Импульсный генератор

 

Союз Советскик

Социалистических

1веспублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 070579 (21) 2762263/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 230381 (51)М. Кл.

G 01 R 19/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.373 (088.8) (72) Авторы изобретения

Й.A. Меллик и М.A. Кыннусаар

Таллинский научно-производственный центр Noc специального научно-производственного объеди

"Алгоритм" (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к злектроизмерительной технике и может быть использовано для проверки работоспособности электронных логических схем.

Известны логические импульсные генераторы для проверки работоспособности электронных логических схем. Логические импульсные генераторы подают на узлы схемы кратковременные сигналы, переключающие эти узлы в логические состояния, обратные имеющимся. Известные устройства содержат генератор задающих импульсов, схему управления и два усилителя тока (1) .

Однако такие генераторы не обеспечивают индикации состояний генератора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является логический импульсный генератор, содержащий генератор одиночных импульсов, схему управления, первый вход которой соединен с выходом генератора одиночных импульсов, два усилителя тока, входы которых соединены с выходами схемы управления, схему защиты от перенапряжения, вход которой соединен с выходным зажимом логического импульсного генератора и два выхода — с выходами усилителей тока, и схему анализа состояний, вход которой соединен с третьим выходом схемы защиты от перенапряжения и выход — co вторым входом схемы управления (2).

Недостатком этого импульсного ге нератора является малая достоверность и наглядность контроля логических цифровых элементов

Цель изобретения — повышение дос товерности и наглядности контроля цифровых элементов.

15 Эта цель достигается тем, что в импульсный генератор, содержащий генератор одиночных импульсов, устройство управления, первый вход которого соединен с выходом генератора

20 одиночных импульсов, два усилителя тока, входы которых соединены с выходами устройства управления, устройство защиты от перенапряжения, вход которого соединен с выходной

25 шиной импульсного генератора, а выход — с выходами усилителей тока, и устройство анализа состояний, вход которого соединен с выходом устройства защиты и выход — co вторым

3Q входом устройства управления, введе815653 ны второе устройство анализа состоянийр дешифратор состояний, индикатор состояний, два одновибратора, два элемента 3 И-НЕ и второй генератор одиночных импульсов, при этом вхбд второго устройства анализа сос тояний подключен к выходу устройства защиты, выход первого устройства анализа состояний — к первому входу первого элемента 3 И-НЕ и выход второго устройства анализа состояний— к первому входу второго элемента 3

И-HE. Выходы первого и второго элемента 3 И-НЕ подключены, соответственно, к входам первого и второго одновибратора, выход первого одновиб-. ратора — ко второму входу второго элемента 3 И-НЕ, выход второго одновибратора — ко второму входу первого элемента 3 И-НЕ. Выходы элементов 3 И-НЕ и одновибраторов подключены к входам дешифратора состояний, к выходу которого подключен индикатор состояний. Вход второго генератора одиночных импульсов подключен к выходу первого генератора одиночных импульсов, выход второго генератора одиночных импульсов — к третьим входам элементов 3 И-НЕ.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема логического импульсного генератора; на фиг. 2 временные диаграммы работы генератора при генерировании положительного импульса.

Импульсный генератор содержит генератор 1 одиночных импульсов, состоящий из переключателя 2 и одновибратора 3, устройство 4 управления, состоящее из элемента 5 задержки, иэ элемента HE 6 и из двух элементов 2 И-НЕ 7 и 8, усилители

9 и 10 тока соответственно положительных и отрицательных импульсов, устройство 11 защиты от перенапряжения, выходную шину 12 импульсного генератора, устройство 13 и 14 анализа состояний, два элемента 3 И-НЕ

