Пробник для диагностики логических схем

 

1. ПРОБНИК ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ, содержащий последа-. вательно соединенные чувствительный элемент, согласующее устройство, компаратор уровня, дешифратор и индикатор , a также формирователь сигналу Импульсы, выход которого подключен к дешифратору, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности бесконтактного контроля наличия последовательности импульсов, в него введены первьй и второй усилители и элемент ИЛИ a чувствительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из контактного и неконтактного датчиков, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам согласующего устройства, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом формирователя сигнала Им.пульсы, a входы - с выходами первого и второго усилителей, подключенных соответственно к первому и второму выходам согласующего устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И), 3(д) 4 05 В 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3529165/18-24 (22) 24.12.82 (46) 07.04.84. Бюл. Р 13 (72) В.А.Белоцерковский, С.В.Максимов и, Г.М.Полянский (71) Киевский ордена Трудового

Красного Знамени институт инженеров гражданской авиации (53) 621.396(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 788077, кл. 5 05 В 23/02, 1980.

2. "Радио", 1980, N - 3, с. 30, рис. 1 (прототип). (54)(57) 1. ПРОБНИК ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, согласующее устройство, компаратор уровня, дешифратор и индикатор, а также формирователь сигнала "Импульсы", выход которого подключен к дешифратору, о т .л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности бесконтактного контроля наличия последовательности импульсов, в него введены первый и второй усилители и элемент ИЛИ, а чувствительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из контактного и неконтактного датчиков, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам согласующего устройства, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом формирователя сигнала "Импульсы", а входы . — с выходами первого и второго усилителей, подключенных соответственно к первому и второму выходам согласующего устройства.

2 ..Пробник по и, 1, о т л и ч а ю являются первым и вторым входами со шийся тем, что согласующее уст- гласующего устройства„а резисторш эмит ройство выполнено в виде дифферен- терной и коллекторной нагрузок — соотциального каскада, входы которого ветственно первым и вторым его выходами.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для контроля и диагности ки неисправностей логических узлов..

Известно устройство для контроля 5 цифровых схем, в состав которого входит семисегментный индикатор, подключенный через токоограничивающий резистор к шине питания, эмиттерный повторитель, вход которого подключен к входу третьего вентиля, а выход — к входу второго вентиля, который в свою очередь подает сигнал на второй вход индикатора, первый вход индикатора подключен к выходу третьего вен- 15 тиля, к которому одновременно подключены входы четвертого и пятого вентилей, выход пятого вентиля подключен к второму, а выход четвертого — к третьему входу индикатора. Указанное 20 устройство позволяет производить контроль логических устройств и индицировать состояние "Обрыв", логичес. кий "0", логическая "1", "Генерация" (1 ). 25

Недостатком данного устройства является низкая точность контроля, которая связана с неопределенностью трактовки сигнала "Обрыв". Он индицируется как в случае отсутствия ЗО гальванического контакта между измеряемой точкой и входом устройства, так и в случае, если значение измеряемого сигнала лежит в промежутке между уровнями логических "1" и "О".

35 индикация потока импульсов ("Генерация") в случае больших значений скважности (более 10) при частотах повторения более 100 Гц не воспринимается из-за низкой яркости свечения 4О индикатора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является логический пробник, содержащий чувствительный элемент, компаратор уров-45 ней, предназначенный для выделения уровней логических "0" и " 1"; формирователь сигнала "Импульсы", который служит для генерирования. в удобной для визуального наблюдения форме сигнала, свидетельствующего о наличии импульсной последовательности; семисегментный индикатор и дешифратор, предназначенный для управления индикатором. При. этом контролируемый сигнал поступает на последовательно соединенные чувствительный элемент, компаратор уровней, дешифратор и индикатор. Кроме того, выход компаратора уровней соединен с входом формирователя сигнала "Импульсы", а выход последнего соединен с входом дешифратора. Указанное устройство позволяет контролировать уровни логических "0" н "1", в удобной для наблюдения форме индицирует наличие импульсов в измеряемой точке 23.

