Устройство для бесконтактного измерения импульсного тока

 

Изобретение может быть использовано для бесконтактного контроля электрических сигналов в узлах и блоках электронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение точности измерений . Устройство содержит генератор I стимулирующих импульсов, подключенный к диагностируемой шине 2 платы 3 печатного монтажа, бесконтактный электромагнитный датчик 4 тока, усилитель 5, пороговый блок 9 и блок 12 индикации. В устройство введены фазоинвертор 6, сумматор 7, линия 8 задержки, регистры 10 и 13 амплитуды и знака, преобразователь 11 кода-, элемент ИЖ 14 и блок 15 синхронизации. Благодаря этому при наличии импульсной помехи в регистре 10 амплитуды записывается только значение амплитуды полезного импульса с учетом знака. При этом влияние помехи на результат измерения исключается . 1 з.п.ф-лы, 2 ил. € сл о 4; о 4;

Ъ

j@®

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECflJJ5ËÈÊ (59 4 G Ol R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3998129/24-21 (22) ?9.12.85 (46) 30.04.87.Бюл. У 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) В.Г.Коковихин, А.Т.Смолин, А.С.Соколовский, M.Ã.Cûòíèê и Н.И.Яковлев (53) 621.317.79.799 (088.8} (56) Коковихин В.Г. и др. Особенности использования бесконтактных измерений при контроле и диагностировании микропроцессорной аппаратуры:

Труды ВНИИЭП. Элементы, узлы, блоки средств электроизмерительной техники, 1981, с.50-56.

Электроника, т. 49, 1976, Р 24, с.36. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ТОКА

„Л0„„1307404 А 1 (57) Изобретение может быть. использовано для бесконтактного контроля электрических сигналов в узлах и блоках электронной аппаратуры. Цель изобретения — повьппение точности измерений. Устройство содержит генератор 1 стимулирующих импульсов, подключенный к диагностируемой шине 2 платы 3 печатного монтажа, бесконтактный электромагнитный датчик 4 тока, усилитель 5, пороговый блок 9 и блок 12 индикации. В устройство введены фазоинвертор 6, сумматор 7, линия 8 задержки, регистры 10 и 13 амплитуды и знака, преобразователь

ll кода, элемент ИЛИ 14 и блок 15 синхронизации. Благодаря этому при наличии импульсной помехи в регистре 10 амплитуды записывается только значение амплитуды полезного импульса с учетом знака. При этом влияние помехи на результат измерения исключается. 1 з,п.ф-лы, 2 ип.

13074

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дпя бесконтактного контроля электрических сигналов в узлах и блоках электронной аппаратуры при диагностике отказов и локализации неисправных элементов, смонтированных на печатных платах.

Цель изобретения — повышение точности измерения. !0

На фиг.! представлена схема предлагаемого устройства,нафиг.2-временная диаграмма работы устройства. устройство содержит генератоР 1 !5 стимулирующих импульсов, подключенный к диагностируемой шине 2 платы 3 печатного монтажа контролируемого цифрового блока. Бесконтактный электромагнитный датчик 4 тока подключен через усилитель 5 к фазоинвертору 6, прямой выход которого присоединен к первому входу сумматора 7, а инверсный выход через первую линию 8 задержки — к второму входу сумматора 7. 25

Выход сумматора 7 подключен к первому входу порогового блока 9, выходы которого через регистр 10 амплитуды и преобразователь 11 кода подключены к первым входам блока 12 индикации и З0 регистра 13 знака, выходы которого через .логический элемент ИЛИ 14 и подключены к второму входу блока 12 индикации. Генератор 1 подключен к входу блока 15 синхронизации, первый выход которого подключен к входам установки в начальное состояние регистра 10 амплитуды и регистра 13 знака. Второй и третий выходы блока синхронизации подключены соответст- 40 венно к стробирующему входу порогового блока 9 и информационным входам регистра 13 знака. Первый 16 и второй 17 выходы устройства соединены соответственно с первым и вторым вы- 45 ходами генератора 1. Блок 15 синхронизации содержит ждущие мультивибраторы 18 и 19, линию 20 задержки и ждущий мультивибратор 21. Входы мультивибраторов !8 и 19 соединены с вхо- 5 дом блока 15 и через линию 20 задержки с входом мультивибратора 21. Tlepвый, второй и третий выходы блока 15 соединены соответственно с выходами мультивибраторов 18 и 19 и 21.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 стимулирующих импульсов генерирует импульсы (фиг.2,а,б, 04 2 в), которые поступают на вход блока

