Устройство для бесконтактного измерения амплитуды импульсов тока в электронных цифровых блоках Советский патент 1991 года по МПК G01R31/28 

1

Изобретение относится к измерительной технике. Может быть использовано для обнаружения неисправностей в электронных цифровых блоках при контроле и диагностике электронных устройств вычислительной техники, например микропроцессорных плат, микроЭВМ и устройств, выполненных на логических интегральных схемах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается путем измерения амплитуды и направления тока в ветвях диагностируемого узла только в заданный момент времени. Дл достижения поставленной цели в устройств 1 введены элемент 3 задержки, инвертор 5, ограничители 4 и 6 импульсов, ключевые элементы 7 и 8, триггеры 9 и 10 знака, индикаторы 11 и 12 знака, компаратор 13 кодов и задатчик 14 кодов. Кроме того, устройство содержит бесконтактный датчик 1 тока, усилитель 2, генератор 15 тестовых последовательностей импульсов, контролируемый цифровой блок 16 и индикатор 17 амплитуды импульсов. 2 ил. Ё

Запу(

т rrVi

1кЦл

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обнаружения неисправностей в электронных цифровых блоках при контроле и диагностике электронных устройств вычислительной техники, в частности микропроцессорных плат, микроЭВМ и других устройств, выполненных на логических интегральных схемах,

Известно устройство для бесконтактного обнаружения дефектов в логических схемах и монтаже печатных плат путем прослеживания цепей протекания тока бесконтактным электромагнитным датчиком, содержащее последовательно соединенные индуктивный датчик тока, усилитель, компаратор, фазовый и пороговый детекторы и индикатор, при этом времязадающий и возбуждающий блоки соединены с клеммами для подключения объекта контроля, фазовый детектор - с времязадающим блоком, компаратор - с источником опорного напряжения, а пороговый детектор с источником порогового напряжения.

С помощью такего устройства коротко- замкнутый проводник обнаруживается по изменению фазы периодического сигнала в момент пересечения оси проводника при перемещении над ним индуктивного датчика.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому яв ляется устройство для обнаружения неисправностей в электронных цифровых блоках, содержащие генератор тестовых последовательностей импульсов, соединенный с клеммами для подключения контролируемого цифрового блока и шиной запуска, последовательно соединенные индуктивный датчик тока,усилитель пороговый элемент и индикатор амплитуды импульсов, при этом пороговый элемент соединен с источником порогового напряжения.

Недостатком указанного устройства являются его ограниченные функциональные возможности, так кг-к устройство обеспечивает локализацию только статических неисправностей типэ коротких замыканий проводников и пробоев входных цепей интегральных схем и не обеспечивает измерения амплитуды импульса в заданный оператором момент времени с распознаванием направления тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения амплитуды и направления тока в

ветвях диагностируемого узла только а заданный момент времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для бесконтактного измерения

амплитуды импульсов тока в электронных цифровых блоках, содержащее генератор тестовых последовательностей импульсов, соединенный с клеммами для подключения контролируемого цифрового блока и шиной

0 запуска, бесконтактный датчик тока, соединенный с входом усилителя, и индикатор амплитуды импульсов, введены элемент задержки, инвертор, два ограничителя импульсов, два ключевых элемента, два

5 триггера знака, два индикатора знака, компаратор кодов и задатчик кодов, причем элемент задержки включен между выходом усилителя и входами первого ограничителя импульсов и инвертора, выход которого

0 соединен с входом второго ограничителя импульсов, выходы первого и второго ограничителей импульсов соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго ключевых элементов, выход каждого из

5 которых соединен с входами индикатора амплитуды импульсов и соответствующими установочными входами триггеров знака, выходы которых соединены с соответствующими индикаторами знака, управляю0 щие входы ключевых элементов соединены с выходом компаратора кодов, входы которого соединены соответственно с выходом генератора тестовых последовательностей импульсов и задат5 чиком кодов, входы установки триггеров знака в исходное состояние соединены с шиной запуска.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - вре0 менные диаграммы его работы при обнаружении одной из неисправностей.

Устройство содержит бесконтактный датчик 1 тока с усилителем 2, выход кото- рого соединен через элемент 3 задержки с

5 входом ограничителя 4 импульсов и входом инвертора 5, соединенного с вторым ограничителем 6 импульсов. Выходы ограничителей 4 и 6 импульсов соединены с сигнальными входами ключевых элементов 7 и

0 8, выходы которых соединены через соответствующие триггеры 9 и 10 знака с индикаторами 11 и 12 знака. Управляющие входы ключевых элементов 7 и 8 присоединены к выходу компаратора 13 кодов, входы кото5 рого соединены соответственно с задатчи- ком 14 кодов и выходом генератора 15 тестовых последовательностей импульсов, соединенного также с клеммами для подключения контролируемого цифрового блока 16. Индикатор 17 амплитуды импульсов

входами соединен с выходами ключевых элементов 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

После обнаружения в контролируемом цифровом блоке 16 нарушения в прохождении программы, например специального теста регистрации команды (такте) или адреса, в момент которой проявляется неисправность, и разряда, информация на котором не соответствует истинной (например, на n-м такте импульс тока изменил полярность с положительной на отрицательную) на задатчике 14 кодов, выполненном в виде блока ключей, выставляется код заданной команды (адреса) для сравнения в компараторе 13 кодов.

Бесконтактный датчик 1 тока устанавливается на вывод соответствующего разряда одной из микросхем контролируемого блока 16, дефект в которой может быть причиной обнаруженного сбоя программы, Затем через шину запуска запускается генератор 15 тестовых последовательностей импульсов, которые поступают на компаратор 13 кодов и контролируемый цифровой блок 16. В качестве такого генератора могут использоваться известные универсапь- ные программируемые генераторы тестовых сигналов.

