Устройство для контроля цифровых блоков

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности контроля входного тока объекта контроля - достигается введением блока 26 управления, ключей 7 - 12, операционных усилителей 27 и 28, клеммы 25 режима и диодов 29 и 30. Устройство содержит также формирователь 3 импульсов, управляемый источник 4 тока, схему 5 сравнения, ключ 6, линию 13 передачи. В описании изобретения даны также структурные схемы формирователя импульсов и блока управления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

3иа б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 4362617/21 (22) 11.01.88 (46) 07.01.91. Бюл. 9 (72) В.Г.Резников, Н.В. Боровский, ф,Д.Становов, Л. В.Духовской в Л.М.Попель ,53) 621.317. 715 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1193608, кл. С 01 R 31/28, 1983, Европейский патент

Р 0124761, кл. G 01 R 31/28, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ? ЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ

БЛОКОВ (57) Изобретение относится к контÄÄSUÄÄ 1619208 А1

2 рольно-измерительной технике. цеяь

1 . изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности контроля входного тока объекта контроля — достигается введением блока 26 управления, ключей 7—

12, операционных усилителей 27 и 28, клеммы 25 режима и диодов 29 и 30.

Устройство содержит также формирователь 3 импульсов, управляемый источник 4 тока, схему 5 сравнения, ключ

6, линию 13 передачи. В описании изобретения даны также структурные схемы формирователя импульсов и блока управления. 2 з.п. ф-лы, 3 ил .

16 l9208

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в многоканальных системах контроля цифровых узлов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет возможности контроля входного тока объекта контроля, На фиг.1 приведена схема устройст- 10 ва; на фиг.2 — схема формирователя импульсов; на фиг.3 — схема блока управления.

Устройство для контроля цифрового узла 1 с контактом 2 содержит формироватепь 3 импульсов, управляемый источник 4 тока, схему 5 сравнения, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой

12 ключи, линию 13 передачи, клемму

14 тестовой последовательности, клемму 15 блокировки, клемму 16 для задания тока, первую 17 и вторую 18 клеммы для задания уровня контроля, пер, вую 19 и вторую 20 клеммы стробирова- 25 ния, первую 21 и вторую 22 клеммы контроля, первую 23 и вторую 24 клеммы для задания напряжения, клемму 25 режима, блок 26, управления, первый 27 .и второй 28 операционные усилители, первьпr 29 и второй 30 диоды с соответствующими связями.

Формирователь 3 импульсов содержит первый 31, второй 32, третий 33, четвертый 34 пятый 35i шестой 36 и 35 седьмой 37 транзисторы, третий 38, четвертый 39, пятый 40 и шестой 41 диоды, ключ 42, первый 43 и второй 44 . конденсаторы, первый 45, второй 46, третий 47, четвертый 48, пятый 49, 40 шестой 50, седьмой 51, восьмой 52, девятый 53 резисторы с соответствующими связями.

Блок 26 управления содержит логический инвертор 54, первый 55 и вто- 45 рой 56 логический элементы 2И, первый

57 и второй 58 логические элементы

2И-HE .

Устройство работает следующим образом.

Для приведения устройства в состояние, соответствующее функциональному контролю проверяемого цифрового узла,1, ключ 6 должен быть замкнут, ключ 12 разомкнут, а ключ 11 — в лю55 бом состоянии. На клемму 25 подается уровень логического "0", под воздействием которого на первом.и втором выходах блока 26 управления устанавливаются уровни логической "1", а на третьем и четвертом выходах — уровни логического "0". Указанное состояние, выходов блока 26 режима приводит ключи 7 и 8 в проводящее состояние, а ключи 9 и 10 — в непроводящее, при этом операционные усилители 27 и 28 . работают как повторители напряжения.

На клеммы 23 и 24 должны подаваться напряжения постоянного тока, которые, передаваясь через операционные усилители 27 и 28, поступают на третий и четвертый входы формирователя 3 импульсов, определяя соответственно высокий и низкий уровни его выходного напряжения, на клемму 14 должна подаваться последовательность импульсов с уровнями, соответствующими логическому "0" и логической "1".

