вто рой выхооы анализатора соединены соответствейно . с третьим и четвертым входами коммутатора, третьи выходы анализатора - с первыми входами регистра первые выходы которого соединены с входами шифратора, первые выходы которого соединены с пятыми входами коммутатора , а вторые выходы - с выводами индикатора, вторые выводы которого соединены с выходами коммутатора , шестой вход которого соединен с вторым выходом регистра, а седьмой вход - с вторым входом регистра, 4ei вертым анализатора и первым контактом ключа, второй контакт которо го соединен с вторым входом псигвческого пробника, первый и второй входы эле- . мента И-НЕ соединены соответственно с выходами одновибратора анализа и одновибратора индикации,а выход через пе вый формирователь соединен с четвертым входом регистра, вход второго формирователя соединен с выходом одновибратора анализа, а выход - с объединенными третьими входами анализатора и регистра , отличающийся тем, что, с целью повышения aocTOBepHoctti контроля, в него введены дополнительный одновибратор , элемент ИЛИ, первый элемент И, Э11емент задержки, триггер и второй эле (Л мент И, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу обострителя , второй вход соединен с выходом дновибратора анализа и через элемент задержки - с первым входом элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с входом дополнительного одновибратора , подключенного выходом к CD второму входу элемента ИЛИ, выход кое м торого соединен с четвертьпи входом анализатора , первый и второй входы три1 90 гера подключены соответстэенно к выходам первого я второго формирователей, выхоа - к восьмому входу коммутатора , второй вьосод - к первому Лкоду второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом Ъдновибратора анализа, а выхоа - с ; девятым входом коммутатора.

09) 01)

СОЮЗ СОВЕЧ СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А з(Ю G 01:-R 31 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

h0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3364752/18«21 (22) 14.12.81 (46) 23.05.83. Бюл. Ж 19 (72) Ю. Ф. Кутаев (53) 621.374(088.8) (56) 1. Логический пробник. С6. При боры и системы управления". № 12, с. 38, рис. 1.

2. Авторское свицетельство СССР

¹ 822087, кл. G 01 К 31/28, 1981 (прототип). (54)(57) ЛОГИЧЕСКИЙ ПРОБНИК, со держаший послецовательно соециненные ключ, обостритель, оцновибратор анализа .и оцновибратор индикации, входной узел, соединенный sxceoM с первым входом ло гического пробника, первый и второй вы хоцы вхоцного узла подключены к входам первого и второго компараторов, вы» хоц первого компаратора соединен с пер вым входом анализатора и первым входом . коммутатора, выхоц второго компарато ра - с вторым,вхоцом анализатора и вто рым входом коммутатора, первый и второй выхоцы анализатора соецинены соответствейно. с третьим и четвертым вхо» дами коммутатора, третьи выхоцы анализатора - с первыми вхоцами регистра» первые выходы которого соецинены с вхоцами шифратора, первые выходы кото рого соединены с пятыми вхоцами коммутатора, а вторые выходы » «с первыми выводами инцикатора, вторые выводы ко» торого соединены с выхоцами коммута тора, шестой вход которого соецинен свторым выходом регистра, а седьмой вход - с вторым вхоцом регистра, чет»вертым выходом анализатора и первым контактом ключа, второй контакт которо» го соединен с вторым входом логического пробника, первый и второй входы эле мента И-НЕ соединены соответственно с выхоцами оцновибратора анализа и ogso вибратора индикации, à simba через первый формирователь соединен с четвертым вхоцом регистра, ахоп второго формиро вателя соецинен с выхоцом оцновибрато ра анализа, а выхоц - с объециненными третьими входами анализатора и регист

pa,:о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повьпаения достоверности контроля, в него введены цополнительный оцновиб» ратор, элемент ИЛИ, первый элемент И, элемент задеркки, триггер и второй элемент И, причем первый вход первого эле мента И подключен х выходу обостри теля, второй вход соецинен с выхоцом одновибратора анализа и через элемент

;зацеркки - с первым вхоцом элемен- та ИЛИ, выход первого элемента И соединен с входом дополнительного оцновибратора, подключенного выходом к второму входу элемента ИЛИ, выхоц которого соецинен с четвертым входом ана» лизатора, первый н второй вхоцы триггера подключены соответственно к выходам первого н второго формирователей, первый выход » «к восьмему входу коммутатора, второй выход к первому

:входу второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выхоцом одновибратора анализа, а выход — с

::девятым входом коммутатора.

