Устройство для контроля и диагностики цифровых устройств Советский патент 1990 года по МПК G01R31/3177 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано при наладке, контроле и диагностике цифровых устройств и является усовершенствованием устройг ства по авт.св. № 1499286.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности контроля за счет обеспечения защиты входа устройства от сигналов амплитудой выше напряже-

ния питания и сигналов отрицатель

ной полярности, а также распознавание этих сигналов различной формы с последующей их индикацией.

На фиг.1 изображена функциональная .схема устройства;на фип-2 - nepsak схе- -ма шунтирования; на фиг. 3 - вторая схема шунтирования; на фиг.4 - таблица, отображающая решаемые устройством функции и соответствующую им мнемонику символов; на фиг.5 - временная диаграмма работы элементов устройства при нормализованных входных уровнях сигнала; на фиг,6 - временная диаграмма работы при нестандартных уровнях входного сигнала.

-Устройство (фиг.1)- содержит входной усилитель 1, первый 2, второй 3 и третий 4 компараторы, первый 5, второй 6 и третий 7 инверторы, первый. 8 и второй 9 RS-триггеры, генератор 10 импульсов, коммутирующий элемент 11, индикатор 12, первый 13, второй 14 и третий 15 элементы И-НЕ, четвертый 1б и пятый 17 инверторы,, первый 18, второй 19, третий 20, четвертый 21, пятый 22, шестой 23, седьмой 24 и восьмой 25 D-триггерк, четвертый 26, пятый 27, шестой 28,

седьмой 29, восьмой 30, девятый 31, десятый 32, одиннадцатый 33, двенад-1 цатый 34, тринадцатый 35, четырнадцатый 36, пятнадцатый 37, шестнадца тый 38 и семнадцатый 39 элементы И-НЕ, шестой инвертор 40, резистор 41, вход 42 устройства, дополнительный резистор 43, первую 44 и вторую 45, схемы шунтирования, девятый 46 и десятый 47 D-триггеры, восемнадцатый 48, девятнадцатый 49, двадцатый 50, двадцать первый 51, двадцать второй 52 и двадцать третий 53 элементы И-НЕ, первый 54 и второй 55 дополнительные индикаторы.

30

35

Выход входного усилителя I соединен с входами первого 2, второго 3 и третьего 4 компараторов, выход пер-„ вого компаратора 2 соединен с синхро- входом первого триггера 18 и через первый инвертор 5 с S-входом первого RS-триггера 8, с синхровходом второго D-триггера 19 и первыми входа- 25 ми первого 13 и второго 14 элементов И-НЕ. Выход второго компаратора 3 соединен с первым входом третьего- элемента И-НЕ 15 и через второй инвертор 6 с первым входом четвертого элемента И-НЕ 26. Выход четвертого элемента И-НЕ 26 соединен с R-вхо- дом первого КЗ-триггера 8, синхро- входом третьего D-триггера 20, первым входом пятого элемента И-НЕ 27 и через третий инвертор 7 с синхровходом четвертого D-триггера 21. Выход третьего компаратора 4 соединен с S-входом второго RS-триггера 9 и вторым входом четвертого элемента И-НЕ 26. Первый вход коммутирующего элемента 11 соединен с R-входами второго RS-триггера 9, пятого 22 и седьмого 24 D-триггеров, с вторыми входами первого 13 и пятого 27 элементов И-НЕ и через резистор 41 с ншной единичного потенциала. Второй вход коммутирующего элемента 11 соединен с нулевым потенциалом, выход пятого элемента И-НЕ 27 соединен -через четверть инвертор 16с R-входом второго D-триггера 19, выход которого, соединен с R- и D-входами первого р-триггера 18, Выход первого элемента И-НЕ 13 соединен ерез пятый инвертор 17 с R-входом третьего D-триггера 20, выход которого соединен с D- и R-входами четверто го D-триггера 21,

40

45

50

55

0

5

0

5

5

0

5

0

5

Прямой выход первого RS-триггера 8 соединен с синхровходами пятого 22 и шестого 23 D-триггеров, а инверсный выход первого RS-триггера 8 соединен с синхровходами седьмого 24 и восьмого 25 D-триггеров. Выход пятого D-триггера 22 соединен с D- и R-входами восьмого D-триггера 25, выход которого соединен с первыми входами шестого 28 и седьмого 29 элементов И-НЕ. Выход седьмого D- триггера 24 соединен с D- и R-входами шестого D-триггера 23, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И-НЕ 30 и с вторым вхо-. дом шестого элемента И-НЕ 28, выход последнего соединен с вторыми входами второго 14 и третьего 15 элементов И-НЕ. Выход второго элемента И-НЕ 14 соединен с первым входом тринадцатого элемента И-НЕ 35, второй вход которого соединен с выходом восьмого элемента И-НЕ 30. Выход седьмого элемента И-НЕ 29 соединен с первым входом двенадцатого элемента И-НЕ 34, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ 15. Прямой выход первого D-триггера 18 соединен с первым входом четырнадцатого элемента И-НЕ 36. Инверсный выход первого D-триггера 18 соединен с первым входом пятнадцатого элемента И-НЕ 37, выход которого соединен с первым входом семнадцатого элемента И-НЕ 39. Прямой выход четвертого D-триггера 21 соединен с первым входом шестнадцатого элемента И-НЕ 38, а инверсный выход четвертого D-триггера 21 соединен с вторым входом пятнадцатого элемента И-НЕ 37, выход семнадцатого элемента И-НЕ 39 соединен с третьими входами двенадцатого 34 и тринадцатого 35 элементов И-НЕ, Прямой выход второго RS-триггера 9 соединен с первым входом девятого элемента И-НЕ 31, а инверсный выход второго RS-триггера 9 - с первыми уходами десятого 32 и одиннадцатого 33 элементов И-НЕ.

