Устройство относится к электронике, может быть использовано для точного контроля временных характеристик полупроводниковых приборов.
Известен цифровой анализатор временных характеристик транзисторных схем, содержащий амплитудные дискриминаторы, генератор временных меток и электронные счетчики.
Указанный анализатор обладает ограниченными функциональными возможностями, не позволяет измерять такие параметры, как, например, время рассасывания электрических зарядов и время задержки включения транзисторов. Кроме того, он не позволяет полностью автоматизировать процесс измерения временных параметров.
Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности измерений, а также обеспечение автоматизации измерений. Для достижения этой цели в предлагаемый анализатор введены временное масщтабное устройство, обеспечивающее работу анализатора в растянутом масштабе времени, включающее два кварцевых генератора; схема совпадений, формирователи тест- и запрещающих импульсов прямоугольной формы, схема вычитания, три амплитудных дискриминатора, а также схемы «И и «НЕ-И. Выходы кварцевых генераторов соединены со входами схемы совпадений и формирователями тест- и
запрещающих импульсов прямоугольной формы, входы которых подключены к выходам устройства логического управления схемы «И и «НЕ-И соединены с выходами амплитудных дискриминаторов, входы которых соединены с выходом схемы вычитания, один из входов которой соединен с выходом формирователя запрещающих импульсов, а другой - с клеммами для подключения испытуемого
объекта, одна из которых соединена с формирователем тест-импульсов.
С помощью кварцевых генераторов / и 2 и усилителей-формирователей 3-6 формируются две последовательности коротких импульсов частотой 200 и 200,2 кгц, которые поступают на схему совпадений 7.
Выходной сигнал схемы 7, возникающий в момент совпадения кварцованных импульсов через схему усилителя-формирователя 8, подается на вход нормально закрытого импульсно-потенциального ключа 9.
При поступлении сигнала «Начало работы на клемму 10 триггера 11 последний перебрасывается из состояния «нуль в состояние
«единица. При этом на второй вход ключа 9 по шине 12 подается управляющее напряжение, отпирающее ключ. 3 рез ключ 15 попадает на вход триггера 16, который при этом перебрасывается из положения «нуль в положение «единица. В начальном состоянии все триггеры девятиразрядных двоичных счетчиков 13, 14 и 175 установлены в «нуль. Первый импульс совпадений, поступивший на счетчики по шине «Ввод, вызывает перезапись в инверсном коде числа, записанного в счетчике Jo, в счетчик 14. В результате этогою все триггеры счетчика М устанавливаются в «единицу, что вызывает срабатывание схемы «И 18, которая, в свою очередь, открывает ключ 19 и через схему «НЬ 20 запирает ключ 2J. На импульсный вход ключа 19 не-is прерывно поступают кварцованные импульсы частотой 200,1; кгц, которые при его отпираиии заполняют трехразрядный двоичный счетчик 22. Счетчик 22 управляет дешифратором 23, на20 входе которого в соответствии с заранее заданным кодом образуются командные сигналы, определяющие моменты формирования передних и задних фронтов тест-импульса и заирещающего импульса.26 При подаче на вход ключа 24 по шине 25 напряжения, соответствуюпдего команде «Нередний фронт тест-импульса, ключ 24 открывается, и через него проходит очередной кварцованный импульс с формирователя 4. Череззо усилитель-формирователь 26 этот импульс поступает на вход триггера 27 и вызывает его переброс. Нри подаче на вход ключа 28 сигнала, соответствующего команде «Задний фронт тест-35 импульса, ключ открывается и через него на триггер 27 проходит соответствующий кварцованный импульс, обеспечивающий обратный переброс триггера. Длительность тест-импульса, подаваемого с40 триггера 27 на вход эмиттерного повторителя 29, может составлять 4,995 мксек, 9,99 мксек и т. д. На вход эмиттерного повторителя 30 через клемму 29 также задается постоянное регу-45 лируемого напряжение смещения, которое позволяет изменять в заданных пределах амплитуду тест-импульса, снимаемого с выхода эмиттерного повторителя. Инвертор 31, на вход которого поступает50 тест-импульс с выхода эмиттерного повторителя 30, обеспечивает получение зондирующих сигналов как положительной, так и отрицательной полярности. Зондирующий тест-импульс подается на55 вход испытываемой схемы 32 через перекидной контакт 33 электромагнитного реле 34. Аналогично с помоп ью триггера 35 и ключей 36, 37, счетчика 13, обеспечивающего получение сигналов, соответствующих командамgo Передний фронт запрещающего импульса и 4 Анализируемые тест-импульсы с выхода испытываемой схемы 32 через эмиттерный повторитель 38 и инвертор 39 подаются на первый вход схемы вычитания 40. На второй вход схемы вычитания через эмиттерный повторитель 41 и усилитель 42 подаются запрещающие импульсы. Сигналы «вырезок, получаемые на выходах схемы вычитания 40, анализируются системой амплитудных дискриминаторов 43 - 45, порог и срабатывания которых соответственно равны 0,1; 0,5 и 0,9 от максимальной амплитуды анализируемого