Логический пробник Советский патент 1986 года по МПК G01R31/3177 

1

Изобретение относите) к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле и диагностике цифровых узлов..

Цель изобретения - повьпиение достоверности классификации выходных уровней цифровых узлов путем устранения влияния входных параметров логического пробника и выходного сопротивления цифрового узла на результат классифнкации.

На фиг. 1 приведена схема логического пробника; на фиг. 2 - схема дискриминатора уровня высокочастотного сигнала.

Логический пробник содержит щуп 1, трансформатор 2, генератор 3 высокочастотного тока, конденсатор 4, первый блок 5 сравнения, второй блок 6 сравнения, дискриминатор 7 уровня высокочастотного сигнала первый 8 и второй 9 регулируемые источники опорного напряжения, блок 10 анализа и индикации, зкрана 11.

Дискриминатор 7 уровня высокочастотного сигнала содержит первый 12, второй 13 и третий 14 конденсаторы, первый 15, четвертый 16, пятый 17, третий 18 и второй 19 резисторы, переменный резистор 20, компаратор 21, МОП-транзистор 22, п-р-п транзистор 23, четвертый конденсатор 24, индуктивность 25, пятый ксжденсатор 26.

Выходы первого 8 и второго 9 регулируемых источников опорного напряжения, соединены соответственно с первыми входами первого 5 и BTCfioro 6 блоков сравнения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами блока 10 анализа и индикации.

Выход щупа 1 соединен с первым выво- дом вторичной обмотки трансформатора 2, второй вывод которой соединен через конденсатор 4 с выходом генератора 3 высокочастотного тока и с первым выводом первичной обмотки трансформатора 2, соединенной вторым выводом с общей шиной логичекого пробника. Второй вывод первичной обмотки трансформатора 2 соединен с вторым входом первого блока 5 сравнения и входом дискриминатора 7 уровня высокочастотного сигнала, соединенного выходом с третьим входом блока 10 анализа и индикации.

В дискриминаторе 7 уровня высокочастотного сигнала МОП-транзистор 22 соединен затвором через первый конденсатор 12 с входом, дискриминатора 7, через первый резистор - с обшей шиной логического пробника, с истоком МОП-транзистора 22, и с первыми выводами второго конденсатора 13, второго резистора 19, третьего резистора 18 и третьего конденсатора 14, сток МОП-тран150712

зистора 22 соединен через параллельно включенные Четвертый конденсатор 24 и индуктивность 25 с вторым выводом второго конденсатора 13 и с первым выводом

5 четвертого резистора 16, соединенного вторым выводом с шиной питания логического пробника, с коллектором п-р-п транзистора 23 и с первым выводом пятого резистора 17, соединенного вторым выводом с инвер10 тируюшим входом компаратора 21 и с первым выводом переменного резистора 20, второй и третий выводы которого соединены с обшей шиной логического пробника. Неинвертируюший вход компаратора 21

15 соединен через пятый конденсатор 26 со стоком МОП-транзистора 22, а непосредственно-с вторым выводом второго резистора 19. Выход компаратора 21 соединен с базой п-р-п транзистора 23, соединенного змитте20 ром с вторыми выводами третьего резистора 19, третьего конденсатора 17 и с выходом дискриминатора 7.

Логический пробник (фиг. 1) работает следующим образом.

25 Перед мализом состояний цифрового узла выставляются необходимые напряжения логических участков уровней О и 1 с помошью регулируемых источников опорных напряжений 8 и 9. Анализ проводится прикосновением шупа. От генератора 3 высокочастотного тока через первичную обмотку трансформатора 2 протекает высокочастотный ток, и в его вторичной обмотке индуцируется переменное напряжение частотой 2 МГц, максимальная амплитуда которого не долж на превышать 20-30 мВ для полного исключения ложных срабатываний дискриминатора 7 и цифрового узла. При отсутствии контакта шупа 1 с выводом цифрового узла цепь вторичной обмотки трансформатора 2 разорвана и высокочастотный ток в ней определяется только собственной емкостью шупа 1, относительно обшей шины логического пробника.