Выход двенадцатого элемента И-НЕ 34 соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И-НЕ 33, выход тринадцатого элемента И-НЕ 35 соединен с вторым входом десятого (элемента И-НЕ 32, первый выход генератора 10 импульсов соединен с вторыми входами восьмого 30 и четырнадцатого 36 элементов И-НЕ. Второй

выргод генератора 10 импульсов соединен с вторыми входами седьмого 29, -девятого 31 и семнадцатого 39 элементов И-НЕ, Информационные входы пятого 22 и седьмого 24 D-триг геров соединены с единичным потенциалом. Выход девятого элемента И-НЕ 31 соединен через шестой инвертор 40 с первым входом индикатора 12, второй вход которого соединен с выходом десятого элемента И-НЕ 32. Выход одиннадцатого элемента И-НЕ 33 соединен с третьим входом индикатора 12, четвертый вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента И-НЕ 36. Пятый вход индикатора 12 соединен с выходом шестнадцатого элемента И-НЕ 38.

Вход 42 устройства через дополнительный резистор 43 соединен с входим входного усилителя 1 и первыми входами первой 44 и второй 45 схем шунтирования. Второй вход первой схемы 44 шунтирования соединен с третьим входом второй схемы 45 шунтирования и с шиной питания. Третий вход первой схемы 44 шунтирования соединен с шиной нулевого потенциала. Второй вход схемы 45 шунтирования соединен с шиной нулевого потен- циала. Выход первой схемы шунтирования соединен с синхровходом девятого D-триггера 46 и первым входом восемнадцатого элемента И-НЕ 48. Выход второй схемы 45 шунтирования соединен с синхровходом десятого D- триггера 47 и первым входом двадцать первого элемента И-НЕ 51. Инверсный выход десятого D-триггера 47 соединен с вторыми входами двадцатого 50 и двадцать первого 51 элементов И-НЕ Выход двадцать первого элемента И-НЕ 51 соединен с первым входом двадцать второго элемента И-НЕ 52. Инверсный выход девятого D-триггера 46 соединен с первым входом двадцатого элемента И-НЕ 50 и вторым входом восемнадцатого элемента И-НЕ 48. Выход восемнадцатого элемента И-НЕ 48 соединен с первым входом девятнадцатого элемента И-НЕ 49. Выход двадцатого элемента И-НЕ 50 соединен с первым входом двадцать третьего элемента И-НЕ 53, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора 30 импульсов. Выход двадцать третьего элемента И-НЕ 53 соединен-. с вторыми входами двадцать второго

элемента И-НЕ 52 и девятнадцатого элемента И-НЕ 49.. Выход девя гнадца того элемента И-НЕ 49 соединен с входом первого дополнительного ипдикатора 54. Выход двадпат.ъ Bioi-orp элемента И-НЕ 52 соединен с входом второго дополнительного индикатора 55. Информационные входы девятого

,. 46 и десятого 47 D-триггеров соединены с единичным потенциалом, R-вхо- - ды девятого 46 и десятого 47 D-триггеров соединены с входом Сброс устройства.

5 „Первая схема шунтирования ((tar.2) содержит транзистор 56 и резистор 57, первый вывод которого подключен к шине +Е-, а второй - к D-триггеру 46 и элементу И-НЕ 48 устройства

и к коллектору транзистора 56, база которого соединена с. общей шипон устройства, а эмиттер с резистором 43 устройства.

Вторая схема шунтирования (фпг.З)

5. содержит транзистор 58, инвертор 59, резистор 60, первый выход которого соединен с общей шиной устройства, второй выход которого сосдгнсн с входом инвертора 59 и коллектором

0 транзистора 58, база которого под-- ключена к шине +Eft устройства, эй-1Т«- тер соединен с резистором 43, а гч г- ход инвертора 59 подключен к D-триггеру 47 и элементу И-НЕ 51 устройства.

Назначение элементов устройства следующее. Входной усилитель 1 служит для согласования входных цепей устройства с входами компараторов 2-

0 4, для защиты входных цепей от перенапряжения .

При не подключенном входе усилите- - ля 1 к контролируемой цепи на выходе

с усилителя 1 уровень сигнала меньше напряжения порогов срабатывания компараторов 2-4. Компараторы 2-4 служат для фиксации превышения уровней напряжений нормированных диапазонов.

Q Первый триггер 8 для фиксации срабатывания компараторов 2-4 в случае контроля уровней нормализованной амплитуды. Триггеры 22-25, элементы И-НЕ 14, 15, 28, 29, 30, 32-35 слу жат для логического анализа форчы входного сигнала нормализованной iамплитуды.

Триггеры 18-21, элементы П-НЕ 13, 27, 36-39, инверторы 7, 16 и 17 слу-,

5

жат для логического анализа формы входного сигнала нестандартной амп-1 литуды, триггер 9, элемент И-НЕ 31, инвертор 40 - для фиксации момента потери контакта щупа с контролируемой схемой, генератор 10 служит для формшюялнкя модулирующего напряжения Для индикатора 12 в тех случаях, когда 1 Рбуег1 гя изобразить фиксацию входи о импульсного сигнала любой длительности, причем частота следования импульсов от .генератора fr - 0,5-2 выбирается из удобства наблюдения оператором этих ситуаций. На первом и гтором выходах генератора 10 имчульсы формируются в про- тивофазе один относительно другого. Коммутирующий элемент 11 служит для начальной установки триггеров,а до - полгал елыый резистор 43 - для ограничения входного ;ока. Первая схема 44 шунтирования служит для сравнения входного напряжения с нулевым потенциалом выработки нулевого логического потенциала на своем выходе при наличии иг. входе 42 устройства сигнала отрицательной полярности и шунтирования последнего для предотвращения попадания на вход входного усилителя 1 6с IT того отрицательного потенциала. Вкмзая схема шунтирования 45 служит для ср-гшыния входного напряжения с напряжением источника питания 9 аб т 1 к- т i л о г о по гич е ског о потен щала иг своем выходе при наличии Ud входе 47. устройства высоко- / сигнала положительной полярное1 и ч шунтирования последнего для предотвращения его попадания на вход входного усилителя 1. Девятый D-три тер 46 служит для фиксации на входе 42 устройства импульсного сигнала отрицательной полярности, а десятый D-трнггер - для фиксации на входе 42 устройства импульсного сигчтпа с амплитудой, превышающей нап1 /-Mine источыпса питания, Эле- Met гы И .. 8-51 i л уда т для выработ- кт и.т; и( уело -чы для распознавания CHI ni iiii1 V, pun.d тельной поляр1- игналов положи гель- i с счпплигудой, превы- i pi.n i дополнительный

