Устройство для измерения динамических параметров электронных блоков Советский патент 1980 года по МПК G01R31/3167 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОННЫХ БЛОКОВ

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для измерения динамических параметров различных электронных блоков.

Известно устройство, содержащее генератор испытательного сигнала, блок измерения выходных сигналов, пороговый элемент, источник опорных напряжений и блок преобразования мае.-Ч штаба времени 1 .

К недостаткам этого устройства следует отнести то, что с его помощью невозможно измерить время установления выходного напряжения испытуемого 15 электронного блока.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для измерения .динамических параметров электронных схем, содержащее элемент сов- 20 падения, блок задержки, формирователе входного сигнала, пороговый элемент, источник опорных напряжений и индикатор 2 jf Недостатком этого устройства явля- э ется то, что оно измеряет только время переключения и длительность фронтов, а также не позволяет измерить время установления выходного напряжения испытуемого электронного блока.ЗО

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства,

- Эта цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно соединенные элемент совпадения и блок задержки, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, пороговый элемент, первый вход которого соединен с первым выходом источника опорных напряжений, а выход - со вторым входом элемента совпадения, индикатор, формирователь входного сигнала, введены дифференциальный дискриминатор напряжения и преобразователь времянапряжение, причем вход формирователя входного сигнала соединен с выходом -блока задержки,а выход - со входом испытуемого электронного блока, с выходом которого соединен первый вход дифференциального дискриминатора напряжения, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами источника опорных напряжений, а выход - со входом преобразователя время-напряже;ние, выход которого соединен со вторым входом порогового элемента, а

вход индикатора соединен с первым входам элемента .совпадения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит элемент соврад ния 1, блок задержки 2, формирователь входного сигнала 3, дифференциальный дискриминатор напряжения 4, преобразователь время-напряжение 5, пороговый элемент 6, источник опорных напряхсений 7 и индикатор 8.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на выходе блока задержки 2 появился положительный перепад напряжения (фиг. 2б). Этот перепад, сформированный формирователем входного сигнала 3 поступает на вход испытуемого электронного блока 9, на выходе которого появляется выходной сигнал (фиг. 2в). В течение интервала времени, когда выходное напряжение испытуемого электронного блока 9 находится в зоне допустимой погрешности (между нижним U и верхним Ug, порогами дискриминации -дифференциального дискриминатора напряжения 4 (фиг. 2в), задаваемыми источником опорных напряжений 7), на выходе дифференциального дискриминатора напряжения 4 появляются положительные импульсы (фиг. 2г). Эти импульсы управляют работой преобразователя время-напряжение 5, на выходе которого под действием этих импульсов изменяется напряжение, причем амплитуда выходного сигнала преобразователя время-напряжение 5 пропорциональна длительности управляющих импульсов. При отсутствии импульсов на входе преобразователя время-напряжение 5, его выходное напряжение равно О (фиг.2д) Коэффициент преобразования преобразователя время-напряжения 5 и величина опорного напряжения и, на втором входе порогового элемента б выбираются таким образом, чтобы, когда длительность импульсов на выходе дифференциального дискриминатора напряжения 4 мала (т.е. выходное напряжение испытуемого электронного блока 9 еще не установилось), напряжение на выходе преобразователя время-напряжение 5 не успевало дорасти до уровня UQ (фиг. 2д), и пороговый элемент 6 не срабатывал. Когда же выходнЬй сигнал испытуемого электронного блока 9 последний раз входит в зону допустимой погрешности (фиг. 2в), на выходе дифференциального дискриминатора напряжения 4 .появляется положительный перепад (фиг. 2г) и напряжение на выходе преобразователя время-напряжение 5 через время достигнет уровня U(j. Пороговый элемент б .переключится и на второй вход элемента совпадения 1 поступит положительный перепад (фиг. 2е). Так как на первом входе элемента совпадения 1 присутствует высокий потенциал (фиг. 26), на его выходе при этом появится положительный перепад (фиг. 2а), 5 который задерживается и инвертируется Ьлоком задержки 2. Через время t, на выходе блока задержки 2 появится отрицательный перепад (фиг. 2б), под действием которого на выходе элемента совпадения 1 возникает отрицательный перепад (фиг. 2а). Этот перепад также задерживается и инвертируется блоком задержки 2 (фиг. 26). Через время t на выходе блока задержкИ;2 появляется положительный перепад напряжения, и весь цикл повторяется. Таким образом, в устройстве возникают колебания с периодом Т. , равным

TI 2( )+г +t.

