Логический пробник Советский патент 1986 года по МПК G01R31/3177 

Изобретение относится к контроль- но- Измер. -1тельно7Д технике и может быть использовано для проведения кой- троля срзгналов в цепях логических устройств и является дополнительным к предлагаемому устройству-по авт. сэ. № 995030,

Цель изобретения расширение функциональных возможностей логического пробника путем обеспечения выявления непрерывной импульсной последовательности с импульсами нестандартной амплитуды.

На фиг, I представлена принципиальная схема пробникаJ на фиг. 2 - временные диаграммы его работы,

Логический прОбрик содержит первый резистор j первый инвертор, 2 первый элемент ,3 индикации, первый конденсатор 4j второй резистор 5, второй инвертор 63 второй элемент 7 индикацииS третий резистор 8, третий инвертор 98 третий элемент 10 индикации, четвертый резистор 11, диод 1 2 , пятый резистор 1 3 j, шестой реаис7 ор 14, седьмой резистор 15, второй конденсатор 16j элемент И- НЕ 17, четвертый элемент 18 индикации и восьмой резистор 19,

. В качестве.инвертора 9 может быть- использован; напримерj вентиль МОП- типа р имеющий практически бесконечное входное сопротивление и определенную входную емкость (от нескольких единиц до нескольких десятков пикофорад)5 выполняющую функции конденсатора 16,

Логический пробник работает следующим образом-.

Сопротивления резисторов l iBj 14 и 15 выбираются такэ чтобы вьшол- нить следуюпр-ш условия.

Если вход пробника не подключен к- контролируемому устройству j то напряжение на входе-.инвертора 2 долж- но быть ниже допустимого уровня логического нуля U(j 5 а напряжение входа инвертора 6 - выше допустимого уровня логической единицы U,

Первый резистор 1 включен между общей шиной и виодом первого инвер- тора 2, выход которого соединен с первым выводом первого элемента 3 индикации, соединенного вторым выводом через второй резистор 5 с- шиной питания. Выход второго инвертора 6 соединен через последовательно среди-/ ненные второй элемент 7 индикации и

третий резистор 8 с общей шиной, выход третьего инвертора 9, через последовательно соединенные третий элемент 10 .индикации и четвертый резистор 11 соединен с общей шиной. Первый вывод седьмого резистора 15 подключен к шине питания, а второй вывод - к входу второго инвертора 6 и первому выводу шестого резистора 14,

соединенного вторым вьгеодом с первым вьгоодом пятого резистора 13, второй вьюод которого соединен с входом первого инвертора 2, первый конденсатор 4 включен параллельно первому

элементу 3 индикации, второй вывод которого соединен с катодом диода, соед1:-1ненного анодом с входом третьего инвертора 9 и первым выводом второго конденсатора 16, соединенного

вторьм выводом с общей шиной, точка соединения выззодов пятого 13 и шестого 14 резисторов соединена t входом логического пробника и с первым входом элемента И-НЕ 17, соединенного

вторым входом с выходом первого инвертора 2, выходом через последова- тельно соединенные четвертый элемент 18 индикаци и восьмой резистор - с шиной питания,

Если на входе пробника действует напряжение логического нуля проверяемого устройства , то напряжение на входе инвертора 6 должно быть меньше U,.

Если на входе действует напряже- ние логической единицы проверяемого устройства Uj gjj, то .напряжение на входе инвертора 2 должно быть больше И.,

Когда вход пробника ни к чему не подключен, т,е. имеет состояние Обрыв,, напряжение на входе инвертора 2 меньше и, а на входе инвертора 6 больше и ,.

Тогда на выходе инвертора 2 устанавливается напряжение, близкое к напряжению источника питания Е, на выходе инвертора 6 - близкое к нулю, .На выходе элемента И-НЕ 17 установится напряжение, также близкое к нулю, так как на первом входе у него - напряжение Обрыв, а на втором - напряжение, близкое к Е, Уровень напряжения Обрыв находится в интервале значений, больших U и меньшие Ui,

например, I,5-I,7 В для элементов 133 серии. Ток через элементы 3 и 7 индикации не протекает и они не светятся. Напряже:ние на катоде диода 12

близко к Е. близко к Е напряжение на входе инвертора 9, так ка конденсатор 16 заряжен до величи1{ы Е через обратное сопротивление диода 12.

При этом напряжение на выходе инвертора 9 близко к нулю, ток через элемент 10 индикации не протекает и он не светится. Светится только элемент 18 индикации, так как напряжение на выходе элемента 17 близко к нулю.