Недостатком известного устройства является отсутствие сигнализации о наличии гальванического контакта между входом устройства и контролируемой точкой, а также отсутствие возможности бесконтактного контроля наличия импульсов в контролируемой точке.

Диагностика неисправностей логических узлов эксплуатируемых иэделий связана с определенными: трудностями, которые вызваны наличием специального защитного покрытия, предохраняющего элементы и печатную плату узла от коррозии. Индикация наличия гальванического контакта позволяет значительно уменьшить повреждение защитного покрытия при проведении диагностирования отказавшего элемента. Зачастую для диагностирования достаточно иметь информацию о наличии импульсов в контролируемой точке. Такую ин. формацию можно получить бесконтактным способом, не разрушая защитное покрытие.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем

l ного контроля наличия последовательности импульсов.

Укаэанная цель достигается тем, что в пробник для диагностики логических схем, содержащий последовательно соединенные чувствительный элемент, согласующее устройство, компаратор уровня, дешифратор и индикатор, а также формирователь сигнала "Импульсы", выход которого подключен к дешифратору, введены первый и второй усилители и элемент ИЛИ, а чувствительный элемент выполнен комбинированным, состоящим из контактного и неконтактного датчиков, выходы которых подключены соответст венно к первому и второму входам согласующего устройства, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом формирователя сигнала "Импульсы", а входы — с выходами первого и второго усилителей, подключенных соответственно к первому и второму выходам согласующего устройства.

Согласующее устройство выполнено в виде дифферециального каскада, входы которого являются первым и вторым входами согласующего устройства, а резисторы эмиттерной и коллекторной нагрузок — соответственно первым и вторым его выходами.

На фиг. 1 изображен пробник, функциональная схема; на фиг. 2 — коди- рованное изображение на индикаторе, вариант; на фиг. 3 — чувствительный элемент, пример выполнения.

Пробник (фиг. 1) содержит чувствительный элемент 1, согласующее устройство 2, компаратор .3 уровня, дешифратор 4, индикатор 5, формирователь 6 сигнала "Импульсы", первый 7 и второй 8 усилители, элемент ИЛИ 9, контактный (игла) 10 и неконтактный (отрезок проводника) 11, датчики, резисторы 12 и 13 коллекторных нагрузок, резистор 14 смещения, резистор 15 эмиттерной нагрузки и разделительный конденсатор 16.

Пробник работает следующим образом.

В режиме контактного съема сигнаI ла потенциал контролируемой точки поступает через иглу 10 чувствительного элемента 1 на устройство 2.

Роль устройства 2 выполняет дифферен- 5 циальный каскад, на оба входа которого в данном режиме работы подается потенциал контролируемой точки.

3 1 обеспечения возможности бесконтакт084750 4

При контактном съеме сигнала дифференциальный каскад используется как эмиттерный повторитель и его выходом является резистор 15, с которого сиг»

5 нал поступает на два канала. Первый, канал предназначен для анализа уровня входного сигнала с последующей индикацией состояний логический "0", фогическая "1", "Помеха" — промежуточный уровень между логическими

"0" и " 1", "Нет контакта" — отсутствует гальванический контакт между наконечником и контролируемой точкой. Анализ уровня сигнала производится компаратором 3 уровня, который определяет принадлежность потенциала контролируемой точки одному из геречисленных состоянии. Для выявления наличия контакта через резистор 14 подано напряжение смещения.

Дешифратор 4 преобразует полу . " нный сигнал в код соответствующего знака для индикации на индикаторе 5. На фиг. 2 указан один из вариантов кодирования .изображения.

Второй канал служит для индикации наличия импульсов в контролируемой точке. В этом случае сигнал также снимается с резистора 15, но далее

30 через конденсатор 16 поступает на усилитель 8. Емкость и входное сопротивление усилителя образуют дифференцирующую цепь, поэтому на вход усилителя 8 поступают короткие импульсы, соответствующие моментам

35 перепада потенциала в контролируемой точке. Усилитель 8 усиливает эти импульсы до уровня, достаточного для срабатывания элемента ИЛИ 9. Можно ограничиться усилением импульсов, 4О соответствующих одному из фронтов— переднему или заднему — контролируемой последовательности. С выхода элемента ИЛИ 9 запускается формирователь сигнала "Импульсы", в качестве

45 которого можно использовать ждущий мультивибратор. Сигнал о напичии импульсов с формирователя 6 сигнала

"Импульсы" поступает на дешифратор 4, где преобразуется в код, со50 ответствующий изображению на индикаторе 5 знака "Импульсы".