15 синхронизации и через выходы 16 и

17 подаются на проверяемую шину 2 диагностируемой печатной платы 3, создавая в ней импульсы тока 1, величина и направление которых характеризуют вид и место возникновения неисправности. В частности, если шина в какой-либо точке замкнута на

tt и землю, то импульс тока имеет положительную полярность (фиг.2а) т.е. соответствует вытекающему (из генератора) току, и наоборот, если шина замкнута на источник питания, то импульсный ток 1. изменяет направление (фиг.2б), т.е. втекает в генератор. Путем измерения величины и направления тока в отдельных ветвях общей шины локализуется место замыкания и неисправная ветвь, в которой величина тока наибольшая. Для прове= дения измерений бесконтактный электромагнитный датчик 4 тока устанавливается на проверяемый проводник с током 1, который создает вокруг пропорциональное импульсное магнитное поле. В моменты формирования фронтов импульсов тока в обмотке электромагнитного датчика 4 индицируются короткие импульсы напряжения „ (фиг.2 а,б,в), амплитуда которых пропорциональна амплитуде импульсов тока 1, а полярность зависит от направления тока.

Импульсы после усиления усилителем 5 поступают на вход фазоинвертора 6. Сигнал с инверсного выхода фазоинвертора 6 задерживается линией

8 задержки на время а(0 фиг.2) и суммируется с сигналом с прямого выхода фазоинвертора 6. Таким образом, сигнал U4 на выходе сумматора 7 представляет собой два разнополярных импульса, сдвинутых относительно один другого на время, определяемое линией 8 задержки, причем полярность первого импульса сигнала U,! совпадает с полярностью приращения измеряемого тока. Сигнал 0 с выхода сумматора 7 поступает на вход порогового блока 9, выполненного на компараторах со стробированием, и вызывает срабатывание тех компараторов, уровень компарирования которых он превышает. Эти компараторы переключаются по выходу в состояние "1", а на выходе остальных компараторов остаются

"0". Таким образом, в пороговом блоке

1307404 осуществляется преобразование положительных импульсов сигнала il в еди4 ничный нормальный код, который поступает с выходов порогового блока на информационные входы (5 -входы) ре5 гистра 10 амплитуды и записывается в нем.

Преобразователь кода ll осуществляет непрерывное преобразование единичного нормального кода на выходе fp регистра 10 амплитуды в натуральный двоично-десятичный код, который управляет блоком 12 индикации и одно. временно подается на входы синхронизации (С-входы) регистра 13 знака. 15

С приходом от генератора 1 переднего фронта импульса IJ, !фиг..2 а) запускаются одновременно ждущие мультивибраторы 18 и 19 блока !5 синхронизации. Ждущий мультивибратор 21 20 запускается с задержкой относительно фронта импульса tJ на время, определяемое линией 20 задержки, время задержки которой должно быть равно времени. задержки первой линии 8 задержки. Мультивибратор 19 формирует короткий импульс сброса U> (фиг.2), котОрый подается íà R -входы регистI ров 10;13 и переводит их в начальное состояние. Мультивибратор 18 форми- 30 рует импульс первого строба (1ь (фиг.2), в течение которого осуществляется запись максимального значения выходного кода порогового блока 9 в регистр 10 амплитуды. Это происходит 35 следующим образом.

Импульс строба Ll поступает на вход стробирования порогового блока

9 и тем самым разрешает его работу в течение времени своего действия. С выхода порогового блока 9 единичный нормальный код поступает на 5 -входы регистра 10. Регистр 10, построенный на R5 -триггерах, запоминает мак-45 симальное значение кода на выходе порогового блока 9 и хранит этот код .цо прихода следующего импульса сбро1

ca lJ Мультивибратор 21 формирует импульс второго строба 07 (фиг. 2) 50 вдвое меньший по длительности, чем импульс первого строба U который поступает с задержкой на время относительно фронта первого строба U на информационные входы ф -входы) 55 регистра 13 знака и разрешает тем самым во время своего действия запись сигнала высокого уровня в ре гистр 13. Длительность импульса пер4 вого строба (1. выбирается таким об6 разом, чтобы за время его действия с сумматора 7 прошли оба импульса

0 (положительный и отрицательный) возникающие при преобразования датчиком 4 переднего фронта импульса измеряемого тока, а за время действия импульса второго строба U

7 вдвое меньшего по длительности, чем первый строб U проходит только второй импульс напряжения U4, сдвинутый относительно первого на время с (фиг.2а).

