Кольцевой измеритель динамических параметров логических элементов Советский патент 1977 года по МПК G01R31/3177 

1

Изобретение относится к радиоизмерительным устройствам, в частности к измерению динамических параметров схем.

Известно устройство для измерения динамических характеристик логических элементов «И-ИЛИ-НЕ 1, содержащее кольцевой генератор, выполненный на тех же элементах, что и проверяемый, переключатель для замены эталонных логических элементов генератора проверяемым элементом, причем кольцевой генератор имеет цепи основной и дополнительной обратной связи, охватывающие нечетное число входящих в него элементов и подключенные к раздельным входам одного и того же логического элемента.

Однако устройство не позволяет измерять параметры триггеров, так как триггеры относятся к классу структур, срабатывающих от одного фронта входного импульса, поэтому при поступлении на вход испытываемой схемы противоположного фронта схема не срабатывает и генерация кольца прекращается.

Известно также устройство для измерения параметров схем 2, состоящее из схемы совпадения, последовательно включенных кольцевого генератора, схемы возбуждения, испытываемой микросхемы и дискриминатора, а также двух ключей, причем один ключ соединен с входом испытываемой схемы и с одним из входов схемы совпадения, а другой

ключ - с выходом дискриминатора и следующим входом схемы совпадения, а лругон вход дискриминатора подключен к источнику опорного напряжения.

Это устройство также не позволяет измерять параметры триггеров.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей кольцевого измерителя.

Это достигается тем, что в кольцевой измеритель, состоящий из схемы совпадения, последовательно включенных кольцевого генератора, схемы возбуждения, испытываемого триггера, дискриминатора, выход которого через ключ соединен с одним входом схемы совпадения, при этом выход другого ключа соединен с другим входом схемы совпадения, другой вход дискриминатора подключен к источнику опорного напряжения, введены

схема выработки импульсов сброса, схема переключения полярности кольца и дополнительные дискриминатор и источник опорного напряжения, причем вход схемы выработки импульсов сброса соединен с выходом одного

