Устройство для контроля параметрических элементов при воздействии детабилизирующих факторов Советский патент 1983 года по МПК G01R31/3177 

И зобретение относится к контролю параметров полупроводниковых изделнй и может быть использовано для контроля параметров логических элементов при воздействии различных дестабилизируъэщих факторов. Известно устройстззо для контроля электрических параметров микросхем, содерл ащее входные зажимы, компенса |ТОры, нормирователь допуска, уплотнители параметров, коммутатор и Ьс циллограф со специальной шкалой tl Недостатком дданного устройства являются ограниченные функциональны ;ВОЗМОЖНОСТИ , i Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является адаптивное устройство многоточечног контроля,- содержащее генератор импульсов, сумглатор, блок вычитания. осциллограф и пороговые элементы, а также управляемые вентили и распределитель импульсов 23Недостатком известного устройства является отсутствие возможнастей контроля уровня нуля, единицы задержек распространения фронта и спада импульсов логических элементов и времени выхода их за допустшлые пределы и восстановления работоспособНости, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля, содержащее генератор импульсов, сумматор, выход которого соединен с входо объекта контроля, блок вычитания. вход которого соединен с выходом объекта контроля, осциллограф, вход которого соединен с выходом блока вычитанияf и пороговые элементы,введены управляемый усилитель, упрашляемый элементзадержки, датчик запуска воздействия, два элемента полярного разделения, два фильтра,амплитудный селектор, два демодулятора время-.змплитудный преобразователь, блок измерения времени и регулируемый источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом сум матора, выход генератора импульсов через управляемый усилитель соединен с вторым входом сумматора, выход которого через управляемый элемент задержки соединен с вторым входом бло ка вычитания, выход которого соединен с входаг-ш обоих элементов поляр HoiO разделения и амплитудного селектора, выход которого через после довательно соединенные время-амплитудный преобразователь к первый пороговый элемент соединен с первым входом блока измерения времени, выхо первого элемента полярного разделения чере: соединенные последователь но первый фильтр, первый демодулятор и второй пороговый элемент соединен с вторым входом блока измерения времени, выход второго элемента полярного разделения через соединенные последовательно второй фильтр, второй демодулятор и третий пороговый элемент соединен с третьим входом блока измерения времени, выход датчика запуска соединен с вторым входом осциллографа и с четвертым входом блока измерения, времени. I . На фйг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства, . Устройство содержит генератор 1 импульсов, управляемый усилитель 2, регулируемый источник 3 опорного напряжения, сумматор 4, управляемый элемент 5 задержки, осциллограф б, блок 7 вычитания, первый и второй элементы 8 и 9 полярного разделения, первый фильтр 10, амплитудный селектор 11, второй фильтр 12,первый демодулятор 13, время-амплитудный пре образователь .14, второй демодул-ятор 15, второй, первый и третий пороговые элементы 16 - 18, блок 19 измерения времени, объект 20 измерения и датчик 21 запуска воздействия. На фиг.2 обозначены сигнал 22 интенсивности воздействия дестабилизирующего фактора, сигналы 23 и 24 на входе и выходе объекта измерения, сигнал 25 на выходе блока вычитания, сигналы 26 и 27 с выходов фильтров. Амплитудный селектор 11 обеспечивает выделение из сигнала 25 (фиг.2) импульсов, амплитуда которых превышает заданный уровень как положительной, так и отрицательной полярностей. Время-амплитудный преобразователь 14 обеспечивает линейное преобразование длительности поступивйшх иа его вход импульсов в амплитуду выходного импульса. Пороговый элемент 17 настраивается на заданный уровень напряжения, при переходе которого на его выходе формируется импульс. Передний фронт этого импульса соответствует по времени моменту перехода входного сигнала через заданный уровень. При необходимости контроля времени задержки логического элемента по срезу импульса (фиг,2, короткие импульсы сигнала®25 отрицательной полярности) пороговый элемент 17 настраивается на уровень с отрицательной полярностью, В этом случае выходной импульс также вырабатывается при переходе этого уровня входным сигналом, Демодуляторы 13 и 15 представляют собой несинхронные детекторы амплитудномодулированных сигналов. Они осуществляют демодуляцию сигналов 26 и 27 (фиг.2),, т.е. выделяют огибающую этих импульсных сигналов. В простейшем случае демодуляторы 13 и 15 не синхронизируются и выполнены на выпрямительйых диодах и фильтрующем конденсаторе по схеме амплитудного детектора. Устройство работает следую11дам образом. Перед началом измерений с помощью регулировки управляемого усилителя 2 и регулируемого источника 3 опорного напряжения на выходе сумматора 4 устанавливают импульсное напряжение, уровни которого соответствуют необходимым уровням единицы и нуля испытуемого логического элемента. Затем производят измерение без (Воздействия дестабилизирующего факто ра на объект 20 измерения (логически элемент). При этом получают изображение на экране осциллографа бис помощью регулировки управляемым элементом 5 задержки совмещают входной и выходной сигналы объекта 20 измерения по фазе, в настроенном состоянии управляемый элемент 5 задержки осуществляет сдвиг по фазе в слу.чае инвертирования сигнала объектом 20 измерения (например, иcпытye 5ый элемент И-НЕ), а также компенсирует задержки, возникающие в линиях связи, После установки совпадения по времени с помощью управляемого усилителя 2 и регулируемого источника 3 опорного напряжения- добиваются полной компенсации по уровням входных и выходных сигнс1лов, так как конкретный объект измерения имеет некоторый разброс параглетров, При этом небольшое изменение входных уровней не влияет на выходные -уровни объекта измерения из-за ключевых статических характеристик логических элементов о В дальнейшем производится установка порогов пороговых э хементов 16 - 18, Пороги/срабатывания первого и третье го элементов 16 и 18 устанавливаются в соответствии с допустимыми изменениями уровней выходного сигнала/ соответственно по нулю и единице. Порог срабатывания второго пороговог элемента 17 устанавливается в соответствии с дощстимым изменением вре мени задержки выходного сигнала. Пос ле проведения указанных регулировок объект 20 измерения помещается в зоне воздействия дестабилизирующих фак торов вместе с датчиком запуска 21 воздействия. В момент начала воздействия дестабилизирующего фактора 21 датчик запуска воздействия вырабатывает импульс, который запускает развертку осциллографа 6 и включает блок 19 измерения времени. В результате вычитания двух сигналов на выходе блока 7 вычитания появится сигнал (фиг.2, кривая 25). Указанный сигнал содержит информацию об изменении уровней выходного сигнала и задержке импульса под действием де стабилизирующего фактора на объект измерения. Этот сигнал поступает на элементы 8 и 9 полярного разделения, которые представляют собой ограничители. В результате на фильтры 10 и 12 поступают различные по полярности сигналы, несущие информацию соответственно об изменении уровня нуля и единицы. Указанные фильтры обеспечивают устранение коротких импульсов большой амплитуды, вызванных изменением задержки. Проходя чере.з демодуляторы 13 и 15, отфильтрованные сигналы в виде огибающей преобразуются в сигналы, пропорциональные изменению уровня напряжения соответственно нуля и единицы в зависимости от полярности Далее эти сигналы поступают ,на пороговые элегч енты 16 и 18, которые при превышении (принижении) установленного порога вырабатывают импульсы, позволяющие зарегистрировать в блоке 9 время выходов параметров за допустимые пределы с временной привязкой к началу воздействия дестабилизирующего фактора. При прекращении действия дестабилйзирутощего фактора (при достижении указанных уровней в другом направлении установленных порогов) также вырабатываются импульсы, которые фиксируют время восстановления объекта 20 измерения после окончания воздействия дестабилизирующего фактора. Кроме того, сигнал с выхода блока 7 вычитания поступает на амплитуднйй селектор 11, который пропускает короткие импульсы большей амплитуды, соответствующие вносимой задержке выходного сигнала при действии дестабилизирующего фактора. Отсеченные импульсы подаются на вход время-амплитудного преобразователя 14f выходное напряжение которого пропорционально изменению времени задержки объекта изIv{epeния.Указанное напряжение при равенстве заданкому порогу второго порогового элемента 17 вызывает импульсы на его выходе. Таким образом, сигналы о времени превышения задержки допустимого уровня также поступают в блок измерения времени. Блок 19 измерения времени устройства обеспечивает регистрацию времени пересечения параметрами объекта измерения допустимых уровней, а также выход их в доп -стинке пределы. При этом на осциллографе б фиксируется изображение, содержащее полную аналоговую информацию об изменении параметров объекта измерения при действии дестабилиэируюгдах факторов Использование предлагаемого уст- ройства позволяет проконтролировать

