Устройство допускового контроля двухканальных усилителей Советский патент 1988 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

flifs.

4

О

ел ОС

ОС

Ой :

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления технологическим процессом изготовления двух- канальных аналоговых усилителей на инте- гральных микросхемах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности контроля величины рассогласования коэффициентов усиления лвухканального усилителя.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока деления; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняю- щие работу.

Устройство допускового контроля двух- канальных усилителей содержит объект 1 контроля, вход которого подк„тючен к входной тине 2, генератор 3 импульсов, выход которого подключен непосредственно к первому входу преобразователя 4 имнульсного напряжения в постоянное и через последовательно соединенные коммутирующий элемент 5 (кнопка) и первую диф)ференцирую- ш,ую цепь 6 к первому входу первого тригге- ра 7 с раздельным запуском, выход которого подключен к второ.му входу преобразователя 4 импульсного напряжения в постоянное, к управляющему входу первого ключа 8, информационный вход которого соединен с первым выходом объекта 1 контроля, а выход - с входом амплитудного детектора 9 и с выходом второго ключа 10, соединенного информационным входом с третьим выходом объекта 1 контроля, и к управляющему входу третьего ключа 11, информационный вход которого подключен к первому входу вычитающего блока 12 и к выходу преобразователя 4 импульсного напряжения в постоянное, а выход - к первому входу порогового блока 13, вторым входом соединенного с вы- ходом амплитудного детектора 9 и вторым входом вычитающего блока 12, а выходом подсоединенного через вторую дифференцирующую цепь 14 к второму входу первого триггера 7 с раздельным запуском и через ждущий мультивибратор 15 к входу третьей дифференцирующей цепи 16, управляющему входу второго ключа 10, первым входам первого-четвертого элементов И 17-20 и первому входу блока 21 деления, при этом первый вход вычитающего блока 12 соединен с вторым входом блока 21 деления и входом делителя 22 напряжения, выходами подключенного к первым входам компараторов 23 - 25, вторые входы которых соединены с вы- ходо.м вычитающего блока 12 и третьим входом блока 21 деления, причем выход первого компаратора 23 подключен непосредственно к вторым входам второго-четвертого элементов И 18-20 и через гшрвый инвертор 26 к второму входу первого элемента И 17,

выход второго компаратора 24 подсоединен непосредственно к третьим входам третьего и четвертого элементов И 19 и 20 и через второй элемент НЕ 27 к третьим входам первого и четвертого эле.ментов И 17 и 20, выход третьего компаратора 25 подключен непосредственно к четвертому входу четвертого элемента И 20 и к входу третьего инвертора 28, выход 29 которого подключен к четвертым входам первого-третьего элементов И 17-19, а первый вход второго триггера 30 с раздельным запуском соединен с первым входом первого триггера 7 с раздельным запуском и первыми входами третьего-седьмого триггеров 31-35 с раздельным запуском, при этом выход первого элемента И 17 соединен с вторым входом третьего триггера 31, выход второго элемента И 18 - с вторым входом четвертого триггера 32, выход третьего элемента И 19 - с вторым входом пятого триггера 33, выход четвертого элемента И 20 - с вторым входом шестого триггера 34, выход третьей дифференцирующей цепи 16 сое.аинен с вторым входом седьмого триггера 35, выход которого подключен через четвертую дифференцирующую цепь 36 к второму входу второго триггера 30 и третьему-входу преобразователя 4 импульсного напряжения в постоянное. Устройство содержит второй-седьмой триггеры 30-35. Выход триггера 35 подключен к дифференцирующей цепи 36. Выходы триггеров 30-35 и блока 21 деления являются соответствующими выходами 37-43.

Преобразователь 4 импульсного напряжения в постоянное может быть выполнен на последовательно соединенных ключе 44, счетчике 45 импульсов и цифроаналоговом преобразователе (ЦАП) 46.

Блок 21 деления может быть выполнен на последовательно соединенных ключах 47 и логарифмических усилителях 48, выходами подключенных к входам вычитающего элемента 49, соединенного выходом с входом антилогарифмического блока 50.

Устройство допускового контроля двух- канальных усилителей работает следующим образом.

