Логический зонд

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 19.04.78 (21) 2607854/18-21 (51) М. КП.

G R 31/28 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано150882. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 1 0882 (33) УДК821. 317. .729.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е.-Д. Баран и Е.Н. Мирошников

babeil tr i.«(. . (71) Заявитель

Новосибирский элект ротехниче ский ин ститут (54) ЛОГИЧЕСХИИ ЗОНД

20

- 25

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле и наладке цифровых устройств, выполненных на ин тегральных микросхемах.

Из вестен логиче ский тестер, содержащий входной усилитель, компараторы напряжений, индикатор, блок управления и синхронизатор (1).

В известном тестере отсутствует возможность контроля контакта с объек- том контроля и активного воздействия на объект контроля с целью изменения его состояния.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является логический зонд, содержащий входной повторитель, соединенный с пороговыми элементами 1 и 0, выходы которых соединены с элементами И и

ИЛИ,-ждущим мультивибратором, усилителями втекающего и щятекающего тонов, два триггера, соединенных входами с элементами И, а выходами с дешифратором состояний, выход которого соединен с индикатором (21.

Недостатками этого зонда являются отсутствие контроля контакта с объектом контроля и низкая достоверность контроля при активном воз-.. действии на объект контроля с целью изменения его состояния.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля ...Цель достигается тем, что в логический зонд, содержащий входной .повторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока, а выход — co входами пороговых элементов 0 и 1, инверсные выходы которых соединены со входами первого элемента И, а пряьые — со входами элемента ИЛИ и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора, ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора, два RS-триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, S-вход каждого триггера соединен соответственно со входом усилителя втекающего и входом усилителя вытекающего тока н выходом второго и третьего элементов И, индикатор, соединенный с выходами шифратора и формирователя импульсов, введе-ны синхронный D-триггер, Rs-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска, причем выход первого эле951201 мента ИЛИ соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ,второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй 5 вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, входом С синхронного D-триггера, прямыми входами второго и третьего элементов И и с

S-входом третьего RS-триггера, R-вход 10 которого соединен с выходом входного . повторителя, выход — с дешифратором, D-вход соединен с прямым выходом порогового элемента 0, а R-вход соединен с R-входом первого и второго15

RS-триггеров и выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход синхронного

D-триггера соединен с прямым входом второго элемента И, а инверсный выход †. с прямым входом третьего эле- 20 мента И, инверсные входы второго и третьего элементов И объединены и соединены с выходом первого элемента И, входы формирователя импульсов соединены с кнопкой запуска.

На чертеже представлена функциональная схема логического зонда.

Логический зонд содержит входной контакт 1, индикатор 2, дешифратор 3, входной повторитель 4, кнопку 5, фор-30 мирователь импульсов 6, пороговые . устройства 7 и 8 (элементы), синхронный триггер 9, схему И 10, схему

ИЛИ с динамическими входами 11, схемы И 12 и 13, схемы ИЛИ 14 и 15, усилители втекающего тока 16 и вытекающего тока 17, ждущий мультивибратор

18, триггеры 19, 20 и 21. Выход повторителя 4 соединен с R-входом триггера 21 и входами пороговых устройств

7 и 8, прямые входы которых соединены40 с динамическими входами схемы ИЛИ 11 и входами дешифратора 3. .Кроме того, прямой выход первого порогового устройства 7 соединен с информационным . входом триггера 9. Инверсные выходы 45 пороговых устройств соединены со входами схемы И 10. Выход схемы ИЛИ

11 соединен с первыми входами схем

ИЛИ 14 и 15, выход схемы ИЛИ 14 соединен со входом ждущего мультивибратора 18, выход которого соединен со входом дешифратора 3 и со вторым входом схемы ИЛИ 15, выход этой схемы соединен с динамическим R-входом триггеров 9, 19 и 20. Выход формиро вателя импульсов 6, который соединен.

I с кнопкой 5, соединен со вторым входом схемы ИЛИ 14, с синхровходом триггера 9, с 5-входом триггера 21 и с вторыми входами схем И 12 и 13.Прямой и инверсный выходы триггера 9 соединены с первыми входами схем

И 12 и 13 соответственно, выходы этих схем соединены с S-входами триггеров

19 и 20, а также с усилителями втекающего и вытекающего тока 16 и 17, 65 причем схема И 12 соединена с S-вхо- дом триггера 19, с усилителем вытекающего тока 16, S-вход триггера 20 и усилителя вытекающего тока 17 соединен со схемой И 13. Выход схем

И 10 соединен со входом дешифратора

3 и инверсными входами схем И 12 и

13. Выходы триггеров 19, 20 и 21 также соединены со входами дешифратора 3. Входы усилителей втекающего и вытекающего тока 16 и 17 объединены и соединены с входящими контактами 1 зонда. Выходы дещифратора 3 соединены с соответствующими входами индикатора 2. Индикатор управляется

У дешифратором 3 таким образом, чтобы отображаемые символы были максимально похожи на осциллограммы входных сигналов, а при коротком замыкании проверяемых выводов с шинами питания — формировались знаки, соответствующие обозначениям шин питания.