г

vi1 i ч - ) w t crryv-u для индикации о , , i напряжений, а второй ; ti )Л г i ла ттпд ткатор 55 - для пг, , f,vA i т , .гоп/- T Hi,ix 1оло;кительHOCTJT, J НитЧ г т яр 1и

ннг ря,; Р;ГЧП ,

0

5

0

5

0

5

0

5

Первая схема 44 шунтирования может быть выполнена на базе п-р-п- транзистора и резистора (фиг.2). Вторая схема 45 шунтирования может быть выполнена на базе р-п-р-тран- зистора, инвертора и резистора (фиг.З).

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии перед каждым контролем цепи путем замыкания коммутирующего элемента 11 все триггеры устройства приводят в исходное нулевое состояние. Компараторы 2-4 выполнены таким образом, что при неподключенном входе к проверяемой цепи ни один компаратор не срабатывает. Если на вход устройства подается уровень сигнала логического О то срабатывает только компаратор 4. При подаче на вход устройства сигнала с уровнем выше уровня логического О, но ниже уровня логической 1 срабатывают компараторы 3 и 4. При подаче ка вход устройства сигнала с уровнем логической 1 срабатывают все компараторы 2-4, на выходе которых, устанавливаются единичные потенциалы .

В процессе контроля цепей цифровых устройств возможны уровни и формы входного сигнала (фиг.2). В зависимости от формы и амплитуды устройство работает следующим образом.

1. Неподключенный вход 42, потеря .контакта щупа с контролируемой цепью во время контроля. Поскольку и„„меньше уровней срабатывания всех

DA

компараторов, на их выходах устанавливаются нулевые потенциалы. Второй RS-тригге р 9 устанавливается в единичное состояние, когда на его прямом выходе единичный потенциал поступает на первый вход девятого элемента И-НЕ 31, по второму входу которого поступают импульсы с второго выхода генератора 10, На выходе шестого инвертора 40 формируются импульсы с частотой следования fr 0,5 + + 2 Гц (фиг.5 м). На индикаторе 12 происходит мигание сегмента (точки) , свидетельствуя об отсутствии контак-- та. На выходе элементов И-НЕ 32, 33, 35 и 36 - единичные потенциалы, так как с инверсного выхода триггера 9 на первые входы десятого 32 и одиннадцатого 33 элементов И-НЕ поступает нулевой потенциал с триггера 9.

Поскольку триггеры 18 и 21 устанавле ны в нулевое состояние, то нулевые потенциалы с их прямых выходов поступают на первые входы четырнадцатое го 36 и шестнадцатого 38 элементов И-НЕ. Таким образом, на выходах элементов И-НЕ 32, 33 и 36 - единичные потенциалы, остальные сегменты ин- дикаторач не высвечиваются.

2. На вход 42 устройства поступает сигнал единичного потенциала. Срабатывают все компараторы 2-4, на выходе которых устанавливается единичный потенциал (фиг.5б,в,г).С выхода первого инвертора 5 нулевой потенциал поступает на первый вход второго элемента И-НЕ 14, с выхода которого единичный потенциал поступает на первый вход тринадцатого элемента И-НЕ 35. Поскольку триггеры 18 и 21 в нулевом исхрдном состоянии, то с их инверсных выходов на

входы пятнадцатого элемента И-НЕ 37 поступают единичные потенциалы. На выходе элемента И-НЕ 37 - нулевой потенциал, а на выходе семнадцатого элемента И-НЕ 39 - единичный потенциал, которьй поступает на третий вход тринадцатого элемента И-НЕ 35, на второй вход которого поступает единичный потенциал с выхода восьмого элемента И-НЕ 30, так как триггер 23 в нулевом исходном состоянии. Поскольку на входах элемента И-НЕ 35 единичные потенциалы,- то на выхог де элемента И-НЕ 35 нулевой потенциал, который поступает на второй вход десятого элемента И-НЕ 32, на выходе которого устанавливается единичный потенциал. Индикации символа О на индикаторе 12 нет. В то же время с выхода второго компаратора 3 единичный потенциал поступает на первый вход третьего элемента И-НЕ 15, на второй вход которого поступает также единичный потенциал с выхода шестого элемента И-НЕ 28, так как на входы последнего поступают нулевые потенциалы с выходов триггеров 23 и 25, находящихся в исходном нулевом состоянии. С выхода третьего элемента И-Н 15 нулевой потенциал поступает на второй вход двенадцатого элемента И-НЕ 34, с выхода последнего единичный потенциал поступает на второй вход одиннадцатого элемента И-НЕ

33, на первом входе которого присутствует единичный потенциал с инверс0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ного выхода второго RS-триггера 9. Нулевой потенциал с выхода одиннад- цатого элемента И-НЕ 33 (иг.5л) вызывает свечение символа 1 на ин- -дикаторе 12. Поскольку первый 18 и четвертый 21 D-триггеры в нулевом состоянии, то нулевые потенциалы ic их выходов определяют единичные потенциалы на выходах четырнадцатого 36 и шестнадцатого 38 элементов И-НЕ. Символы и не высвечиваются. Нулевой потенциал с прямого выхода триггера 9 вызывает постоянное свечение символа через элемент И-НЕ 31, инвертор 40.

