Устройство для допускового контроля токов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО КОНТРОЛЯ ТОКОВ, содержащее блок управления , программируемый источник напряжения, источник граничных значений , токоизмерительный резистор, масштабный резистор, компаратор и контролируемую электронную схему, причем первый выход блока управления подключен к первому входу программируемого источника напряжения, выход которого через токоизмерительный резистор подключен к контролируемой электронной схеме и первому входу компаратора, второй выход блока упр вления подключен к входу источника граничных значений, выход кото- . рого соединен с вторым входом компаратора и через масштабный резистор с выходом программируемого источника напряжения, отличающеес я тем, что, с целью повышения его быстродействия, оно содержит второй программируемый источник напряжения, повторитель напряжения, первый и второй программируемые резисторы, первый, второй и третий ключи, причем выход второго программируемого источника напряжения через первый ключ подключен к контролируемой электронной схеме и к входу повторителя напряжения, выхОд которого через второй ключ и первый программируемый резистор подключен к второму входу первого программируемого источника напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора и через.третий ключ и второй программируемый резисторк второму (Л входу первого программируемого источника напряжения, при этом третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, О восьмой и девятый выходы блока управления подключены соответственно куправляющим входам второго программируемого источника напряжения, первого , второго и третьего ключей, КО СХ) первого и второго программируемых резисторов, токоизмерительного резисю тора, вход блока управления подклюN ) чен к выходу компаратора а програм4 мируемые источники напряжения,ключи и программируемые резисторы управляются соответствующими выходами блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ1ТИЙ (21) 3559843/24-2! (22) 24.02.83 (46) 07.12.84.Бюл.Ф 45 (72) В.В.Белогуб, Б.И.Бровко и В.В.Еремин (53) 621.396 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 813259, кл, G 01 R 18/00, 1931.

2. Авторское свидетельство СССР

У 838615, кл. G 01 R 31/28, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОПУСКОВОГО

КОНТРОЛЯ ТОКОВ, содержащее блок уп-. равления, программируемый источник напряжения, источник граничных значений, токоизмерительный резистор, масштабный резистор, компаратор и контролируемую электронную схему, причем первый выход блока управления подключен к первому входу программируемого йсточника напряжения, выход котороFo через токоизмерительный резистор подключен к контролируемой электронной схеме и первому входу компаратора, второй выход блока упр" вления подключен к входу источника граничных значений, выход кото- . рого соединен с вторым входом компаратора и через масштабный резистор с выходом программируемого источни-, ка напряжения, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения его

„„SU„„112 224 А быстродействия, оно содержит второй программируемый источник напряжения, повторитель напряжения, первый и второй программируемые резисторы, первый, второй и третий ключи, причем выход второго программируемого источника напряжения через первый ключ подключен к контролируемой электронной схеме и к входу повторителя напряжения, выхдд которого через второй ключ и первый программируемый резистор подключен к второму входу первого программируемого источника напряжения, выход которого подключен к первому входу компара- д тора и через. третий ключ и второй программируемый резчстор- к второму входу первого программируемого источника напряжения, при этом третий, С четвертый, пятый, шестой, седьмой, 8 восьмой и девятый выходы блока управ.ления подключены соответственно куправляющнм входам второго программируемого источника напряжения, первого, второго и третьего ключей, МВб первого и второго программируемых резисторов, токоизмерительного резис- Об тора, вход блока управления подклю- Ю чен к выходу компаратора, а програи- Я мируемые источники напряжения,ключи и программируемые резисторы управляются соответствующими выходами блока управления.

1 1128224

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для контроля токов электронных схем, в частности при входном контроле микросхем.