1019378

Изобретение относится к контрольно-! измерительной технике, в частности. к срецствам визуального контроля исправности цифровых логических устройств.

Известен логический пробник, содержащий вхоцной буферный каскад, цва компаратора, формирователь, мультивибратор, ключ, элемент И-НЕ и инцикаторные лампы 5 13

Нецостатками этого пробника являют- lP ся большая условность инцикадии и невысокая достоверность получаемой инфоумаиии, Наиболее близким по технической сущ» ности к изобретению является логический 5 пробник, содеркащий входной узел, первый и второй компараторы, анализатор, регистр, шифратор, коммутатор, инцикатор, элемент И-НЕ, первый и второй формирователи и послецовательно соециненные ключ, gp обостритель, оцновибратор анализа и оцновибратор индикации 2 ).

Нецостатком известного логического пробника является низкая цостоверность контроля, поскольку он не позволяет получать информацию о цлительности контролируемого сигнала на первом выхоце пробника и его задержку относительно импульса синхронизации на втором ахопе пробника, в результате чего в общем случае невозможно сцелать однозначный вы вод об исправности контролируемой логической схемы. Кроме того, в известном пробнике имеет место снижение цостоверности контроля вследствие отображе35 ния избыточной информации, наложения отображения избыточной информации на отображение результатов анализа контролируемого сигнала и возникающих по указанным причинам искажений полезной отображаемой информации и затруднения считывания ее оператором.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля, Поставленная цель цостигается тем, что в логический пробник, содержащий послецовательно соециненные ключ, обостритель, оцновибратор анализа и одновибратор ННпНКВВНН входной узел, соединенный вхоцом с первым входом ло50 гического пробника, первый и второй выходы входного узла подключены к входам первого и второго компараторов,,выход первого компаратора соединен с первым входом анализатора и первым входом коммутатора, выход второго компара55 тора - с вторым входом анализатора и вторым вхоцом коммутатора, первый и второй выхоцы анализатора соединены т соответственно с третьим и четвертым вхоцами коммутатора, третьи выхоцы анализатора - с первыми вхоцами регистр ра, первые BblxoljbI которого соецинены с входами шифратора, первые Bblxonbf которого соединены с пятыми входами коммутатора, а вторые выходы - с первыми выводами индикатора, вторые вывоцы которого соединены с выхоцами коммутатора, шестой вхоц которого соединен с вторым выходом регистра, а седьмой

axon - с вторым вхоцом регистра, четвертым выхоцом анализатора и первым контактом ключа, второй контакт которого соецинен с вторым входом логического пробника, первый и второй входы элемента И-НЕ соединены соответственно с выхоцами одновибратора анализа и оцновибратора индикации, а выхоц через первый формирователь соединен с четвертым входом регистра, вход второго формирователя соецинен с выхоцом одновибратора анализа, а выхоц - с объециненными третьими вхоцами анализа. тора и регистра, введены дополнительный оцновибратор, элемент ИЛИ, пе рвый элемент И, элемент зацержки, триггер и второй элемент И, причем первый вхоц первого элемента И подключен к выходу обострителя, второй вход соецинен с выхоцом одновибратора анализа и через элемент зацержки - с первым входом элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вхоцом дополнительного оцновибратора, подключенного выходом к второму входу элемента ИДИ, выхоц которого соединен с четвертым входом анализатора, первый и второй входы триггера подключены соответственно к выходам первого и второго формирователей, первый выхоц», к восьмому входу коммутатора, второй выход - к первому ахопу второго элемента И„второй вхоц которого соединен с вторым выхоцом оцно вибратора анализа, а выхоц — с девятым входом коммутатора.

На фиг. 1 представлена схема логического пробника; на фиг. 2 - схема ана лизатора; на фиг, 3 - эпюры, поясняющие принцип опрецеления длительности контролируемого импульса и его задержки относительно синхроимпульса; на фиг. 4 - эпюры, отражающие порщок формирования и смены отображаемой информации на индикаторе логического пробника.