4n t5+t6+V4

где t.

5

- задержки сигналов в блоках устройства (индексы соответствуют номерам блоков на фиг.1); t - время нарастания выходного напряжения преобразователя время-напряжение5;

t.j.- время установле-ния выходного напряжения испы-туемого электронного блока 9.

Если в дифференциальном дискриминаторе напряжения 4 нижний порог дискриминации Uj установить на нижнем уровне отсчета t... (обычно 0,lUy(;T. , где ( установившееся амплитудное значение выходного напряжения испытуемого электронного блока 9), а верхний и|, - выше амплитудного значения выходного напряжения испытуемого электронного блока 9 (и и Ui на фиг.2в), то в устройстве установятся колебания с периодом

TO 2 (t., +1 ) +1J + t.-H tg +1 + t,p+ Ц . так как в этом случае выходное напряжение испытуемого электронного блока 9 сразу входит в зону допустимой погрешности и не выходит из нее (фиг.2). Измерив с помощью индикатора 8 периое ды (частоты) колебаний Т. (f ) и Т (f ) можно определить время установления выходного напряжения испытуемого электронного блока 9 по следующей формуле:

f - f .

I

аст

f.

Устройство позволяет измерять также и другие динамические параметры электронных блоков, такие как время переключения и длительность фронтов сигналов на выходе испытуемого элeктpoнJного блока 9. Для этого необходимо у тановить верхний порог дискриминации и дифференциального дискриминатора напряжения 4 выше уровня амплитуды в ходного напряжения испытуемого элект ронного блока 9. При этом дифференци альный дискриминатор напряжения 4 ст новится эквивалентным обычному пороговому элементу с порогом срабатывания и измерения произврдятся как известных устройствах. Длительность фронтов сигналов на выходе испытуемого электронного блока 9 определяется как разность периодов колебаний, возникающих в устройстве, при двух значениях порога U, равных требуемым уровням отсчета длительности фронтов. При измерении времени переключения необходимо установить порог и на требуемом уровне отсчета и поочередно подключить вход дифференциального дискриминатора напряжения 4 ко входу и выходу испытуемого электронного блока 9. Время переключения испытуемого электронного блока 9 определяется по формуле (1). Таким образом, устройство прзволя ет измерять время переключения, длительность фронтов и время установления выходного напряжения электронных блоков и может быть использовано для контроля быстродействия как цифровых так. и аналоговых блоков. Формула изобретения . Устройство для измерения динамических параметров электронных блоков содержащее последовательно соединенные элемент совпадения и блок задерж-, ки, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения, пороговый элемент, первый вход которого соединен с первым выходом источника опорных напряжений, а выход - со вторым входом элемента совпадения, индикатор, формирователь входного сигнала, отлич ающеес я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дифферен-циальный дискриминатор напряжения и преобразователь время-напряжение, причем вход формирователя входного сигнала соединен с выходом блока задержки, а выход - со входом испытуемого электронного блока, с выходом которого соединен первый вход дифференциального дискриминатора напряжения, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым и третьим выходами источника опорных напряжений, а выход - со входом преобразователя время-напряжение, выход которого соединен со вторым входом порогового элемента, а вход индикатора соединен с первым входом элемента совпадения. Источники инфос 4ации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 532065, кл. G 01 R 31/28, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР №432431, кл. G 01 R 31/28, 1972 (прототип).