Выходной узел устройства контроля логических блоков

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Выходной узел содержит элементы И 11,и 12, ключи 13 и 14, элемент 18 сравнения и триггер 19. Введение инвертора 9, , элемента ШШ-НЕ 10, переключателя 16 и компаратора 17 обеспечивает распознавание третьего состояния проверяемых логических элементов с одновременным обеспечением проверки логических уровней на соответствие их установленным пределам. 1 ил. с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (5g 4 с 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИД =ТЕЛЬСТВУ (21) 4170074/24-21 (22) 30.12.86 (46) 15.12.88. Бюл. У 46 (71) Специальное конструкторское бюро вычислительной техники Института кибернетики АН ЭССР. (72) Х.И.Хаак и П.Э.Пукк (53) .681.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 651274, кл. G 01 R 31/00, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Р 940090, кл. G 01 R 31/28, 1980 ° (54) ВЫХОДНОЙ УЗЕЛ УСТРОЙСТВА КОНТРОЛЯ ЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и служит для расширения функциональных возможностей устройства. Выходной узел содержит элементы И 11,и 12, ключи 13 и 14, элемент 18 сравнения и триггер 19. Введение инвертора 9, . элемента ИЛИ-НЕ 10, переключателя 16 и компаратора 17 обеспечивает распознавание третьего состояния проверяемых логических элементов с одновременным обеспечением проверки логических уровней на соответствие их установленным пределам, 1 ил.

1444683

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля логических блоков.

Целью изобретения является расширение функциональн»х возможностей выходного узла устройства контроля логических блоков за счет обеспечения распознавания третьего высокоимпе . 10 дансного состояния проверяемых логических элементов с одновременным обеспечением проверки логических уровней на соответствие их установленным пределам. 15

На чертеже изображена Функциональная схема выходного узла устройства контроля логических блоков.

Выходной узел содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, д, пятый 5,шестой б,седьмой 7 и восьмой 8 входы, инвертор 9, элемент ИЛИ-НЕ 10, первый 11 и второй 12 элементы И, первый 13 и второй 14 ключи (на чертеже изображены в положении, соответствующем сигналу "0". на управляющем входе), резистор 15, переключатель 16 (в положении, соответствующем сигналу "0" на управляющем входе), компаратор 17, элемент 18 сравнения, триггер 19, информационный выход 20 и выход 21.

Вход 1 увла„ на который подается тестовая информация, соединен с первым входом элемента И 11, входом инвертора 9, управляющим входом переключателя 16 и первым входом элемента 18 сравнения. Вход 2 узла соединен с синхроиизирующим входом триггера

19. Вход 3 соединен с входом началь- 4О ной установки триггера 19. Вход 4 узла, сигнал на котором изменяется в зависимости от того, подключен выходной узел к входному или выходному контакту проверяемого блока, соединен с вторым входом элемента

ИЛИ.-НЕ. Вход 5 соединен с первым контактом ключа 13 и на него пода-. . ется напряжение Н, величина; которого . соответствует величине 1 . Вход 6 в! н узла соединен с первым контактом ключа 14 и служит для передачи величины напряжения Б, соответствующей "0".

Входы 7 и 8.узла соединены с переключаеиыми контактами переключателя

16 и на них подаются напряжения 11„, и:

Б„ соответственно, соответствующие пороговым напряжениям " 1" и "0", принятых в проверяемом блоке, Выход элемента ИЛИ-HF, 10 соединен с вторым входом элементов И 11 и 12. Выход инвертора 9 соединен с первым входом элемента И 12 и перв»м выводом резис.— тора 15, а выходы элементов И 11 и 12 соединены с управляющим входом ключей 13 и 14 соответственно. Нерв»й вход элемента ИЛИ-НЕ 10 соединен с выходом триггера 19 и выходом 20 узла. Вторые контакты ключей 13 и 14 соединены с первым входом компаратора

17, вторым выводом резистора 15 и выходом 21 узла. Второй вход компаратора 17 соединен с центральным контактом переключателя 16. Выход компаратора 17 соединен с вторым входом элемента 18 сравнения, выход которого соединен,с информационным входом триггера 19, Выходной узел работает следующим образом.

