Устройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интегральных микросхем

 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано при настройке гибридных интегральных микросхем (ГИМС). Цель - повышение точности и сокращение времени настройки за счет предварительной регулировки параметров объекта контроля и настройки перед коррекцией. Она достигается введением в устройство распределителя 13, соединенного с ЭВМ 12 и N-каналами управления и моделирования настройки объекта настройки - ГИМС 2, каждый из которых включает в себя буферный каскад 7 с высоким входным сопротивлением, цифроаналоговый преобразователь 8, двухпозиционный коммутатор 9 и преобразователь 10 напряжение - ток с дифференциальным входом, коммутатора 17 режимов работы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистических

РЕСПУБЛИК

„„SU„„15521 5 А1 (51)5 С 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ П1НТ СССР

1 (21), 4262402/ 24-21 (22) 1 5. 06. 87 (46) 23.03.90. Бюл. К 11 (7 1 ) Таган рог ск ий радио технич е ск ий институт им, В.Д. Калмыкова (7 2) Е .И. Куфлевск ий, В.Д. Гура и Б.Ф. Макаренко (53) 621.317 ° 799 (088.8) (56) Патент Японии 1< - 57-10563, кл. Н 01 С 17/22, G 01 R 17/00, 1982.

Климов А.К., Лопухин В.А ., щеханов Ю.Ф. Регулировка электронной аппаратуры в микроэлектронном исполнении. — Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение. 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ ГИБРИДHblX ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к электро2 нике и может быть использовано при настройке гибридных интегральных ми росхем (ГИМС) . Цель — повьяение т< ности и сокращение времени настройки за счет предварительной регулировки параметров объекта контроля и настройки перед коррекцией. Она достигается введением в устройство распределителя 13, соединенного с ЭВМ 12 и п-каналами управления и моделиро-вания настройки объекта настройки—

ГИМС 2, каждый из которых включает в себя буферный каскад 7 с высоким входньм сопротивлением, цифроаналоговый преобразователь 8, двухпоэиционн ый к оммута то р 9 и п реоб ра зова тель

1 0 напряжение — ток с дифференциальным входом, коммутатора 17 режимов работы. 3 ил.

1552135

Изобретение относится к электро )ике и радиотехнике и может быть использовано при настройке гибридНых интегральных микросхем (ГИМС), например избирательных APC-цепей (фильтров, амплитудных или фа зов ых

Корректоров и т.п.) .

Цель изобретения — повышение точ\ ости и сокращение времени настройки эа счет предварительной регулировки параметров объекта контроля и настройки перед коррекцией.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для автоматизированной функциональной настройки

1интегральных микросхем; на фиг.2 и — фрагменты принципиальной схемы ( гибридной интегральной схемы и подключенные к ним каналы управления и ! моделирования настройки.

Устройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интегральных микросхем (фиг.1)

Содержит источник 1 входных. сигналов, 25 объект контроля и настройки — гибридную интегральную микросхему ГИМС 2, содержащую корректируемые резисторы

3, которые, в свою очередь, могут состоять из двух секций — резисто- Зр ров 4 и 5 — либо из одного резистора 5, корректор 6, каналы моделирования процесса настройки, каждый из которых включает в себя буферный

Каскад 7 с высоким входным сопротив- 35

Лением, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, двухпозиционный . коммутатор 9 и преобразователь 10

Кап ряжение — ток (ПНТ) с диффе ренциальным входом, а также регистр 11 4р буферной памяти, ЭВМ 12, распреде1 итель 13, измерители разности ампЛитуд 14 и фаз 15, эталонный образец ГИМС 16 и коммутатор режимов работы устройства 17, выходы ЭВМ 12 45 соединены с входом источника 1 вход-, ных сигналов и входом корректора 6, выход которого соединен с первыми клеммами для подключения объекта 2 контроля и настройки, измеритель 14 разности амплитуд и измеритель 15 разности фаэ своими выходами соединены с входами ЭВМ, вход эталонного образца 16 соединен с выкодом ЭВМ 12, а выходы соединены с вхоцами распреде55 лителя 13, выход которого соединен с и регистрами 11 буферной памяти по числу каналов управления и моделирования настройки, выход регистра буферной памяти соединен с входом цифроана логов or о и реоб ра зова теля, выход которого соединен с первым входом дв ухпозиционного коммутатора

9, второй вход которого соединен с выходом распределителя 13, а выход с входом преобразователя 10 напряжение — ток с дифференциальным входом, выход которого соединен с вторыми клеммами для подключения объекта контроля, вход буферного каскада

7 соединен с третьими клеммами для подключения объекта контроля, а выход — с вторым входом цифроаналогового преобразователя 8, первый вход коммутатора 17 режимов работы соединен с выходом источника 1 входных сигналов, входом эталонного образца ! 6 и первым входом измерителя 15 разности фаз, выход эталонного образца соединен с вторым входом коммутатора

17 режимов работы, третий выход которого соединен с первым входом измерителя 14 разности амплитуд, второй вход которого соединен с четвертыми клеммами для подключения объекта контроля и вторым входом измерителя разности фаз.