Для отображения динамических сигналов длительность импульса, формируемого ждущим мультивибратором 18, выбирается достаточной для визуального наблюдения (0,1-1 c) . Усилители импульсов 16 и 17 включаются на короткое время и при отсутствии короткого замыкания создают падение напряжения на исследуемом участке цепи, что приводит к срабатыванию пороговых устройств и формированию изображения, соответствующего изменению входного потенциала.. При коротком замыкании потенциал входа не изменяется и фиксируется соответствующим символом.

Логический зонд работает следующим образом.

Если напряжение на входе зонда меньше, то срабатывает пороговый элемент 7, при уровне 0 этот .единичный сигнал с его прямого выхода поступает на вход деши4ратора 3, который в свою очередь, включает элементы индикатора 2, соответствующие низ-. кому логическому уровню, Если напряжение на входе зонда имеет нерабочий уровень, то оба пороговых устройства

7 и 8 находятся в невозбужденном состоянии, что соответствует открытому состоянию схемы И 10, с выхода которой подается единичный сигнал на вход дешифратора 3. При этом дешифратор 3 включает элеменTH индикатора 2, соответствующие неопределенному логическому уровню. Если на вход зонда поступают импульсы положительной (отрицательной) полярности с большой скважностью, то на короткое время, равное длительности импульса, включается пороговое устройство 8(7) и элементы, соответствующие BHcoNQMy (низкому) логическому уровню, однако свечение этих элементов практически незаметно вследствие очень короткого времени их включения. На время, рав-:, ное разности между длительностью

95 I?01 импульс от формирователя импульсов б запускает ждущий мультивибратор 18 через схему ИЛИ 14. Импульс тока от усилителя втекающего тока 17 протекает по исследуемому участку цепи и в случае отсутствия короткого за MblKcLHHB вызывает изменение. потенциала на входе зонда, достаточное для переключения пороговых элементов.

При этом на выходе схемы ИЛИ 11 формируется короткий импульс, который через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное состояние триггер 20. Если же проверяемый вывод схемы замкнут с миной питания общий, потенциал вывода лри протекании импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггер 20

65 периода и длительностью импульса, включается пороговый элемент 7 (8) и элементы индикатора 2, соответствующие низкому (высокому) логическому уровню, яркость свечения которых практически равна максимальной вслед- 5 ствие большой скважности входных импульсов. При переключении любого из пороговых элементов импульсом от сХемы .ИЛИ 11 через схему ИЛИ 14 запускается ждущий мультивибратор 18. 10

Импульсы с его выхода поступают на вход дешифратора 3, при этом дешифратор управляет элементами индикатора 2 таким образом, что отображаемый символ выглядит похожим на осциллограмму одиночного положительного (отрицательного) импульса. Если проверяемый выход схемы замкнут с шиной

3 общий, то на входе зонда присутствует нулевой потенциал и возбужден ?0 пороговый элемент 7, что в свою очередь вызывает свечение элементов индикатора 2, соответствующих низкому логическому уровню. Для обнаружения короткого замыкания между проверяемым выводом и шинами питания включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов б. Импульс с его выхода фиксирует логический уровень проверяемой схемы (до момента воздействия импульса тока на проверяемый выход схемы) с помощью триrгера 9, к информационному входу которого подключен выход первого порогового элемента 7. В случае присутствия на входе зонда потенциала логического нуля на вход триггера 9 от порогового элемента 7 поступает потенциал логической единицы и триггер не изменяет своего состояния. Кроме того, импульс от формирователя им- 40 пульсов б через схему И 13 устанавливает триггер 20 в единичное состояние, а также поступает на вход усилителя втекающего тока 17. При этом на третьем инверсном входе схемы И 13 присутствует потенциал логического нуля с выхода схемы И 10. Кроме того, остается в состоянии 1 до тех лор, пока на его R-вход не поступает отрицательный перепад напряжения от ждущего мультивибратора 18 через схему ИЛИ 15. Время задержки сброса триггера 20 (время наблюдения) равно длительности импульса ждущего мультивибратора 18 (0, 1-1 с), которой вполне достаточно для визуального наблюдения. Выход триггера 20 подключен ко входу дешифратора 3. При возбужденном состоянии триггера 20 обеспечивается формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питания общий . Аналогично осуществляется проверка на короткое замыкание с шиной питание . При касании зондом проверяе1 мого вывода схемы возбуждается пороговый элемент 8, что в свою очередь вызывает свечение элементов индикатора 2, соответствующих высокому логи-. ческому уровню. Для определения короткого замыкания включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов 6. Импульс с его выхода фиксирует состояние входа зонда (до момента подачи импульса тока на проверяемый вывод схемы) с помощью триггера 9, который в этом случае устанавливается в 1, открывая тем самым по первому входу логическую схему И 12. Импульс с формирователя импульсов 6 через эту схему устанавливает триггер 19 в единичное состояние, а также поступает на усили« тель, вытекающего тока 16. Импульс тока протекает по исследуемому участку цепи и в случае отсутствия короткого замыкания вызывает изменение потенциала на входе зонда,достаточное для переключения пороговых элементов. При этом на выходе схемы