В работе выходного узла имеется два режима в зависимости от вида контакта проверяемого логического блока.

В первом режиме выходной узел используется для подачи логических уровней на контакт проверяемого блока, который является его входом, а во втором режиме задачей выходного узла является распознавание логических уровней контакта, который является выходом проверяемого блока. В обоих режимах работы проверяемым контактом является выход 21 узла, а его выход 20 является дополнительным информационным выходом, Если проверяемый устройством контакт является входом логического блока, то на вход 4 подается уровень "0"..

В начале кажцого такта проверки на вход 3 подается импульс, который устанавливает выход триггера 19 в нулевое состояние.

Уровень "0" поступает также на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 10, на выходе которого образуется сигнал

" 1", который поступает на вторые входы элементов И 11 и 12. !

Цходом 1 узла определяется подаваемая на объект тестовая информация.

При "1" на входе 1 этот уровень проходит через элемент И 11 на управляющий вход ключа 13 и напряжение U определяющее уровень "1" с входа 5 узла, через замкутый ключ 13 поступает на второй вход 21 узла, который подключен к контакту проверяемого логического блока. В этом случае на

44683

15

25

45 з

14 выходах элементов 9 и 12 уровни "0" и ключ 14 разомкнут.

При "0" на входе 1 замкнут ключ

14 и разомкнут ключ 13, следовательно, на второй выход 2 1 узла, а также на вход проверяемого блока от входа 6 узла поступает напряжение

U,,определяющее уровень 0, Напряжение от выхода ключей 13 и 14 поступает также на компаратор

17, который в этом режиме совместно с элементом 18 и триггером 19 выполняет функцию защиты ключей выходного узла от перегрузки. На второй вход компаратора поступает опорное напряжение U„, r входа 7 узла или напряжение Б„ с входа 8 с зависимости от сигнала на входе 1 узла. Напряжения

П„ .и 0„„ представляют собой предельП1 но допустимые уровни для логических сигналов. Например, для ТТЛ-элементов обычно Ut,< 2,4 В и U = 0,4 В.

Для нормальной работы выходного узла необходимо, чтобы уровни U < и tJ на входах 5 и 6 узла соответствовали

Vc oat M U, > П щ

Если, например, на входе 1 узла уровень " 1", то напряжение tJ<- на втором выходе 21 узла отличается от напряжения U только падением напряжения на ключе 13, которое при нормальном токе нагрузки незначительное, следовательно U = U y ttù . Так как на второй вход компаратора 17 через переключатель 16 поступает напряжение Б„,, выход компаратора приобретает уровень "1", а на выходе элемента 18 появляется уровень "0".

С определенной задержкой, которая нужна для завершения переходных процессов в ключах и в компараторе, подается синхроимпульс через вход 2 узла на синхронизирующий вход триггера 19 и триггер записывает информацию с его информационного входа на выход. Так как на выходе триггера

19, а также на первом выходе 20 узла и заранее был уровень нуля, этот уровень не- изменяется. Уровень

"0" на информационном выходе 20 сви-. детельствует о нормальной работе выходного узла при выдаче логических уровней. напряжения на ключе и напряжение

U< на выходе 21 становится меньше опорного tJ„1. В результате компар»тор 17 переключается, íà его выходе появляется "0", а на выходе элемента

18 " 1". При поступлении синхроимпульса уровень 1 поступает также на выход триггера 19 и на информационный выход 20 узла. Высокий уровень на выходе 20 узла в первом режиме свидетельствует о перегрузке ключей, Уровень " 1" поступает также на первый вход элемента ИЛИ-HF. 10 и переключает его выход на "0". Уровень

"0" проходит через элемент И 11 на управляющий вход ключа 13 и размыкает его, защищая его таким образом от перегрева. Время. задержки подачи синхроимпульса на вход узла по отношению к моменту изменения входных воздействий на входах 1 и 4 узла определяет быстродействие защиты.

