Устройство для контроля коэффициента усиления инвертора

 

Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, а именно к устройствам для контроля коэффициента усилия КМОП инвертора. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство для контроля коэффициента усиления инвентора содержит источник 1 питания, блок 2 формирования опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, первый и второй ключи 5,6, блок 7 контактов для подключения контролируемого объекта, повторитель 8, первый и второй компаратор 9,10, триггер И, третий компаратор 12, схему 13 выборки и хранения, измерительный блок 14, блок 15 управления, блок 16 индикации, клемму 17 сигнала "Пуск". Введение в устройство блоков 4,11,13 позволило уменьшить динамический диапазон изменения пилообразного стимулирующего воздействия формирователи 3 линейно изменяющегося напряжения при контроле переходной характеристики инвертора. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1483410 А 1 д 4 G 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННь!й НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4218211/24-21 (22) 06.01.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (7l) Научно-исследовательский институт часовой промышленности (72) B. Г. Калинин (53) 621.317.799 (088.8) (56) Справочник по интегральным микросхемам / Под ред. Б. В. Тарабрина.— М.:

Энергия, 1981, с. 544, рис. 4 — 30a.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1366976, кл, G 01 R 31/28, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, а именно к устройствам для контроля коэффициента усиления КМОП-инвертора.

Цель изобретения — повышение оыстродействия. Устройство для контроля коэффициента усиления инвертора содержит источник 1 питания, блок 2 формирования опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, первый и второй ключи 5, 6, блок 7 контактов для подключения контролируемого объекга, повторитель 8, первый и второй компараторы 9, 10, триггер И, третий компаратор 12, схему !3 выборки и хранения, измерительный блок 14, блок 15 управления, блок 16 индикации, клемму 17 сигнала «Пуск». Введение в устройство блоков 4, ll — 13 позволило уменьшить динамический диапазон изменения пилообразного сти мули рующего воздействия формирователи 3 линейно изменяющегося напряжения при контроле переходной характеристики инвертора. 2 ил.

14834

Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, а именно к устройствам для контроля коэффициента усиления КМОП-инвертора, используемого в качестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых наручных часов, и может быть наиболее эффективно использовано в часовой промышленности.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства за счет сокращения динамического диапазона изменения пилообразного стимулирующего воздействия.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняюгцие его работу.

Устройство содержит источник 1 питания, блок 2 формирования опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, первый 5 и второй 6 ключи, блок 7 контактов для подключения контролируемого объекта, повторитель 8, первый 9 и второй !О компараторы, триггер 11, третий компаратор 12, схему !3 выборки и хранения, измерительный блок 14, блок 15 управления, блок 16 индикации и клемму 17 сигнала «Пуск», причем первый выход источника питания соединен с входом блока 2 формирования опорных напряжений, второй выход — с входом первого ключа 5, первый выход блока 2 формирования опорных напряжений — с первым входом компаратора 9, второй выход — с первым входом второго компаратора 1О, третий вход — с первым входом сумматора 4, четвертый выход — с первым входом третьего компаратора 12, второй вход которого подключен к выходу формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и второму входу сумматора 4, третий вход сумматора соединен с выходом схемы 13 выборки и хранения, выход сумматора 4 связан с входом второго ключа 6, выход которого соединен с вторым входом блока 7 контактов для подключения контролируемого объекта, выход первого ключа 5 связан с первым входом блока 7 контактов для подключения контролируемого объекта, выход которого через повторитель 8 соединен с вторыми входами компараторов 9 и 10 и входом схемы !3 выборки и хранения, выход компаратора 9 подсоединен к С-входу триггера 11, выход компаратора 10 — к R-входу триггера 11, выход компаратора 2 — к второму входу блока 5 управления, выход триггера 11 соединен с третьим входом блока 15 управления и вторым входом измерительного блока 14, выход которого связан с третьим входом блока !6 индикации, первый вход блока 15 управления соединен с клеммой 17 сигнала «Пуск», шестой выход блока 15 управления подсоединен к управляющему входу первого ключа 5, первый выход — к управляющему входу второго ключа 6, входу формирователя 3 линейно изменяюшегося напряжения и Dвходу триггера 11, пятый выход — к управ10

4 ляющему входу схемы 13 выборки и хранения, второй выход — к первому входу измерительного блока 14, третий и четвертый выходы — соответственно к первому и второму входам блока 16 индикации.