Известен . быстродействующий измеритель малых токов, содержащий усилитель постоянного тока, измерительный резистор, два корректирующих звена, в котором инвертирующий вход 10 усилителя постоянного тока соединен с выходной клеммой и с измерительным резистором, иеинвертирующий вход которого соединен с выходом первого усилителя, инвертирующий вход усилителя соединен с общей шиной, вход первого корректирующего звена соединен с выходок первого усилителя, а выход первого корректирующего звена соединен через измерительный 0 резистор с входной клеммой, вход второго. корректирующего звена соединен с выходом второго усилителя, а выход этого звена соединен с инвертирующим входом второго усилитеas, выход которого является выходом устройства (1 j.

Недостатком устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля параметров электронных схем, содержащее блок управления, выход которого соединен с входами соответст енно блока задания границ контроля и программируе"

35 мого источника напряжения, первый выход которого непосредственно, а второй через токоизмерительный резистор соединены с входом контролируемой электронной схемы, и компаратор

40 напряжения, выход которого соединен с выходом клеммой у трсйства, а так" же масштабный резистор и управляемый генератор тока, вход которого соединен с выходом блока задания границ

45 контроля, а выход — с одним иэ входов .компаратора напряжения и через масштабный резистор — с вторым выходом программируемого источника напря- жения, нри этом другой . вход компа50 ратора напряжения соединен е входом контролируемой электронной схемы (2).

Недостатком устройства является низкое быстродействие при.контроле малых токов, которое определяется .постоянной времени заряда суммарной емкости контролируемой электронной схемы и измерительных линий устройст2 ва через токоизмерительный резистор, а также постоянной времени корректирующей емкости, которая обычно включается параллельно токоизмерительному резистору для обеспечения устойчивой работы устройства.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для допускового контроля токов, содержащее блок управления, программируемый источник напряжения, источник граничных значений, токоизмерительный резистор, масштабный резистор, компаратор и контролируемую электронную схему, причем первый выход блока управления подключен к первому входу программируемого источника напряжения, выход которого через токоизмерительный резистор подключен к контролируемой электронной схеме . и первому входу комнаратора, второй выход блока управления подключен к входу источника граничных значений, выход которого соединен .с вторым входом компаратора, и через масштабный резис".ор с выходом программируемого источника напряжения, введен второй программируемый источник напряжения, повторитель напряжения, первый и второй программируемые резисторы, первый, второй и третий ключи, при- . чем выход второго программируемого источника напряжения. через первый ключ подключен к контролируемой электронной схеме и к входу повторителя напряжения, выход которого через второй ключ и первый программируемый резистор подключен к второму входу первого программируемого источника напряжения, выход которого подключен к первому входу компаратора и через третий ключ и второй программируемый резистор- к второму входу первого программируемого источника напряжения,при этом третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока управления подключены соответственно к управляющим входам второго программируемого источника напряжения, первого, второго и третьего. ключей, первого и второго программируемых резисторов, токоизмерительного резистора, вход блока управления подключен к выходу компаратора, а программируемые источники напряжения, ключи и программируемые резисторы управ1128224 4

25 ляются соответствующими выходами блока управления.

На чертеже представлена струк" турная схема устройства.

Устройство для допускового контроля токов содержит блок 1 управления, соединенный выходом 2 с вторым программируемым источником 3 напряжения, включающего в себя усили,тель 4 с резисторами 5 и 6, определяющими коэффициент передачи источника 3, источник 7 граничных значений, включающий в себя усилитель 8 с резистора)я 9 и 10, определяющими коэффициент передачи, входом соединенный с выходом 11 блока 1 управления, а выходом — с первым входом компаратора 12, содержащего нуль-индикатор 13 и суммирующие резисторы 14 и 15.

Устройство содержит также первый программируемый источник 16 напряжения, включающий в себя усилитель 17 и входной резистор )8, причем первый вход первого программируемого источника 16 напряжения подключен к выходу 19 блока 1 управления, а выход — к токоизмерительному резис- тору 20, второму входу компаратора 12 и ключу 21, соединенному через второй программируемый резистор 22 с вторым входом первого программируемого источника 16 напряжения и первым программируемым резистором 23, соединенным через второй ключ 24 с 35 выходом повторителя 25 напряжения, вход которого соединен с первым ключом 26, и контролируемой электронной схемой.27. Кроме этого, устройство содержит емкость нагрузки и измерительной .линии (С ) и корректин рующую емкость (С„), обеспечивающую устойчивую работу устройства.

