Устройство для контроля тока потребления кмоп-микросхем

 

Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, в частности к устройствам для контроля тока потребления КМОП-микросхем, и может быть использовано в часовой промышленности.Цель изобретения - повышение достоверности контроля КМОП-микросхем - достигается путем выявления неисправности , связанной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы , не выявленного другими средствами контроля. Для этого в устройство введены два ждущих мультивибратора 15 и 16, второй элемент И 17 и блок 6 управления. Кроме того, устройство содержит источник 1 питания, генератор 2 импульсов, ключи 3 и 4, блок 5 для подключения контролируемой КМОП-схемы, RS-триггер 7, элемент И 8, индикаторы 9 и 10, шину 11 сигнала окончания контроля, резистор 12, формирователь 13 импульсов и селектор 14 импульсов по длительности. 6 ил. i (Л С 00 00 01 со исо Риг.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„80„, 1335 (5D 4 G 04 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3409286/24-21 (22) 07,01. 82 (46) 07,09.87. Бюл. У 33 (71) Научно-исследовательский институт часовой промьппленности . (72) В.Д.Дворников, В.Г.Калинин и Э.Х.Чичев (53) 62 1.317.3 (088.8) (56) Патент Японии 9 53-37 192, кл. H99(5), 1978.

Авторское свидетельство СССР и 1242907, кл. G 04 D 7/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОКА

ПОТРЕБЛЕНИЯ КМОП-МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, в частности к устройствам для контроля тока потребления

KMOII-микросхем, и может быть исполь. зовано в часовой промьппленности.Цель изобретения — повышение достоверности контроля KMOII-микросхем — достигается путем выявления неисправности, связанной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы, не выявленного другими средствами контроля. Для этого в устрой- ство введены два ждущих мультивибратора 15 и 16, второй элемент И 17 и блок 6 управления. Кроме того, устройство содержит источник 1 питания, генератор 2 импульсов, ключи 3 и 4, блок 5 для подключения контролируемой КМОП-схемы, RS-триггер 7, элемент И 8, индикаторы 9 и 10, шину 11 сигнала окончания контроля, резистор

12, формирователь 13 импульсов и селектор 14 импульсов по длительности.

6 ил.

13359

Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени а именно к устройствам контроля тока потребления КИОП-микросхем, и может быть использовано в часовой промышленности.

Цель. изобретения — повышение достоверности контроля KMOII-микросхем. путем выявления неисправности, свя- 10 ,занной с наличием тока утечки одного из вхбдных инверторов микросхемы, не выявленных другими средствами контроля.

На фиг..1 представлена структурная схема устройства для контроля тока потребления КМОП-микросхем," на фиг. 2 — функциональная схема блока управления, на фиг. 3 и 4 — 20 соответственно функциональные схемы формирователя импульсов и селектора импульсов по длительности, на фиг.5 временные диаграммы, поясняющие работу блока управления, на фиг. 6 временные диаграммы, поясняющие ра боту устройства в целом.

Устройство для контроля тока потребления KNOII-микросхем содержит источник 1 питания, генератор 2 импуль- 30 сов, ключи 3 и 4, блок 5 для подключения контролируемой KMOII-микросхемы, блок 6 управления, RS -триггер 7,элемент И 8,.индикаторы 9 и 10, шину 11 сигнала окончания контроля, резистор

12, формирователь 13 импульсов, се1 лектор 14 импульсов по длительности, ждущие мультивибраторы 15 и 16, элемент И 17.

Источник 1 питания и генератор 2 40 импульсов через ключи 3 и 4 соединены с блоком 5 для .подключения контролируемой КМОП-микросхемы, два выхода которого соединены с входами блока 6 управления, один выход которого соединен с R-входом триггера

7, выходы которого соединены с индикаторами 9 и 10, прямой — с индикатором 9, а инверсный — с индикатором

10 через элемент И 8, второй выход g0 блока 6 управления шиной 11 сигнала окончания контроля соединен с вторым входом элемента И 8. Блок 5 соединен через резистор 12 с общей шиной и с входом формирователя 13 импульсов,,выход которого соединен с входом селектора 14 импульсов по длительности, выход которого соединен с последовательно соединенными ждущими мульти19

2 вибраторами 15 и 16 и входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом блока 6 управления, а третий вход — с выходом мультивибратора 16. Выход элемента И 17 соединен с S-входом триггера 7, Блок 6 управления (фиг ° 2) содержит вход 18, первый элемент ИЛИ 19, формирователь 20 сигнала начальной установки, втброй элемент ИЛИ 21, триггер 22, первый выход 23 блока, второй и третий входы 24 и 25, согласующие усилители 26 и 27, триггеры 28 и 29 элемент И-ИЛИ 30, триггеры 31 и 32 второй, третий и четвертый выходы 33, 34 и 35 соответственно.