Измерительный блок 14 содержит генератор 18, счетчик 19, регистр 20 и схему 21 сравнения кодов, причем выход генератора 18 соединен с С-входом счетчика 19, CEвход которого является вторым входом блока, à R-вход — первым входом блока, выходы счетчика !9 подклк)чены к первой группе входов схемы 21 сравнения кодов, вторая группа входов которой соединена с выходами регистра 20, на вход опроса результата сравнения схемы 21 сравнения кодов подается потенциал «1», выход схемы 21 сравнения кодов является выходом блока.

Блок 15 управления состоит из элементов

ИЛИ 22 и 23, формирователя 24 сигнала начальной установки, первого триггера 25, одновибратора 26, а также второго 27, третьего 28, четвертого 29 триггеров, причем первый вход первого элемента ИЛИ 22 соединен с С-входом четвертого триггера 29 и является вторым входом блока, второй вход элемента ИЛИ 22 подключен к выходу формирователя 24 сигнала начальной установки и входу элемента ИЛИ 23, другой вход которого соединен с S-входом первого триггера 25 и С-входом одновибратора 26 и является первым входом блока, выход элемента

ИЛИ 22 соединен с R-входом первого триггера 25, другои R-вход которого соединен с единичным выходом третьего триггера 28, являюшимся третьим выходом блока, выход элемента ИЛИ 23 соединен с R-входами третьего и четвертого триггеров 28 и 29 и является вторым выходом блока, единичный выход первого триггера 25 соединен с Dвходом второго триггера 27 и является шестым выходом блока, инверсный выход первого триггера 25 соединен- с R-входом второго триггера 27, единичный выход которого соединен с D-входом третьего триггера 28 и является первым выходом блока, С-вход третьего триггера 28 является третьим входом блока, инверсный выход третьего триггера 28 соединен с D-входом четвертого триггера 29, единичный выход которого является четвертым выходом блока.

Блок 16 индикации содержит первый 30 и второй 31 элементы И, а также первый 32, второй 33 и третий 34 индикаторы, причем инвертируюгций вход первого элемента И 30 соединен с первым входом второго элемента

И 31 и является третьим входом блока, второй вход первого элемента И 30 соединен с вторым входом второго элемента И 3! и является первым входом блока, к выходам элементов И 30 и 31 подключены соответственно индикаторы 32 и 33, вход индикатора 34 является вторым входом блока.

При включении питания устройства формирователь 24 сигнала начальной установки

148341 блока 15 управления формирует на своем выходе импульс, который через элементы

ИЛИ 22 и 23 поступает соответственно на

Я-входы триггеров 25, 28 и 29 и R-вход счетчика 19, устанавливая их в нулевое состояние. На выходах и входах блока 15 управления, а также выходах формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, компараторов 9, 10 и измерительного блока 14 присутствуют потенциалы «О». Ключи 5 и 6 находятся в непроводяшем состоянии. !О

Работа устройства начинается при поступлении команды «Пуск», которая подается после соединения контролируемого объекта и блока 7 контактов для его подключения, в качестве которого используется контактное устройство, если контролируемым объектом является интегральная схема (ИС), выпускаемая в стандартном корпусе, либо система зондов, если контролируемым объектом является бескорпусная интегральная схема.

При этом по переднему фронту команды

«Пуск» (фиг. 2а) тритгер 25 устанавливается в состояние «1» (фиг. 2б) и одновременно происходит запуск одновибратора 26, на выходе которого (фиг. 2в) появляется уровень «1». Уровень «I» с единичного вы25 хода триггера 25 поступает на управляюшии вход первого ключа 5, переводя его в проводящее состояние, и на .0-вход триггера 27, разрешая срабатывание его по перепаду из «1» в «О» на выходе одновибратора 26.