Положительный импульс сигнала 1!4 вызывает срабатывание тех компараторов порогового блока 9, уровень сравнения которых он превышает по амплитуде, поэтому записываемые в регистр

10 выходные состояния компараторов порогового блока характеризуют значение амплитуды сигнала . Записанные в регистре 10 значения через преобразователь кода 1! поступают на блок 12 индикации и на входы синхронизации регистра 13 знака, на ин— формационные входы которого поступает импульс второго строба LI7 . Этот импульс записывается в регистр 13 и передается через элемент ИЛИ 14 на знаковый разряд блока 12 как знак минус" только в том случае, если за время действия импульса строба происходит изменение кода на вы7 ходе преобразователя 11 кода. Следовательнб, при положительном напряжении измеряемого тока (фиг.2а), когда в сигнале 04 первый импульс Е положительный, а второй Б — отрицательный, в регистр 10 амплитуды запи. сывается значение первого импульса

Е, а второй отрицательный импульс, совпадающий по времени с импульсом второго строба 1J7, не вызывает изменения кода на выходе преобразователя 11 кода. Выходы преобразователя

11 подключены к входам синхронизации регистра 13 знака, а на информационные входы регистра 13 подается импульс второго строба ll7, который при отсутствии сигнала синхронизации не записывается в регистр 13, и знаковый разряд блока 12 индикации соответствует знаку "плюс". При отрицательном направлении тока 1 (фиг.2б) в сигнале 11 первый импульс стано4 вится отрицательным, а второй — положительным, поэтому запись положительного импульса в регистр 10 амплиту1307404 ды совпадает по времени с импульсом второго строба I1 . Следовательно, хотя бы на одном из синхровходов регистра знака 13 происходит перепад уровня сигнала за время действия 5 строба и хотя бы в один из разрядов регистра 13 знака записывается высокий логический уровень и на знако- вом разряде блока 12 индикации происходит перепад напряжения 0 8, соответствующий сигналу "минус". Таким образом предлагаемое устройство обеспечивает бесконтактное измерение и индикацию амплитуды тока с учетом знака.

Устройство работает аналогичным образом и при наличии импульсной помехи, обусловленной паразитным выбросом на фронте переключения измеряемого тока (фиг.2в) . В этом случае сигнал 14, поступающий на вход порогового блока 9, содержит два импульса положительной полярности с амплитудами Е и Е, первый иэ которых Бей обусловлен действием импульснои помехи, а второй (Е4) обусловлен полезным сигналом переключения проверяемой схемы в новое логическое состояние. При подаче сигнала на вход порогового блока 9 сначала преобразуется и записывается в регистр IO значение амплитуды помехи Е, затем аналогичным образом за писывается в регистр 10 амплитуда полезного сигнала F.4. Поскольку

35 амплитуда E второго импульса боль4 ше амплитуды помехи F., то импульс

Е4 полезного сигна а, совнадающ и по времени с импульсом второго строба Llу, приводит к срабатыванию более 40 старших разрядов порогового блока и увеличению кода в регистре 10. Изменение кода за время действия строба

Uy приводит, как было показано ранее, к записи в регистре 13 и блоке

12 знака "минус".

Таким образом, при наличии импульс-. ной помехи в регистре 10 записывается только значение амплитуды полезного импульса с учетом знака, а влия- 50 ние помехи на результат измерения исключается, что позволяет повысить точность бесконтактного измерения импульсного тока.

Формула и з обретения

I.Óñòðîéñòâî для бесконтактного измерения импульсного тока, содержащее генератор стимулирующих импульсов, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым выходами устройства, бесконтактный электромагнитный датчик тока, соединенный с входом усилителя, пороговый блок и блок индикации, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены фазоинвертор, сумматор, линия задержки, запоминающие регистры амплитуды и знака, преобразователь кода, элемент ИЛИ и блок синхронизации, при этом выход усилителя соединен с входом фазоинвертора, прямой выход которого присоединен к первому входу сумматора непосредст. венно, а инверсный выход соединен через линию задержки с вторым входом сумматора, выход которого соединен с входом порогового блока, выход которого соединен с входом регистра амплитуды, выход которого через преобразователь кода соединен с первыми входами блока индикации и информационным входом регистра знака, выход которого через логический элемент

ИЛИ соединен с вторым входом блока индикации, третий выход генератора стимулирующих импульсов соединен с входом блока синхронизации, первый выход которого соединен с входом установки в начальное состояние регистра амплитуды и регистра знака, второй выход — со стробирующим входом по-. рогового блока, третий выход — со стробирующим входом регистра знака.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит первый, второй и третий ждущие мультивибраторы и линию задержки, входы первого и второго ждущих мультивибраторов соединены с входом блока синхронизации и через линию задержки .с входом третьего ждущего мультивибратора, а первый, второй и третий выходы блока синхро.низации соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего ждущих мультивибраторов.

1307404

U1

И7

Фиг. 2

Составитель В.Савинов

Редак то р С . Ли сина Техред Л. Олейник Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1629/46 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4