импульса, Срабатывание дискриминаторов вызывает переброс триггеров 46-48. Нри заполнении счетчика 22 восемью импульсами на его выходе появляется управляющий сигнал, который регистрируется счетчиком 14, а также используется для сброса (установки в исходное положение) триггеров 46-48 и для запирания ключа 19. Таким образом, за первый цикл совпадений формируются тест-импульс и запреш,ающий импульс, начала которых соответствуют вторым от момента совпадения кварцевым импульсам с формирователей 3 н 4. В начале второго цикла совпадений число, хранящееся в счетчике 14 (единица) в инверсном коде, переписывается в счетчик 13. При этом триггер младшего разряда счетчика 13 остается в состоянии «нуль, и схема «И 18 срабатывает лишь после записи в счетчик 13 кварцевого импульса с выхода формирователя 49 (этот импульс, проходящий через ключ 21, - второй после момента совпадения). При срабатывании схемы «И 18 ключ 21 закрывается через схему «НЕ 20. Ноэтому на втором цикле совпадений начала тест-импульса и запрещающего импульса соответствуют третьим кварцевым импульсам от момента совпадений. Таким образом, с каждым циклом совпадений тест-импульс и запрещающий импульс сдвигаются относительно момента совпадений на одии период колебаний кварцевых генераторов; один относительно другого они сдвигаются на шаг квантования, Режим измерения, при котором в течение цикла совпадений выделяется только одна пара тест-импульса и запрещающего импульса, позволяет существенно снизить требования к быстродействию большинства измерительных блоков и блоков логического управления, входящих в анализатор, а также расширить его функциональные возможности, При этом, предварительно записывая в счетчик 14 заранее выбранное число, можно начинать работу анализатора с некоторой пары тест-импульса и запрещающего импульса,
ключ 50 на вход триггера 46 и перебрасывает последний.
С помощью выходного сигнала триггера 46, управляющего ключом 51, число, записанное в счетчике 14, перезаписывается в счетчик 17 (в прямом коде). При срабатывании амплитудного дискриминатора 45 (с порогом срабатывания 0,9 от максимальной амплитуды тест-импульса) его выходной сигнал проходит через ключ 52 и перебрасывает триггер 48. Выходной сигнал триггера открывает ключи 53 и 54. Выходным сигналом дискриминатора 45 триггер 11 возвращается в исходное положение. На этом измерительный цикл кончается. Конец измерительного цикла может быть аналогично получен при срабатывании дискриминатора 44 с порогом дискриминации, соответствующим 0,5 от максимальной амплитуды тест-импульса. Если конец измерения связывается со срабатыванием дискриминатора 45, ключ 55, через который проходит сигнал триггера 47, поддерживается в запертом состоянии.
Длительность задержки включения испытываемой схемы определяется числом, записанным в счетчике 17, умноженным на величину шага квантования (в нашем случае 5 нсек.
Длительность переднего фронта анализируемого импульса опрелТ,еляется разностью чисел, записанных в счетчики 14 и 17, умноженной на величину шага квантования.
При измерении длительности задержки включения и длительности заднего фронта на первом шаге сравнения передний фронт запрещающего импульса совмещается по командам дешифратора с задним фронтом тестимпульса. При зтом на первых циклах совпадений срабатывают все три дискриминатора 43-45.
Дискриминатор 43 через ключ 56 вызывает срабатывание триггера 48, а дискриминатор 45 через ключ 57-срабатывание триггера 46. Запрещающий импульс, обгоняя анализируемый импульс по времени с каждым шагом сравнения, вырезает из него все меньшие по длительности и амплитуде участки.
Выбор команд «Режим измерения позволяет обеспечить появление сигналов от выходных ключей 51 и 53 лишь при несрабатывании триггеров 46 и 48.
Измеряемые длительности рассчитываются аналогично первому случаю.
УправляЕОщие сигналы, определяющие выбор режима измерения, подаются на шины 58-00 дешифратора 23 и на клеммы 61-64 ключей в блоке дискриминаторов.
Предмет изобретения
Цифровой анализатор временных характеристик транзисторных схем, содержащий генераторы временных меток, амплитудные дискриминаторы, электронные счетчики и логические схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерений, а также для обеспечения автоматизации измерений, анализатор снабжен временным масштабным устройством, включающим два кварцевых генератора и схему совпадений, формирователями тест- и запрещающих импульсов прямоугольной формы, схемой вычитания, тремя амплитудными дискриминаторами, а также схемами «И, «НЕ- И, причем выходы кварцевых генераторов соединены с входами схемы совпадений и формирователями тест- и запрещающих импульсов, входы которых подключены к выходам устройства логического управления, схемы и «ПЕ-И соединены с выходами амплитудных дискриминаторов, входы которых соединены с выходом схемы вычитания, один из входов которой подключен к выходу формирователя запрещающих импульсов, а другой - к клеммам для подключения испытуемого объекта, одна из которых соединена с формирователем тест-импульсов.
J9 I I I I-gfp
