Устройство для контроля передаточной характеристики кмоп- инвертора

 

Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, в частности к средствам контроля передаточной характеристики КМОП-инвертора, используемого в качестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых часов, и может быть использовано в часовой промышленности. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Неисправность объекта контроля или некачественное его подключение к устройству контроля передаточной характеристики фиксируется путем высвечивания на индикаторе устройства сигнала "Брак". 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1522131

А1 (51)4 С 01 Р 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV (:ВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4176478/24-21 (22) 06.01.87 (46) 15.11.89. Бюл. Р 42 (71) Научно-исследовательский институт часовой промышпенности (72) B.Ã.Êàëèíèí (53) 681.11(088.8) (56) Мэндлед Г.Р. и др, Интегральные схемы. Основы проектирования и технологии: Перев. с англ. М.: "Советское радио", 1970, с. 202, 206, рис. 8.2.

Авторское свидетельство СССР

N 1094020, кл. Г 04 D 7/00, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ KMOII-ИНВЕРТОРА

Изобретение относится к средствам контроля электронньгх узлов приборов времени, а именно к средствам контроля передаточной характеристики

КИОП-HHBepropa, используемого в качестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых часов, и может быть использовано в часовой промьппленности.

Цель изобретения — повьппение быстродействия за счет формирования линейно изменяющегося стимулирующего воздействия в диапазоне активного участка передаточной характеристики.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит источник 1 питания, формирователь 2 опорных напряжений, формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения, сумматор 4, 2 (57) Изобретение относится к средствам контроля электронных узлов приборов времени, в частности к средствам контроля передаточной характеристики KMOII-инвертора, используемого в качестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых часов, и может быть использовано в часовой промышленности. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Неисправность объекта контроля или некачественное его подключение к устройству контроля передаточной характеристики фиксируется путем высвечивания на индикаторе устройства сигнала "Брак". 2 ил.

I ключи 5 и 6, контактный блок 7, повторитель 8, дифференциатор 9, детектор 10 уровня, измерительный блок 11, М» второй детектор 12 уровня, блок 13 фф выборки и хране»»ия, блок 14 управ ления, блок 15 индикации, клемму 16 сигнала Пуск", причем первый выход источника 1 питания соединен с входом формирователя 2 опорных напряжений, второй вход - с входом ключа 5, выход которого соединен с входом контактного блока 7, другой вход последнего соединен с выходом ключа 6, выход контактного блока 7 соединен с входом повторителя 8, выход которого соединен с входамн днфференциатора 9 и блока 13 выборки и хранения, выход дифференциатора 9 соединен с первым входом детектора 10 уровня, вто-; рой вход которого соединен с первым выходом формирователя 2 опсрных на1522131 пряжений, первый вход блока 14 управления соединен с клеммо" 16 сигнала

"Пуск, третий вход — с выходом детектора 12 уровня второй вход — с

Ъ

5 выходом детектора 10 уровня и первым входом измерительного блока 11, первый выход блока 14 управления соединен с управляющим входом ключа 5, второй выход — с входом формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, управляющим входом ключа 6 и третьим входом измерительного блока 11, третий выход — с вторым входом измерительного блока 11, четвертый и пятый выходы — соответственно с вторым и третьим входами блока 15 индикации, шестой выход — с управляющим входом блока 13 выборки и хранения, второй выход формирователя 2 опорных напряжений соединен с первым входом второго детектора 12 уровня, вто,— рой вход которого соединен с выходом формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения и первым входом,, сумматора 4, третий выход формирователя 2 опорных напряжений соединен с вторым входом сумматора 4, третий вход коropoI.о соединен с выходом блока 13 выборки и хранения выход сумЪ

30 матора 4 соединен с входом ключа 6, выход измерительного блока 11 соединен с первым входом блока 15 индикации.

Формирователь 3 линейно изменяющегося напряжения выполнен на основе ин- 35 тегратора.

Измерительный блок 11 содержит триггеры 17 и 18, причем вход С триггера 17 является первым входом блока, входы R триггеров 17 и 18 объединены 40 и являются вторым входом блока, входы 1 и К триггера 17 объединены с входом D триггера 18 и являются третьим входом блока, единичный выход триггера 17 соединен с входом С триг- 45 гера 18, единичный выход которого является выходом блока.