Перед началом контроля к входной щи- не 1 подключается испытуемый двухканаль- ный усилитель (объект контроля 1), на которую подается испытательный сигнал.

UBX (t) Un,sint4t,

где UtHc.- амплитудное значение входного сигнала.

Генератор 3 импульсов с момента включения устройства допускового контроля вырабатывает последовательность прямоугольных импульсов Ц (t) с амплитудой Ue, скважностью и длительностью Т, (фиг. За), которая должна удовлетворять условию Ч, f, где tj -время переходных процессов в преобразователе 4 импульсного напряжения в постоянное.

Импульсная последовательность с генератора 3 подается на информационный вход ключа 44 преобразователя 4 и коммутирующий элемент 5 (кнопка).

При нажатии кнопки 5 «Пуск на первые входы триггеров 7 и 30 и вторые входы триггеров 31-35 поступают двухполярные импульсы с дифференцирующей цепи 6 (фиг. 36) При попадании на них первого импульса отрицательной полярности триггеры 31-35 пе- реводятся в исходное состоян-ие, при котором на выходы 37-4 поступают сигналы логического нуля, на выходе триггера 30 появляется сигнал логической единицы, поступающий через выход 37 устройства допусково- го контроля на табло, где зажигается над- пись «Испытание, одновременно сигнал логической единицы появляется на выходе триггера 7 (фиг. Зв). Этот сигнал отпирает ключи 8, 1 1 и ключ 44 преобразователя 4, переводя устройство допускового контроля в режим автоматической калибровки по коэффициенту усиления первого канала.

При этом напряжение усиленного первым каналом двухканального усилителя испыта- тельного сигнала

U,v, () K,U.cSini4t,

где К, - коэффициент усиления первого канала,

поступает через ключ 8 на амплитудный детектор 9, выходное напряжение которого при этом определяется выражением из (t)K,K3LW,

где Kg-коэффициент передачи амплитудного детектора 9.

Напряжение Uj (t) с выхода амплитуд- ного детектора 9 подается на второй вход вычитающего блока 12 и на второй вход порогового блока 13.

Одновременно импульсы с генератора 3 через отпертый ключ 44 преобразователя 4 поступают на последовательно соединенные счетчик 45 и ЦАП 46 преобразователя 4, на выходе которого формируется постоянное напряжение L, (t) (фиг. Зг), уровень которого изменяется после прихода на счетчик 45 каждого следующего импульса с генерато- ра 3.

Напряжение Ц (t) подается на делитель 22 напряжения, на первый вход вычитающего блока 12 и через ключ 11 на первый вход порогового блока 13, на выходе которого формируется сигнал логической единицы, ее- ли уровень сигнала на его первом входе равен или превыщает уровень сигнала на его втором входе.

С каждым следующим импульсом, поступающим с генератора 3, напряжение Ц, (t) увеличивается, приближаясь по уровню к напряжению U,(t), при этом напряжение на выходе вычитающего блока 12 V (t) Uj (t)-U (t) уменьщается.

При некотором :i:iaMt. Г1к,(1), где k- число импульсов, поступиг j,i4 на счетчик 45 с генератора 3, выполнится ус.ювие

и, (t) К Кэ И тс ах(i)

При этом напряжение на выходе вычитающего блока 12 становится равным нулю, а на выходе порогового блока 13 появляется сигнал логической единицы (фиг. Зд), который запускает ждущий мультивибратор 15 (фиг. Зе) и через дифференцирующую цепь 14 сбрасывает в исходное состояние триггер 7 (фиг. Зв), сигнал логического нуля с выхода которого запирает ключи 44, 8 и 1 I.

При запирании ключа 44 напряжение на выходе преобразователя 4 фиксируется на уровне Uix - Сигнал логической единицы с ждущего мультивибратора 15 (фиг. Зе) отпирает ключ 10, ключи 47 блока 21 деления и элементы И 17-20, после чего устройство допускового контроля переходит в режим измерения.

Длительность импульса, формируемого ждущим мультивибратором 15, задает время измерения и выбирается больще времени переходных процессов в измерительном тракте.