При подаче на клемму 15 уровня логической "1" на выходе формирователя

3 импульсов вырабатывается импульсная последовательность, которая через ключ 6 и линию 13 передачи поступает на контакт 2 в качестве входного воздействия для контролируемого цифрового узла 1. Для неискаженной передачи импульсного напряжения должно быть обеспечено согласование выходного co l противления формирователя 3 импульсов с волновым сопротивлением линии

13 передачи. Входной ток контролируемого цифрового узла 1, являясь одновременно выходным током форж рователя 3 импульсов, создает на его выходном сопротивлении падение напряжения, которое приводит к погрешности, проявляющейся в несоответствии значений высокого и низкого уровней выходного напряжения формирователя 3 импульсов напряжения постоянного тока, за,даваемым на клеммы 23 и 24.

Для перевода устройства в состояние формирования импульсного напряжения с компенсацией падения напряжения на выходном сопротивлении форжрователя 3 импульсов ключ 11 должен быть замкнут, на клемму 25 подается уровень логической "1". В этом случае при подаче на клемму 14, а следовательно„и на второй вход блока 26 уп-. равления уровня логической "1" на втором и третьем выходах последнего появляются уровни логической "1"„а на первом и четвертом — уров.m логического "0". Выходными сигналами бло ка 26 управления ключи 8 и 9 устанавливаются в проводящее состояние, а

8- 6 пульсов на клеммы 19 и 20 и соответ-, ственно на четвертый и пятый входы схемы 5 сравнения на выходах последней и соответственно на клеммах 21 и

22 устанавливаются уровни логического "0" или логической "1" в зависимости от результата разбраковки.

Для контроля входного тока контролируемого узла 1 ключ 6 должен быть разомкнут, а ключ 12 замкнут . На клемму 15 должен быть подан уровень логической "1". Вследствие того, что ключ

6 разомкнут, выходное напряжение формиррвателя 3 импульсов поступает на контакт 2 через ключ 12, диод 29 или диод 30, ключ 11 и линию 13 передачи.

Погрешность задания напряжения при этом отсутствует, так как дополнительное падение напряжения на диоде

29 или диоде 30 вместе с падением напряжения на выходном сопротивлении формирователя 3 импульсов компенсиру-. ется действием отрицательных обратных связей, образуемых ключами 9 .— 11, аналогично тому, как описано для случая формирования импульсного напряже ния с компенсацией падения напряжений на выходном сопротивле. ии формирователя 3 импульсов, На клемму 16 подается напряжение постоянного тока, которое -адает выходной ток управляемого источника 4 . тока, равный граничному значе-1ию разбраковки тока через клемму 2 для подключения вывода контролируемого узла

1, являющегося в этом случае входом.

На клеммы 17 и 18 подаются напряжения постоянного тока, равные значениям соответственно высокого и низкого уровней импульсного напряжения на контакте 2.

Пусть на контакте 2 устанавливает,ся высокий уровень напряжения. Если входной ток контролируемого узла 1 меньше граничного значения (случай годности кантролируемогo цифрового узла 1), то в соответствии с вторым законом Кирхгофа -.oê,ðàâíûé разности между выходным током управляемого источника 4 тока и током через контакт

2, протекает через один из диодов 29 и 30, например через диод 29, создавая на нем падение напряжения. В этом случае напряжение на первом входе схемы 5 сравнения меньше, чем на ее втором входе, причем разница определяется падением напряжения на диоде 29, TQK как его катод через ключ 12 сое5 161920 ключи 7 и 10 — в непроводящее. Под действием отрицательной обратной связи, образованной ключами 9 и 11 выходное напряжение операционного усилителя 27, воздействуя на третий вход формирователя 3 импульсов, устанавливает в точке соединения ключа 11 с входом линии 13. передачи напряжение высокого уровня, равное напряжению постоянного тока на клемме 23, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя 27, ключ 8 в этом случае предотвращает насыщение опера.ционного усилителя 28 .

При подаче на клемму 14 уровня логического "0" на втором и третьем выходах блока 26 появляются уровни логического "0", а на первом и четвертом УРовни логической "1", при этом 20 ключи 8 и 9 устанавливаются в непро-, водящее состояние, а ключи 7 и 10— в проводящее. Отрицательная обратная связь, образованная ключами 10 и 11, устанавливает выходное напряжение операционного усилителя 28 таким, при котором низкий уровень выходного напряжения формирователя 3 импульсов в точке соединения ключа 11 с входом линии 13 передачи соответствует на30 пряжению постоянного тока на клемме

24. Ключ 7 предотвращает насыщение операционного усилителя 27.

