Импульсный зонд для контроля цифровых схем

 

1. ИНПУЛЬСНЫЙ ЗОНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ СХЕМ, содержащий повторитель , соединенный входом с клеммой для подключения объекта контроля и с выходом первого формирователя импульсов, соединенного первым входом с первым входом второгоформирователя импульсов и с выходом генератора одиночных импульсов, первый, и второй светодиоды, Кнопку, соединенную размыкающими контактами с общей шиной зонда, отличающнй . с я тем, что, с целыо повышения достоверности контроля, в зонд в вёдены первый и второй О -триггегил, RS . триггер , первый конденсатор, причем, выход повторителя соединен с D -входом первого D -триггера и с С -входом второго D гтриггера, соединенного инвертирующим выходом с катодами первого и второго светодиодов,D -входом с общей шиной зонда, S -входом через первый конденсатор - с R -входом RS-триггера и с замыкающим контактом кнопки, размыкающий контакт которой соединен с 5 -входом R5-триггера, соединенного неинвертирующим выходом с входом генератора одиночных импульсов , инвертирующим выходом - с С входом первого D -триггера, соединен- § кого инвертирующим выходом с анодом (Л второго светодиода и с вторым входом jBToporo формирователя импульсов, нес инвертирующим выходом - с анодом первого светодиода и с вторым входом первого формирователя импульсов, соединенного выходом с выходом второго формирователя импульсов. :о 00 со со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ е

РЕСПУБЛИК (19} (И}

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3477833/18-2 1 (22) 08.06.82 (46) 23.05.84. Бюл. 9 19 (72) Н.Я.Червонос (53) 621.374. (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 716040, кл. G Ol R 31/28, 1976, х

2. Авторское свидетельство СССР В 788054, кл. G Ol R 31/28, 1978 (прототип) . (54) (57) 1. ИИПУЛЬСНЫЙ ЗОНД ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ СХЕМ, содержащий повторитель, соединенный входом с клеммой для подключения объекта контроля и с выходом первого Формирователя импульсов, соединенного первым входом с первым входом второго Формирователя импульсов и с выходом генератора одиночных импульсов, первый и второй светодиоды, кнопку, соединенную разм}кающими койтактами с .общей шиной зонда, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения досS товерности контроля, в зонд введены первый и второй 17 -триггеры., R5.— триггер, первый конденсатор, причем . выход повторителя соединен с D -входом первого 11 -триггера и с .С -входом второго 11 †.триггера, соединенного инвертирующим выходом с катодами первого и второго светодиодов, D --входом с общей шиной зонда, 5 -входом через первый конденсатор — с R -входом

RS-триггера и с замыкающим контактом кнопки, размыкающий контакт которой соединен с 5 --входом RS-триггера, соединенного неинвертирующим выходом с входом генератора одиночных импульсов, инвертнрующим выходом - с С входом первого Э вЂ .триггера, соединен-Е

Ф ного инвертирующим выходом с анодом второго светодиода и с вторым входом ,второго формирователя импульсов, неннверхнруммнм выходом — о анцдом ( первого светодиода и с вторым входом первого Формирователя импульсов, Я соединенного выходом с выходом второго формирователя импульсов.

1093994,2

I

2. Зонд па и, 1, о т л и ч а ю шийся тем, что первый формирователь импульсов содержит первый элемент И, соединенный первым и вторым входами соответственно с первым .и вторым входами формирователя, выходом через первый резистор — с базой л-p-n -транзистора, соединенного эммиттером с общей шиной зонда, коллектором - с выходом формирователя.

3, Зонд по и. 1, о т л и ч а ю щ и и я тем, что второй формирователь импульсов содержит первый элемент И-НЕ, соединенный первым и вторым входами соответственно с первым и вторым входами формирователя, Изобретение относится к контрольно-.измерительной технике и может быть использовано при наладке, контроле и диагностике цифровых схем, Известно устройство для проверки 5 логических схем, содержащее пусковую, кнопку RS-триггер, две цепи последовательно соединенных иннерторов, элементы И, И-НЕ, развязывающие диоды и блок индикации (1) .