Поскольку первичная и вторичная обмот ки трансформатора 2 намотаны встречно, токи в них находятся в протнвофазе, и ток первичной обмотки, поступая через конденсатор 4 на вход дискриминатора 7 уровня высокочастотного сигнала, компенсирует емSO костной .ток вторичной обмотки. В результате сигнал переменного тока, поступающий на вход дискриминатора 7, близок к нулю, дискриминатор 7 не срабатывает и вьщает со своего выхода на вход блока 10 анали55 за и индикации О, запрещая индикацию уровней О и 1 и индицируя отсутствие контакта щупа 1 с выводом цифрового узла.

30

40

Вследствие того, что вход дискримина- тора 7 развязан по постоянному току от шуна 1 с помощью конденсатора 12 (фиг. 2) и что блоки 5 и 6 сравнения имеют высокое входное сопротивление, в момент появления контакта щупа 1 с выводом цифрового узла на щупе 1 практически отсутствует постоянное . напряжение. В результате логический пробник не задает на цифровой узел перепада напряжений. Кроме того, вторичная обмотка трансформатора 2 имеет определенную индзтстивность, которая препятствует мгновенному возрастанию шунтирующего тока, протекающего с вывода цифрового узла через щуп 1, вторичную обмотку трансформатора 2 и входную емкость логического пробивника на общую шину. Указанные особенности работы логического пробника . способствуют тому, что в момент контактирования с выводом цифрового узла, не происходит ложного переброса триггерных схем, находящихся в цифровом узле, с выходами которых контактирует щуп 1. Экрна 11 защищает щуп 1, трансформатор 2 (входные цепи пробника) от внецших наводок и влияния руки оператора.

При наличии контакта щупа 1 с выводом цифрового узла цепь тока вторичной обмот- ки трансформатора 2 замыкается и на входе диckpиминaтopa 7 появляется высокочастотный сигнал, вследствие чего дискриминатор 7 срабатывает и выдает на блок 10 сигнал, разрешающий анализ логических уровней, поступающих с выходов блока сравнения 5 и 6. Если оба блока сравнения S и 6 срабатывают, т.е. уровень сигнала вы- вода цифрового узла превыщает уровень источника 8 опорного напряжения, блок 10 индицирует 1. Если сработал блок сравнения б, а блок сравнения 5 не сработал, т.е. уровень сигнала вывода цифрового узла находится между уровнями источников опорного напряжения 8 и 9, блок 10 индицирует одновременно уровни О и 1. Если уровень сигнала на выводе цифрового узла меньще уровией источников опорных напряжений 8 и 9, блоки сравнения 5 и 6 не срабатывают и блок 10 индицирует уро- вень О.

Дискриминатор 7 уровня высокочастотного сигнала (фиг. 2) работает следующим образом.

Входной сигнал поступает через конденсатор 12 на резонансный усилитель, вьтолиен- ный на конденсаторах 13, 24, резисторах 15, 16 МОП-транзисторе 22 и индуктивности 25.

Резонансный усилитель обеспечивает отстройку от помех на частотах, отличных от часто215071

ты генератора 3, и настроек на частоту этого генератора. Усиленный сигнал переменного тока поступает через разделительный конденсатор на компаратор 21. Порог срабаты5 вания компаратора 21 задается опорным напряжением, поступающим с делителя на резисторах 17, 20 и регулируется переменным резистором 20 на уровне, обеспечивающее отсечку помех и пропускание минимального

10 сигнала через компаратор 21, возникающего при максимально высоком допустимом выходном сопротивлении цифрового узла.

Резистор 19 является нагрузочным резис- торюм резонансного усилителя, на котором

15 выделяется усиленный сигнал переменного тока.

С выхода компаратора 21 сигнал переменного тока поступает на вход амплитудного детектора, выполненного на транзис- ;

20 торе 23, резисторе 18 и конденсаторе 14. На конденсаторе 14 формируется уровень 1 при наличии на входе дискриминатора 7 сигнала переменного тока и уровень О при отсутствии или малых значениях сиг25 нала переменного тока.