При функциональном контроле цифровых узлов с шинной структурой для отключения выходного напряжения формирователя 3 импульсов от контролируемого узла 1 (перевода вьхода формирователя 3 импульсов в BbIcoKQHM педанское третье состояние) на клемму 15 подается уровень логического

"0". На клемму 16 подается напряжение, определяющее полярность и значение выходного тока управляемого источника 4 тока, который, протекая че45 рез ключ 11 и линию 13 передачи, создает необходимую нагрузку для контакта 2,. который в этом случае является выходом контролируемого цифрового узла 1. Выходное напряжение контролируемого цифрового узла 1 от контакта

2 через линию 13 передачи, ключ 6 поступает на первый вход схемы 5 сравнения, на второй и третий входы которой от клемм 17 и 18 поступают напря55 ,жения постоянного тока, определяющие границы разбраковки соответственно высокого и низкого уровней напряжения. В момент подачи стробирующих им16 19 208 динен с первым входом схемы 5 сравнения, а анод через ключ. 11 и линию 13 передачи — с контактом 2, напряжение на котором равно напряжению на втором входе схемы 5 сравнения, поступающему

5 от клеммы 17. В момент поступления стробирующего импульса от клеммы 19 на первом выходе схемы 5 сравнения и соответственно на клемме 21 устанав10 ливается уровень логического "0, ко орый в этом случае является признаком годности контролируемого узла 1 по входному току высокого уровня.

EcJIH входнои ТоК контр олируембго цифрового узла 1 превышает граничное значение разбраковки (случаи брака контролируемого цифрового узла 1), разностный ток имеет направление, обратное по сравнению с рассмотренным случаем, при этом открывается диод 30.

Напряжение на первом входе схемы 5 сравнения устанавливается более высоким, чем на втором входе схемы 5 сравнения. Разница определяется паде- 25 нием напряжения на диоде 30, При подаче стробирующего импульса на первом выходе схемы 5 сравнения и соответственно на клемме 21 устанавливается ур овень логической "1" — приз нак бра30 ка контролируемого цифрового узла 1 по входному току высокого уровня.

При низком уровне напряжения на контакте 2 контроль входного тока контролируемого цифрового узла 1 осуществляется по выходным сигналам схе- мы 5 сравнения, поступающим на клемму 22 при подаче стробирующего им.пульса на клемму 20.

Формирователь 3 импульсов содержит

40 дифференциальный каскад на транзисторах 31 и 32 с несимметричной нагрузкой, ток которого задается резистором 45. Базы транзисторов 31 и 32 соединены соответственно с первым

45 входом формирователя 3 импульсов и со средней точкой делителя напряжения, образованного резисторами 46 и 47, к которому подключена также база транзистора 33. Транзистор 33 вместе с токозадающим резистором 48 образуют генератор тока, являющийся нагрузкой дифференциального каскада. Делитель напряжения, образованный резисторами

51 и 52, обеспечивает напряжение на базах транзисторов 35 и 36, соответ ствующим выбором номиналов резисторов

45 и 49 ток дифференциального каскада устанавливается в два раза больше, чем ток транзистора 35. При подаче на . базу транзистора 31 уровня логическои

"1" транзистор 31 открывается, закрывая транзистор 32. На коллекторе транзистора 32 формируется фронт импульсного напряжения, которое фиксируется диодом 40 на высоком уровне, определяемом постоянным напряжением, поступающим на катод диода 40 от третьего входа формирователя 3 импульсов. Коцценсатор 43 осуществляет фильтрацию высокочастотных составляющих импульсного напряжения, предотвращая попадание их на третий в::од формирователя 3 импульсов.

Подача на базу транзистора 3 1 уровня логического "0" приводит к закрыванию транзистора 31 и, следовательно, открыванп> транзистора 32.