Недостатком устройства является низкая достоверность контроля, Наиболее близким техническим решением к изобретению является импульсный зонд для контроля цифровых схем, содержащий повторитель, соединенный входам с клеммой для подключения объекта контроля и с выходом перного формирователя импульсов, соединенного первым входом с первым входом второго формирователя импульсов и с вы- 20 ходом генератора одиночных импульсов,, первый и второй светодиоды и кноп.;у, соединенную размыкающими коитактами с общей шиной устройства (2) .

Недостатком известного устройст- 25 ва является низкая достоверность контроля, обусловленная тем, что устройство не обеспечивает обнаружение замыкания контролируемых точек цифровых схем на шины земли и питания, gp контроль наличия напряжений питания на шинах земли и питания, обнураже . ние прохождения одиночного импульса на контролируемой, точке, задание положительных и отрицательных зондирующих импульсов незанисимо от логического состояния на контролируемой точке и величины напряжений на ней, Цель .изобретения — повышение достоверности контроля. выходом через второй резистор — с .ба- зойp-n-p -транзистора, соединенного коллектором с выходом формирователя, эмиттером — с шиной питания зонда.

4, Зонд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что генератор одиночных импульсов содержит второй элемент И-НЕ, соединенный первым входом с входом ге нерат ар а, с первым входом второго элемента И и с катодом диода, соединенного анодом непосредственно с вторым входом второго элемента И-НЕ а через второй конденсатор - с выходом второго элемента И-НЕ и с вторым входом второго элемента И, соединенного выходом с выходом генератора

Поставленная цель достигается тем, что в импульсный зонд для контроля цифровых схем, содержащий повторитель, соединенный входом с клеммой для подключения объекта контроля и с выходом первого формирователя импульсов, соединенного первым входом с первым входом второго формирователя импульсон и с выходом генератора одиночных импульсов, первый и второй светодиоды, кнопку, соединенную размыкающими контактами с общей шиной зонда, введены первый и второй Р— триггеры RS-триггер, первый конденсатор, причем выход повторителя соединен с D-входом первого D-триггера и с С-входом второго D-триггера, соединенного инвертирующим выходом с катодами первого и второго светодио-„, дон 0-входом — с общей шиной зонда, 8-входом через первый конденсатор с R-входом RS-триггера и с замыкающим контактом кнопки, размыкающий контакт которой соединен с S-входом RS-триггера, соединенного неинвертирующим выходом с входом генератора одиночных импульсов, инвертирующим выходом " с С-входом первого D-триггера, сое= диненного иннертирующим выходом с анодом второго светодиода и с вторым входом второго формирователя импульсов, неиннертирующим выходом — с анодом первого светодиода и с вторым входом первогооформирователя импульсов, соединенного выходом с выходом второго формирователя импульсов.

Кроме того, первый формирователь импульсов содержит первый элемент И, соединенный первым и вторым входами соответственно с перным и вторым входами формирователя, ныходом через первый резистор — c базой и- р-п -транзистора, соединенного эмиттером с

1093994

Первый Формирователь 3 импульсов содержит первый элемент И 13, соеди- 60 ненный первым и вторым входами соответственно с первым и вторым входами формирователя 3, выходом через первый резистор 14 - с базой П-р-П -траМзистора 15, соединенного эмнттером 65 общей шиной зонда, коллектором — с выходом формирователя.

Второй формирователь импульсов со держит первый элемент И-HE соединенный первым и вторым нходами соотнетст вен но с первым и вторым входами

5 формирователя, выходом, через второй резистор - с базой р-n- p -транзистора, соединенного коллектором с выходом формирователя, эмиттером - с шиной питания зонда.

Генератор одиночных импульсов содержит второй элемент И-НЕ, соединенный первым входом с входом генератора, с первым входом второго элемента

И и с катодом диода, соединенного 15 анодом непосредственно с вторым входом второго элемента И-НЕ, а через второй конденсатор — с выходом второго элемента И-НЕ и с вторым входом второго элемента И, соединенного вы- 20 ходом с выходом генератора.

На чертеже показана функциональная схема предлагаемого зонда.