Устройство работает следующим образом.

По команде управляющей ЭВМ 1 2 источник 1 входных сигналов поочередно подает на вход настраиваемой ГИМС 2 напряжения с заранее выбранными частотами, на которых цифровые измерители амплитуд 14 и фаз 15 фиксируют уровень выходного сигнала, либо фазовый сдвиг между входом и выходом

ГИМС 2 (в режиме настройки без эталонного образца) . Полученный таким образом набор отсчетов вводится в ЭВМ 1 2 где на основе сравнения их с расчетными значениями АЧХ (или ФЧХ) вырабатываются значения правых частей системы уравнений, коэффициенты которых заранее заложены в память ЭВМ 12 ° .

В результате решения системы уравнений ЭВМ 12 вырабатывает коды N; тре- буемых для точной настройки ГИМС значений крутизны преобразования

S; ПНТ 10, которые через распределитель 13 поступают в регистр 11 буферной памяти соответствующих каналов моделирования настройки и далее на цифровые входы IJAII 8, На аналоговые входы ЦАП 8 через буферные каскады 7 с высоким входным сопротивлением поступают напряжения U ; снимае5 15 мые с высокоомных по отношению к о6щей шине выводов резисторов 3, и на выходах ЦАП 8 формируются напряжения пропорциональные произведениям П, N

В зав исимости от знаков требуемой коррекции, вырабатываемых ЭВМ 12 и подаваемых через распределитель 13 на управляющие входы двухпозиционных коммутаторов 9, последние подключают выходные напряжения IIAII 8 к инвертирующим либо неинвертирующим входам ПНТ 1 0. Выходные токи ПНТ 1 О,пропорциональные их входным нап ряжениям П„ Ni подаются в отводы резисторов 3, либо в те же точки, откуда снимаются входные напряжения буферных каскадов 7.

При настройке с помощью эталонного образца 16 процесс моделирования настройки выполняется аналогично, отличие состоит „линь в том, что цифровые измерители разности амплитуд

14 или фаз 15 подключаются с помощью коммутатора 17 режимов работы таким образом, что измеряют разность амплитуд (или фаз1 выходных сигналов настраиваемой ГИМС 2 и эталонного образца 16.

Для точной настройки АЧХ (ФЧХ)

ГИМС 2 одного такого цикла моделирования настройки может оказаться недостаточно, поскольку заложенная в

ЭВМ ) 2 математическая модель (порядок и коэффициенты системы линейных уравнений) не может абсолютно точно описывать реальное устройство, поэтому, процесс моделирования настройки повторяется до тех пор, пока не будет достигнута удовлетворительная точность совпадения АЧХ (ФЧХ) ГИМС 2 с расчетной.

Для доказательства работоспособности контура моделирования настройки рассмотрим фиг.2а, где изображен фрагмент принципиальной схемы ГИМС, содержащий подгоняемый резистор R. и подключаемый к нему канал моделирования настройки, условно показанный в виде преобразователя напряжение — ток с управляемой крутизной преобразования S. Резистор.R,. однозначно определяющий регулируемый параметр, может быть выполнен в виде. двух последовательно включенных сек(If ций К и R>, но может и не иметь средней точки, в этом случае выходной ток ПНТ подаетс я в ту же точк у, откуда снимается напряжение, управдя1 +R(-+Y) z

ЗО где R = R,+ R< — сопротивление подгоняемого резистора, частично включающее в себя и сопротивление r.

При подключении ПНТ с крутизной преобразования

35 R U< и 1

1--SR +R(- + Y) Я

R Uf э 7

+ 1

1+R { + Y) z (2) 40

R где R = — — — — эффективное сопро1 — $В. тивление подгоняемого резистора, Таким образом, независимо от величиl ны Z u Y эффективное сопротивление подгоняемого резистора зависит от параметра S ПНТ и при S>0 увеличивается по сравнению с исходным знаФ

gp чением (при $ = 0 R R), а при

S (0 — уменьшается.