Блок 14 управления образуют триггер 19, одновибратор 20, формирователь 21 сигнала начальной установки, 50 элемент ИЛИ 22, триггер 23, элемент

И 24, триггер 25, элементы И 26 и 27 и триггеры 28 и 29, причем вход S триггера 19 соединен с входом одновибратора 20, входом элемента.ИЛИ 22 55 и является первым входом блока, первый вход R триггера 19 соединж с первым входом R триггера 23, первыми входами элементов И 26 и 27 и является вторым входом блока, единичный выход триггера 19 является первым выходом блока, выход формирователя 21 сигнала начальной установки соединен с вторым входом R триггера 19 и с вторым входом элемента

ИЛИ 22, выход которого соединен с вторым входом R триггера 23, входами R триггеров 25, 28 и 29 и является третьим выходом блока, выход одновибратора 20 соединен с входом С триггера 23 и является шестым выходом блока, единичный выход триггера 23 соединен с первым входом элемента И 24 и является вторым выходом блока, второй вход элемента И 24 является третьим входом блока, выход элемента И 24 соединен с входом S триггера 25, прямой и инверсный выходы которого соединены с вторыми входами элементов И 26 и 27 соответственно, выходы последних соотВеТсгВеННо ooe HHeHbI c H oIIHMH S триггеров 28 и 29, единичные выходы . которых, в свою очередь, соответственно являются четвертым и пятым выходами блока..

Блок 15 индикации содержит элементы И 30 и 31 и индикаторы 32

34, причем инвертирующий вход элемента И 30 соединен с первым входом .элемента И 31 и является первым входом блока, вторые входы элементов И 30 и 31 объединены и являются вторым входом блока, выходы элементов И 30 и 31, соединены соответственно с входами индикаторов 32 и 33, а вход индикатора 34 является третьим входом блока.

При включении питания на выходе формирователя 21 сигнала начальной установки формируется импульс, посгупающий на второй вход R триггера 19 и через элемент ИЛИ 22 на второй вход R триггера 23 и входы К триггеров 17 и 18 измерительного блока 11, устанавливая укаэанные триггеры в нулевое состояние. На выходах блока 14 управления присут1ствуют потенциалы логического нуля, ключи 5 и 6 при этом находятся в непроводящем состоянии, на выходе формирователя линейно изменяюг егося напряжения присутствует нулевой потенциал, на выходе детектора 10 уровня потенциал логического нуля, на выходе.

131 6 когда напряжение на выходе контролируемого объекта равно потенциалу нуля, По заднему фронту импульса на

5 1522 измерительного блока 11 и выходе второго детектора 12 уровня — также потенциал логического нуля, индикаторы 32 — 34 блока 15 индикации не светятся.

Устройство работает следующим образом.

После установки контролируемой интегральной схемы в контактный блок

7 подаю г сигнал "Пуск" (фиг. 2а), по переднему фронту которого триггер 19 устанавливается в состояние единицы (фиг. 2б) и происходит запуск одновибратора 20 (фиг. 2в). Уровень логической единицы с выхода триггера 19 (фиг. 2б) поступает на управляющий вход ключа 5, переводя его в проводящее состояние, при этом на контролируемый объект подается напряжение питания. На входе контролируемого

KN0II-инвертора — выходе ключа 6— (фиг. 2ж) и его выходе, а следовательно, и входе повторителя 8 (фиг. 2и) вследствие наличия в контролируемом КЛОП-инверторе резистора обратной связи (в некоторых ИС этот резистор может отсутствовать, в этом случае такой резистор устанавливается в контактный блок 7 между входным и выходным контактами) устанавливаются одинаковые потенциалы, соответствующие активной области передаточной характеристики. Потенциал логической единицы с выхода одновибратора 20 (фиг. 2в) поступает на управляющий вход блока 13 выборки и хранения, переводя его в режим выборки. На выходе блока .13 выборки и хранения устанавливается потенциал, равный потенциалу входного сигнала, который поступаег на третий вход сумматора 4, вы-. полненного на операционном усилителе, на второй вход которого поступает .постоянный потенциал. Этот потенциал, суммируясь с потенциалами на первом и третьем входах сумматора 4 (на первом входе сумматора 4 потенциал в это время .равен нулю, фиг. 2д), обеспечивает Формирование на выходе сумматора 4 потенциала, подача которого на вход контролируемого объекта обеспечиваеr с учетом существующего разброса по положению активной области передаточной характеристики относительно напряжения U „ от экземпляра к экземпляру контролируемого KMOII-инвертора, переход его из активной области н область отсечки, выходе одновибратора 20 блок выборки и хранения переходит в режим хранения и одновременно триггер 23 устанавливается в состояние "1" (фиг.2г).