Блок ) управления своим выходом 28 управляет работой ключа 26, выходом 29 — ключа 24, выходом 30 регулируется резистор 23, выходом 31 управляется ключ 21, выходом 32 регулируется резистор 22, а выходом 33- резистор 20.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состоянии первый, S .ключ 26 разомкнут, второй 24 и третий 21 ключи замкнуты. Напряжение на выходе. второго программируемого источника 3 равно нулю, что обеспечивается соответствующим сигналом с выхода 2 блока 1 управления, а именно, на вывод резистора 6 второго программируемого источника 3 напряжения подается нулевое напряжение с выхода 2 блока 1 управления. Напряжение на соединяющимся с контролируемой электронной схемой 27 выводе токоизмерительного резистора 20 также устанавливается равным нулю. Это обеспечивается тем, что второй 24 и третий 21 ключи замкнуты по командам с выходов 29 и 31 блока 1 управления, а на выход первого программируемого источника 16 напряжения (на вывод резистора 10) а. выхода 1) блока 1 управления поступает нулевое напряжение.При этом цепь обратной связи с вывода токоизмерительного резистора 20 через повторитель 25 напряжения, второй ключ 24 и резистор 23 обеспечивает компенсацию изменения напряжения на токоизмерительном резисторе 20. Аналогично на выходе источника 7 граничных значений также устанавливается нулевое напряжение.

К устройству подключается контролируемая схема 27. С помощью резисторов 5 и .6 по команде с выхода 32 блок 1 управления (в соответствии с данными в блоке 1 управления) устанавливается коэффициент передачи .второго программируемого источника 3 напряжения таким, чтобы после подачи на его вход (вывод резистора 6) опорного напряжения из блока 1 управления, напряжение на выходе программируемого источника 3 напряжения установилось равным необходимо- му напряжению и для контролируемой электронной схемы 27.(Перепрограмми рование резисторов 5 и 6 происходит при нулевом напряжении на входе второго программируемого источника 3 напряжения). По командам с выходов

19 и 30 блока 1 управления устанавливаются величины резисторов 18 и 23 такими, чтобы обеспечить на выводе контролируемой электронной схемы 27 (выводе токоизмерительного. резистора 20) заданное испытательное напряжение. При этом по команде с выхода 32 блока 1 упраьления величина резистора 22 устанавливается такой, чтобы совместно с/ резистором 18 обеспечить на выходе первого программируемого источника 16 напряжения напряжение Uc, соответствующее гранич1128224 ному значению тока 3„ контролируемой электронной схемы 27

Одновременно на выходе первого программируемого источника 16 напряжения устанавливается напряжение U г т г+ П» где R — - сопротивление токоизмеритель" т. ного резистора 20.

Поскольку все переключения .резисторов 23,22 и 18 происходят при равном нулю напряжению на входе первого программируемого источника 16 напряжения, то напряжение на выводе контролируемой электронной схемы 27 сохраняется нулевым, а благодаря наличию емкости (С„), на контролируемой электронной схеме 27 15 практически отсутствуют выбросы напряжения, возникающие в момент возможного обрыва цепи обратной связи: повторитель 25, второй ключ 24 и резистор 23 при перепрограммироваиии ре- 20 зисторов, (Время перепрограммирования резисторов 12,22 и 23 значительно меньше времени установления режима на выводе контролируемой микросхемы 27, если первый ключ 26 разомк- 25 нут) .

