Логический зонд Советский патент 1982 года по МПК G01R31/3177 

(54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЗОНД

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при контроле и наладке цифровых устройств, выполненных на интегральных микросхемах.

Известен логический тестер,содержащий входной усилитель, компараторы напряжений, индикатор, блок управления и синхронизатор 1,

В известном тестере отсутствует возможность контроля контакта с объектом контроля и активного воздействия на объект контроля с целью изменения его состояния.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является логический зонд, содержащий входной повторитель, соединенный с пороговыми элементами и О, выходы которых соединены с элементами И и ИЛИ,-5 сдущим мультивибратором, усилителями втекающего и вытекающего тонов, два триггера, соединенных входами с элементами И, а выходами с дешифратором состояний, выход которого соединен с индикатором 2.

Недостатками этого зонда являются отсутствие контроля контакта с объектом контроля и низкая достоверность контроля при активном воз-.

действии на объект контроля с целью изменения его состояния.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение достоверности контроля. .

Дель достигается тем, что в логический зонд, содержащий входН(9й iповторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока, а выход - со входами пороговых элементов itQii JJ 1« инверсные выход: которых соединены со первого элемента И, а пря1«ые - со входами элемента Или и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора, ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора, два RS-триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, S-вход каждого триггера соединен соответственно со входом усилителя втекгиощего и входом усилителя вытекающего тока и выходом второго и третьего элементов И, индикатор, соединенный с выходами шифратора и формирователя импульсов, введены синхронный D-триггер, RS-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ,второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего мультивибратора , вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, входом С синхронного D-триггера, входами второго и третьего элементов И и с S-входом третьего КЗ-триггера,К-вход которого соединен с выходом входного повторителя, выход - с дешифратором, D-вход соединен с прямым выходом порогового элемента О, а R-вход соединен с R-входом первого и BTOpor RS-триггеров и выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход синхронного D-триггера соединен с прямым входом второго элемента И, а инверсный выход - с прямым входом третьего элемента И, инверсные входы второго и третьего элементов И объединены и соединены с выходом первого элемента И, входы формирователя импульсов соединены с кнопкой запуска.

На чертеже представлена функциональная схема логического зонда.

Логический зонд содержит входной контакт 1, индикатор 2, дешифратор 3 входной повторитель 4, кнопку 5, фор мирователь импульсов б, пороговые устройства 7 и 8 (элементы), синхронный триггер 9, схему И 10, схему ИЛИ с динамическими входами 11, схемы И 12 и 13, схемы ИЛИ 14 и 15, уси лители втекающего тока 16 и вытекающего тока 17, ждущий мультивибратор 18, триггеры 19, 20 и 21. йлход повторителя 4 соединен с R-входом триггера 21 и входами пороговых устройст 7 и 8, прямые входы которых соединен с динамическими входами схемы ИЛИ 11 и входами доиифратора 3. Кроме того, прямой выход первого порогового устройства 7 соединен с информационным , входом триггера 9. Инверсные выходы пороговых устройств соединены со входами схемы И 10. Выход схемы ИЛИ 11 соединен с первыми входами схем ИЛИ 14 и 15, выход схемы ИЛИ 14 соединен со входом ждущего мультивибратора 18, выход которого соединен со входом дешифратора 3 и со вторым входсм схемы ИЛИ 15, выход этой схемы соединен с динамическим R-входом триггеров 9, 19 и 20. Выход формирователя импульсов 6, который соединён с кнопкой 5, соединен со вторым входом схемы ИЛИ 14, с синхровходом триггера 9, с S-входом триггера 21 и с вторыми входами схем И 12 и 13.Прямой и инверсный выходы триггера 9 соединены с первыми входами схем И 12 и 13 соответственно, выходы эти схем соединены с S-входами триггеров 19 и 20, а также с усилителями втекающего и вытекающего тока 16 и 17,

причем схема И 12 соединена с S-входом триггера 19, с усилителем вытекающего тока 16, S-вход триггера 20 и усилителя вытекающего тока 17 соединен со схемой И 13. Выход схемл И 10 соединен со входом дешифратора 3 и инверсными входами схем И 12 и 13. Выходы триггеров 19, 20 и 21 также соединены со входами дешифратора 3. Входы усилителей втекающего и вытекающего тока 16 и 17 объединены и соединены с входящими контактами 1 зонда. Выходы дешифратора 3 соединены с соответствующими входами индикатора 2. Индикатор управляется дешифратором 3 таким образом, чтобы отображаемые символы были максимальн похожи на осциллограммы входных сигналов, а при коротком за1иыкании проверяемых выводов с шинами питания - формировались знаки, соответствующие обозначениям шин питания. Для отображения динамических сигнало длительность импульса, формируемого ждущим мультивибратором 18, выбирается достаточной Для визуального наблюдения ( .,- с) . Усилители импульсов 16 и 17 включаются на короткое время и при отсутствии короткого замыкания создают падение напряжения на исследуемом участке цепи, что приводит к срабатыванию пороговых устройств и формированию изображения, соответствующего изменению входного потенциала. При коротком замыкании потенциал входа не изменяется и фиксируется соответствующим символом.

Логический зонд работает следующим образом.