Импульсный зонд для контроля цифровых схем содержит повтоРитель 1, 25 соединенный входом с клеммой 2 для подключения объекта контроля и с выходом первого формирователя 3 импульсов, соединенного первым входом с первым входом второго Формирователя

4 импульсов и с выходом генератора

5 одиночных импульсов, первый 6 и нторой 7 светодиоды, кнопку 8, соединенную размыкающими контактами с общей шиной зонда. Выход повторителя

1 соединен с D-входом первого Р-триг-З5 гера 9 и с С-входом второго D-триггера 10, соединенного инвертирующим выходом с катодами первого б и второго 7 светодиодов, D-входом - с общей шиной зонда, Я-входом через первый 40 конденсатор 11 с R-входом RS-триггера

12, и с замыкающим контактом кнопки 8, 8, размыкающий контакт которой соединен с S-входом RS-триггера 12, сое- . диненного неинвертирующим выходом с .5 входом генератора 5-одиночных импульсов, инвертирующим выходом — с С-входом первого D-триггера 10, соединенного инвертирующим выходом с анодои . второго светодиода 7 и с вторым входом второго формирователя 4 импуль-, сон, неиннертирующим выходом — с анодом первого светодиода 6 и с вто рым входом первого формирователя 3 импульсов, соединенного выходом с. вы-55 ходом второго формирователя 4 импульсов.

jc общей шиной зонда, коллектором— с выходом формирователя 3.

Второй формирователь 4 импульсов содержит первый элемент И-НЕ 16, соединенный первым и вторым нходами соответственно с первым и вторым входами формирователя 4, выходом через вто. рой резистор 17 — с базой р- п- р -транзистора 18, соединенного коллектором с выходом формирователя 4, эмиттеромс шиной питания зонда. . Генератор 5 одиночных импульсов содержит второй элемент И-HE 19, соединенный первым входом с входом генератора 5, с первым входом второго элемента И 20 и с катодом диода 21, соединенного анодом непосредственно с вторым входом второго элемента И-НЕ

19, а через второй конденсатор 22 с выходом второго элемента И-HE 19, и с вторым входом второго элемента

И 20, соединенного выходом с выходом генератора 5.

Зонд работает следующим образом.

Выходная клемма 2 зонда подключается к исследуемой точке цифровой схемы, логический уровень которой через повторитель 1 поступает íà Dвход триггера 9 и С-вход триггера

10. При нажатии на кнопку 8 через ее замыкающий контакт на S-вход Dтриггера 10 через конденсатор 11 за-. дается кратковременно уровень логи-. ческого нуля. В результате D-триГгер

10 устанавливается в состояние с логическим нулем на инвертирующем выходе .

Зонд имеет несколько режимов работы.

Исследуемая точка имеет нулевой уровень сигнала.

При нажатии кнопки 8 D-триггер 9 становится в состояние, при котором на его инвертирующем выходе появляется высокий потенциал, который поступает на вход формирователя 4 и подготавливает по первому входу элемент

И-НЕ 16 к формированию импульса.

При этом элемент И-НЕ 16 закрыт по второму входу низким потенциалом с выхода генератора 5 одиночных импульc0s. При нажатии кнопки 8 D òðèããåð

10 становится в состояние, при котором на его инвертирующем выходе будет низкий потенциал, вследствие чего включается светодиод 7, индицируя начальный уровень сигнала на контролируемой точке, При этом транзистор ,18 закрыт высоким потенциалом с выхода элемента И-НЕ 16, а транзистор

15 — низким потенциалом с выхода элемента И 13.

Таким образом, до формирования зондирующего импульса исследуемая точка нагружена только одним входом повторителя 1. После отпускания кнопки

8 в исходное состояние. перепад из

:низкого уровня на высокий на неин1093994

Нажатие и отпускание кнопки 8 приводит к ситуации, аналогичной выше описанной, за исключением того, что

D-триггер 9 устанавливается в единичное состояние и подготавливает к формированию импульса элемент И 13 и транзистор 15, По окончании формируемого импульса триггер 10 также уста- 40 навливается с едини;ей на инвертирующем выходе, в результате чего гаснет светодиод 6, который индицирует начальное состояние исследуемой точки, что подтверждает отсутствие замыкания клеммы 2 на шину питания.