3. На выходе 42 устройства находится сигнал выше уровня логического О, но ниже логической 1. Как и в п.2 нулевой потенциал с выхода третьего элемента И-НЕ 15 вызывает свече ние символа 1, Кроме того, поскольку с выхода первого компаратора 2 поступает нулевой потенциал, то единичный потенциал с выхода первого инвертора 5 поступает на первый вход второго элемента И-НЕ 14, на второй вход которого поступает также единичный потенциал с выхода шестого элемента И-НЕ 28, поскольку Р-трнггеры 23 и 25 находятся в нулевом состоянии. Таким образом, нулевой потенциал с выхода второго элемента И-НЕ 14 последовательно через элементы И-НЁ 35 и 32 вызывает высвечивание дополнительного символа О (фиг.5 л,м). Остальные сегменты индикатора 12 не высвечиваются, кроме постоянного свечения символа , как и в предыдущем случае.

4. На вход устройства поступает сигнал нулевого потенциала. На выходах первого 2 и второго 3 компараторов присутствуют нулевые потенциалы, а на выходе третьего компаратора 4 - единичный потенциал. Единичный потенциал с выхода первого инвертора 5 поступает на первый вход второго элемента И-НЕ 14, на второй вход которого поступает единичный потенциал с выхода шестого элемента И-НЕ 28, так как D-триггеры 23 и 25 в нулевом состоянии. Нулевой потенциал с выхода элемента И-НЕ 14 поступает на первый вход тринадцатого элемента И-НЕ 35, который вызывает через десятый элемент И-НЕ 32 высвечивание символа О, так как второй триггер 9 в нулевом состоянии, а единичный потенциал с его инверсного выхода поступает на первый вход десятого элемента И-НЕ 32.

Нулевой потенциал с выхода второго компаратора 3 поступает на первый вхрд третьего элемента И-НЕ 15, с выхода которого единичный потенциал поступает на второй вход двенадцатого элемента И-НЕ 34. Так как D-триг- ге р 25 в нулевом состоянии, то на первьй вход элемента И-НЕ 34 поступает единичный потенциал, а на его третий вход - также единичный потенг циал, поскольку D-триггеры 18 и 21 в да на его прямом выходе - нулевой

10

ства нулевой потенциал, на индикат ре 12 высвечиваются символы О и (п.5). Поскольку сигнал нулево го уровня, то срабатывает третий компаратор 4 и на его выходе едини ный потенциал, а на выходах первог 2 и второго 3 компараторов - нулев потенциалы, С выхода второго инвер тора 6 единичный потенциал поступа на первьй вход четвертого элемента И-НЕ 26, с выхода последнего нулев потенциал устанавливает первый ES- триггер 8 в нулевое состояние, ког

20

нулевом состоянии, на выходе пятнадцатого элемента И-НЕ 37 - нулевой потенциал, на выходе семнадцатого элемента И-ПЕ 39 - единичный потенциал. Таким образом, на входах элемента И-НЕ 35 единичные потенциалы, а на его выходе - нулевой, который определяет на выходе десятого элемента И-НЕ единичный потенциал. Символ 1 не высвечивается. Остальные сегменты 25 индикатора 12 не высвечиваются, кроме символов О и .

5. Смена потенциала с единичного уровня на нулевой. В этом случае на индикаторе 12 до смены потенциала 30 высвечиваются символы 1 и (п.2), а затем происходит смена символов на индикаторе 12: О и . (п.4). Ос- тальт ые символы не высвечиваются.

6„ Смела потенциала нулевого уровня не единичный. Б этом случае на индикаторе 12 до смены потенциа35

потенциал (фиг.5д). Поскольку посл касания щупом устройства контролир емых цепей путем замыкания цепи ко мутирующего элемента 11 все D-триг ры 18-25 и RS-триггер 9 устанавлив ются в нулевое состояние, то на их выходах нулевые потенциалы.

При смене потенциала входного сигнала с О1 - 1 (положительный фронт импульса) пятый D-триггер 2 устанавливается в единичное состо ние (фиг.5е), поскольку первый RS- триггер 8 устанавливается в единич ное состояние сигналом от сработа го компаратора 2, при этом с R-вх да триггера 8 нулевой потенциал сни мается, так как на выходе компара ра единичный потенциал. По заднему фронту входного сигнала 1 - О на выходе первого компаратора 2 у навливается нулевой потенциал и н выходе первого инвертора 5 единич ный потенциал. На выходе компарат ра 3 устанавливается нулевой поте циал, а на выходе третьего компар тора 4 остается единичный потенци (фиг.5б,в,з). Триггер 8 устанавли ется сигналом с выхода четвертого (элемента И-НЕ 26 в нулевое состоян д5 Положительным перепадом сигнала с версного выхода триггера 8 восьмой триггер 25 устанавливается в едини ное состояние (фиг.5ж), так как на его D-вход поступает единичный пот циал с выхода триггера 22. Единичн потенциал с выхода триггера 25 по тупает на первые входы шестого 28 и седьмого 29 элементов И-НЕ. Поскольку на втором входе седьмого эл мента Й-НЕ 29 присутствуют импульс с второго выхода генератора 10, то выхода элемента И-НЕ 29 инвертированные импульсы поступают последов тельно через элементы И-НЕ 34 и 35

ла высвечиваются символы U и V

О

(п.4), а затем происходит смена символа на 1 и (п.2).