Вследствие того, что ток транзистора

32 превьш ает ток транзистора 35, формируется срез импульсного напря><ения, которое в этом случае фиксируется диодом 41 на низком уровне, определяемом напряжением постоянного тока,, поступающим на анод диода 4 ". от чет- вертого входа формирователя 3 импульсов. Назначение конденсатора 44 анал огич но ко нд енса т ор у 43 .

Транзисторы 33 и 36 вместе с токазадающими резисторами 48 и 50 образуют генераторы тока, обеспечивающие прямое смещение диодов 38 и 39, которые в свою очередь определяют начальный ток выходных повторителей на транзисторах 34 и 37. Импульсное напряжение с эмиттеров транзисторов 34 и 37 через резистор 53 и ключ 2 по-, ступает на выход формирователя 3 импульсов. Резистор 53 в сумме с выходным сопротивлением повторителей напряжения на транзисторах 34 и 37 и. сопротивлением ключа 42, находящегося в проводящем состоянии, определяет выходное сопротивление формирователя

3 импульсов и служит для обеспечения согласования с волновым сопротивлением линии 13 передачи. Ключ 42 переводится в непроводящее состояние уррвнем логического "0", поступающим на его управляюший вход от второго входа формирователя 3 импульсов, чем обеспечивается выключение последнего, т.е. перевод в высокоимпедансное тре. тье состояние.

Блок 26 управления предназначен для управления работой ключей 7 — 10.

При подаче уровня логического "0" на первый вход блока 26 управления, не" зависимо от того, какай логический

1619208 уровень подается на его второй вход, на выходах логических элементов 2И-НЕ 57 и 58 устанавливаются уровни логической "1", а на выходах. логических элементов 2И 55 и 56 уровни логического "0 . В случае, когда на первый вход блока 26 управления подается уровень логической

"1" состояние выходов логических элеУ 10 ментов 2И 55 и 56 и логических элементов 2И-НЕ 57 и 58 определяется логическим уровнем, поступающим на второй вход блока 26.управления от клеммы 14. В связи с тем, что первые вхо-15 ды логического элемента 2И 55 и логического элемента 2И-НЕ 57 соединены непосредственно с вторым входом блока

26 управления, а вторые входы элемента 2И 56 и элемента 2И-НЕ 58 — через 20 логический инвертор 54, при подаче на второй вход блока 26 управления логической "I" на выходах логического элемента 2И 55 и логического элемента

2И-HE 58 устанавливается уровень ло- 25 гической "I а на выходах логического элемента 2И 56 и логического элемента 2И-НЕ 57 — уровень логического

"0". При подаче на второй вход блока

26 управления уровня логического "0" состояния выходов логических элементов 2И 55 и 56 и логических элементов

2И-НЕ 57 и 58 изменяются на противоположные. Выходы логических элементов

2И 55 и 56 и логических элементов 2ИНЕ 57 и 58 соединены соответственно с первым — четвертым выходами блока 26 управления.

Предлагаемое устройство позволяет создать многоканальный измеритель па 40 раметров цифровых узлов. Формирователь 3 импульсов, операционные усили тели 27 и 28 и управляемый источник

4 тока выполнены по гибридной толстопленочной технологии. В качестве ком- 15 параторов схемы 5 сравнения использованы микросхемы КР597СА1. В качестве ключей 7 — 10 применены KNOII коммутаторы серии КР590 ключи 6, 11 и 12 представляют собой электромагнитные 50 реле, выполненные на основе магнитоуправляемых контактов МК10-3, Управление режимами работы устройства осуществляется от ЭВИ, Таким образом, за счет введения клеммы 25, ключей 7 - 12, диодов 29 и 30, операционных усилителей 27 v 29 и блока 26 управления предлагаемое . устройство обеспечивает контроль входного тока контр олируемог о цифр овог а, узла 1.