В результате свечением элемента 18 индикации индицируется состояние Обрыв на входе пробника.

Если на вход пробника поступает О, то на входах инверторов 2 и 6 устанавливается напряжение, меньшее и, а на их выходах - напряжение.

близкое к Е. На выходе элемента И- НЕ 17 напряжение также близко к Е,

При этом элементы 3, JO и 18 индикации не светятся. Через элемент 7 индикации течет ток, определяемый величиной резистора 8, и он светится.

В результате наличием свечения элемента 7 индикации и отсутствием свечения элементов 3, 10 и 18 индицируется О на входе пробника.

Если на вход пробника поступает 1, на выходе инверторов 2 и 6 устанавливается напряжение, больше Ц. , а на выходах - напряжение, близкое к нулю. Напряжение на выходе элемента И-НЕ 17 близко к Е, так как заперт нулем с выхода инвертора 2. Элементы 7 и 18 индикации не .«цветятся а через элемент 3 индикации течет ток, определяемый величиной резистора 5, и он светится,

I Пара элемент 3 индикации - резистор 5 подобрана так, что напряжение в точке их соединения Uj больше Uf при протекании тока через резистор 5 при действии на входе пробника сигнала 1, При зтом напряжение на входе инвертора 9 равно Ug, так как конденсатор I6 заряжен до этого напряжения через обратное сопротивление диода 12, При этом на выходе инвертора 9 устанавливается напряжение, близкое к нулю, и элемент 10 индикации не светится,

В результате наличием свечени;| элемента 3 индикации и отсутствием свечения элементов 7, 10 и 18 индицируется 1 на входе пробника.

239661 .Л

Если на входе пробника действует последовательность импульсов с изменением амплитуды от О до (фиг. 2а) (по существу это чередова5 ние сигналов О и 1), поочередно светятся элементы 3, 18 и 7 индикации. При частоте импульсов больше 25-30 Гц их свечение воспринимается глазом как непрерывное,

10 В момент перепада каждого входного импульса на катоде дйОда 12 формируется напряжение, близкое к нулю (фиг. 2S). Это происходит потому, что во время дейстts ВИЯ на входе пробника сигнала О напряжение на выходе инвертора 2 близко к Е и конденсатор 4 разряжен, а в момент формирования на выходе инвертора 2 напряжения, близко20 го к нулю, катод диода 12 оказывается подключенным через незаряженный конденсатор 4 к выходу инвертора 2. Затем конденсатор 4 начинает заряжаться до напряжения, равного падению

25 напряжения на элементе 3 индикации во включенном состоянии.

При этом напряжение на катоде диода 12 увеличивается и стремится к своему установившемуся значению.

В момент перепада каждого входного импульса на катоде диода 12 формируется напряжение, больше Е на величину падения напряжения, на элементе 3 индикации во включенном

состоянии (фиг, 2S). Это происходит потому, что во время действия на входе сигнала 1 конденсатор 4 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на элементе 3 индикации во включенном состоянии, а во врея действия на входе сигнала О на ыходе инвертора 2 устанавливается напряжение, близкое к Е, которое складывается с напряжением, до ко-торого заряжается конденсатор 4, Затем конденсатор 4 начинает разряжаться до нуля, при этом напряжение на катоде диода 12 уменьшается и стремится к своему установившемуся значекию, близкому к Е,

Во время действия перепада на входе пробника конденсатор 16 почти мгновенно разряжается до напряже- ния, близкого к нулю, через диод .12, который в этот момент времени оказывается включенным в прямом направении (фиг. 2Ь).

Для быстрого разряда конденсатора 6 до напряжения, близкого к нулю необходимо, чтобы величина его емкости была MHOi o меньше емкости конденсатора 4 Затем в течение всего времени до перепада следующего входного импульса конденсатор 16 медленно заряжается через открытое сопротивление диода 12, который сразу же после заряда конденсатора 16 оказывается включенным в обратном направлении. Скорость заряда кон денсатора 6 при действии на входе пробника меньше а чем при дейст- вни нуля J так как конденсатор 4 стремится к 5 а во втором - к Е, Во время действия перепада следующего импульса конденсато- ,ра 16 повторно разряжается через обратное сопротивле ше диода 12,

Если частота импульсной последовательности достаточно высока,, за период следования импульсов конденсатор 16 не успевает зарядиться до и (фиг. 26), При этом на выходе инвертора 9 устанавливается напряжение, близкое к Е, через элемент 10 .индикации течет ток,, определяемый резистором 14а и элемент 10 индикации светится. При низких частотах входной импульсной последовательности ; конденсатор :6 может зарядиться до и и выше за период следования импульсов.