15 и 16, два одновибратора 17 и 18, дешифратор 19 состояний, индикатор

20 состояний, второй генератор 21 одиночных импульсов. Переключатель

2 соединен с входом,одновибратора

3, выход одновибратора 3 — с первыми входами элементов 2 И-НЕ 7 и 8, выходы усилителей 9 и 10 тока соединены, соответственно, с выходами элементов 2 И-НЕ 7 и 8, выходы усилителей 9 и 10 тока — co вторым выходом устройства 11 защиты, вход устройства 11 защиты соединен с выходным зажимом 12, второй выход устройства 11 защиты - с входами устройств анализа состояний 13 и 14, выходы устройств 13 и 14 соединены, соответственно, с первыми входами элементов 3 И-НЕ 15 и 16, выход элемента 3 и-не 15 соединен с входом одновибратора 17 и с первым входом

1.0

20 дешифратора 19 состояний, выход элемента 3 И-НЕ 16 — с входом одновибратора 18 и с четвертым входом дешифратора 19 состояний, выход одновибратора 17 — со вторым входом дешифратора 19 и со вторым входом элемента 3 И-HE 16, выход адновибратора 18 соединен с третьим входом дешифратара 19 и со вторым входом элемента 3 И-НЕ 15, выход дешифратора 19 соединен с индикатором 20 состояний, выход устройства 14 анализа состояний — с входом элемента

5 задержки, выход элемента 5 — со вторым входом элемента 2 И-НЕ 7 и с входом элемента НЕ 6, выход элемента НЕ 6 соединен со вторым входом элемента 2 И-НЕ 8, выход .одновибратора 3 — с входом второго генератора 21 одиночных импульсов, выход второго генератора 21 одиночных импульсов соединен с третьими входами элементов 3 И-HE 15 и 16.

На фиг. 2 представлены временная диаграмма — 2? выходного сигнала одновибратора 3;23 выходного сигнала второго генератора 21 одиночных импульсов, — 24 изменения напряжения на выходной шине 12, — 25 выходного сигнала устройства анализа состояний 14, — 26 выходного сигнала устройства 13 анализа состояний, — 27 выходного сигнала элемента 15, — 28 выходного сигнала одновибратора 17,—

29 выходного сигнала элемента 2

И- НЕ 16.

Импульсный генератор работает следующим образом.

B исходном состоянии выходная шина 12 не соединена с контролируемой точкой.

Напряжение на выходной шине 12

40 выше уровня логического "0", но ниже уровня логической "1".

На выходах устройств анализа состояний 13, 14 — уровни логического

"0", на втором входе элемента 2

И-НЕ 7 — уровень логического "0", на втором входе элемента 2 И-НЕ 8 уровень логической "1", переключатель

2 находится в разомкнутом состоянии, на выходе одновибратора 3 и на первых входах элементов 2 И-НЕ 7 и 8 уровень логического "0", на выходах элементов 2 И-HE 7, 8.и на входах усилителей — уровни логической "1", выходные сопротивления усилителей 9, 10 тока в этом состоянии очень боль55 шие. На выходе генератора 21 одиночных импульсов и на третьих входах элементов 3 И-HE 15 и 16 — уровень логической "1", на выходах элементов 15, 16 — уровни логической "1 ", Щ на выходах одновибраторов 17 и 18 уровни логической "1", на всех входах дешифратора 19 — уровни логической "1", индикатор состояний 20 индицирует состояние — логическая

g5 неопределенность.

815653

При соединении выходного зажима

12 с контролируемой точкой выходные уровни устройств анализа состояний 13 и 14 зависят от уровня напI ряжения в контролируемой точке. При напряжении в контактируемой точке выше уровня логической "1", на выходах схем 13, 14, соответственно, уровни "1" и "0", на выходе элемента 15 и на первом входе дешифратора

19 — уровень логического "0", индикатор состояний 20 индицирует состояние — логическая "1". При напря— жении в контролируемой точке ниже уровня логического "0", на выходах схем 13 и 14, соответственно, уровни "0" и "1", на выходе элемента 16 и на четвертом входе дешифратора 19 уровень логического "0", индикатор состояний 20 индицирует состояние логический "0". Если выходной зажим

12 не имеет электрического контакта с проверяемой точкой или если напряжение в проверяемой точке выше уровня логического "0", но ниже уровня логической "1", на выходах схем

13, 14 — уровни логического "0" и индикатор состояний 20 индицирует, как и в исходном состоянии генератора, состояние — логическая неопределенность.