7, Смзна потенциала единичного уровня на нестандартный: больше логического О, но меньше логической 1. До смены потенциала на индикаторе 12 высвечиваются символы 1 и V (п.2). После смены потенциала

высвечиваются символы О, 1 и

V

(п.З).

8,Смена нулевого потенциала

на нестандартный: больше логического О, но меньше логической 1, До с.чены потенциала на индикаторе 12 высвечиваются символы О и (п.,4). После смены потенциала высвечиваются СИМВОЛЫ 1 И (П.З).

9,Одиночный положительный им-- пульс нормализованной амплитуды. В

исходном состоянии на входе устройда на его прямом выходе - нулевой

ства нулевой потенциал, на индикаторе 12 высвечиваются символы О и (п.5). Поскольку сигнал нулевого уровня, то срабатывает третий компаратор 4 и на его выходе единичный потенциал, а на выходах первого 2 и второго 3 компараторов - нулевые потенциалы, С выхода второго инвертора 6 единичный потенциал поступает на первьй вход четвертого элемента И-НЕ 26, с выхода последнего нулевой потенциал устанавливает первый ES- триггер 8 в нулевое состояние, когда на его прямом выходе - нулевой

0

25

0

5

потенциал (фиг.5д). Поскольку после касания щупом устройства контролируемых цепей путем замыкания цепи коммутирующего элемента 11 все D-триггг- ры 18-25 и RS-триггер 9 устанавливаются в нулевое состояние, то на их выходах нулевые потенциалы.

При смене потенциала входного сигнала с О1 - 1 (положительный фронт импульса) пятый D-триггер 22 устанавливается в единичное состояние (фиг.5е), поскольку первый RS- триггер 8 устанавливается в единичное состояние сигналом от сработавшего компаратора 2, при этом с R-вхо- да триггера 8 нулевой потенциал снимается, так как на выходе компаратора единичный потенциал. По заднему фронту входного сигнала 1 - О на выходе первого компаратора 2 устанавливается нулевой потенциал и на выходе первого инвертора 5 единичный потенциал. На выходе компаратора 3 устанавливается нулевой потенциал, а на выходе третьего компаратора 4 остается единичный потенциал (фиг.5б,в,з). Триггер 8 устанавливается сигналом с выхода четвертого (элемента И-НЕ 26 в нулевое состояние. д5 Положительным перепадом сигнала с инверсного выхода триггера 8 восьмой триггер 25 устанавливается в единичное состояние (фиг.5ж), так как на его D-вход поступает единичный потенциал с выхода триггера 22. Единичный потенциал с выхода триггера 25 поступает на первые входы шестого 28 и седьмого 29 элементов И-НЕ. Поскольку на втором входе седьмого элемента Й-НЕ 29 присутствуют импульсы с второго выхода генератора 10, то с выхода элемента И-НЕ 29 инвертированные импульсы поступают последова- тельно через элементы И-НЕ 34 и 35

0

50

5

на сегмент индикатора 12, вызывая модулированное свечение символа 1 (фиг.Зд), Наряду с этим после одиночного положительного импульса на входе устройства остается нулевой потенциал. При этом устройство высвечивает дополнительно еще и символы О и .. как и в п.4.

I 10. На вход 42 устройства поступает одиночный отрицательный импульс нормализованной амплитуды. В исходном состоянии на входе устройства единичный потенциал, на индикаторе высвечиваются символы 1 и (п.2). Срабатывают компараторы 2-4 и на выходах присутствуют единичные потенциалы. Сигналом нулевого- уровня с выхода первого инвертора 5 первый RS- триггер 8 устанавливают в единичное состояние, когда на его инверсном выходе нулевой потенциал. Все D-тригге- ры 18-25 и RS-триггер 9 установлены в нулевое состояние. При смене входного потенциала с 1 (отрицательный фронт импульса) седьмой D- триггер 24 устанавливается в единичное состояние (фиг.5з). По заднему фронту () входного сигнала на выходе второго компаратора 3 устанавливается единичный потенциал, который через инвертор 6 и элемент И-НЕ 26 поступает на R-вход первого RS-триггера. На выходе первого компаратора 2 устанавливается единичный потенциал, который через инвертор 5 устанавливает в единичное состояние триггер 8. По положительному перепаду сигнала с прямого выхода триггера 9 шестой D-триггер 23 устанавливается в единичное состояние (фиг.5и) . так как ранее с выхода седьмого D-триггера стал поступать единичный потенциал на D-вход триггера 23. Еидиничный потенциал с выхода триггера 23 поступает на первый вход

-восьмого элемента И-НЕ 30 и второй вход шестого элемента И-НЕ 28. Поскольку на втором входе элемента И-НЕ 30 присутствуют импульсы с первого выхода генератора 10, то с выхода элемента И-НЕ 30 поступают импульсы последовательно через элементы И-НЕ 35 и 32 на сегменты индикатора 12, вызывая свечение символа О (фиг.5к), Наряду с этим после одиночного отрицательного импульса на входе устройства остается единичный потенциал.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Устройство высвечивает дополнительно и символы 1 и , как в п.2.