ИЛИ 11 формируется импульс, который через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 9 и 19. Если же проверяемый вывод замкнут с шиной питание, потенциал проверяемого вывода схемы при протекании .импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггеры 9 и 19 остаются в состоянии 1 до тех пор, пока на их R-вхоцы не поступит отрицательный перепад напряжения через схему ИЛИ 15,от ждущего мультивибратора 18, который запускается передним фронтом импульса от формирователя б через схему ИЛИ 14.

Выход триггера 19 подключен ко входу дешифратора 3, возбужденное состояние этого триггера обеспечивает формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питание . Схема И 10 закрывает схемы И 12 и 13 в случае, если потенциал входа зонда соответствует

951201 нерабочему уровню, запрещая тем сам м формиронание импульсов тока усилителями 16 и 17. При отсутствии короткого замыкания проверяемого вывода схемы с шинами общий и питание на индикаторе 2 формируется изображение импульса, если проверяется комбинационная схема, или изображение, соответствующее изменению потенциала — для последовательностных схем. Во втором случае одновременно проверяется правильность функциониронания автомата с памятью.

Полярность импульсного тока:нагрузки выбирается устройством автоматически, с учетом состояния проверяемого элемента. В случае отсутствия контакта между проверяемым выводом схемы и входом зонда на последнем присутствует низкий потенциал, определяемый входным сопротивлением зонда. При этом пороговый элемент 7 находится в возбужденном состоянии.

Для обнаружения отсутствия контакта включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов 6, импульс с выхода которого устанавливает в единичное состояние триггер 21, а также поступает на вход усилителя втекающего тока 17 через открытую схему

И 13. В случае отсутствия контакта между входом зонда и выходом проверяемой схемы усилитель тока 17 работает на нысокоомное входное сопротивление зонда„ при этом длительность заднего фронта импульса, формирующего на входе зонда, резко увеличивается из-за большой постоянной времени цепи нагрузки. Этот импульс передается без изменения через входной повторитель 4 на динамический вход триггера 21, но установка триггера в исходное (нулевое) состояние не происходит из-за большой длительности заднего фронта. Если контакт между входом зонда и выводом проверяемой схемы сущестнует, то сопротивление нагрузки усилителя тока 17 относительно невелико, при этом длительность фронтов импульса, формирующегося на входе зонда достаточно мала, что обеспечивает установку триггера

21 н исходное (нулевое) состояние.

Выход триггера 21 соединен со входом дешифратора 3, который обеспечивает при возбужденном состоянии триггера

21 форья розание индикатором 2 знака, соответствующего обозначению отсутствия контакта между входом зонда и выводом проверяемой схемы.

Предлагаемый зонд позволяет проверять комбинационные и последовательностные схемы, обнаруживать несоответствие входных сигналов заданным, обнаруживать отсутствие контакта и неисправности типа короткое заьыкание на шины питание или общий, а также проверять эти шины на целостность.

Формула изобретения

Логический зонд, содержащий входной повторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока, !

О а выход — со входами пороговых элементов 0 и 1, инверсные выходы которых соединены со входами первого элдйента И, а прямые — со входами элемента ИЛИ и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора, ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора, два ЙВ -триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, 5 -вход каждого триггера соединен соответстненно со входом усилителей втекающего и вытекающего токов и выходом второго и третьего элементов И, ин 5 дикатор, соединенный с выходами шифратора, и формирователь импульсов, отличающийся тем что, с целью повышения достоверности и расширения функциональных возможностей, н него введены синхронный

1)-триггер, RS-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с перными входами второго и третьего элементов ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего мультивибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формиро4Î вателя импульсов, входом С синхронного D --триггера, прямыми входами второго и третьего элементов И и с

Я-входом третьего Rs-триггера, Я -вход которого соединен с выходом входного

45 повторителя; а выход — с дешифратором, 13-вход соединен с прямым выходом порогового элемента 0, а

Я-вход соединен с R -входом первого и второго RS-триггеров и выходом

5О третьего элемента ИЛИ, прямой выход синхронного 0-триггера соединен с прямым входом второго элемента И, а инверсный выход — с прямым входом третьего элемента И, инверсные вхо ды второго и третьего элементов И ,объединены и соединены с выходом первого элемента И, входы формиронателя импульсов соединены с кнопкой запуска.

Источники информации, 60 принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и системы управления, 3.977, Р 10, с. 51, рис.1.

2. Авторское снидетельство СССР

Р 729533, кл. 0 01 R 31/28, 1977 (прототип).

951201

Составитель В. Гусев редактор М. Дылын Техред Ж.Кастелевич Корректор F°.

Заказ 5939/50 Тираж 717 Подпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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