При соединении выходной шины 12 с контролируемой точкой,,где напряжение ниже уровня логического "0", и при нажатии на кнопку переключателя 2 импульсный генератор генерирует одиночный положительный импульс и индикатор 20 состояний индицирует состояние — одиночный положительный импульс. Генерирование положительного импульса иллюстрировано на временных диаграммах фиг. 2. Нажатием кнопки переключателя 2 на временном моменте ТО запускаются одновибратор 3 и генератор 21 одиночных импульсов. Одновибратор 3 вырабатывает положительный импульс длительностью

ТИ 1-22, генератор 21 одиночных импульсов вырабатывает отрицательный импульс длительностью ТИ 2-.23.

Положительный импульс — 22 поступает на первые входы элементов 2 И-НЕ 7 и 8. Прохождение импульса либо через элемент 7, либо через элемент 8 зависит от напряжения на выходном зажиме 12. Так как выходной зажим 12 подключен к контролируемой точке, где напряжение ниже уровня логичес" кого "0" — 24, на выходе устройства анализа состояний 14 уровень логической "1", на втором входе элемента 7 — уровень логической "1" и на втором входе элемента 8 — уровень логического "0".

Импульс проходит через элемент

7, усиливается усилителем тока 9, и, поступая на выходной зажим 12, переключает логическое состояние в проверяемой точке логической схемы, На выходе схемы 14 на временном моменте Т 1-25 устанавливается уровень логического "0", но, так как задержка в элементе 5 задержки больше длительности импульса ТИ 1, логическое состояние на входах элементов 7 и 8 в течение импульса ТИ 1 не меняется.

На выходе элемента 13 на временном моменте T1 — 26 устанавливается уровень логической "1". В течение ТИ223 отрицательный импульс генератора

21 одиночных импульсов запрещает переключение элементов 15 и 16. При окончании отрицательного импульса на временном моменте Т2 — 23 на всех входах элемента 3 И-НЕ 15

15 уровни логической "1" и элемент 15 переключается — 27, запуская одновибратор ."7.

Одновибратор 17 вырабатывает отрицательный импульс ТИ3-28, который

2О поступает на второй вход дешифратора 19 и на вход элемента 16. От дешифратора 19 импульс поступает на индикатор 20 состояний, который в течение импульса ТИЗ, примерно

25 100 мс индицирует состояние — логиf ческая "1". На временном моменте ТЗ на выходном зажиме 12 устанавливается уровень логического "0" — 24, на выходе элемента 14 устанавливается уровень логической "1" — 25, который поступает на вход элемента 16.

На второй вход элемента 16 от выхода одновибратора 17 поступает отрицательный импульс ТИЗ вЂ” 28, который переключает элемент 16 на временном моменте T4 — 29. От выхода элемента 16 уровень логического. "0" поступает на вход дешифратора 19 и индикатор состояний 20 после импульса ТИЗ вЂ” 28 индицирует состояние

40 логический "0".

При соединении выходной шины 12 с контролируемой точкой, где напряжение выше уровня логического "0", и при нажатии на кнопку переключа45 теля 2 генератор генерирует одиночный отрицательный импульс и индикатор 20 состояний индицирует состояние — одиночный отрицательный импульс. Так как напряжение на выход -ной шине 12 выше уровня логического

"0", на выходе схемы 14 и на втором входе элемента 7 — логический "0", на входе элемента 8 — логическая "1".

Импульс ТИ1 — 22 проходит через элемент 8, усиливается усилителем

10 и, поступая на выходную шину 12, переключает логическое состояние в проверяемой точке логической схемы.

На выходе устройства 14 устанавливается уровень логическая "1" и, посщ ле отрицательного импульса генератора 21 одиночных импульсов длительностью ТИ2 — 23 на втором входе элемента 16, элемент 16 переключается, запуская одновибратор 18, от

6у выхода которого отрицательный им815653

50 пульс, длительностью примерно 100 мс, поступает на третий вход дешифратора 19 и индикатор 20 состояний в течение импульса индицирует состояние — логический "0".