Формула изобретения;

1. Устройство для контроля цифровых блоков,, содержащее формирователь импульсов, управляемый источник тока, схему сравнения, первый ключ, линию передачи, клемму для подключения объекта контроля, причем первый и второй входы формирователя импульсов соединены соответственно с клеммой тестовой последовательности и с клеммой блокировки, а выход соединен с первым входом схемы сравнения и через первый ключ с входом линии передачи, выход которой соединен с клеммой для подключения вывода объекта контроля, второй и третий входы схемы сравнения соединены соответственно с первой и второй клеммами для задания уровня контроля, четвертый и пятый входы соединены соответственно с первой и второй клеммами стробирования, а первый и второй выходы — соответственно с первой и второй клеммами контроля, вход управляемого источника тока соединен с клеммой- для задания тока; отличающеесяev.,что,с целью расширения функгдона;:ьных возможностей за счет контроля входного тока объекта контроля, в лего введены блок управления, второй — седьмой ключи, первый и второй операционные усилители, клемма режима, первый и второй диоды, причем у первого и второго операционных усилителей выходы соединены соответственно с третьим и четвертым входами формирователя импульсов, инвертирующие входы соединены соответственно через второй и третий ключи с собственными выходами, а через четвертый и пятый ключи с выходом управляемого источника тока, инвертируюпче входы соединены соответственно с первой и второй клеммами для задания напряжения, первый вход блока управления соединен с клеммой

1 ° режима, второй вхог. — с первым входом форьирователя импульсов„а первый - четвертый выходы блока управления соединены соответственно с управляю-; щими входам второго — пятого ключей анод первого диода и катод второго диода соединены между собой и с выхо",дом управляемого источника тока, ко- торый через шестой ключ соединен с

1619 208 входом линии передачи, катод первого ! диода соединен с анодом второго диода, который через седьмой ключ соединен с выходом формирователя импульсов., 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с, я тем, что формирователь импульсов состоит из семи тран-; зисторов, четырех диодов, ключа, двух конденсаторов и девяти резисторов, причем эмиттеры первого и второго транзисторов соединены между собой с. первым выводом первого резистора, базы второго и третьего транзисторов соединены между собой и с первыми вы-. водами второго и третьего резисторов, эмиттер тр етьег о транзистора соединен с первым выводом четвертого резистора, коллектор первого транзис-, I тора и второй вывод второго ре) зистора соединены с общей шиной формирователя импульсов, а вторые выводы первого, третьего, четвертого резисторов и коллектор четвертого транзис-:25 тора соединены с шиной источника питания отрицательной полярности, коллектор третьего транзистора соединен с катодом третьего диода и с базой четвертого транзистора, эмиттеры пятого и шестого транзисторов соединены соответственно с первыми выводами пятого и шестого резисторов, а базы пя.того и шестого транзисторов соединены между собой и с первыми выводами седьмого и восьмого резисторов, второй вывод седьмого резистора соединен с общей шиной. формирователя импульсов, а вторые выводы пятого, шестого, восьмого резисторов и коллектор седьмого транзистора соедийены с шиной источника питания положительной полярности, коллектор шестого транзистора соединен с анодом четвертого диода и с базой седьмого транзистора, эмиттеры четвертого и седьмого транзисто-: ров соединены между собой и с первым выводом t девятого резистора, второй вывод которого через ключ соединен с выходом формирователя импульсов, анод третьего и катод четвертого диодов соединены между собой, с коллекторами второго и пятого транзисторов, с ано дом пятого и катодом шестого диодов, а катод пятого и анод шестого диодов ,соединены соответственно с первыми выводами первого и второго конденсаторов, вторые выводы которых соединены с общей шиной формирователя импульсов, базы первого транзистора, управляющий вход восьмого ключа, катод пятого и анод шестого диодов соединены соответственно с первым - четвертым входами фору ирователя импульсов..

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления состоит из логического инверто:;ра, двух логических элементов 2И-НЕ и двух логических элементов 2И, при,чем вход логического инвертора соеди нен с вторым входом блока управления и с первыми входами первого логического элемента. 2И и первого логического элемента 2И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с третьим и. ,первым выходами блока управления, а вторые входы первых логических элементов 2И и 2И-НЕ соединены между собой с первым входом блока управления,, а также с первыми входами второго логического элемента 2И-НЕ и второго логического элемента 2И и между собой, вторые входы которых соединены между собой.и с выходом логического инвертора, а выходы вторых логических элементов 2И и 2И-НЕ соединены соответственно с вторым и четвертым выхо дами блока управления.

1 61 9208

+Ел

Ол 75

Составитель Е. Строкань

Техр ед Л. Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор И.Дербак

Ю

Заказ 45 Тираж Подписное:

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CQCP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 103