Формирователь 13 импульсов (фиг.3) содержит вход 36, усилитель 37, конденсатор 38, резистор 39, компаратор

40, выход 41,.

Селектор 14 импульсов по длительности содержит вход 42,. диод 43, резисторы 44 и 45, подстроечный резистор 46, конденсатор 47, компаратор

48, выход 49.

Устройство для контроля тока потребления KMOII-микросхем работает следующим образом.

Контроль объекта начинается по сигналу "Пуск" (фиг, 5, й), устанавливая триггер 22 в единичное состоя-, ние (фиг. 5,с1).

Импульсы тока потребления выделяются на резисторе 12 и поступают на входы 36 формирователя 13, а.следовательно, на вход усилителя 37 и на компаратор 40, формирующий из импульсов тока потребления прямоугольные импульсы. Выходной сигнал компаратора

40 поступает на выход 41 формирователя 13 импульсов и далее на вход 42 селектора 14 импульсов. У последнего постоянная времени заряда конденсатора 47 с помощью подстроечного резистора 46 установлена с таким расчетом, чтобы компаратор 48 срабатывал в том случае, если длительность импульса, поступающего с выхода формирователя

13 импульсов, превышает 10 мкс. Если

: в контролируемой микросхеме токи утечки отсутствуют, то на резисторе

12 формируются импульсы напряжения, форма которых соответствует форме тока, протекающего в моменты переключения элементов микросхемы входных инверторов, триггеров, элементов ИЛИНЕ, выходных инверторов. Эти импульсы

1335919 поступают на вход формирователя 13 импульсов, где усиливаются усилителем 37, после чего компаратором 40 форма импульсов преобразуется в пря5 моугольную.

Выходной сигнал формирователя 13 в момент формирования импульса показан на фиг. 6,а. Наибольшую длительность и амплитуду имеет импульс сквозно- 10

ro тока выходного инвертора в момент формирования переднего фронта выходного импульса. Поэтому сигнал на выходе селектора 14 появится только в момент формирования переднего фронта 15 выходного импульса (фиг. 6, Х) с задержкой переднего фронта сигнала относительно переднего фронта выходного импульса формирователя 13 импульсов на 10 мкс. По переднему фронту импуль-20 са, поступающего с выхода селектора

14 импульсов, осуществляется запуск ждущего мультивибратора 15. В свою очередь по заднему фронту выходного импульса ждущего мультивибратора 15 (фиг. 6, в) осуществляется запуск ждущего мультивибратора 16, выходной сигнал которого (фиг. 6,2 ) открывает элемент И 17 по второму. входу. Однако элемент И 17 закрыт выходным сигналом 30 селектора 14 импульсов, поскольку в этот момент длительность импульсов, поступающих на вход селектора 14 импульсов, не превышает порога его срабатывания, т.е. 10 мкс. Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора 15 выбирается несколько больше величины максимально допустимой длительности сквозного тока выходных инверторов микросхемы. Дли- 40 тельность импульса ждущего мультивибратора 16 может достигать нескольких микросекунд (на фиг. 6,i длительность выходного импульса ждущего мультивибратора 16 равна примерно 45

31 тс при частоте генератора 2 импульсов равной 32768 Гц).

Таким образом, в случае отсутствия в контролируемом объекте токов утечки на выходе элемента И 17 выходной им- 50 пульс не формируется, так как отсут- ствует выходной сигнал на выходе селектора 14 импульсов при наличии разрешающего импульса с выхода ждущего мультивибратора 16 и, наоборот, если на выходе селектора 14 импульсов формируется импульс, обусловленный сквозным током инвертора при формировании на одном из выходов микросхемы выходного импульса, то элемент И 17 закрыт выходным сигналом ждущего мультивибратора 16, поскольку соответствующим образом выбирается длительность выходного импульса ждущего мультивибратора. В этом случае триггер 7 остается в состоянии нуля (фиг. 6,g) до окончания контроля, т.е. до поступления второго импульса с выхода элемента И-ИЛИ 30.

Если в контролируемой микросхеме имеется ток утечи, обусловленный входным инвертором, то длительность и период следования выходных импульсов формирователя 13 импульсов будет определяться параметрами импульсов генераторы 2 (фиг. 6,e). При частоте генератора 2 32768 Гц и скважности импульсов, равной 2, длительность импульсов тока, утечки составит примерно 15 мкс.

Таким образом, на выходе селекто.— ра 14 появится последовательность импульсов с периодом, равным периоду генератора 2, и с длительностью, определяемой постоянной времени заряда . и разряда конденсатора 47 селектора

14 импульсов (фиг. 6,ж). По переднему фронту выходного импульса селектора 14 импульсов произойдет запуск ждущего мультивибратора 15 (фиг.6, ).