Потенциал логической единицы с единичного выхода триггера 23 поступает на управляющий вход ключа 6, переводя его в проводящее состояние, и на вход формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения, разрешая

Формирование на выходе последнего линейно изменяющего напряжения, а также на третий вход измерительного блока 11, разрешая счет счетчику на триггерах 17 и 18. На вход конт20 ролируемого QIOII-инвертора начинает поступать линейно изменяющееся напряжение (Фиг.2ж). Напряжение на выходе контролируемого объекта (фиг. 2и) в этом случае соответствует его передаточной характеристике.

Для того, чтобы на передаточной характеристике можно было обнаружить плоский участок, скорость изменения линейно изменяющегося напряжения должна быть в пределах 1,5-2 В/с.

В случае наличия на передаточной характеристике КЛОП-инвертора плоского участка, как это показано на фиг. 2и, выходной сигнал дифференциатора 9 имеет вид, представленный

35 на фиг. 2и. Выходной импульс дифференциатора 9 имеет плоскую вершину, соответствующую линейным участкам передаточной характеристики, нросад40ку практически до нуля в месте Формирования плоского участка (так как U „= !П вх

=const таким образом — — =О) и пологие

У

dt ,передний и задний фронты, обусловленные отклонением передаточной характеристики от линейного закона изменения и погрешностью дифференцирования дифференциатора 9. Напряжение с выхода дифференциатора 9 (фиг. 2к) поступает на вход детектора !О уровня, который может быть выполнен на основе компаратора, порог срабатывания которого задается oIIopHbIM напряжением, поступающим с первого выхода блока 2 формирования опорных

55 напряжений. В дной сигнал детектора 10 уровня в виде двух прямоугольных импульсов (фиг. 2л), пауза между которыми соответствует длительности

1522131 плоского участка, поступает на вход

С триггера 17, который является первым входом измерительного блока 11, и на второй вход элемента И 24, яв5 ляющийся третьим входом блока 14 управления. Поскольку на входах I и, К триггера 17 присутствует потенциал логической единицы с вьгсода триггера 23 (фиг. 2г), то по первому перепаду из "0" в "1" на его счетном входе триггер 17 устанавливается в состояние логической единицы (фиг.2м), а по второму перепаду возвращается в исходное состояние (фиг. 2м). По перепаду из "1" в "О" на выходе триггера 17 григгер 18 устанавливается в состояние "1" (фиг. 2н), так как на его входе D в этот момент присутствует потенциал 20 логической единицы. Одновременно по первому перепаду из "0" в "1" на выходе детектора 10 уровня формируется перепад из "0" в "1" на выходе элемента И 24, по которому триггер 25 25 устанавливается в состояние "1". (фиг. 2а).

В момент времени, когда нанряжение на выходе формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения станет равным порогу срабатывания детектора 12 уровня, последний срабатывает, что приводит к появлению на его выходе потенциала логической единицы (фиг. 2е). Порог срабаты35 вания детектора 12 уровня задается напряжением, поступающим на его первый вход с второго выхода формирователя 2 опорных напряжений. По перепаду из "О" в "1" сигнала на выходе

40 детектора 12 уровня возвращаются в исходное состояние триггер 19 (фиг. 2б), триггер 23 (фиг. 2г) и одновременно в триггеры 28 и 29 через элементы И 2б и 27 переписывается состояние прямого и инверсного выходов триггера 25. Если триггер 25 находился в состоянии "1", в состояг .ние "1" устанавливается триггер 28 (фиг. 2р), а триггер 29 остается в состоянии "О" (фиг. 2с); если триггер 50

25 находится в состоянии "0" (фиг.2п, 11 II пунктирная линия), т о в состояние 1 устанавливается триггер 2 9 (фиг . 2 с, пунктирная линия), а триггер 28 остается в состоянии 0 (фиг. 2р, пунк11 И 55 тирная линия). Появление на выходе триггера 19 потенциала логического нуля приводит к тому, что ключ ч 5 переходит в непроводящее состояние, вследствие чего. снимается напряжение питания с контролируемого объекта (фиг. 2и), а появление логического нуля на выходе триггера 23 приводит к тому, что напряжение на выходе формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения быстро падает до нуля (фиг. 2д), т.е происходит его сброс, ключ б переходит в непроводящее состояние, отключая вход контролируе-. мого объекта от выхода сумматора 4.