На контролируемый объект подается напряжение питания. На входе контролируемого

КМОП-инвертора (фиг. 2ж) и его выходе (фиг. 2u) после некоторого переходного процесса устанавливаются равные потенциалы, соответствующие активной области передаточной характеристики. Это происходит вследствие того, что в контролируемой ИС между входом и выходом КМОП-инвертора установлен резистор обратной связи (в некоторых типах часовых ИС такой резистор отсутствует, в этом случае Он устанавливается в блоке 7 для подключения контроли- 40 руемого объекта между входными и выход- . ными контактами). Уровень «1» с выхода одновибратора 26, поступающий на управляющий вход схемы 13 выборки и хранения, переводит ее в режим выборки. На выходе схемы 13 выборки и хранения устанавлива45 ется потенциал, равный потенциалу на выходе повторителя 8. Этот потенциал поступает на третий вход сумматора 4, на второй вход которого в это время поступает потенциал

«0» с выхода формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, а на первый вход — постоянный потенциал с третьего выхода блока 2 формирования опорных напряжений, который, суммируясь с потенциалами на других входах, обеспечивает формирОвание на выходе сумматора 4 потенци- 55 ала, обеспечивающего при его подаче на вход контролируемого объекта переход последнего из активной области в область отсечки, где потенциал ня вы.,оде кoilòp(>ë Iруемого обьекта равен минус Е, 3нячсiill( постоянного потенция la, поступяюц(его ня первый Bxoa C) м мято р 1 4, вы 611 10 я(т(я I ai(II >I, чтобы обеспечивался пере|о 1 коцтролируеMoI o Объекта в Обл яст). QTco IhII o x 1 T(и существующего разброса положения античной области передаточной хяря1(теристп1,11 относительно изменения напряжения ня е..о входе. После подачи на контролируемый обьект напряжения питания, ня вы|оде последнего устанявливяегся напряжение, превышающее порог cpa6aTI.Inai ия I oxiriapaTOра 10, вследствие чего на его выходе форм 1руется потенциал «1», поступающий ня Явход триггера !1, разрешая его работу. В момент включения питания ня контролируемый объект, во время переходного процесса напряжения на его выходе (фиг. 2и) на короткое время превышает порог рабатывания компаратора 9, ня выходе которого при этом формируется импульс (ф1г. 2л), поступающий на C-вход триггера 11. Однако появление этого импул.ся не приводиT к срабатыванию последнего, Taê кяк в этот момент ня его D-в|оде присутствует i отенцпял «0» с выхода триггера 27. После окончания IIереходного процесса на выходе контролируемого об.ьекта установится потенциал, равный потенциалу ня его входе, 1 ри этом Iia выходе компяратора 9 устанавливается нотенцпал «О», т. е. потенциал Iia егo Bxo;Ic меньше порога eio срабатывания (7 (фиг. 2и). После того, кяк Одновпбрятор 26 закончит формирование импульса требуемой длительности, цо перепаду из «1» в «О» ня его выхо It (ф,1г. 2в) тригi (р 27 усTa laaлцвается в состояние «1» (фиг. 2, ). я схема 13 выборки и xрянения IIåp(xодп". в рея(1:xl xða нения. Уровень «!» t вы|О.(я триггера 7 поступает на В-в|оды триггеров 11 и 28, разрешая запи I> в iilix «1» прп поступлении на их С-входы перепада из «1»;«0>., а также на управляющий вход ключа 6, переводя е"o в проводящее состояние, н iia вход формирователя 3 линейно изменяющегocH напряжения, разрешая его работу. 1-1я вход контролируемого ooüåêòà поступяеT поте;1циал, переводящий егo в режим отсечки, когда на его вы|оде устанавливается потенциал — E, (фиг. 2u). Ня вы|о lc формировят(, 1я 3 линейно изменяюцгегося напряжения появляется напряжение, изменя1ощееся по линейному закону (фиг. 2д) . .11а вход контролируемого объекта при этом также поступает линейно пзменяю1цееся 1«япряжение (фиг. 2ж) . Измене. пе напряжения на выходе контролируемого объекта в этом случае соответствует его передаточная |арактеристикя (фпг. 2и). После того, кяк напряжеш1е ня выходе контролируемого объекта, я следовательно, Ha Bi lxo;lt повторителя 8 (фиг. 2и) стянет меньше порога срабатывания комцаратора 9 Ьл, н;1 вы|оде последнего устанавливается уровень «О»

1483410 (фиг. 2л). По перепаду из «1» в «О» на выходе компаратора 9 срабатывает триггер 11 и на его выходе устанавливается потенциал

