Формирователь прямоугольных импульсов

 

СОКОВ СОВЕТСКИХ

СО. ИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! „

Г (21) 4694081/21 (22) 22,05.89 (46) 23.11,91. Бюл. М 43 (72) А.И.Панов и А.И.Лепехин (53) 621.374 (088.8) (56) Эдукайтис Д.Ю., Орлов Б.В., Попель

Л.M. и др. Измерение параметров цифровых интегральных микросхем. /Под ред.

Д.Ю.Эдукайтиса, Б.В,Орлова.— М.: Радио и связь, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 1432748, кл. Н 03 К 5/01, 1987. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в контрольно-измерительном оборудовании, в частности в системах контроля интегральных схем (ИС) повышенной степени интеграции, с рабочей частотой до

100 МГц, где формирователь применяется в качестве драйвера-задатчика входных. Ы1 1693723 А1 воздействий на контролируемые ИС. Ие"ь изобретения — расширение функцыональHbtx возможностей за счет реалы=-ации 5 режиме Третье состояние" промежуто- ных значений выходного cGëpî! õýëåíèÿ формирователя между высокаомным значением, харакгерным для режима "Третье состоя -.ые", при котором выходная шина находится в отключенном состоянии. и низкс омным значением, характерным для режима фс:рмирования импу ьсов, а тэкже повышение точности формирования. цель досппзется гартам образования новых функциональных связей, а также путем введения в блок 3 задания режимов двух регулиоуемых ис Конников питания, при атом выходной каскад 4 выполнсн в виде моста. Формировате:-ь содержит также оло r 1 управления,;. лок 2 фо«рмирования амплиту!gki, разнопсля:.}НыФ." источники опорных напряжений, входные шины 5 и 6 и выходную шину 7, 2 з,п. ф-лы, 2 ил.,69»»2, Изсбретсч-:ие ст??сн."..?Тс,; ?< лмпульснсй тех>?Лке и и!)едназн«)че?!o для использования В кантponi«нс-!« 3< )8pи < с»I :??Ом Оборудс»Вани!л, В частнОст?л в истBMBx кант!)Оля

NHT8»I Рал!»НЫХ CXBM (?«?С! ?!<ЭН? ??) ЕН НОЙ СТ8A8H»>i инт8граЦии р«>?бачей! частотой да

100 M.Ã"ö, где предлагаемый формировагель применяется в ка;естне драйвера-зада, члкэ Bxop,íèx воздействий на контролируемые ИС.

Цель изобретения -- расширение функ?)ис?На)!ьных вазможностей формиоователя прямоугольных импульсов з". счет реализаци!»! в режиме "Третье состояние" прамежуTO"-?Н ЫХ ЗН«ЗЧ8 ний В»с?ХОД НО О СС П (СТИВГ?8НИ Я ме>кду высокоомным, хэракгерным для р. :— жима "Трет!.-.е сост!)я)-?и?е", при котором выходная шина находит:,я н с?тключенном ссс. Оянии, и».-!Изкасмным Значением, характерным для режима формирования лмгульссн, а также повышение точности фсрмирОВания

Ьа фиг,1 изображена электриче кая схема формирователя прямоугольных импуг»ьсов; на фиг.2 — временные диаграммы эго работы, Формирователь прямоугольных импульсоВ сод»эржит блОК 1! >»пра?н!)Вн»41», блОк

2 фсрмиООВ«»ниЯ а!»> Г?литу«»ы, ()??<Ок:> заданиЯ режимов, выходной:;асxüä 4, две входные шины 5 и 6»;ы;.;Одну»с В?Ину > и»)аэноцсг!«?рнb»8 ис» счн!»ки (Е i, » —.! ОГ<срь? ых ??В»пря)ке, -?;ri !)

",-.Лс; уп .» .ВлеHИ)i » < т!)И» - 3 дг>,»> Aл".-. ,. :ъHT»l>» iI«>01 >»!i 8 H 9,,»BIBÓx 8,,1,.»)»!)ер<э!»; И«! «» l>Hblx

«» .*-«,».!.г >»»»и ?С ГПОЭ>,1?»?q;»?< а! .Т)IB» i bi 8 ЭГ»8МЕН» L» И !".?ЕГ" n»H, »)>»8»« GÃС ИСТСЧи< ка !4 пи)-аны-,. . iG,:; „- <)!)ОРМ?>!Сэва!.1. ?Я аМПЛ,, ДЫ ПОЕ г»стэ-,г q8 г»".О! o,", в»иффе<:8!,ii, »l!l:;ô8p<>IILII!!B>nl ных усил >ITB:1R на ранз?>?Сiopdx 19, 20 M 2 <, 22 сао I BBTOTBBHIIG, два исгочники тс>ка на тр«?Нзистср«з<х 23 и 24 N рав!»Опс»?Яр??ые,".>8гулируемые <>?с О»?н ики 25 и 26 I? !1тан i>b Р bi ха дно!)< каскад п редс т«»B!i! . ет соб.. и мостовук) схему на транэи! арах 27-30 л р8з»лстОрах 31 и 32.