Логический пробник содэржит входной узел 1, ахоп 2 логического пробника, компаратор 3 верхнего уровня сиг78 4 дом 48 коммутатора 7,.а второй вы- ход 49 (выход нулевого плеча) -. с пер» вым входом второго элемента И 50, :второй вход которого соединен с вторым выходом одновибратора 28, а выход 51 с девятым входом 52 коммутатора 7.

Логический пробник работает следую шим образом.

B исходном состоянии, характериэуе мом отсутствием перепадов контропируе мого сигнала на входе 2 при верхнем ,положении ключа 16, а также импульсов ! на входе 1 7 при нижнем положении ключа 16, на выходах акали затора 6, регистра 14, выходе элемен та И-НЕ 32, выходе обострителя 26, выходах элементов И 39 и 50, выходах формирователей 34 и 36 присутствует потенциал низкого логического уров ня (лог. О}, а на выходах одновибрато ров 28 и 30 и элемента ИЛИ 41 присутствует потенциал высокого логического уровня { nor. 1 ).

Запись в регистр 14 осушествляется пррэдним фронтом вьркщного сигнала фор . мирователя 36.

Потенциал ."лог. 1 на входе 45 ана лизатора 6 соответствует рабо ему режиму анализатора, при котором он фикси рует изменения потенциала на своих вхо» дах 5 и 10. Потенциал лог. 8" на входе 45 анализатора 6 соответствует режиму хранения анализатора, не реагируя на изменения потенциала на своих входах -5 и 10. Поэтому в исходном состоянии анализатор 6 находится в ра» бочем режиме.

Одновибраторы 28 и 42 запускаются передним фронтом входного импульса соответствующего одновибратора, а одно вибратор 30 - задним фронтом импульса на его входе. Длительность импульса, формируемого каждым из одновибраторов 28, 30 и 42, определяется постоян ной времени внутренней хронируюшей пепи каждого из этих одновибраторов.

Одновибраторы 28 и 30 формируют импульсы равной, фиксированной длитель ности" (О,l - 0,5) с. Длительность им. пульса, формируемого одновибратором 42, макет регулироваться по желанию onepampa. При этом регулировка . длительности импульса одновибратора 42 имеет оцифрованную шкалу, по которой оператор может определить длительность фор» мируемого на выходе этого одновибрато ра импульса.

В качестве индикатора 24 испольэу ют стандартный семисегментный инди

3.

10193 нала, выход 4 которого соединен с пер-! вым входом 5 анализатора 6 и первым входом коммутатора 7, компаратор 8 нижнего уровня сигнала, выход 9 которого соединен с вторым входом 10 анализатора 6 и вторым входом коммутато ра 7, третий н четвертый входы которого . соединены соответственно с первым 11 . и вторым 12 выходами анализатора 6, третий выход 13 которого соединен с ф вторым sxonoM регистра 14, седьмым входом 15 коммутатора 7 и первым кон,тактом ключа 16, вторым контактом соединенного с вторым входом 17 ло гического пробника, четвертые выходы 18

43 выходу 29 одновибратора 28 и через элемент задержки 40 и первому входу элемента ИЛИ 41, а выход к входу дополнительного одновибратора 42, выход 43 которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 41, выхсщ 44 которого соединен с четвертым входом 45 анализатора 6, триггер 46, первый вход (sxon сброса) и второй вход (вход уста нова в единичное состояние} которого соединен соответственно с выходами формирователей 34 и 36, первый sbrmn 47 ! ! триггера 46 соединен с восьмым вхо