При соединении выходной шины 12 с шиной питания или с общей шиной индикатор состояний 20 индицирует, соответственно, состояние — логическая

"1" или логический "0". Для различения логических цепей от цепей питания или для обнаружения короткого замыкания логической цепи с шиной питания или с общей шиной, на исследуемую цепь необходимо подать импульс от импульсного генератора. Генератор способен генерировать переключающие импульсы длительностью

ТИ1 — 24,если выходная шина 12 подключена к логической цепи, т.е. к выходам и входам логических элементов.

Если выходную шину 12 подключить к 20 шине питания или к общей шине, то генератор не способен генерировать импульсы длительностью ТИ1 — 24, но генерирование мощных импульсов вызывает кратковременные импульсные д помехи, которые переключают быстродействующие устройства анализа состояний 13 и 14. В предлагаемом импульсном генераторе генератор 21 одиночных импульсов вырабатывает

30 отрицательный импульс — 23, который в течение ТИ2 запрещает переключение элементов 15 и 16. Таким образом, при выходных импульсах логического импульсного генератора длительностью менее ТИ2 элементы 15 или 16 не переключаются, одновибраторы 17 и 18 не запускаются и импульсы индикатором состояний 20 не индицируются. В качестве устройств анализа состояний 13, 14 используют и схе- 40 мы, у которых время переключения только немного меньше длительности генерируемого импульса ТИ1. Однако в этом случае уменьшаются функциональные возможности предлагаемого 4 устройства, так как при использовании быстродействующих устройств анализа состояний. 13 и 14 данный. генератор используют как и быстродействующий логический индикатор.

Использование импульсного генератора позволяет повышать наглядность контроля логических схем, поскольку индицируется выходное логическое статическое состояние и выходные импульсы генератора. Повышается скорость и достоверность контроля, так как можно быстро убедиться в исправности генератора, в правильности подключения генератора к проверяемой точке и наблюдать Я реакцию проверяемой схемы в точке генерирования стимулирующих импульсов. С помощью генератора можно дос товерно отличить цепи логического сигнала от цепей питания и обнаружить короткие замыкания между цепями логического сигнала и цепями питания.

Формула изобретения

Импульсный генератор, содержащий генератор одиночных импульсов, уст ройство управления, первый вход которого соединен с выходом генератора одиночных импульсов, два усилителя тока, входы которых соединены с выходами устройства управления, устройство защиты, вход которого соединен с выходной шиной импульсного генератора и выход — c выходами усилителей тока, устройство анализа состояний, вход которого соединен с выходом устройства защиты и выход— со вторым входом устройства управления, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и наглядности контроля цифровых элементов, в него введены второе устройство анализа состояний, дешифратор состояний, индикатор состояний, два одновибратора, два элемента 3

И-HE и второй генератор одиночных импульсов, при этом вход второго устройства анализа состояний подключен к выходу устройства защиты, выход первого устройства анализа состояний подключен к первому входу первого элемента 3 И-НЕ и выход второго устройства анализа состояний подключен к первому входу второго элемента 3 И- НЕ, выходы первого и второго элемента 3 И-НЕ подключены, соответственно, к входам первого и второго одновибратора, выход первого одновибратора подключен ко второму входу второго элемента 3 И-НЕ, выход второго одновибратора подключен ко второму входу первого элемента

3 И-НЕ, выходы элементов 3 И-HE u одновибраторов подключены к входам дешифратора состояний, к выходу которого подключен индикатор состояний, вход второго генератора одиночных импульсов подключен к выходу первого генератора одиночных импульсов, выход второго генератора одиночных импульсов подключен к третьим входам элементов 3 И-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электроника, 1975, Р 19, с. 37-45.

2. Приборы и системы управления, 1977, 9 10, с. 50, 51.

815653

То 73 7Z lS

Составитель Л. Колосков . Техред М.Лоя Корректор М. Вигула

Редактор Н. Рогулич

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 1029/75 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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