«1» (фиг. 2м). Этот потенциал поступает на CE-вход счетчика 19, разрешая отсчет импульсов, поступающих на его С-вход с выхода генератора 18. Когда напряжение на выходе повторителя 8 достигает порога срабатывания компаратора 10 Un!, последний срабатывает и на его выходе устанавливается потенциал «О» (фиг. 2к) . По перепаду из «1» в «О» на выходе компаратора 10 триггер 11 переходит в состояние «0», этот потенциал поступает на СЕ-вход счетчика 19, запрещая отсчет счетчиком 19 импульсов, формируемых генератором 18. Одновременно по перепаду из «1» в «О» на выходе триггера 11 триггер 28 устанавливается в состояние «1» (фиг. 2н), что приводит к возвращен и ю тр и ггера 25 в состояние «0». Потенци ал

«О» с единичного выхода триггера 25, поступающий на управляющий вход ключа 5, переводит его в непроводящее состояние, отключая от контролируемого объекта напряжения питания. Потенциал «1» с инверсного выхода триггера 25 возвращает в нулевое состояние триггер 27, потенциал «О» с выхода которого переводит в непроводящее состояние ключ 6, сбрасывает выходное напряжение формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и поступает íà Dвход триггера 1. Кроме того, потенциал

«1» с выхода триггера 28 поступает на входы элементов И 30 и 31 блока 16 индикации, разрешая высвечивание результата контроля, а потенциал «О» с инверсного выхода триггера 28 поступает на D-вход триггера 29 и удерживает его в нулевом состоянии. В счетчике 19 измерительного блока 14 остается записанным число, соответствующее длительности выходного импульса триггера 11, которая обратно пропорциональна коэффициенту усиления контролируемого КМОПинвертора. Если число, записанное в счетчике 19, оказывается больше записанного в регистра 20, то на выходе схемы 21 сравнения кодов появляется потенциал «1» сразу же после превышения содержимым счетчика 19 значения, записанного в регистре 20, так как на вход «)» схемы 21 сравнения кодов подается уровень «1». Сигнал с выхода схемы 21 сравнения кодов поступает на инвертирующий вход элемента И 3! блока 16 индикации. Если на выходе схемы 21 сравнения кодов сформирован потенциал «О», то после поступления потенциала «1» с выхода триггера 28 на первые входы элементов

И 30 и 31 высвечивается индикатор 32 «Годен». Если на выходе схемы 2! сравнения кодов сформирован потенциал «!», высвечивается индикатор 33 «Брак 1», свидетельствующий о том, что контролируемый КМОПинвертор забракован по величине коэффициента усиления. Результат измерения сохраняется в счетчике 19, а триггер 28 нахо5

8 дится в состоянии «1» до поступления очередной команды «Пуск».

Если по какой-либо причине (например, из-за плохого контакта между контролируемым объектом и блоком 7 для его подключения или неисправности объекта контроля) не сформируется импульс на выходе триггера 11, сигнал на выходе формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения нарастает до достижения порога срабатывания ком паратора 12. (фиг. 2д, пунктирная линия), триггеры 25 и 27 при этом остаются в состоянии «1» (фиг. 2б и г, пунктирные линии). Затем срабатывает компаратор 12, по перепаду из «О» в «1» на выходе которого триггер 29 устанавливается в состояние «!» (фиг. 2n), так как на его D-входе присутствует потенциал «1» с выхода триггера 28.

Срабатывание триггера 29 вызывает высвечивание индикатора 34 «Брак 2», свидетельствующего о неисправности контролируемого объекта. Одновременно перепад из «О» в «1» на выходе компаратора 12 (фиг. 2e) поступает через элемент ИЛИ 22 на R-вход триггера 25, возвращая его, а следовательно, и триггер 27 в исходное состояние. Появление потенциала «О» на выходе триггера 25 приводит к тому, что ключ 5 переходит в непроводящее состояние, отключая контролируемый объект от источника 1 питания, а появление «0» на выходе триггера 27 вызывает переход ключа 6 в непроводящее состояние и сброс формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, напряжение на его выходе быстро падает до нуля (фиг. 2д). На выходе компаратора 12 вследствие этого формируется перепад из «1» в

«О» (фиг. 2е). Триггер 29 находится в состоянии «1» до поступления очередной команды «Пуск» (фиг. 2n). После высвечивания одного из индикаторов контролируемый объект отключен от источников входного сигнала и питания и может быть проведена замена контролируемого объекта. Цикл работы устройства повторяется после постуllления очередной команды «Пуск» на клемму 17, по перепаду из «О» в «1» которой происходит обнуление счетчика !9 и триггеров

28 и 29, установка триггера 25 в «1» и запуск одновибратора 26. Далее устройство работает аналогично описанному.