В предлагаемом устройстве крутизна S в каждом канале моделирования настройки задается кодом, поступаюЩим на ЦифрОВые ВхОДы ЦАП из уп рав— ляющей ЭВМ через распределитель и регистр буферной памяти, а знак S

{или фаза выходного тока ПНТ по отношению к фазе управдяющего напряже5213 5 6 ющее этим током. Сопротивление г представляет собой эквивалентное coll ротивление других реэистивных элементов ГИМС, которые могут быть

5 включены между выводом резистора RI

1 и общей шиной схемы.

Внешнюю по отношению к подгоняемому резистору пассивную часть ГИМС (имеющую в общем случае комплексный характер проводимости) можно отобразить подключением к более высокоомному по отношению к общей шине выводу резистора R эквивалентного сопротивления Z и про водимости У., как показано на фиг.2б, Здесь К = К

R = R + г; U — напряжение, уйравляющее величиной выходного тока ПНТ;

U — эквивалентный источник напряже1

2О Мия, отражающий наличие в схеме сигналов в режиме функциональной настройки.

При отсутствии ПНТ (или при S = О) напряжения Ug u Ul .связаны соотноше2S кием

1 552135 ния) дв ухпозиционным коммутатором, переключающим выход ЦАП либо к инвертирующему, либо к неинвертирующему входам ПНТ в зависимости от задаваемого 3ВМ через распределитель

5 состояния управляющего входа коммутатора.

Для подтверждения работосп особности контура моделирования в предлагае-10 мом устройстве рассмотрим фрагмент принципиальной схемы ГИМС, содержащий резистивный делитель и подключенный к нему канал моделирования наст-! ройки, условно показанный на фиг.3 в виде ПНТ с управляемой крутизной преобразования S. Пусть коэффициент передачи делителя

Uq K de = (3)

+ Rÿ 20 определяет значение одного из параметров ГИМС. При неточном напылении ! подгоняемых резисторов Ж отличается от расчетного значения, а после подключения канала моделирования настройки выражение (3) принимает вид

Ж= М (1 + SR„), (4)

30 где S †крутизна преобразования ПНТ.

Из соотношения (4) .видно, что изме1 1 нение S в пределах от — — до

Rg R, х(- ) (- — 1) вызывает одновременное изме35 нение е в пределах от 0 до 1 и соотв етственно регулируемого параметра.

После дос тиж ения точной нас тройки всех параметров ГИМС производится 40 коррекция подгоняемых резисторов, причем в рассматриваемом случае для увеличения коэффициента передачи делителя М корректируется R а для уменьшения — резистор R Таким обра- 45 зом, достигается 1007-ный выход годных ГИИС.

Дополнительным достоинством рассматриваемого варианта является повышенная по сравнению с предьдущим ус- g0 тойчивость контура моделирования при его практической реализации. Дело в том, что вследствие неидеальности активных элементов, включенных в канал моделирования (буферный каскад, ЦАП, ПНТ), при подключении входа и, выхода этого канала к одному и тому же узлу ГИМС (что может потребоваться в варианте устройства, если подгоняемый резистор не разделен HB две секции) н нем возможно возникновение паразитных колебаний; во втором же варианте вход и выход канала моделирования настройки всегда разнесены, Формула изобретения устройство для автоматизированной функциональной настройки гибридных интег ральных микросхем, содержащее ЭВМ, соединенную с входом источника входных сигналов и входом корректора, выход которого соединен с первыми клеммами для подключения объекта контроля и настройки, измеритель разности амплитуд и измеритель ра зности фа з, которые своими выходами соединены с входами ЭВМ, эталонный образец, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени настройки гибридных интегральных микросхем, в него введены распределитель, входом соединенный с выходом ЭВИ, а своими выходами соединен с входами и-каналов управления и моделирования настройки объекта контроля, каждый из которых содержит регистр буферной памяти, входом соединенный с выходом распределителя, а выходом с первыми входами цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым. входом двухпозиционного коммутатора, второй вход которого соединен с выходом распределителя, а выход — с входом преобразователя напряжение-ток с дифференциальным входом, выход которого соединен с вторыми клеммами для подключения объекта контроля, буферный каскад, вход которого соединен с третьими клеммами цля подключения объекта контроля, а выход — с вторым входом цифроаналогового преобразователя, коммутатор режимов" работы, первый вход которого соединен с выходом источника входных сигналов, входом эталонного образца и первым входом измерителя разности фаз, выход эталонного образца соединен с вторым входом коммутатора режимов работы, третий выход которого соединен с первым входом измерителя разности амплитуд, второй вход которого соединен с четвертыми клеммами для подключения объекта контроля и вторым входом измерителя разности фаз °

l 557) 35 и, $Фр

Фиа2

СВх

И1

Ж я я

ФиаЗ

Составитель Е. Строкань

Редактор В, Бугренкова Техред А..Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 328 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издатель<.кин комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101