При бесконтактном съеме сигнала определяется только наличие импульсов в контролируемой точке. Некон5 тактным датчиком чувствительного элемента 1 в этом случае является отрезок проводника 11, который при проведении измерений располагается

1084750 параллельно печатному проводнику контролируемого узла с минимальным зазором. Сигнал, наведенный в датчике, имеет две составляющие - емкостную и индуктивную. Изменение потен- 5 циала в контролируемой точке будет передаваться через емкость, образованную печатным проводником контролируемого узла и неконтактным датчиком 11, на устройство 2. Потенциал,у наведенный емкостной составляющей, поступает синфаэно на оба входа дифференциального каскада. Выходом для емкостйой составляющей, как и в случае контактного съема сигнала, будет. резистор 15, с которого через разделительный конденсатор 16 сигнал.проходит по цепи, рассмотренной для режима контроля наличия импульсной последовательности в случае контакт- 2О ного съема сигнала.

Индуктивная составляющая сигнала появляется за счет взаимоиндукции печатного проводника контролируемого узла и датчика. Она выражается в появ- ленни разности потенциалов на концах датчика в момент изменения тока в кечатном проводнике. Эта разность усиливается дифферециальным каскадом и с резисторов 12 и 13 поступает на 30 усилитель 7, где усиливается до уров. ня, необходимого для срабатывания элемента ИЛИ 9, а далее работа схемы аналогична режиму контроля наличия импульсной последовательности, рас- смотренному для случая контактного съема сигналов.

Комбинированный чувствительный элемент (фиг. 3) состоит из иглы 10, которая используется при контактном съеме сигнала, неконтактного датчика 11 и соединительных проводов 17.

Конструкция (фиг. 3) запрессовывается в пластмассу, при этом открытыми остаются наконечник иглы и рабочая 41 поверхность неконтактного датчика.

Боковые поверхности чувствительного элемента экранируются для уменьшения влияния соседних печатных проводников контролируемого узла на результаты измерений.

По сравнению с прототипом предла- ., гаемый пробник, характеризуется значи тельно меньшими затратами времени на проведение контрольно-диагностических операций, так как определение. наличия импульсной последовательности в контролируемой точке бесконтактным способом требует в 3 - 10 раз меньше времени, чем контактным. Это позволяет производить предварительную диагностику цепей прохождения сигнала бесконтактным способом, а в случае подозрения на неисправность конкретная точка исслецуется контакт. ным способом с помощью того же самого пробника. При этом уменьшается вероятность повреждения печатных проводников, что часто происходит при разрушении защитного покрытия.

Одновременное использование емкостной и индуктивной составляющей сигнала, наведенного в датчике при бесконтактном съеме, расширяет возможности применения пробника в этом режиме. Указанное обстоятельство вызва. но тем, что емкостная составляющая преобладает в случае относительно небольших изменений токов, но при достаточно высоких перепадах напряжения между уровнями логических "О"

It tl и 1 (отдельные серии транзисторнотранзисторной логики, логики на МОПструктурах и др. ). Индуктивная составляющая преобладает при небольших перепадах напряжения между уровнями логических "0" и "1", но при значительной разнице токов, потребляемых. входом микросхем для разных логических уровней (инжекционная логика и др.).

Таким образом, пробник для контроля логических схем в режиме бесконтактного съема сигнала может использоваться для контроля и диагностики устройств, выполненных с использованием различных серий микросхем.

17 /

/

/

Составитель В.Белоцерковский

Редактор Е.Кривина Техред Т.Фанта Корректор Г.Решетник

Заказ 2009/42 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4