Если исследуемая точка является шиной питания или земли, или выводом микросхемы, короткозамнутым с этими шинами, то при нажатии кнопки 8 происходят те же процессы, что и в двух предыдущих режимах, за исключением того, что перепада напряжения иэ низкого в высокий на выходной клемме 2 зонда будет недостаточно для переброса.триггера 10 по С-входу в состояние с единицей на инвертирующем выходе, и соответствующий светодиод (б или 7) останется непогашенным.

При этом продолжение индикации како- 60 го-либо уровня после отпускания кнопки 8 свидетельствует о наличии контакта клеммы 2 с одной из шин питания или с выводом микросхемы, имею-, щем внутри корпуса неисправность ти-, 65

В вертирующем выходе триггера 12 запускает генератор 5 одиночных импульсов, Положительный импульс с его выхода открывает ранее подготовленный элемент И-HE 16, а он в свою очередь пе- 5 репадом с высокого уровня на низкий со своего выхода открывает транзистор 18 и формирует тем самым в исследуемой точке уровень в полярности, противоположной исходной. По окончании положительного импульса с выхода генератора 5 одиночных импульсов закрывается элемент И-НЕ 16 и транзистор 18. Кроме того, в момент открывания транзистора 18 положительный перепад напряжения с низкого на, 15 высокий, воздействуя на С-вход 0-триггера 10, обеспечивает его установку в состояние, при котором на его инвертирующем выходе появляется высокий потенциал, и светодиод 7 гаснет. 20

Это свидетельствует о том, что импульс сформировался и следовательно замыкание клеммы 2 на общую шину (землю) отсутствует.

Длительность формируемого импуль- 25 са определяется емкостью конденсатора 22, генератора 5 одиночных импульсов и может составить, например, Ф

400 нс.

Исследуемая точк а имеет единичный уровень сигнала. па короткое замыкание с одной иэ шин питания.

Когда в контролируемой точке присутствуют колебания с определенной частотой, то, несмотря на то, что после нажатия кнопки 8 в триггере 9 происходит запоминание начального состояния исследуемой точки, первый же перепад в исследуемой точке с низкого уровня на высокий гасит светодиоды б или 7, Это является свидетельством наличия колебаний в исследуемой точке.

Одной из разновидностей последнего режима является режим индикации прохождения одиночного короткого импульса в исследуемой точке по погасанию светодиода 6 (нли 7) при нажа- той кнопке 8.

Кроме того, разделение процессов . . запоминания входной информации и ге- . нерации зондирующего импульса во времени путем нажатия и отпускания кнопки 8 позволяет подключить точку контролируемой схемы на короткое время (400нс) к одной из шин питания. через открытый транзистор 15 или 18 независимо от напряжения на этой точ-, ке.

Д ля такого подключения точки к общей ши не пит ани я, не касаясь клеммой 2 этой точки, нажимают кнопку 8, При этом загорится светодиод б- и под" готовится цепь формирования отрицательного импульса — элемент И 13, транзистор 15. Это объясняется тем, что О-триггер 9 не отличает состояние Обрыв на клемме от.логической

I 11 I!

Затем клемма 2 устанавливается в требуемую точку и отпускается кнопка 8. Импуль" сформирован. Ф

Для подключения точки к шине с положительным напряжением питания сначала касаются клеммой 2 общей шины питания или точки с низким логическим уровнем, а затем нажимают кнопку 8.

При этом D-триггер 9 запоминает входной сигнал и подготавливает цепь для формирования положительного импульса - элемент 16 И-НЕ и транзистор 18. Затем клемму 2.переносят в точку, где требуется сформировать положительный уровень. При этом индикатор(диод 21) гаснет, но импульс при отпускании кнопки 8 формируется, Таким образом, за счет введения в зонд триггеров и конденсатора обеспечивается возможность обнаружения эазамыкания контролируемых точек цифровых схем на шины земли и питания, контроль наличия напряжений на этих

1093994

Составитель В ..Пворкин

Редактор А.Коэориэ Техред Л ..Иикещ Корректор A Тяско

Закаэ 3418/37 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4 шинах, обнаружение прохождения оди,ночного импульса и эадание положительных и отрицательных эондируюащх импульсов на контролируете точки, что существенно повышает достоверность контрэля.