11. Чередование одиночного положительного и отрицательного импульсов, пачка нормализованной амплитуды. Контактный элемент 11 разомкнут. После поступления на вход устройства положительного импульса последовательно срабатывают D-триггеры 22 и 25, а на выходе седьмого элемента И-НЕ 29 присутствуют импульсы с второго выхода генератора 10. Импульсы последовательно через элементы И-НЕ 34 -и 33 поступают на сегмент индикатора 12, вызывая модулированное по яркости свечение символа 1, как в п.9. Следующий затем отрицательныл импульс вызывает последовательно срабатывание D-триггеров 24 и 23, а на выходе восьмого элемента И-НЕ ЗС присутствуют импульсы с первого выхода генератора 10. Импульсы последовательно через элементы И-НЕ 35 и 32 поступают на сегменты индикатора 12, вызывая модулированное свечение символа О. Поскольку модуляция символов О и 1 вызвана различными фазами одного генератора 10, то на индикаторе будут поочередно высвечиваться символы О и 1. Кроме того, при срабатывании обоих D-тр г- геров 23 и 25 на входы шестого -эле- мента И-НЕ 28 поступают единичные потенциалы. С выхода элемента И-НЕ 28 на вторые входы второго 14 и третьего 15 элементов И-НЕ, поступает блокирующий нулевой потенциал, по которому запрещается поступление с выходов элементов И-НЕ 14 и 15 нулевых потенциалов. Поскольку D-триггеры 18 и 21 в нулевом состоянии, то на выходе пятнадцатого элемента И-НЕ 37 - нулевой потенциал, по которому с элемента И-НЕ 39 на третьи входы элементов И-НЕ 34 и 35 поступают единичные потенциалы.

ri

Таким образом, лишь на втором входе тринадцатого элемента И-НЕ 35 и первом входе двенадцатого элемента И-НЕ 34 присутствуют импульсы, а на остальных входах этих элементов И-НЕ - единичные потенциалы. Поскольку RS-триггер 9 находится в нулевом состоянии, то нулевой потенциал с его прямого выхода поступает через элемент И-НЕ 31, инвертор 40 на сегмент Точка индикатора 12. Высвечк15

ваются символы и поочередно О и 1.

12. Последовательность импульсов нормализованной амплитуды, коммутиру гощий элемент 11 замкнут. Проверку цепей цифровых устройств в этом режиме можно произвести после предварительной оценки при разомкнутом коммутирующем элементе П. Убедившись, как в п. 11, о поступлении на вход последовательности импульсов нормализованной амплитуды можно ориентировочно оценить скважность положительных и отрицательных импульсов по

to

15

20

25

35

кости высвечивания символов U и 1. Если длительность положитель ных импульсов больше отрицательных, то символ 1 высвечивается ярче, чем О, и наоборот. Поскольку D- триггеры устройства удерживаются в исходном нулевом состоянии, то имеет место поочередная работа устройства } как в п. 2 и 4. Поочередное высвечивание символов 1 и О определяется поступлением входных импульсов с выхода компаратора 2 последовательно через инвертор 5, элементы И-НЕ 14, 35 и 32 на сегменты О индикатора 12, а также с выхода ком- 30 паратора 3 последовательно через элементы И-НЕ 15, 34 и 33 на сегмент 1 индикатора М.

13, Одиночный отрицательный им- пульс или последовательность отрица- тельных импульсов ненормированной амплитуды. В исходном состоянии на входе устройства единичный нормированный потенциал, а на выходах компараторов 2-4 единичные потенциалы (фиг.ба,б,в,г) , /

По переднему отрицательному фронту импульса входного сигнала (фиг.ба) на выходе компаратора 2 появляется нулевой потенциал, по которому на выходе первого инвертора 5 появляется единичный потенциал, который поступает на синхровход второго D-триг- гера 19, Триггер 19 устанавливается в единичное состояние (фиг.бе)5 а -0 единичный пот циал с его выхода поступает на D-вход первого D-триггера 18. Поскольку до прихода заднего фронта имп ульса компараторы 3 и 4 на своих выходах сохраняют единичные потенциалыs то с выхода четвертого элемента И--НЕ 26 поступает на первый вход пятого элемента И-ПЕ 27 единичный потенциал. По заднему фрон1583886-16

ту (положительному перепаду) входного импульса сигналом с выхода первого компаратора 2 первый триггер 18 устанавливается в единичное состояние (фиг.бж), при этом единичный потенциал с его прямого выхода поступает на первый вход четырнадцатого элемента И-НЕ 36, на второй вход которого поступают имаульсы с первого выхода генератора 10. Импульсы с выхода элемента ИНЕ 36 (фиг.6м) вызывают прерывистую индикацию символа . Кроие того, нулевой потенциал с инверсного выхода первого D-триггера 18 определяет единичный потенциал на выходе пятнадцатого элемента И-НЕ 37. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 37 поступает на первый вход семнадцатого элемента И-НЕ 39, на второй вход которого поступают импульсы с второго выхода генератора 10. Далее импульсы с выхода семнадцатого элемента ИНЕ 39 .поступают на третьи входы двенадцатого 34 и тринадцатого 35 элементов И-НЕ, с входов которых импульсы поступают через элементы И-НЕ 33 и 32 фиг.6л и к) на сегменты индикатора 12, вызывая прерывистую индикацию символов О и 1 в одном такте, а в другом такте - символа -. Кроме того, как и в предыдущих случаях, высвечивается символ

II И

«

40

45

55

14, Одиночный положительный импульс или последовательность положительных импульсов ненормированной амплитуды. В исходном состоянии на входе устройства нулевой потенциал, ,на выходах первого 2 и второго 3 компараторов, нулевые потенциалы, на выходе третьего компаратора 4 единичный потенциал (фиг.ба,б,в,г), на входах четвертого элемента И-НЕ 26 нулевой потенциал. По переднему фронту входного импульса третий D-триг- гер 20 положительным перепадом сигнала с выхода четвертого элемента И-НЕ 26 устанавливается в единичное состояние (фиг.бз). Единичный потенциал с выхода третьего D-триггера 20 поступает на D- и R-входы четвертого D-триггера 21. В течение длительности входного импульса на i выходе первого компаратора 2 (фиг.бб)- нулевой потенциал, а на выходах вто- рого 3 и третьего 4 компараторов - - единичные потенциалы. По заднему

ному сигн атор ется ), пр о пр вхо 36, ют и ора а Истуюе то ого опре ыход Сиг пост ого кото го в льсы а Иы дв 5 эл имп И-Н ты и тую ном а - ущих