Токоизмерительный резистор 20 по команде из блока 1 управления устанавливается такой величины, которая соответствует необходимому диапазону щ контролируемого тока. По команде из блока 1 управления первый ключ 26 замыкается, после чего. размыкается второй ключ 24, затем на входы второго программируемого источника 3 напряжения, первого программируемого источника 16 напряжения и источника 7 граничных значений поступает опорное напряжение из блока управления. При этом на выходе второго 40 программируемого источника . 3 напряжения появляется необходимое испытательное напряжение U которое через замкнутый первый ключ 26 поступает на контролируемую электрон- 45 иую схему 27 и заряжает емкость нагрузки и измерительной линии (С„).

Время установления напряжения U определяется в основном собственным временем установления напряжения на выходе второго программируемого источника 3 напряжения, выходное сопротивление которого близко к нулю (время установления может бьгть менее 0,1 мс). соответствующее граничному значению контролируемого тока. Время установления U„ ðàâíî собственному времени устанбвления первого программируемого источника 16 напряжения, а корректирующая емкость (С„) заряжается по цепи: выход первого программируемого источника 16 напряжения, первый ключ 26 и выход второго программируемого источника 3 напряжения. Цепь имеет близкое к нулю сопротивление.

На выходе источника 7 граничных значений появляется напряжение U которое поступает на первый вход компаратора 12, на второй вход которого также поступает напряжение U„ с выхода первого программируемого источника 16 напряжения. При этом через токоизмерительный резистор 20 протекает ток Г » который замыкается через выходное сопротивление второго программируемого источника 3 напряжения.

Затем второй ключ 24 замыкается, и образуется цепь отрицательной обратной связи через повторитель напряжения 25, второй ключ 24 и резистор 23 на второй вход первого программируемого источника 16 напряжения, При этом, учитывая соотношение величин резисторов . 23 и 18 (на выводе контролируемой электронной схемы 27 должно появиться напряжение U) и то, что на выводе контролируемой схемы 27 уже присутствует напряжение U, сигнал обратной связи не образуется (во всяком случае он мал и первый программируемый источник 16 напряжения останется в активном режиме) и измене-. ние напряжения U не происходит или оно изменяется со скоростью, определяемой постоянной времени цепи, о6разованной токоизмерительным резистором 20 и корректирующим конденсатором (С „) .

Укаэанная постоянная времени составляет десятки мс. Поэтому быстродействующий второй программируемый источник 3 напряжения удерживает напряжение U беэ изменений, тем более, что через время менее 1 лс первый ключ 26 по команде иэ блока 1 управления размыкается(время менее

1 мс будет при использовании в первом ключе 26 геркона). Напряжение U поддерживается эа счет отрицатель1128224 ной обратной связи по цепи. повторитель 25, второй ключ 24 и резистор 23.

Если ток контролируемой электронной схемы 27 отличается от граничного значения 3„, напряжение на выходе первого программируемого источника 16 напряжения начинает изменяться со скоростью, определяемой постоянной времени- цепи, образованной токоиэмерительньи резистором 20, кор- 10 ректируюшей емкостью (С „), емкостью нагрузки и измерительной линии (С„) и сопротивлением контролируемой электронной схемы 27 (10-100 мс), а также коэффициентом передачи первого 15 программируемого источника 16 напряжения, определяемого соотношением сопротивлений резисторов 18 и 22 (третий ключ 21 замкнут), Далее третий ключ 21 размыкается, 20 и скорость изменения напряжения на выходе первого программируемого источника 16 напряжения увеличивается. Направление изменения напряжения U„ çàâèñèò от того, больше конт" ролируемый ток, чем . 3, или меньше).

Через время, определяемое заданной погрешностью контроля, чувствительностью компаратора 12, уровнем шума на выходе первого программируемого источника 16 напряжения, а также скоростью изменения напряжения. на его выходе, блок 1 управления опрашивает компаратор 12 ло входу 33.

По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить быстродействие и сократить время контроля. микросхем в диапазоне 10-100нА в 10 раз (co времени 500 мс до 50 мс на одном измерении).

ВНИКПИ Заказ 9029 35 Ти аж 841 По писное

Фили

Я, р ал ППП Патент, r.Óìà ород, ул.Проектная, 4