5 1019 катор. Верхний горизонтальный электроц А такого инцикатора используют цля инцикации уровней потенциала, превышающих .минимально аопустимое значение потенциала "лог. 1 " аля контролируемой логической схемы 3„„„ 1 . Нижний гориэонтальt ный сегмент 0 инцикатора 24 используют цля инцикации уровней потенциала, не превышающих максимально допустимое энзсение потенциала "лог. О" для контро-1О лируемой логической схемы З„„о . Срецо . ний горизонтальный сегмент G использует» ся цля индикации уровней потенциала, промежуточных межау укаэанными значениями. Сегменты В, С,Еи F используются цля отображения перепацов потенциала контролируемого сигнала. Положим также, что сегмент инцикатора 24 излучает свет при подаче на вывоц соответствующего электроца высокого уровня 20 потенциала. В исходном состоянии в соответствии с уровнем потенциала выхоga 2 пробника светится оцин из сегментов А, G илиЭ. Пусть ключ 16 нахоцится в верхнем положении. Появление И перепада потенциала на вхоце 2 пробника привоцит к появлению перепаца потенциала на выхоце одного из компараторов 3 и 8. Анализатор 6 определяет наличие этого перепаца потенциала, в ре- ЗО зультате чего на выхоце 13 анализатора 6 появляется потенциал "лог. 1 ", запускающий оцновибраторы 28 и 42, В течение времени,.определяемого цлительностью выхоцного импульса оцновиб- з ратора 42, анализатор 6 опрецеляет и фиксирует наличие и последовательность перепацов потенциала выхоцных сигналов компараторов 3 и 8. После окончания длительности выхоцного импульса оцновибратора 42 на выхоце 44 элемента ИЛИ 41 появляется потенциал лог. 0" перевоцяший анализатор 6 в режим хранения. Элемент И 39 обеспечивает блокировку оцновибратора 42 от повторных запусков цо окончания выхоцного импульса оцновибратора 28. Для исключения перевоца анализатора 6 в режим хранения в момент запуска оцновибратора 28 ве« личина зааержки сигнала в неинвертирующем, элементе эацержки 40 должна быть не меньше эааержки включения элемен та И 39, если считать одинаковыми вели. чины зацеркки включения оцновибратоуюв 28 и 42.. В момент окончания выхоцного импульса оцновибратора 28 осуществляется запуск оцновибратора 30, и оцновременно формирователь 36 формирует импульс, обеспечивающий запись информа378 6 ции в регистр 14 и сброс анализатора 6 в исхоаное состояние, Триггер 46.устанавливается в единичное состояние, в результате чего на вхоце 48 коммутатора 7 появляется потенциал "лог. 1», а на входе 52 - "лог. 0", Шифратор 22 преобразует выходные сигналы регистра 14 в сигналы возбуждения сегментов инцикатора 24. В реэуль тате на индикаторе 24 отображается результат анализа контролируемого сигнала, Схема пробника возвращается в исхоцное состояние, если в течзние времени, определяемого длительностью выхоцного импульса оцновибратора 30, на вхоц 17 пробника не поступил ни оцин сикхроимпульс. При этом в момент окончания выхоцного импульса оцновибратора 30 формирователь 34 формирует им« пульс обнуления регистра 14 и триггера 46.

КоммутатОр 7 поцключает к выводам электроцов соответствующих горизонтальных сегментов индикатора 24 или выхоцные сигналы 4 и 9 компараторов 3 и 8 при отсутствии сигналов (потенциала

"лог. 0 ") на вхоцах 52 и 48, или си налы с выхоцов 11 и 12 анализатора 6 при наличии сигналов на вхоцах 15 и 52 и отсутствии сигнала на вхоце 48, или выходные сигналы 23 шифратора 22 при наличии сигналов на вхоаах 20 и 48 коммутатора 7, при этом сигнал возбужцения сегмента Q инцикатора 24 формируется на выхоце коммутатора 7 в соответствующие моменты времени нри оцновременном отсутствии сигналов на выхоцах 4 и 9 компараторов 3 и 8, или сиг налов на выхоцах 11 и 12 анализатора 6.

В случае нижнего положения ключа 16 схема логического пробника функционирует аналогично с той лишь разницей, что запуск оцновибраторов 28 и 42 осу» шествляется первым перепацом потенциала самого контролируемого сигнала, а возврат схемы в исходное состояние происхоцит, если в течение времени, опреаеляемого длительностью выхоаного импульса оановибратора 30, на вхоце 2 пробника не произошло изменений потенциала контролируемого сигнала.

Процесс опрецеления длительности контролируемого сигнала и его зааеркки относительно синхроимпульса на вхоце 17 пробника прецставлен эпюрами фиг, 3.

Инцекс напряжения относит соответствующую эпюру к точке схемы на фиг. 1, обозначенной тем же номером. ЭпюрыЭ, изб привецены цля трех положений ре-, 1019 гулировки длительности импульса оцновибратора 42. Против каждой из этих эпюр приведена соответствующая из эпюрЛ, rA и н, каждая из которых пока зывает отображаемую картинкурезультатов. анализа контролируемого сигнала для трех соответствующих положений регулировки.