из элементов кольцевого генератора, а выход ее соединен с установочным входом испытываемого триггера, выход которого соединен с одним из входов дополнительного дискриминатора, выход дискриминатора подключен к входу схемы совпадений через один из ключей, а другой вход дополнительного дискриминатора подключен к дополнительному источнику опорного напряжения, вход схемы переключения полярности кольца соединен с выходом схемы совпадения, а выход - с входом кольцевого генератора. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого кольцевого измерителя динамических параметров логических элементов; на фиг. 2 и 3-диаграммы напряжений, поясняющие работу измерителя. Измеритель содержит последовательно соединенные схему совпадения 1, схему переключения полярности кольца 2, кольцевой генератор 3, схему возбуждения 4 испытываемой схемы, испытываемый триггер 5 схемы, дискриминатор 6 и ключ 7, включенные между входом испытываемого триггера схемы и одним из входов схемы совпадения 1, дискриминатор 8 и ключ 9, включенные между выходом испытываемого триггера схемы и вторым входом схемы совпадения 1. К выходу одного из элементов кольцевого генератора 3 подключен вход схемы выработки импульсов сброса 10, выход которой подключен к одному из установочных входов испытываемого триггера схемы. Рассмотрим работу измерителя при измерении времени задержки (/°) при переключении триггеров из состояния «1 в состояние «О по тактовому входу для триггера, срабатывающего по заднему фронту положительного входного импульса. Импульс с выхода канала сброса подается на вход установки триггера в состояние «1, выходной импульс с триггера подается на вход дискриминатора 8 с выхода Q. Измеритель работает следующим образом. При поступлении на вход Т испытываемого триггера 5 схемы положительного перепада напряжения (см. фиг. 2) состояние триггера ие изменяется, а при поступлении импульса сброса со схемы выработки импульсов сброса 10, задержанного относительно переднего фронта тактового импульса на время 4, триггер переключается из состояния «О в состояние «1. Задний фронт импульса, поступающего на вход Т триггера 5, переключает триггер в исходное положение. При поступлении следующего положительного перепада напряжений на вход Т триггера описанные процессы повторяются. Импульсы на выходах дискриминаторов 6 и 8 повторяют входные импульсы на уровнях, определяемых значением опорных напряжений t/oni и t/on2. Если в измерителе одновременно замкнуты ключи 7 и 9, то напряжение на выходе схемы совпадения 1 (схемы совпадения по «О) соответствует диаграмме, приведенной на фиг. 2. Как следует из этой диаграммы, период повторения импульсов кольцевого генератора определяется выражением Т -Т 4- / 4- т 1 - 01 Т зд Т 101 где Го1 - время задержки в кольцевом генераторе при поступлении на его вход положительного перепада напряжения;TIQ - время задержки в кольцевом генераторе при поступлении на его вход отрицательного перепада напряжения. Если в измерителе замкнут только ключ 7, то период повторения определяется формулой7, Г„, +Т,„.(2) Из выражений (1) и (2) следует 42 7-,-П.(3) Измеряя период Т при разных значениях опорного напряжения С/оп2 и производя операцию вычитания полученных значений TI, можно измерить значение фронта выходного импульса (°). При измерении времени задержки t° и фронта t по этому же выходу Q испытываемого триггера 5 сигнал сброса подключается к входу установки в «О испытываемого триггера 5, а сигналы на ключ 9 подаются с инвертирующего выхода дискриминатора 8, и производятся измерения, аналогичные описанным, так как в этом случае сигналы на выходах дискриминаторов 6 и 8 аналогичны сигналам, приведенным на фиг. 2, за исключением того, что вместо параметра появляется параметр . Измерение параметров ля второго выхода (Q) испытываемого триггера 5 производится аналогично описаиному при подключении канала сброса к соответствующему входу установки триггера и подаче на ключ 9 сигиала с соответствующего выхода дискриминатора 8 (инвертирующего или неинвертирующего) . При измерении параметров триггеров, срабатывающих по заднему фронту положительного импульса, используется инвертирующий выход дискриминатора 6, и для сохранения условия генерации кольцевого генератора с помощью схемы переключения полярности кольца 2 изменяется количество инвертирований в кольце. Импульс сброса задерживается на время 4 относительно заднего фронта входного импульса. Как видно из фиг. 3, диаграммы напряжений на выходах дискриминаторов 6 и 8 и схемы совпадений 1 аналогичны диаграммам, приведенным на фиг. 2, т. е. процесс измерения параметров происходит аналогично ранее описанному. Из приведенного описания и фиг. 2 и 3 следует: импзльс сброса должен подаваться на соответствующий вход установки испытуемого триггера 5 с задержкой относительно фронта, противоположного фронту, по которому происходит срабатывание триггера, и значение этой задержки должно определяться условием + ,. Невыполнение этого условия приводит к искажениям результата измерения или к срыву генерации. В схему выработки импульса сброса 10 возможно введение элементов регулирования задержки 4, длительности и амилитуды импульса сброса. Кроме того, в измеритель могут быть введены дополнительные каналы для выработки синхронизирующих импульсов, подаваемых на выходы D, Y, К триггеров (при этом принцип работы измерителя не нарушается). Использование изобретения позволяет создать прибор для измерения динамических параметров триггерных схем, построенный на основе метода кольцевого генератора, обеспечивающего высокую точность и стабильность измерений при простоте его реализации. Формула изобретения Кольцевой измеритель динамических параметров логических элементов, состоящий из схемы совпадения, из последовательно включенных кольцевого генератора, схемы возбуждения, испытываемого триггера и дискриминатора, выход которого через ключ соединен с одним входом схемы совпадения, при этом выход другого ключа соединен с другим входом схемы совпадения, другой вход дискриминатора подключен к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, в него введены схема выработки имцульсов сброса, схема цереключения полярности кольца и дополнительные дискриминатор и источник опорного напряжения, причем вход схемы выработки импульсов сброса соединен с выходом кольцевого генератора, а выход ее соединен с установочным входом испытываемого триггера, выход которого соединен с одним из входов дополнительного дискриминатора, выход которого подключен к входу другого ключа, а другой вход дополнительного дискриминатора подключен к дополнительному источнику опорного напряжения, вход схемы цереключения полярности кольца соединен с выходом схемы совпадения, а выход - с входом кольцевого генератора. Источники информации, цринятые во внимание при экспертизе: 1.Авт. св. СССР № 295095, кл. Q 01R 31/28, 16.10.69. 2.Авт. св. СССР № 432431, кл. G 01R 31/28, 27.07.72.

Уо/гг

.f

1 i

11 - т -

- «

триггера

вискриминатори 8

Вымд совпадения 1

.