Входы элементов ИЛИ 8 и 9 Являющиесг ?!ервЫм и вторым входа??и бгюкэ 1 упраВлеиия ссстнетстне ?!»o, раздень! о соединены с входными ILII/IHB»ìI< 5 и 6).," »р мь!<= ныходь! элеме?-?Тон ИЛИ 8 и 9 раздельна

» »

СОЕдиНЕНЫ С ба-8 III тра?:ЗИстарон 10 Л

C«>T»I8 т" нн - а -?! эерс:! - 8 н?-! Од -"! .»:. -вами транзис-:сэоя 1 и,,), - м, т е,с?> таанз!«<сторон ?2 и 13 соединены::. Оегчлир>—

10!

4Г

<»-, емыми источником 14 питания. Kon:Ioxòît)b! транзисторов 10 и 11, образующие первый и второй выходы блока 1 управления:, раздельно соединены с базами транзисторон

15 и 16, образующими первый и второй входы блока 2 формирования амплитудьк Каллектор транзистора 13, образуюший третий выход блока 1 управления, соединен с эмиттерами транзисторов 15 <л 16. Входы элементов ИЛИ 17 и 18, образующие вход блока 3 задания режимов, соединены с входной шиной 6; прямые выходы элементов ИЛИ 17 и

18 раздельно соединены с базами транзисторов 20 и 21 соответственно, а инверсные — с базами транзистсран 19 и 22. Эмиттеры транзисторов 19 и 20 соединены с регулируемым источником 25 питания, а эмигтеры транзистарсн 2, и 22 — с регулируемым источником 26 питания. Коллектор транзистора 20 соединен с эмиттерсм транзистора 23, коллектор котсрсгс, являющийся первым выходам бло«а 3 задания режимов, соединен с эмиттерами транзисторов 27 и 29 выходного каскада 4;коллектор транзистора

22 соединен с эмиттером транзистора 24, коллектор которого, являюшийся вторым выходом блока 3 задания режимов, соединен с эмиттерами транзистсрон 28 и 30, Базы транзисторсв 27 и 28 соединены с коллектором тра I=

Коллекторы транзисторов 29 и 30 соединены с Выхсднсл шиной 7 формирователя прямоугольных импульсоа. Между базами и ксллектасами транзисторан 29 и 30 включены резисторы 31 и 32 соответственно. Источник (Е,-) опорнсгс напряжения и Олажител ь ной ?)ал я р ности - 8 р83 реэ лстооы соединен с коллекторами транзисторов

15 и 16 блока 2 формирования амг литуды, а источник (Е-) опорного напряжения отрицательной полярности ерез резистор — с эмиттерами этих же транзисторов.

Блок 1 управления предназначен для ! ? риема c Bxo/HbI>: шин 5 и 6 cl>II !B.»)GB pBHiHûõ и cNIHànà нключения режима "Третье состояние" соответственно и формирования сигна IGB управления работой транзистор„-н <5 и 16 блока 2 формирования амплитуды. Злементы ИЛИ 8 и 9 блока 1 управления ныпалнены на микросхемах К

1500 ЛМ 102, э качестве транзисторов 1Π— 13 прлменены транзисторы типа КТ 363Б, Блок 2 формирования амплитуды совместна с разнспалярными источниками (Е+, Е-)

oi iopHblx напрЯжений служит длЯ Выработки нерхнBão UB и нижнего !»» уровней напряжен?>?я формируемого им?;ульса. В рассматрина«.мсм примере реализации уровня 1-15, !н задаются н диапазоне ст — 3 В да --3 В. Блок

1693723

2 формирования амплитуды собран на транзисторах КТ 640А. В качестве источников (Е+, Е-) опорных напряжений применены программируемые стабилизированны: источники постоянного напряжения с диск— ретностью задания напряжения 3 мВ.

Блок 3 задания режимов служит для приема с входной шины 6 сигнала включения режима "Третье состояние" и формирования посредством источников тока на транзисторах 23 и 24 токов высокого и низкого уровней для транзисторного моста выходного каскада 4.