максимум информации об объекте измерения во время воздействия дестабилизирующего фактора. Кроме того, устройство позволяет выявить наиболее критичные параметры, выход которых за пределы допуска происходит раньше всего, либо восстановление протекает дольше всего.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ, содержащее генератор импульсов, сумматор, выход которого соединен с входом объекта контроля, блок вычитания, вход которого соединен с выходом объекта контроля, осциллограф, вход которого соединен с выходом блока вычитания и пороговьзе элементы, о, тличающееся тем, что, с целью расширения функционашьных возможностей устройства, в него введены управляемый усилитель, управляемый элемент задержки, датчик за пуска воздействия, два элемента полярного разделения, два фильтраj амплитудный селектор, два демодулятора, времяамплитудный преобразователь, блок измерения времени и регулируемый источник опорного напряжения, причем выход источника опорного напряжения соединен с входом сумматора, выход генератора импульсов через управляемый усилитель соединен с вторым входом сумматора, выход которого соединен через управляемый элемент .задержки с вторым входом блока вычитания, выход которого соединен с входами обоих элементов полярного разделения и амплитудного селектора, выход которого через последовательно соединенные время-амплитудный преобразователь и первый пороговый элемент соединен с первым входом бло ка измерения времени, выход первого i элемента полярного разделения через соединенные последовательно первый фильтр, первый демодулятор и второй пороговый элемент соединен с входом блока.измерения времени, выход второго элемента полярного разделения через соединенные последовательно второй фильтр, второй демодулятор и третий пороговый элемент соединен с третьим входом блока измерения времени, выход датчика запуска соединен 00 с вторым входом осциллографа и с четвертым входом блока измерения времени.

ЛГ

18