II И

«

14, Одиночный положительный импульс или последовательность положительных импульсов ненормированной амплитуды. В исходном состоянии на входе устройства нулевой потенциал, ,на выходах первого 2 и второго 3 компараторов, нулевые потенциалы, на выходе третьего компаратора 4 единичный потенциал (фиг.ба,б,в,г), на входах четвертого элемента И-НЕ 26 нулевой потенциал. По переднему фронту входного импульса третий D-триг- гер 20 положительным перепадом сигнала с выхода четвертого элемента И-НЕ 26 устанавливается в единичное состояние (фиг.бз). Единичный потенциал с выхода третьего D-триггера 20 поступает на D- и R-входы четвертого D-триггера 21. В течение длительности входного импульса на i выходе первого компаратора 2 (фиг.бб)- нулевой потенциал, а на выходах вто- рого 3 и третьего 4 компараторов - - единичные потенциалы. По заднему

фронту входного импульса, когда на выходе второго компаратора 3 становится нулевой потенциал, на выходе четвертого элемента нулевой потенциал. По положительному перепаду сигнала с выхода третьего инвертора 7 четвертый триггер 21 устанавливается в единичное состояние - (фиг.би), при этом единичный потенциал с его прямого выхода поступает на первый вход шестнадцатого элемента И-НЕ 38, на второй вход которого поступают импульсы с первого

выхода генератора 10. Импульсы с выхода элемента И-НЕ 38 (фиг.бн) вызывают прерывистую индикацию символа . Кроме того, нулевой потенциал с инверсного выхода четвертого D-триг- гера 21 определяет единичный потенциал на выходе пятнадцатого элемента И-НЕ 37. С выхода семнадцатого элемента И-НЕ 39 импульсы поступа-

ют на третьи входы двенадцатого 34 и тринадцатого 35 элементов И-НЕ, с их выходов импульсы поступают через элементы И-НЕ 33 и 32 (фиг.6 л,к) на сегменты индикатора 12, вызывая прерывистую индикацию символов О и 1 в одном такте, а в другом такте - символа . Кроме того, как и в предыдущих случаях, высвечивается символ .

Если в процессе контроля цепей цифровых устройств происходит потеря контакта щупа устройства, то на выходе третьего комапаратора выставляется нулевой потенциал, по которому второй RS-триггер 9 устанавливается в единичное состояние. При этом единичный потенциал с прямого выхода триггера 9 поступает на первый вход девятого элемента И-НЕ 31, по второму входу которого поступают импульсы с второго выхода генератора 10. На выходе шестого инвертора 40 формируются импульсы с частотой следования ,5-2 Гц (фиг.5м). На индикаторе 12 происходит мигание сегмен-

та (точка) , свидетельствуя об отсутствии контакта. Индикация остальных сегментов индикатора 12 заблокирована нулевым потенциалом с инверсного выхода второго RS-триггера 9 по первым входам десятого 32 и одиннадцатого 33 элементов И-НЕ, Контроль следует повторить до обеспечения надежного контакта щупа устройства, постоянно обнуляя триггеры

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

устройства путем замыкания контактног го элемента 11 до тех пор, пока тоянно не будет высвечиваться символ (точка).

15.В исходном состоянии триггеры

46 и 47 в нулевом состоянии. На вход 42 устройства поступает отрицательный потенциал. Через резистор 43 отрицательный потенциал поступает на первый вход первой схемы 44 шунтирования и открывает транзистор 56,так как потенциал его базы становится выше потенциала эмиттера, а напряжение на входе усилителя 1 ограничивается на уровне 0,7 Б. Сигнал нулевого логического потенциала с выхода схемы 44 поступает на пер- вый вход семнадцатого элемента И-НЕ 48, на выходе которого устанавливается единичный потенциал. Поскольку триггеры 46 и 47 в нулевом состоянии, то на выходе двадцатого элемента И-НЕ 50 - нулевой логический потенциал, который блокирует двадцать третий элемент И-НЕ 53. Совпадение единичных потенциалов с выхода двадцать третьего элемента И-НЕ 53 и с выхода восемнадцатого элемента И-НЕ 48 на входах девятнадцатого элемента И-НЕ 49 устанавливает на выходе последнего нулевой логический потенциал, по которому высвечивается первый дополнительный индикатор 54. Так как на входе входного усилителя напряжение 0,7 В (0,01 В), то на индикаторе 12 дополнительно мигает сегмент (точка) .

16.На вход 42 устройства поступает импульс отрицательного потенциала. Через резистор 43 отрицательный потенциал поступает на первый вход первой схемы 44 шунтирования так, что на Je выходе формируется импульс нулевого логического потенциала, по заднему фронту которого девятый D-триггер 46 устанавливает-. ся в единичное состояние. При этом

на второй вход восемнадцатого элемента И-НЕ 48 и первый вход двадцатого элемента И-НЕ 50 поступает нулевой логический потенциал с инверсного выхода девятого D-триггера 46. На выходах восемнадцатого элемента И-НЕ 48 и двадцатого элемента И-НЕ 50 устанавливаются единичные потенциалы. Единичный потенциал с выхода двадцатого элемента И-НЕ 50 посту

пает на первый вход двадцать третьего элемента И-НЕ 53, на втором входе которого одновременно присутствует импульсы с второго выхода генератора 10 импульсов. На первый вход девятнадцатого элемента И-НЕ 49 поступает высокий потенциал с выхода восемнадцатого элемента И-НЕ 48, на второй вход девятнадцатого элемента И-НЕ 49 одновременно поступают инвертированные импульсы с выхода двадцать третьего элемента И-НЕ 53, что вызывает мигание первого дополнительного индикатора 54. Одновременно индикатор 12 высвечивает состоядае входа 42 устройства после црохождег. ния отрицательного импульса.