При отпирании ключа Юна амплитудный детектор 9 поступает напряжение испытательного сигнала, усиленного во втором канале испытуемого двухканального усилителя

Ue, (t) .eSini4t, где Кг. - коэффициент усиления второго канала двухканального усилителя.

При этом с выхода амплитудного детектора 9 на второй вход вычитающего блока 12 поступает напряжение

Uf (1)К,.

На выходе вычитающего блока 12 формируется при этом сигнал (t), определяемый с учетом (1) выражением:

U,f (t) КгК , KgU, (2)

Это напряжение подается в одну ветвь блока 21 деления, в другую ветвь которого подается напряжение О с выхода преобразователя 4. При отпирании ключей 47 блока 21 деления и подаче на его входы напряжений и (t) и соответственно на выходах логарифмирующих усилител1 й 48 блока 21 деления сформируются сигналы вида (t) и lnU4K, которые подаются на вычитающий элемент 49 блока 2 де. юния, формируя на его выходе напряжение

(t) 1пи Д (t)-InU.- 1пu / i)

U.K

которое в антилогарифмирующем б.чоко 5( блока 21 деления преобразуется к виду

,. иЯи„ . СКг-К,) и,к Кзи„,вх1С, К,-К,

- -.,- - - 1,г. .

(3)

т. е. равное коэффициенту рассог.кк- ..,- двухканального усилителя сГК,2- -

жение через выход 43 подается на регистрирующее устройство, воспроизводящее или регистрирующее величину коэффициента рассогласования двухканального усилителя.

Параллельно с регистрацией коэффици- ента рассогласования испытуемого двухканального усилителя производится его разбраковка по величине рассогласования. С этой целью делитель 22 напряжения формирует из напряжения U, подаваемого на его вход, пороговые напряжения U, , lf, подаваемые соответственно на компараторы 23-25 и определяемые выражениями:

,/ ) 1/« . Цц -д-,

u2 f..

V. с

-коэффициенты деления, опре- деляе.мые допустимым уровнем рассогласования двухканальных усилителей первого, второго и третьего сорта.

На другой вход каждого из компараторов 23-25 поступает напряжение (t), определяемое выражением (2).

Если (t)- и|г, на выходах всех трех компараторов 23-25 - сигналы логического нуля, на выходах инверторов 26-28 - сигналы логической единицы, тогда на выходе эле1мента И 17, отпираемого импульсом с ждущего мультивибратора 15 (фиг. Зе), появляется сигнал логической единицы, опрокидывающий триггер 31. На выходе триггера 31 при этом появляется сигнал логической единицы, относящий испытуемый усилитель к первому сорту и подаваемый через выход 38 устройства либо на регистратор сорта изделия, либо на исполнительный механизм, распределяющий испытуемые усилители по сортам..

Если Ыгг 12 ( выходе компаратора 23 сигнал логической единицы, а на выходах компараторов 24 и 25 сигналы логического нуля, при этом на выходе элемента И 18, открываемого импульсом с ждущего мультивибратора 15 (фиг. Зе), сигнал логической единицы, опрокидывающий триг- гер 32. На выходе триггера 32 при этом появляется сигнал логической единицы, относящий испытуемый усилитель к второму сорту и поступающий через выход 39 устройства допускового контроля на регистратор сорта изделия либо на исполнительный механизм.

Если U,j (t) Ijf, на выходах компараторов 23, 24 сигналы логической единицы, а на выходах компараторов 25 сигнал логического нуля, при этом на выходе элемен- та И 19, отпертого импульсом с ждущего мультивибратора 15 (фиг. Зе), сигнал логической единицы, опрокидывающий триггер 33. На выходе триггера 33 при этом по

5

5 Q

Q

5

,. 5

45 50

cj

40

является сигнал логической единицы, относящий испытуемый усилитель к третьему сорту и поступающий через выход 40 устройства допускового контроля на регистратор сорта изделия либо на исполнительный механизм.

Если Uj 7 Uzz , сигнал логической единицы формируется на выходах трех компараторов 23-25, при этом формируется сигнал логической единицы на выходе элемента И 20, отпертого импульсом с ждущего мультивибратора 15 (фиг. Зе), опрокидывающий триггер 34. На выходе триггера 34 при этом появляется сигнал логической единицы, относящий испытуемый усилитель к забракованным и поступающий через выход 41 устройства на регистратор брака либо на исполнительный механизм.