За счет усиления и детектирования сигнала в дискриминаторе 8 логический пробник отличает отсутствие контактирования щупа 1 с выводом цифровога узла от контактиро,Q вания с выводом, имеющим высокое вы- ходное сопротивление (например, с выходом цифрового узЛа, соединенным со стоком МОП-транзистора), поскольку даже при высоком выходном сопротивлении цифрового узла, отличном от бесконечности, сигнал переменного тока на входе дискриминатора 7, усиленный в дискриминаторе 7, достаточен для формирования на конденсаторе 14 1, которая разрешает работу блока 10.

Таким образом, за счет введения транс форматора 2 генератора 3 высокочастотного тока, конденсатора 4 и дискриминатора 7 уровня высокочастотного сигнала обеспечивается возможность отличить отсутствие контактирования щупа I с выводом цифро вого узла от контактирования с выводом, имеющим высокое выходное сопротивление, а также исключение в момент касания щупом 1 вывода цифрового узла влияния логического пробника на анализируемое

50 состояние цифрового узла, и возможности изменения зтого состояния (сброса триггерных схем) с последующей индикацией неверных состояний. При наличии контактирования не выдается ложный сигнал о его от55 сутствин и инфицируется истинное, а не наведенное извне состояние цифрового узла, что существенно повышает достоверность результатов аналюа.

Формула изобретения

1. Логический пробник, содержащий щуп, первый и второй регулируемые источники опорного напряжения, соединенные выходами соответственно с первыми входами первого и второго блоков сравнения, вторые входы которых соединены между собой, а выходы соединены соответственно с первым и вторым входами блока анализа и индикации, отличаю П1ИЙСЯ тем, что, с целью повышения достоверности классификации выходных уровней цифровых узлов путем устранения влияния входных параметров логического пробника и выхохщого сопротивления цифрового узла на результат классификации, в логический пробник введены трансформатор с включенными встречно первичной и вторичной обмотками, конденсатор, генератор высокочастотного тока и дискриминатор уровня высокочастотного сигнала, причем выход щупа соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен через конденсатор с выходом генератора высокочастотного тока и с. первым выводом первичной обмотки трансформатора, соединенной вторым выводом с обшей щиной логического npo6HHKai второй вывод первичной обмотки трансформатора соединен с вторым входом первого блока сравнения и с входом дискриминатора уровня высокочастотного сигнала, соединенного выходом .с

третьим входом блока анализа и индикации.

2. Пробник по п. I, о т л и ч а ю ш и й- с я тем, что дискриминатор уровня высокочастотного сигнала содержит МОП-тран- . зистор, соединенный затвором через первый конденсатор с входом дискриминатора уровня высокочастотного сигнала через

первый резистор - с общей шиной логического пробника, с истоком МОП-транзистора и с первыми выводами второго конденсатора, второго резистора, третьего резистора и третьего конденсатора, сток МОП-траизистора соединен через параллельно включенные четвертый конденсатор и индуктивность с вторым выводом второго конденсатора и с первым выводом четвертого резистора, соединенного вторым выводом с шиной

питания логического пробника, с коллектором п-р-п-транзистора и с первым выводом пятого резистора, соединенного вторым выводом с инвертирующим входом компаратора и с первым выводом переменного резистора,

второй и третий выводы которого соединены с обшей шиной логического пробника, неинвертируюший вход компаратора соединен через пятый конденсатор со стоком МОП-транзистора, а непосредственно - с вторым выводом второго резистора, выход компаратора соединен с базой п-р-п-транзистора,соединенного эмиттером с вторыми выводами третьего резнстора.третьего конденсатора и с выходом дискриминатора уровня высокочастотного сигнала.

ВНИИПИЗаказ 904/54Тираж 730Подписное

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

Фиг.г

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике для контроля и диагностики цифровых узлов. Цель изобретенияповышение достоверности классификации выходных уровней цифровых узлов путем устранения влияния входных параметров лоти- ческого пробника4- и выходного сопротивления цифрового узла на результат классификации. Устройство содержит щуп 1, трансформатор 2, генератор 3 высокочастотного тока, конденсатор 4, блоки 5 и 6 сравнения, дискриминатор 7 уровня высокочастотного сигнала, регулируемые источники 8 и 9 опорного напряжения, блок 10 анализа и индикации и экран 11. В описании дана схема дискриминатора уровня высокочастотного сигнала. I з.п. ф-лы, 2 ил. СП о Фиг.1