Выходной каскад 4, выполненный в виде транзисторного моста, предназначен для передачи импульсных сигналов заданной амплитуды с уровнями UB, U< на выходную шину 7 формирователя в режиме формирования импульсов, а при работе в качестве эквивалента нагрузки выходной каскад 4 предназначен для переключения токов высокого и низкого уровня при переходе напряжения на выходной шине 7 через пороговое значение напряжения отсечки, которое задается с блока 2 формирования амплитуды, Блок 3 задания режимов и выходной каскад 4 выполнены на транзисторах КТ 363Б, КТ 368Б, Выполнение выходного каскада 4 на транзисторах позволило уменьшить потребляемый ток блока 2 формирования амплитуды и тем самым применить в нем маломощные, ка высокочастотные транзисторы. Резисторы 3" r, 32 выходного каскада 4 предназначены дл устранения насыщения транзисторов 29 и 30 что способствует сохранению высокого быстродействия формирования прямоугольных импульсов.

Формирователь прямоугольных импульсов работает следующим образом.

В режиме формирования импульсов с входной шины 5 ка элемент ИЛИ 8 блаха 1 управления в момент времени t1 поступает сигнал уровня "1" (фиг.2а), С прямого и инверсного выходов элемента ИЛИ 8 сигнагы

"1" и "0" соответственно поступают ка базы транзисторов 10 и 11, с коллекторов которых сигналы поступают на базы транзисторов 15 и 16 блока 2 формиаования амплитуды. С коллектарной нагрузки транзистора 16 сигнал заданной амплитуды поступает ка базы транзисторов 27 и 28 выходного каскада 4. На входной шине 6 в режиме формирования импульсов установлен уровень "0" (фиг.2б). При этом транзистор 12 блока 1 управления открыт., а транзистор 13 закрыт и не влияет на расату транзисторов 15 и 16 блока 2 формирования амплитуды, Транзисторы 20 и 22 блока 3 задания режимов при уровне "0" ка входной 0

55 шине 6 также закрыты и не влияют на раба у транзисторов 23 и 24 в режиме формирования импульсов. Сигнал заданного уроькя

U, определяемого источником Е+ опорного капря кения, через транзисторный мост вьходногс каскада 4 поступает на выходную шику 7 формирователя прямоугольных импульсов, Сигнал уровня 0, определяемый ис-,сч яиком Е- опорного напряжения, формируется при установлении уровня "0" ка вход»сй шине 5 описанным образом с,ñé лишь разницей, что полярность выходных си -»алов блока 1 управления, блока 2 формирсв.."ния амплитуды и выходного каскада

4 меняется на противоположную вследствие переключения транзисторов перечисленных блоков. В режиме "Третье состояние" ка входной шине 5 установлен уровень "0", а ка шике 6 — уровень "1 (фиг.2б, момент времени t ), При этом тсанзистор 13 блока 1 управления аткры с и через него от регулируемого источника 14 питания в эмитгерную цепь транзистора 16 блока 2 формирования амплитуды задается дополнительный ток, в результате чего напряжение на коллекторе транзистора 16, и. следовательно, на базах транзисторов 27 и

28 выходного каскада 4 будет изменяться в диапазоне напряжений ат уровня Ок (нижний уровень) дс уровня U (высокий ураae» ), xaK noKaa »a va фиг.2в, e sac! |.-.има ти ст величины така, определяемого регулируемым источникам 14 питания, Ь режиме

"Тре гье састаякие" (в интервале времени!з, трэкзистсрь; 20 и 22 алака 3 задания режимов открыты и -;ерез ких в змиттерные цепи састветству сщихтранзисторов 23 и 24 ат регулиауе .;ых источников 25 и 26- питания задаются дополкительк ые токи, в рез .льтате че-а происходит изменение токов в коллеагсркых цепях транзисторов 23 и 24, и, следсвателька. изменен: е выходного сопротивления транзисторного моста выходного каскада 4 (фиг.2 г). П ри пол »îñòüþ закрытых транзисторах 23 и 24 выходное сопротивление транзистсркаго моста составляет около 1 УОм.