В том случае, когда один из каналов испытуемого усилителя неисправен, напряжение на выходе вычитающего блока 12 .максимально, выполнится условие (3) и усилитель забракован.

Если неисправны оба канала испытуемо-, го усилителя, то порог срабатывания порогового блока 13 превышает после первого же импульса с генератора 3, ждущий мультивибратор 15 отопрет эле.менты И 17-20, напряжение с вычитающего блока 12, равное в этом случае напряжению U (t), превысит пороги срабатывания всех трех компараторов, которые равны

ШЛ)- ШЛ А В С

и усилитель будет забракован.

По окончании импульса, формируемого ждущим мультивибратором 15 (фиг. Зе), определяющего интервал измерения коэффициента рассогласования, запирается ключ 10, элементы И 17-20 блока 21 деления.

Задним фронтом импульса ждущего мультивибратора 15, выделенного дифференцирующей цепью 16 (фиг. Зж), опрокидывается триггер 35. При этом на втором входе формируется сигнал логического нуля (фиг. Зз), передний фронт которого, выделенный дифференцирующей цепью 36 (фиг. Зи), сбрасывает счетчик 45 преобразователя 4 и опрокидывает триггер 30, на выходе которого при это.м сигнал логической единицы сменяется сигналом логического нуля (фиг. Зк), в результате чего гасится надпись «Испытание на световом табло, подключенным к выходу 37 устройства допускового контроля.

На первом выходе триггера 35 (фиг. 3л) при этом формируется и.мпульс логической единицы, который через выход 42 устройства допускового контроля поступает либо на световое табло, зажигая надпись «Конец испытания, либо на исполнительный механизм, подавая команду о смене испытуемого объекта.

Предлагаемое устройство позволяет в автоматическом режи.ме измерять величину

коэффициента рассогласования двухканаль- ного усилителя

S - K.rJ

(К - /

JVi

осуществлять управление рассортировкой двухканальных усилителей по заданной величине коэффициента рассогласования, а также отбраковывать усилители, в которых неисправен один или оба канала.

Формула изобретения

Устройство допускового контроля двухканальных усилителей, содержащее клеммы для подключения объекта контроля, первые из которых соединены с входной шиной, а вторые - с входами первого и второго ключей, генератор импульсов, преобразователь импульсного напряжения в постоянное, вычитающий и пороговые блоки, отличающеерым входом соединенного с выходом амплитудного детектора и вторым входом вычитающего блока, а выходом подсоединенного через вторую дифференцирующую цепь к

5 втором входу первого триггера с раздельным запуском и через ждущий мультивибратор к входу третьей дифференцирующей цепи, управляющему входу второго ключа, первым входам элементов И и первому ДУ блока деления, при этом первый вход вычитающего блока соединен с вторым входом блока деления и входом делителя напряже- ния, выходами подключенного к первым входам компараторов, вторые входы которых соединены с выходом вычитающего блока и

15 третьим входом блока деления, причем выход первого компаратора подключен непосредственно к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И и через первый инвертор - к второму входу первого элеся тем, что, с целью расширения функцио- 20 ента И, выход второго компаратора подсоенальных возможностей путем обеспечения возможности контроля величины рассогласования коэффициентов усиления двухканаль- ного усилителя, в него введены амплитудный детектор, делитель напряжения, блок деления, три ключа, три компаратора, три инвертора, четыре дифференцирующих цепи, четыре элемента И, коммутирующий элемент, ждущий мультивибратор и семь триггеров с раздельным запуском, к первому вхо25

динен непосредственно к третьим входам третьего и четвертого элементов И и через второй элемент НЕ - к третьим входам первого и четвертого элементов И, выход третьего компаратора подключен непосредственно к четвертому входу четвертого элемента И и через третий элемент НЕ - к четвертым входам первого, второго и третьего элементов И, а первый вход второго триггера с раздельным запуском соединен с пер

8

рым входом соединенного с выходом амплитудного детектора и вторым входом вычитающего блока, а выходом подсоединенного через вторую дифференцирующую цепь к