17. В исходном состоянии D-тригге- ры 46 и 47- в нулевом состоянии. На - вход 42 устройства поступает положи - тельный потенциал, величина которого превышает +Efl. Этот потенциал поступает через резистор 43 на первый вход второй схемы 45 шунтирования, на выходе которой формируется нулевой логический уровень. При этом открывается транзистор 58, ,так как nor тенциал его базы Ниже потенциала эмиттера. Разность потенциалов базы и эмиттера транзистора 58 не может быть выше напряжения на открытом эмиттерном переходе. Ввиду этого напряжение на эмиттере транзистора . 58 не превышает напряжение +Eft.

Напряжение на коллекторе транзистора 58 равно +Е . Единичный потенциг ал поступает на вход инвертора 59, а с выхода последнего нулевой логический потенциал поступает на первый вход двадцать первого элемента И-НЕ 51 . С выхода последнего единичный по- тенциал подается на первый вход двадцать второго элемента И-НЕ 52. Еда - ничные потенциалы с инверсных-выходов девятого 46 и десятого 47 D-триг- геров подаются на входы двадцатого элемента И-НЕ 50. Нулевой логический потенциал с выхода двадцатого элемента И-НЕ 50 подается на первый вход двадцать третьего элемента И-НЕ 53, обеспечивая на выходе последнего единичный потенциал. Совпадение единичных потенциалов на входе двад5

0

5

ного усилителя 1 находится напряжение +Е, то на индикаторе 12 одновременно со свечением второго дополнительного индикатора 55 высвечивается на входе 42 устройства единичного потенциала (п.2).

18. На вход устройства 42 поступает импульс напряжением, превышающим

напряжение питания +Е. Через резистор 43 высоковольтный импульс поступает на первый вход второй схемы 45 шунтирования так, что на ее выходе формируется импульс нулевого логического потенциала, по заднему фронту которого десятый D-триггер 7 устанавливается в единичное состояние. Ери этом нулевой логический потенциал с инверсного выхода десятого D-триггера 47 поступает на вторые входы двадцать первого 51 и двадцатого 50 элементов И-НЕ, обеспечивая на выходах последних единичные потенциалы. Единичный потенциал с выхода двадцатого элемента И-НЕ 50 подается на первый вход двадцать третьего элемента И-НЕ 53, на первый вход которого подаются импульсы с второго выхода генератора 10. Инвертиро0 ванные импульсы с выхода двадцать третьего элемента И-НЕ 53 подаются на второй вход двадцать второго элемента И-НЕ 52, на первом входе которого присутствует единичный потенциал с выхода двадцать первого элемента И-НЕ 51. Импульсы на выходе двадцать второго элемента И-НЕ 52 вызывают прерывистое свечение второго дополнительного индикатора 55. Одновременно индикатор 12 высвечивает состояние входа 42 устройства после прохождения импульса с амплитудой, превышающей напряжение питания.

5 Формула изобретения

Устройство для контроля и диагностики цифровых устройств по авт. св. № 1499286, отличающее- 0 с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения надежности контроля, в него введены резистор, первая и вторая схемы шунтирования, девятый и деся5

0

Изобретение может быть использовано при наладке, контроле и диагностике цифровых устройств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности контроля за счет обеспечения защиты входа устройства от сигналов амплитудой выше напряжения питания и сигналов отрицательной полярности и распознавание этих сигналов различной формы с последующей их индикацией. Она достигается введением в устройство для контроля резистора, двух схем шунтирования, двухD--триггеров, шести элементов И-НЕ, двух индикаторов. Устройство содержит также входной усилитель, три компаратора, шестть инверторов, два RS-триггера, генератор импульсов, коммутирующий элемент, индикатор, семнадцать элементов И-НЕ, восемь D-триггеров. 6 ил.

цать второго элемента И-НЕ 52.обеспе-гс тый D-триггеры, восемнадцатый, дечивает на выходе последнего нулевой логический потенциал, что вызывает свечение второго дополнительного индикатора 55. Так как на входе входвятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй, двадцать третий элементы И-НЕ, первый и вто рой дополнительные индикаторы, привятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй, двадцать третий элементы И-НЕ, первый и второй дополнительные индикаторы, причем вход устройства через резистор соединен с входом входного усилителя и первыми входами первой и второй схем шунтирования, второй вход первой схемы шунтирования соединен с нулевым потенциалом, второй вход второй схемы шунтирования соединен с шиной питания и третьим входом первой схемы шунтирования, третий вход второй схемы шунтирования соединен с шиной нулевого потенциала, выход первой схемы шунтирования соединен с синхровходом девятого D-триггера и первым входом восемнадцатого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом девятнадцатого элемента И-НЕ, выход последнего соединен с первым дополнительным индикатором, инверсный выход девятого D-триггера соединен с первым входом двадцатого элемента И-НЕ и вторым входом восемнадцатого элемента И-НЕ, выход второй схемы шунтирова ния соег

динен с синхровходом десятого П-трир- гера и первым входом двадцать перво- . го элемента И-НЕ, выход которого со- единен с первым входом двадцать втог рого элемента И-НЕ, выход последней го соединен с вторым дополнительным индикатором, инверсный выход десятого D-триггера соединен с вторыми

входами двадцатого и двадцать первого элементов И-НЕ, выход двадцато- го элемента И-НЕ соединен с первым входом двадцать третьего элемента И-НЕ, второй вход которого соединен

5 с гюрвым выходом генератора импульсов, выход двадцать третьего элемента И-НЕ соединен с вторыми входами девятнадцатого и двадцать второго элементов И-НЕ, R-входы девятого и

0 десятого D-триггеров соединены с первым входом Сброс, информационные входы девятого и десятого D-триггеров соединены с единичным потенциалом.

+Јп

К Ј«

К ЈЈзистеру

Фал. 2

+ Јп

К47.5Г -

К резисто- РУ 43