При этом элемент 10 светится толь Ко в промежутках времени, когда напряжение на конденсаторе меньше Uj, но такое свечение воспринимается глазом как непрерывное. Практически В сегда можно добиться тогоз что элемент 10 индикации нормально.светится при частотах входной последователь™ ности 25-30 Гц и выше. На более низких частотах наличие входной импульсной последовательности можно определить по прерывистому свеченгао элементов З, 7 и 18„ так как на этих частотах их свечение уже не воспринимается глазом., как непрерьшное - Таким образом, наличие на входе .непрерывной импульсной последовательности с измёнением амплитуды от О

11 j ri

ДО

С Изменением амплитуды от индицируется свечением элемента 10 индикации и элементов 3,, 7 и 18.

Если на входе пробника действует импульсная последовательность с изменением амплитуды от уровня О до

iO

уровня Обрыв, то происходит поочередное включение элементов 7 и 8 индикации 5 так как они срабатывают от инвертора 6, дающего на выход напряжение, близкое к Е при О на входе пробника,и от элемента И-НЕ 17., дающего на выход напряжение нуля при Обрыве на входе пробника. При большой частоте - непрерывное свечение элементов 7 и 18. Эле мент 10 не светится, так как на вьио- де инвертора 2 не появляется ноль,

Если на входе пробника действует- импульсная последовательность с изме 5 нением амгшитуды от уровня 1 до уровня Обрыв, то происходит поочередное включение элементов 18 и 3 инди.кадии, так как они срабатьшают от эх емента И-НЕ 17 (Обрыв) и инЗО- вертора 2 (1). При большой частоте - непрерывное свечение элементов . 18 и 3 индикации. Элемент 10 не светится:, так как на выходе инвертора 2 постоянно стоит уровень, близкий

25 к Е, и нет перепада .в О.

Таким образом, за счет введения элемента И-НЕ 17, элемента 18 индикации, резистора 19 обеспечивается возможность вьшвления последобатель- ностей импульсов, амплитуда которых лежит в диапазоне О - уровень Обрыв и 1 -г уровень Обрыв. Поскольку такие последовательности . импульсов могут образоваться в логических, схемах при обрывах в цепях, формирующих уровень логической единицы или уровень логического нуля, например, в цепи верхнего транзистора или в цепи нижнего транзистора ТТЛ I lHKpocxeM с составным выходным инвертором,то предлагаемый логический пробник относительно известного позволяет выявлять новые виды неисправностей логических схем в ди- намичйском режиме их работы и имеет поэто1 у более широкие функциональные возможности,

30

0.

5

Формула изобретения

Логический пробник по авт.св. № 995030:, .отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей логического пробника путем обеспечения выявления непрерывной импульсной последовательности с импульсами нестандартной амплитуд), в него введены элемент

71239661.8

И-НЕ, четвертый элемент индикациичетвертый элементийдикации-с выходом

и восьмой резистор, соединенньтй пер-элемента И-НЕ,соединенного первымвховым вьшодом с шиной питания логичес- Дом свыходом первогоинвертора,вторым кого пробника, вторым выводом через

входом-с входом логического пробника,.

Дом свыходом первогоинвертора,вторым

входом-с входом логического пробника,.

Изобретение относится к коят- рольно-измерительной технике и может быть использовано для проведения контроля сигналов в цепях логических устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, достигается путем выявления непрерывной импульсной последовательности с импульсами нестандартной ампли туды. Логический пробник содержит резисторы 1, 5, 8, 11, 13, 14 и 15,инверторы 2, 6 и 9, элементы 3, 7 и 10 индикации, конденсаторы 4 и 16,. диод 12, Для достижения поставленной цели в него дополнительно введены элемент И-НЕ 17, четвертый элемент индикации 18, резистор 19. В качестве, ин- вертора 9 может быть использован вентиль МОП-типа, имекиций практически бесконечное входное сопротивление и определенную входную емкость, выполняющую функции конденсатора 16. Введение указанных элементов обеспечивает выявление последовательности импульсов, амплитуда которьЬс лежит .в диапазоне О - уровень Обрыв и Г - уровень 0брыв. 2 ил. § (Л с х to со со а о /г tf м

(h

Uo

Редактор Н.Рогулич

Составитель В.Дворкин Техред Л.Олейник

Заказ 3393/А7 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

Фи.2

Корректор Л.Патай