5 втором входу первого триггера с раздельным запуском и через ждущий мультивибратор к входу третьей дифференцирующей цепи, управляющему входу второго ключа, первым входам элементов И и первому ДУ блока деления, при этом первый вход вычитающего блока соединен с вторым входом блока деления и входом делителя напряже- ния, выходами подключенного к первым входам компараторов, вторые входы которых соединены с выходом вычитающего блока и

15 третьим входом блока деления, причем выход первого компаратора подключен непосредственно к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И и через первый инвертор - к второму входу первого эле5

динен непосредственно к третьим входам третьего и четвертого элементов И и через второй элемент НЕ - к третьим входам первого и четвертого элементов И, выход третьего компаратора подключен непосредственно к четвертому входу четвертого элемента И и через третий элемент НЕ - к четвертым входам первого, второго и третьего элементов И, а первый вход второго триггера с раздельным запуском соединен с пер

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами изготовления двухканальных аналоговых усилителей на интегральных микросхемах, изобретение расширяет функциональные возможности устройс 1 ва за счет контро.чя ве, 1ичин1)| рас согласования коэффициентов усиления двух- канального усилителя. На чертеже показаны объект контроля 1, входная цшна 2, генератор 3 импульсов, преобразователь 4 импульсного напряжения в постоянное, коммутирующий элемент 5, дифференцирующие цепи 6, 14 и 16, триггеры 7 и 30-35, выходы 37-43, ключи 8, 10, 11, амплитудный детектор 9, вычитающий блок 12, порО1 Овый блок 13, ждущий мультивибратор 15, элементы И 17-20, блок 21 деления, делитель 22 напряжения, компараторы 23, 24, 25, инверторы 26 и 28, элемент НЕ 27. Устройство позволяет в автоматическом режиме изменять величину коэффициента рассогласования двухканального усилителя, осуществлять управление рассортировкой усилителей по заданной величине коэффициента рассогласования, производить отбраковку усилителей, в которых неисправеп оди-н или оба ка нала. 3 ил. о (Л

ду первого из которых подключен выход ге- п вым входом первого триггера с раздельным

нератора импульсов и первый вход преобразователя импульсного напряжения в постоянное через последовательно соединенные коммутирующий элемент и первую дифференцирующую цепь, а выход его подключен к второму входу преобразователя им- 35 пульсного напряжения в постоянное, к управляющему входу первого ключа, информационный вход которого соединен с первым выходом объекта контроля, а выход - с входом амплитудного детектора и с выходом второго ключа, соединенного информационным входом с третьим выходом объекта контроля, и к управляющему входу третьего ключа, информационный вход которого подключен к первому входу вычитающего блока и к выходу преобразователя импульс- 45 ного напряжения в постоянное, а выход - к первому входу порогового элемента, вто40

запуском и с первым входом остальных триггеров с раздельным запуском, при этом выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего триггера с раздельным запуском, выход второго элемента И - с вторым входом четвертого триггера, выход третьего элемента И - с вторым входом пятого триггера, выход четвертого элемента И - с вторым входом щестого триггера, выход третьей дифференцирующей цепи соединен с вторым входом седьмого триггера с раздельным запуском, выход которого подключен через четвертую дифференцирующую цепь к второму входу второго триггера с раздельным запуском и третьему входу преобразователя импульсного напряжения в постоянное, причем выходы с второго по седьмой триггеров с раздельным запуском и блока деления являются выходами устройства.

5 5

0

запуском и с первым входом остальных триггеров с раздельным запуском, при этом выход первого элемента И соединен с вторым входом третьего триггера с раздельным запуском, выход второго элемента И - с вторым входом четвертого триггера, выход третьего элемента И - с вторым входом пятого триггера, выход четвертого элемента И - с вторым входом щестого триггера, выход третьей дифференцирующей цепи соединен с вторым входом седьмого триггера с раздельным запуском, выход которого подключен через четвертую дифференцирующую цепь к второму входу второго триггера с раздельным запуском и третьему входу преобразователя импульсного напряжения в постоянное, причем выходы с второго по седьмой триггеров с раздельным запуском и блока деления являются выходами устройства.

фиг. 2

д ё

е

L

35 1)1

Л

Фиг.З