Из совместного анализа эпюр Q, В,зК, А, Ми Н следует, что цля опрецеления цли тельности импульсов импульсной после- щ цовательности и задержки контролируемых импульсов относительно синхроимпульсов оператор должен послецовательно изменять положение регулировки, отмечая те попожения регулировки 4< и 4<, при которых происходит изменение отображаемой на индикаторе 24 картины результатов анализа контролируемого сигнала.

Тогда меньшее положеняе регулировки, соответствукнпее длительности импульса Е опновибратора 42, равной +, соответству ет задержке контролируемого импульса относительно синхроимпульса, также равной 4 . Разница двух отсчетов, соответ» ствуюшкх двум положениям регулировки, определяет цлительность |; 1„ конт»ролируемого сигнала.

При установке ключа 16 в верхнее положение логический пробник позволяет опрецелить, очевидно, только длительность ® контролируемого сигнала. Для этого достаточно произвести только один отсчет положения регулировки, при которой проис ходит изменение индицируемой картины, причем длительность sbKOGHOFO импульса одновибратора 42, соответствующая этому положению регулировки, равна цлительности контролируемого сигнала.

Определение в результате анализа

-длительности контролируемого сигнала и

40 задержки его относительно синхроимпульса позволяет произвести сравнение этих величин с априорными цанными, что повышает точность контроля.

Пример реализации анализатора 6, соцержашего триггеры 53-65 и форми

45 рователи 66 и 67, привецен на фиг. 2.

Переброс триггеров 53, 55, 57-64 осу» шествляется положительным перепацом сигнала на синхрониэируюшем С--входе триггеров, тогда как переброс тригге ров 54 и 56 осуществляется отрицательным перепадом сигнала на вхоце синхро ниэации этих триггеров. Триггеры 53-З6 фиксируют перепады потенциала сигналов на вхоцах 5 и 10 анализатора 6 телько при наличии потенциала лог. 1 на

g-входе этих триггеров.. При наличии по

378 8 тенциала лог. 0 íà 1(-вход е этих три геров они не реагируют на изменения потенциала íà C-вхоцах триггеров, а значит и на изменения потенциала сигна лов на входах 5 и 10 анализатора 6. В . качестве триггеров 53»56 могут быть использованы не только ф- 9-триггеры, но и З-К-триггеры.

Триггеры 57 и 58 фиксируют информацию об уровнях потенциала на вхо» цах 5 и 10 анализатора 6 go первого изменения потенциала на этих sxoaax npa наличии потенциала»лог. 1 на вхоце 45 и обнуленном состоянии триггеров 53-56.

Эта информация определяет уровень потенциала на вхоце 2 логического пробника в исходном состоянии и отобракает ся на инпикаторе 24 в течение интервала времени С (эпюра 9, фиг. 4).

Триггеры 59-64 опрепеляют очередность изменений потенциалов ни входах 5 и 10 анализатора 6.

Триггер 65 устанавливается в ециничное состояйие, если время перепаца конт» ролируемого сигнала межпу уровнями потенциалов "лог. 1» и "лог. 0 превышает цлительность импульсов, формируемых формирователями 66 и 67 при появлении на входе этих формирователей потенциала "лог. 1».

На семисегментном индикаторе 24 возможно отображение одной из 21 ситу аций, возникающих при переключении контролируемого сигнала. Ф".рмирование отображения результата анализа контролируемого сигнала осуществляется «ом» бинационным шифратором 22 из выходных сигналов на выходах 18 анализатора 6.

Зпюры фиг. 4 показывают поряцок формирования и смены инднцируемых на индикаторе 24 изображений в процессе проведения анализа контролируемого сиг нала. При этом эпюра 3 показывает порядок смены инцицируемых изображений для предлагаемого логического пробника, а эпюра U - для известного. Из ана» лиза этих эпюр следует, что в прецлагае»

1. мом логическом пробнике исключены инцщщ ция избыточной информации в интервалы времени Ь и искажение полезной инфор мации за счет цополнительной инцикации избыточной информации в интервалы вре» мени 2 4, что повышает цостоверность контроля и облегчает считывание информации оператором.

1019378

1019378

1019378

1019378

С:1

П:I

З:3

С2 гтрк

СП

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

I ! !

I!

Ь еч Ф

Ю Ю

O«ф фу Ъь Ъв фар

ВНИИПИ Заказ 3696/40

Тираж 710 Поцписное,