При использовании формирователя пря сугольных импульсов s контролька-измерительном оборудовании для ИС с совмещенными входами-выходами ок (фармираватель) в режиме формирования импульсов является драйвером-задатчиком входных воэдейсгвий, передаваемых на выводы контролиоуемой ИС, т.е. обеспечивает входной ток соответствующего вывода, а в режиме "Третье состояние" формирователь является зквивалектам нагрузки ка состве ствующий вывод, т.е. абеспе ь вает ега электрический реж,ì (тск высокого уровня, ток

1693723

) изкого уровня и пороговсе напряжение отсечки, при котором происходит переключение названных то(ов). Значения токов высокого и низкого уровней определяются выходным сопротивлением транзисторного моста выходного каскада 4, причем задание

:оков низкого и высокого уровней осуществляется поср8дством истОчникОГ TGI(3 нс- ..

"ранзисторах 23 и 24 блока 3 зад-:!Ni!! режиМОВ, а УРОВЕНЬ НаПРЯжЕНИЯ ОТСВЧКИ ОПРЕД8ляется коллекторным напр..жением

;ранзистора 16 блока 2 (рормирования амплитуды.

Совмещение в формирователе прямо t/Гольных импульсов функций доайв8ра"за датчика и эквивалента нагрузок для контролируемой 1/1C Ггозвслило исключить из контрольно-измеОительнОГО О:)optt/1GBBния алак эквивалентов нагрузок и Вместе с ним — емкость, эносимук) е тракт драйверконтролиоуемая ИС, следствием чего является уменьшение емкости Тра:<та С;-р на 3-10 ,1Ф и повышение быстродействия измерения до 100 Мгц, О)ормула изобретения

1, Формирователь поямо /гол ьнь! (импульсoB, СОДержащий блок управления блок формирования амплит /ды, разнопо лярные источники Gj)opt,,ы)(цадояжений, бл о к 3 Яда и и." р 8)к и м О В, B I»l )(oд ь-3 О и t«8 c I:, B/ t,,I)jB8 ВХОДНЫЕ И ВЫ):Одну 4 ШИН Ы, П .: И !8iiN входные шины раздель ч О co8/IYii«Г- ны с =tìoвами блока yr;OBB,"t8!ItNB (;8;t8„1!й v B,i,opo„"

Выi .OÄbi KOTOPtOI Раедв bHО СС t,,Ä (II I :::i С;);ВТВЕТСТВУЮЩИМИ B)(t),jiBt« !HI ОГ О . —. j)O"), :»ИРОвзнNя ам и л !T tIäû, :,.0 д»I - ". .нного р аз н О 1) С ° я р рН bl M N и «! О ч l t г i (:1 М и .» П, ) i ii t Ь1 )(2 /» пря)ке1)и),i, выход ОЛО<<а Jl Орми1н t запив ампЛ N T (д !C «) Е а И Н 8 Н С В Х 0,3, G i«il B I Х G В H З

11)

Ci ()

- . «

2 1 .) .!

-, 1 каскада, подключенного к первому и в-орому выходам блока задания режимов,:: выходной шине, отл и ч а ю щийс".тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации в режиме

"Третье состояние" промежуточных значений выходного сопротивления формирователя между низкоомным и высокоомным з,ачениями, третий выход блока управления соединен с третьим В"(;:дом блока формирования амплитуды, вход блока задания режимов cGB,(jtNнен с второй Входной шиной, Олок задания режимов содержитдва pet-улируемых источника питания, а выходной каскад выполнен В виде моста, Образованного

ТРВНЗИСтОРа,",N РВЗНОГО тИПВ ПРОВОДИМОСТИ, при этом первый вход моста. Образованный збъединенными базами в Одных транзисторОВ разного: ипа проводимости, соединен с выходом блока формирования амплитуды, второй и третий входы раздельно соединеl- ы с выходами соответствующих регулируемых NcTGHHN!(Ga питания блока задания режимов, а выход моста — с выходной шиной и через резисторь — с базами выходных транзисторов моста, 2 ° Формирователь по и 1, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности фоомирования за счет уменьшения величины дрейфа выходного напряжения, выхопОм моста яВляются

v"-еди;-:;;. Нные коллекгсры выходных;оанBjp "ГОРО» )а - bjGt Q И „а ПГ)О ВОД ИМОС! N а ВТОрой и tpCTNI входы моста соединены с попбг)НО Обьединеннь ми амит) ерами Входных и выход. iiь1" тоанзисторов, Фо .:мирователь: 0 и, . G 1 л и ч з i!G ш,/; и с я Tе» ", . ), G i) л G у;, е i ((6 I I и я, одс (; х(ят п» ил к ПУР »Ы «» NCTOliHN t1,"» » " - Nq

1693723

Составитель Б, Поликарпов

Техред М,Моргентал Корректор Т. Малец

Редактор Н. Химчук

Заказ 4084 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101