Устройство допускового контроля напряжения Советский патент 1991 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к импульсной технике и электроизмерениям и может использоваться для контроля напряжения в заданном диапазоне, в частности для контроля амплитуды логических уровней КМОП- схем.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет того, что вследствие независимости значений нижнего и верхнего порогов срабатывания от изменения опорного напряжения устройство можно использовать для контроля амплитуды сигнала КМОП-схем при различных напряжениях питания без дополнительной установки пороговых уровней.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит комплементарный МДП-транзисторный инвертор 1, резистор 2, первый источник 3 опорного напряжения, индикатор 4, пороговый элемент (компаратор) 5, второй источник 6 опорного напряжения и операционный усилитель 7. Вход комплементарного МДП- транзисторного инвертора 1 является входом устройства и соединен с затворами первого и второго МДП-транзисторов 8 и 9, стоки которых объединены, сток первого МДП-транзистора 8 и подложка подключены к инверсному входу операционного усилителя 7 и через резистор 2 - к выходу операционного усилителя 7 и к первому входу порогового элемента 5, сток второго МДП-транзистора 9 и подложка подключены к общей шине, прямой вход операционного усилителя 7 подключен к источнику 6 опорного напряжения, а второй вход порогового элемента 5 подключен к источнику 3 опорного напряжения, выход порогового элемента 5 подключен к индикатору 4 и к выходной шине.

Устройство работает следующим образом.

МДП-транзисторы инвертора 1 работают в режиме управляемых резисторов. На выходе операционного усилителя 7 устанавливается напряжение UA, равное

UA-UR+UI,

где UR - падение напряжения на резисторе 2;

Ui - напряжение опорного источника 6.

Источником 3 опорного напряжения задается напряжение IJ2. которое находится в границах

идмакс,

где идмакс напряжение на выходе операционного усилителя 7 при максимальном токе, протекающем через резистор 2.

При нулевом значении входного сигнала (фиг. 2) второй МДП-транзистор 9 инвертора 1 закрыт, а первый МДП-транзистор 8 открыт. Через резистор 2 ток не протекает

и . На выходе операционного усилителя 7 при этом напряжение . Пороговый элемент 5 производит сравнение напряжений U2 и UA, так как UA U2, то на выходе порогового элемента 5 - высокий

0 логический уровень и индикатор 4 выключен, что свидетельствует о том, что уровень входного сигнала ниже нижнего порогового уровня Уну (фиг.2).

При увеличении напряжения входного

5 сигнала второй МДП-транзистор 9 инвертора 1 открывается и через резистор 2 протекает ток, на выходе операционного усилителя 7 напряжение UA увеличивается и, если оно достигнет или превысит напря0 жение U2 (фиг. 2), пороговый элемент 5 изменит свое состояние и на его выходе появится низкий логический уровень, выключающий индикатор 4 и свидетельствующий , что уровень входного сигнала равен

5 или выше нижнего порогового уровня 1)ну, но ниже верхнего порогового уровня UBy (фиг. 2). При дальнейшем увеличении входного сигнала из-за изменения соотношения сопротивления каналов транзисторов 8 и 9

0 ток, протекающий через резистор 2, достигает максимума, а затем уменьшается. Напряжение .UA тоже достигает максимума идмакс, а затем уменьшается. И, если при этом оно будет ниже, чем 1)2, то на выходе

5 порогового элемента 5 установится тоже высокий логический уровень, индикатор 4 включается, что свидетельствует о том, что уровень входного сигнала превысил верхний пороговый уровень.

0 При изменении напряжения U2 источника 3 опорного напряжения симметрично относительной общей шины и относительно напряжения Ui, заданного источником б опорного напряжения, соответственно из5 меняется нижний Уну и верхний 1)ву пороговые уровни. Изменение опорного напряжения источника 6, например увеличение с Ui до Ui (фиг. 2), изменяет на аналогичную величину верхний пороговый

0 уровень, который равен uSy-U ey-KUi-Ui)

Симметричность порогов срабатывания не только позволяет с большей точностью контролировать в допустимых пределах за5 данное напряжение, но и контролировать амплитуду низкого и высокого уровней логических сигналов, например КМОП-схем, высокий уровень которых относительно шины питания по значению соизмерим с низким уровнем.

Формула изобретения

Устройство допускового контроля напряжения, содержащее комплементарный МДП-транзисторный инвертор, включающий первый и второй МДП-транзисторы, стоки которых соединены с подложкой, истоки объединены, а затворы подключены к входной шине, резистор, подключенный к первому входу порогового элемента, первый источник опорного напряжения, подключенный к второму входу порогового элемента, выход которого соединен с инди

катором и с выходной шиной, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены второй источник опорного напряжения и операционный усилитель, инверсный вход которого подключен к второму выводу резистора и к стоку первого МДП-транзистора, прямой вход подключен к второму источнику опорного напряжения, а выход - к первому выводу резистора, при этом сток второго МДП-транзистора подключен к общей шине, а в качестве порогового элемента использован компаратор.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для контроля напряжения в заданном диапазоне. Цель изобретения - расширение функциоВход нальных возможностей за счет того, что вследствие независимости значений нижнего и верхнего порогов срабатывания от изменения опорного напряжения устройство можно использовать для контроля амплитуды сигнала «МОП-схем при различных напряжениях питания без дополнительной установки пороговых уровней - достигается введением второго источника 6 опорного напряжения и операционного усилителя 7. Устройство также содержит комплементарный МДП-транзисторный инвертор 1, резистор 2, первый источник 3 опорного напряжения, индикатор 4, пороговый элемент (компаратор) 5. 2 ил. ш Ё Os ел о 00 00 VI

ик

Пня

//

иВУ

6х

Фиг.2