Предлагаемое устройство может работать как автономно, так и в составе автоматизированной системы контроля.

При автономном использовании устройства блок 2 формирования опорных напряжений представляет собой четыре регулируемых резистивных делителя, питание которых осуществл яется от одного источи и ка опорного напряжения. Регистр 20 может быть выполнен в виде переключателей, обеспечивающих подачу на вторую группу входов схемы 21 сравнения кодов потенциалов

«0» ил и «1».

1 4834 1 (,!

При использ()ванин устройства в составе автоматизированной системы контроля блок

2 формирования oiioplihlx напряжений может содержать четыре цифроаналоговых преобразователя, управляемых регистрами, в которые записывается информация о требуемых значениях выходных напряжений блока.

Информация о минимально допустимом значении коэффи циента усиления заносится в регистр 20. Выходам?! устройства являются выход измерительного блока 14 и выходы триггеров 28 и 29 блока 15 управления, Формирователь сигнала начальной установки 24 может быть выполнен либо на основе кнопки, либо на основе детектора уровня, вход которого подкгпочен к интегрирующей RC-цепи, включенной между полюсами источника питания.

Фор.?(ула изобретения

Устройство для контроля коэффициента усиления инвертора, содержа щее источник питания, первый и второй ключи, блок формирования опорных напряжений, первый и второй компараторы, формирователь линейно изменяю!цегося напряжения, повторитель, измерительный блок, блок управления и блок индикации, причем первый выход источника питания соединен с входом блока формирования опорных напряжений, второй выход — с входом первого ключа, первый и второй выходы блока формирования опорных напряжений соединены с первыми входами соответственно первого и второго компараторов, вторые входы которых подключены к выходу повторителя, первый выход блока управления соединен с входом формирователя линейно изменяю?цегося напряжения, первый вход — с клеммой сигнала «Пуск», ьторой Выход — — с ill. 13!31»NI Bx(.Ioxi пзмср;1тельногo блока, трет!?й il ?с !?с1) гь!!! I?I>lx()ды — соответственно с псрвь.v. !?тор! 1!

Входами Олока индикации, 1)BTII!i В Од ко?()

5 рого соединен с выходом измсритель!!Огo

О, IoKB, Выходы перВОГО 1! Вто;)Ого ключ сй соединены соответственно о .!с1)!!1,!3! и ягор! 1 ; входами блока контактов для под!.г!!О>?с?1:!5! контролируемого об(ьскта, Выход которoão соединен с входом повторителя, отличи 0цеегя тем, что, с целью повышсн!!я бы("гPOJ(l3CTBИЯ» Ñ ГРО?!Ст!3а B;i 0>?С1 СОКРB!Ц(ii H динамического диапазона !!зч(нс!1;?я llll,loобразного стимулирующс>-О В03тейс: вия, в него введены сумматор, тр!?!тер, трст:III компаратор и схема выборки и хранения, причем первый вход сумматора сос ц!нсн с третьим выходом блока формирован! я опорных напряжений, четвертый выход которого соединен с первым входом третьего компаратора, второй вход которого соединен

20 с выходом формирователя линейно изменяющегося напряжения и вторым входом сумматора, третий вход сумматора соединен с выходом схемы выборки и хранения. Вход которой соединен с выходом повторителя, выход сумматора соединен с входом второго ключа, выход третьего компаратора соединен с вторым входом блока управления, первый вых )д которого соединен с управляющим входом второго ключа и D-входом триггера, пятый выход — с управляющим входом схемы выборки и хранения, выходы первого и второго компараторов соединены соответственно с

С-входом и R-входом триггера, Выход когорого соединен с вторым Bxogo»1 измерительного блока и третьим входом о.!Ока управления, шестой выход блока управления со35 СДИ н Н С П ра В. ?Яю ll?H XI В ХО;?О. пе13ВО Го ключа.

1483410

Составитель A. Коробков

Редактор Л. Пчолинская Тсхред И. Верее Корректор О. Кравцова

Заказ 2828f44 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Рву шская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина. 101