Импульсы тока И (фиг.2). протекающие в контролируемом выводе микросхемы, создают вокруг нее пропорционально изменяющееся магнитное поле, воздействующее на бесконтактный датчик 1 тока (пунктирная связь на фиг. 1). В моменты прохождения фронтов импульсов тока в обмотке бесконтактного индуктивного датчика 1 тока индуцируются импульсы ЭДС U2, амплитуда которых пропорциональна амплитуде изме ряемого тока И, а полярность зависит от направления тока (фиг.2). Импульсы U2 после усиления усилителем 2 задерживаются элементом 3 задержки на время г (фиг.2, кривая из), превышающее время срабатывания компаратора 13 кодов, и после этого поступают на вход первого ограничителя 4 по минимуму непосредственно, а на вход второго ограничителя 6 через инвертор 5 (фиг.2, кривая U4). Ограничители 4 и 6 ограничивают снизу двулолярные импульсы из и LM на уровне иМи.ч, соответствующем нижней границе диапазона измеряемых сигналов, не пропуская на выход импульсы и шумовые разнополярные сигналы, лежащие ниже уровня имин, которые могут вызвать неоднозначность в определении полярности импульса тока, Таким образом, однополяр- ные ограниченные по минимуму импульсы us и ив (фиг,2) с выходоп ограничителей 4 и

6через ключевые элементы 7 и 8 поступают на индикатор 17 амплитуды импульсов в моменты времени, совпадающие с соответствующими тактовыми импульсами. Одновременно с выходов ключевых элементов

7и 8 сигналы поступают на выходы триггеров 9 и 10 знака с соответствующими индикаторами 11 и 12 знака. Ключевые элементы 7 и 8 пропускают сигналы на из0 мерение и индикацию только в моменты времени, когда на их управляющие входы поступает сигнал управления с выхода компаратора 13 кодов после момента совпадения кода, набранного в зэдзтчике 14

5 кодов, с входным кодом, поступающим от генератора 15 тестовых последовательностей импульсов. Сигналы us или ие пропускаются ключевыми элементами 7 и 8 на вход индикатора 17 и на триггеры 9 и 10 с

0 соответствующими индикаторами 11 и 12, которые позволяют индицировать также н-травление измеряемого тока. Как видно и фиг 2, при положительном импульсе измеряемого тока в такте m в течение этого

5 такта нэ выходе ключевого элемента 7 появляется импульс и, вызывающий срабатывание триггера 9 и индикатора 11 знака положительной полярности. Если, например, в такте м в результате неисправности на0 правление тока изменитесь на противоположное, то, как спелует из временных диаграмм, при этом выходной импульс us, поступающий на индикатор 17 амплитуды импульсов, появляется на выходе ,то

5 элемента 8 и вызывает срабатывание триггера 10 и индикатора 12 знака отрицательной полярности.

Введение в устройство элемента 3 задержки сигнала на время г обеспечивает

0 выделение регистрируемого импульса в пределах выбранного по заданному условию временного интервала (такта). Именно р пределах этого выбранного интервала открываются ключевые элементы 7 и 8 и осу5 ществляется индикация знака импульса тока и его амплитуды последующим индикатором амплитуды.

Если на выводе провьряемой микросхемы значение и направление тока не иденти0 фицируется с признаком обнаруленной неисправности, процедура измерения повторяется относительно других выводов соответствующего разряда подключенных к нему остальных микросхем до момента об5 наружения микросхемы, являющейся причиной диагностируемой неисправности. Измерение тока в отдельных ветвях узла позволяет точно локализовать неисправную ветвь, например вывод микросхемы, являющийся причиной несоответствия в прохождении динамической тестовой программы в заданный момент времени.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечиваются бесконтактные измерения амплитуды и направления им- пульсов тока при прохождении тестовых команд в любой момент времени, заданный условиями измерений, что существенно расширяет функциональные возможности устройства при контроле и диагностике ди- намических неисправностей в сложных цифровых узлах.

Формула изобретения Устройство для бесконтактного изме- рения амплитуды импульсов тока в электронных цифровых блоках, содержащее генератор тестовых последовательностей импульсов, соединенный с клеммами для подключения контролируемого цифрового блока и шиной запуска, бесконтактный датчик тока, соединенный с входом усилителя, и индикатор амплитуды импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него вве-

«г

г у uj и

I i№-u-U-| Г TJIf I / V IfIT

чпт гтт

4J i Л Ц. I

I/ if ir n i ri г/

П rr u и ,u

iilLLj| l.

дены элемент задержки, инвертор, дв-i ограничителя импульсов, два ключевых j itM-эн- ia, два триггера знака, два индикатора знака, компаратор кодов и задатчик кодов, причем элемент задержки включен между выходом усилителя и входами первого ограничителя импульсов и инвертора, выход которого соединен с входом второго ограничителя импульсов, выходы первого и второго ограничителей импульсов соединены соответственно с сигнальными входами первого и второго ключевых элементов, выход каждого из которых соединен с входами индикатора амплитуды импульсов и соответству ощими установочными входами триггеров знака, выходы которых соединены с соответствующими индикаторами знака, управляющие входы ключевых элементов соединены с выходом компаратора кодов, входы которого соединены соответственно с выходом генератора тестовых последовательностей импульсов и задатчиком кодов, входы установки триггеров знака в исходное состояние соединены с шиной запуска.