Одновременно на входы Z,K триггера 17 и вход Р триггера 18 поступает потенциал логического нуля, вследствие чего счетчик на указанньгх триггерах находится в режиме хранения записанной в них информации. Сброс формирователя 3 линейно изменяющегося напряжения приводит к тому, что на выходе детектора 12 уровня устанавливается потенциал логического нуля (фиг. 2е). Если триггер 28 установился в состояние логической единицы (фиг. 2р) 1 то этот потенциал поступает на входы элементов И 30 и 31, что при наличии потенциала логической единицы на выходе измерительного блока 11 (фиг. 2н) приводит к высвечиванию индикатора 33 "Брак "; это свидетельствует о негодности контролируемого объекта иэ-за наличия плоского участка в активной области его передаточной характеристики, Если на передаточной характеристике контролируемого КМОП-инвертора отсутствует плоский участок, то на выходе детектора 10 уровня в этой области формируется одиночный импульс и, следовательно, не происходит срабатывания триггера 18. Это приводит к тому, что на выходе измерительного блока 11 присутствует по- . тенциал логического нуля (фиг. 2н, пунктирная линия), наличие которого при наличии потенциала логической единицы на выходе триггера 28 приводит к высвечиванию индикатора 32

"Годен".

Если по какой-либо причине, например из-за неисправности контролируемого КМОП-инвертора, сигнал на

его выходе отсутствует, то не происходит срабатывания детектора 10 уровня, вследствие чего не срабатывает и григгер 25. В этом случае по перепаду из "О" в 111" на выходе детектора 12 уровня триггер 29 устаиавли9 152 вается в состояние логической единицы (фиг. 2с, пунктирная линия), что приводит к высвечиванию индикатора

34 "Брак II"; это свидетельствует о неисправности. объекта контроля или некачественном его подключении. формула и з обретения

Устройство для контроля передаточной характеристики КЛОП-инвертора, содержащее источник питания, формирователь опорных напряжений, формирователь линейно изменяющегося напряжения, два ключа, контактный блок, повторитель, дифференциатор, первый детектор уровня, измерительный блок, блок управления и блок индикации, причем первый выход источника питания соединен с входом формирователя опорных напряжений, второй выход источника питания через первый ключ соединен с входом контактного блока, другой вход которого соединен с выходом второго ключа, выход контактного блока через последовательно соединенные повторитель и дифференциатор соединен с входом первого детектора уровня, другой вход которого соединен с первым выходом формирователя опорных напряжений, первый вход блока управления соединен с клеммой сигнала

"Пуск", второй вход — с выходом первого детектора уровня и первым входом

2131

1О измерительного блока, первый выход блОка управления соединен с управляющим входом первого ключа, второй выходс входом формирователя линейно изме5 няющегося напряжения, третий выход— с вторым входом измерительного блока, первый вход блока индикации соединен с выходом измерительного блока, чет" вертый и пятый выходы блока управления — соответственно с вторым и третьим входами блока индикации, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены блок выборки и хранения, сумматор и второй детектор уровня, перВый вход которого соединен с вторым выходом формирователя опорных напряжений, второй вход — с выходом формирователя линейно изменяющегося напряжения и первым входом сумматора, второй вход которого соединен с третьим выходом формирователя опор» ных напряжений, а третий вход — с выходом блока выборки и хранения, вход которого соединен с выходом повторителя, а управляющий вход соединен с шестым выходом блока управления, при этом управляющий вход второго ключа объединен с третьим входом измерительного блока и подключен к второму выходу блока управления, а выход второго детектора уровня соединен с третьим входом блока управления.

35,, 1522131

Составитель А.Коробков

Редактор А.Огар Техред M.дидык Корректор M.Самборская

Заказ 6955/42 Тираж 714 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101