Аналогично при подаче нуля на вход 1 узла и при нормальной нагрузке выхода напряжение на выходе 21 приобретает значение U = U„с. П „„, Через переключатель 16 на второй вход комларатора 17 поступает напряжение U, выход компаратора, а также выходы элемента 18 и триггера 19 приобретают значение "0", что свидетельствует о нормальной работе узЗ5 ла. Если, например, в проверяемом блоке имеется замыкание данного контакта на уровень " 1 (на цепь питания), резко увеличивается ток через ключ 14, Напряжение Ug на выходе ? 1

40 узла становится больше опорного П „, компаратор переключается, на выходе

20 узла появляется уровень " 1", в результате чего ключ 14 переводится в непроводящее соетояние.

Второй режим узла используется при проверке устройством контактов, являющихся выходами проверяемого блока. В этом режиме на вход 4 подается уровень "1", на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 10 появляется уровень "0", который через элементы И 11 и 12 поступает на первые входы ключей 13 и

14 и держит их в непроводящем состоянии.

В случае короткого замыкания контакта проверяемого блока на нулевой потенциал резко увеличивается ток через ключ 13, увеличивается падение

На вход 1 в этом режиме подаются эталонные реакции, т.е. ожидаемые логические уровни проверяемого контакта. Например, при подаче " 1" на

1444683 вход 1 через переключатель 16 на второй вход компаратора поступает напряжение U и в случае, если U < > U,на выщ К п< ходах элемента 18 и триггера 19 появляются уровни "0". Элементы 17, 18 и 19 работают аналогично первому режиму с

t1 1! той разницей, что теперь уровень 0 на информационном выходе 20 свидетельствует о том, что действительный уровень на данном контакте проверяемого блока соответствует эталонному, а задержка подачи синхроимпульса на . вход 2 узла должна быть выбрана с учетом задержки распространения сиг» налов в проверяемом блоке (должна быть больше задержки блока).

В случае, если вместо ожидаемой

" 1" на данном контакте проверяемого блока обнаруживается уровень,"0" или 20 недопустимо низкий уровень "1, переключается компаратор 17 и после ( подачи синхроимпульса на выходе 20 появляется уровень 1, свидетельствующий о том, что действительный 25 уровень на данном контакте проверяемого блока не соответствует эталонному.

Аналогично при подаче на вход 1 узла уровня "0" напряжение U„ от выхода проверяемого блока сравнивается с опорным напряжением Uz

Если U< аБп,, на информационном выходе 0 сохраняется уровень "0" а в случае, если действительный уровень

35 выше опорного Uд, на выходе 20 появляется "1".

Величина резистора 15 выбрана такой, что ток через этот резистор не превышает допустимого для применя-40 емых в контролируемых логических блоках логических элементов. Таким-образом этот резистор существенно не влияет на уровень выходного напряжения контакта U< на выходе 21 узла, если 45 логический элемент проверяемого блока, который связан с этим контактом, находится в состоянии "0" или

"1"

Однако. в случае, если указанный элемент находится в высокоимпеданс50 ном состоянии, поскольку величина резистора 15 выбрана существенно меньше выходного сопротивления логических элементов в этом состоянии, напряжение U на выходе 21 становится близким к ровню напряжения на выходе инвертора 9, Например, для