В свою очередь по заднему фронту выходного импульса ждущего мультивибратора 15 срабатывает ждущий мультивибратор 16 (фиг. б,n). Наличие на выходе ждущего мультивибратора 16 разрешающего потенциала приведет к тому, что на выходе элемента И 17 формируется последовательность импульсов с выхода селектора импульсов (фиг. 6,I(), что приводит к срабатыванию триггера 7 (фиг.6,4) и, как следствие, к срабатыванию индикатора 9, в качестве которого может быть использован, например, светодиод, что свидетельствует о наличии в контролируемом объекте токов утечки.

Если длительность и период следования импульсов тока утечки отличаются от рассмотренного случая и имеют большую величину, то работа устройства происходит аналогично рассмотренному случаю.

Контроль объекта заканчивается после поступления второго импульса с выхода объекта на вход согласующего усилителя 27, выходной сигнал коФормула изобретения

Устройство для контроля тока потребления КМОП-микросхем, содержащее генератор, соединенный с ним через ключ для подключения контролируемой

KM0II-микросхемы формирователь импульсов, вход которого соединен с входом блока для подключения контролируемой

КМОП-микросхемы и через резистор — с общей шиной, а выход — с селектором гер, выходы которого соединены один с .первым индикатором, а второй с вторым индикатором через элемент И, вход окончания, контроля, и источник питания, через второй ключ соединенный с блоком для подключения контролию щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля КМОПмикросхем посредством выявления неисправности, связанной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы,. не выявленных другиии средствами контроля, в него введены два ждущих мультивибратора, второй элемент И и блок управления,причем первый вход второго элемента И соединен с выходом селектора импульсов по длительности непосредственно, второй вход — через последовательно соединенные ждущие мультивибраторы, а третий вход — с первым входом блока управления, выход второго элемента И соединен с S-входом RS-триггера, ход соединен с шиной окончания контроля,. четвертый выход последнего соединен с входами ключей, два входа— с выходами блока для подключения контролируемой КМОП-микросхемы, а третий вход является входом "Пуск" устройства.

5 1335919

6 торого (фиг. 5), проходя через эле- тановки, либо до поступления сигнамент И-ИЛИ 30, осуществляет запись ла "Пуск", при поступлении которого единицы в триггер 32, При этом высо- цикл работы устройства повторяется. кий потенциал с единичного выхода триггера 32 поступает через элемент

ИЛИ 21 на К-.вход триггера 22 и на третий выход 33 блока 6 управления, осуществляя возврат в исходное состояние триггера 22. Высокий потенци-- 1р

- ал с инверсного выхода триггера 22 поступает на R-входы триггеров 28;

29 и 31, возвращая в исходное состояние триггер 28 (фиг. 5 ) и триггер

31 (фиг. 5,g). Одновременно низкий 15 потенциал с единичного выхода триг гера 22 поступает на четвертый выход импульсов по длительности, RS-триг34 блока 6 управления и, следовательно, на управляющие входы ключей 3 и

4 и переводит последнюю в непрово- 2р дящее состояние, отключая контроли- которого соединен с шиной сигнала руемый объект от генератора 2 и источника 1. При этом на выходах согласующих усилителей 26 и 27 устанавливаются потенциалы низкого уровня 25 руемой КМОП-микросхемы, о т л и ч а(фиг.5,Ь, 3) . Наличие на выходе 33 блока 6 управления высокого потенциала с единичного выхода триггера 32 приводит к появлению данного сигнала на шине 11 сигнала окончания контроля. 30 и, следовательно, на выходе элемен.та И 8.

Если в контролируемом обьекте токи утечки не. обнаружены, т.е. если триггер 7 остался в нулевом состоянии, то на второй вход элемента И 8 поступает высокий потенциал. Наличие на шине 11 высокого потенциала приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 8 и, следовательно, K срабаты- 40 ванию индикатора 10. Одновременно с появлением высокого потенциала на шине 11 на выходе 34 блока 6 управле- R-вход которого соединен с вторым ния появляется низкий потенциал, за- выходом блока управления, третий выкрывающий элемент И 17, тем самым предотвращая ложное срабатывание триггера 7 при выключении питания контролируемого объекта. Высокий потенциал на шине 11 присутствует либо до поступления импульса с выхода фор- 5р мирователя 20 сигнала начальной ус1335919

Фиг. 2

13359 t9 и

К

Л

Составитель Г.Крапива

Редактор С.Пекарь Техред B.Êàäàð Корректор Л„Бескид

Заказ 4045/40 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4