ТТЛ-элементов подходящая величина резистора 15 порядка нескольких десяткон килоом, Если при проверке контакта, который находится в высокоимпедансном состоянии, в качестве эталона, на вход 1 узла поступает уровень " 1", на выходе инвертора 9 образуется уровень "0" и через резистор 15 вы-. ход 21 также приобретает уровень напряжения, близкий к "0" ° После подачи синхроимпульса на информационный выход 20 узла поступает сигнал " 1", который указывает, что уровень U не соответствует "1". Аналогично при подаче на вход 1 узла в качестве эталона уровня "0" на выходе инвертора

9 появляется уровень " 1", напряжение

U на выходе 21 также приобретает значение, близкое к уровню "1" и уровень " 1" на выходе 20 узла индицирует, что контакт не имеет уровня

"0"; Следовательно, высокоимпедансное состояние характеризуется тем, что на информационном выходе 20 узла появляется уровень "1" при обоих эталонных уровнях на входе 1 узла.

Такой же результат получается при проверке логического элемента, выход которого находится в промежуточном состоянии между уровнями "0" и "1" (U„ (U к с U ) . Такое состояние возможно при дефектном элементе или при перегрузке его выхода другими элементами проверяемого блока, Для различения такого дефектного .состояния от высокоимпедансного,-.. которое является нормальным для ряда логических элементов, производят дополнительные такты проверКи. Для этого данный контакт со стороны входа 4 узла переключается как вход проверяемого блока и на вход 1 узла последовательно задают уровни "0 и

"1" согласно описанному первым режиму. Если контакт в высокоимпедансном состоянии, на обоих контактах проверки выход 20 узла сохраняет уровень нуля, В случае промежуточного уровня от дефектного элемента на одном или обоих тактах проверки появляется перегрузка ключей и срабатывает схема защиты, о чем инпицируеТ появление уровня "1" на выходе 20 узла.

Несмотря на то,что ь некоторых случаях для точного определения состояния

1444683

Формула изобретения

Составитель В. Савинов

Редактор А, Лежнина ТехредМ.Ходаннч Корректор А. Обручар

Заказ 6502/44 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и.открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 контакта потребуется Ло четырех тактов проверки, описанный способ вывода информации по быстродействию проверки является близким к оптималь5 ному. Это обусловлено тем, что на практике подавляющее большинство тактов. проверки состоит в проверке уровней "0" и " 1. -, при соответствии реальных уроней эталонным предлага- 10 емый выходной узел производит такую проверку в течение одного такта.

Только при обнаружении неисправностей, которые встречаются относительно редко, потребуются некоторые допол- 15 нительные такты для уточнения характера неисправности:. Также потребуются дополнительные такты при проверке высокоимпедансного состояния контакта, но общее время проверки при этом увеличится несущественно.

Выходной узел устройства контроля логических блоков, содержащий первый ,и второй элементы И, первый и второй ключи, элемент сравнения и триггер, первый вход узла соединен с первым входом первого элемента И и первым

:входом элемента сравнения, выход

1которого соединен с информационным входом триггера, синхронизирующий вход и вход начальной установки которого. соединены с вторым и третьим входами узла соответственно, а выход соединен с информационным выходом узла, выходы первого и второго элементов И соединены с управляющими входами первого и второго ключей соответственно, одни контакты которых соединены с четвертым и пятым входами узла соответственно, а другие — с выходом узла, второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения распознавания третьего высокоимпедансного состояния проверяемых логических элементсц с одновременным обеспечением проверки логических уровней на соответствие их установленным предельным значениям, узел содержит инвертор, элемент ИЛИ-НЕ, резистор, переключатель и компаратор, при этом первый вход узла соединен с входом инвертора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и ггервым выводом резистора, первый вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом триггера, второй вход — с шестым входом узла, а выход — с вторым входом первого элемента И, второй вывод резистора соединен с первым входом компаратора и выходом узла, подвижный контакт переключателя соединен с вторым входом компаратора, неподвижные контакты — с седьмым и восьмым входами узла соответственно, а управляющий контакт переключателя — с первым входом узла, выход компаратора соединен с вторым входом элемента сравнения.