Если напряжение на входе зонда меньше, то срабатыазает пороговый эле.мент 7, при уровне О этот, единичный сигнал с et-o прямого выхода поступает на вход допифратора 3, который в свою очередь, включает элементы индикатора 2, соответствующие низкому логическому уровню. Если напряжение на входе Зонда имеет нерабочий Уровень, то оба пороговых устройства 7 и 8 находятся в невозбужденном состоянии , что соответствует открытсялу состоянию схемы Л 10, с выхода которой подается единичный сигнал на вход дешифратора 3. При этом дешифратор 3 включает элементы индикатора 2 соответствующие неопределенному логическому уровню. Если на вход зонда поступают.импульсы положительной (отрицательной) полярности с большой скважностью, то на.короткое время, равное длительности импульса, включается пороговое устройство 8(7) и элементы, соответствующие высокому (низкому) логическому уровню, однако свечение этих элементов практически незаметно вследствие очень короткого времени их включения. На время, разное разности между длительностью периода и длительностью импульса, включается пороговый элемент 7 (8) и элементы индикатора 2, соответствующие низкому (высокому) логическом уровню, яркость свечения которых практически равна максимальной вслед ствие большой скважности входных импульсов. При переключении любого из пороговых элементов импульсом от -ИЛИ 11 через схему ИЛИ 14 запускается ждущий мультивибратор 18. Импульсы с -его выхода поступают на вход дешифратора 3, при этом дешифратор управляет элементами индикато ра 2 таким образом, что отображаемый символ выглядит похожим на осциллог рамму одиночного положительного (от рицательного) импульса. Если проверяемый выход схемы замкнут с шиной общий то на входе зонда присут вует нулевой потенциал и возбужден пороговый элемент 7, что в свою очередь вызывает .свечение элементов индикатора 2, соответствующих низкому логическому уровню. Для обнаруже ния короткого замыкания между прове ряемым выводом и шинами питания включается (с помощью кнопки 5) фор мирователь импульсов 6. Импульс с его выхода фиксирует логический уро вень проверяемой схемы (до момента воздействия импульса тока на проверяемый выход схемы) с помощью триггера 9, к информационному входу которого подключён выход первого порогового элемента 7. В случае присутс вия на входе зонда потенц 5ала логического нуля на вход триггера 9 от порогового элемента 7 поступает потенциал логической единицы и тригге не изменяет своего состояния. Кроме того, импульс от формирователя импульсов б через схему И 13 устанавли вает триггер 20 в единичное состояние, а также поступает на вход усили теля втекающего тока 17. При этом н третьем инверсном входе схемы И 13 присутствует потенциал логического нуля с выхода схемы И 10. Кроме того импульс от фор 1ирователя импульсов запускает ждущий мультивибратор 18 через схему ИЛИ 14. Импульс тока от усилителя втекающего тока 17 протекает по исследуемому участку цепи и в случае отсутствия короткого замыкания вызывает изменение-потенциала на входе зонда, достаточное для переключения пороговых элементов. При этом на выходе схемы ИЛИ 11 формируется короткий импульс, который через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное состояние триггер 20. Если же проверяемый вывод схемы замкнут с шиной питания общий, потенциал вывода при протекании импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггер 20 остается в состоянии i до тех пор, пока на его R-вход не поступает отрицательный перепад напряжения от ждущего мультивибратора 18 через схему ИЛИ 15. Время задержки сброса триггера 20 (время наблюдения) равно длительности импульса ждущего мультивибратора 18 (,1-1 с), которой вполне достаточно для визуального наблюдения. Выход триггера 20 подключен ко входу данифратора 3. При возбужденном состоянии триггера 20 обеспечивается формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питания общий. Аналогично осуществляется проверка на короткое замыкание с шиной питание. При касании зондом проверяе|мого вывода схемы возбуждается пороговый элемент 8, что в свою очередь вызывает свечение элементов индикатора 2, соответствующих высокому логи-. ческому уровню. Для определения короткого замыкания включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов 6. Импульс с его выхода фиксирует состояние входа зонда (до момента подачи импульса тока на проверяемый вывод схемы) с помощью триггера 9, который в этом случае устанавливается в , открывая тем самым по первому входу логическую схему И 12. Импульс с формирователя импульсов б через эту схему устанавливает триггер 19 в единичное состояние, а также поступает на усилитель, вытекающего тока 16. Импульс тока протекает по исследуемому участку цепи и в случае отсутствия короткого замыкания вызывает изменение потенциала на входе зонда,достаточное для переключения пороговых элементов. При этом на выходе схемы ИЛИ 11 формируется импульс, который через схему ИЛИ 15 устанавливает в исходное (нулевое) состояние триггеры 9 и 19. Если же проверяемый вывод замкнут с шиной питание, потенциал проверяемого вывода схемы при протекании импульса тока практически не изменяется, при этом пороговые элементы 7 и 8 не изменяют своего состояния и триггеры 9 и 19 остаются в состоянии до тех пор, пока на их R-BXO. не поступит отрицательный перепад напряжения через схему ИЛИ 15.от ждущего мультивибратора 18, который запускается передним фронтом импульса от формирователя б через схему ИЛИ 14. Выход триггера 19 подключен ко входу дешифратора 3, возбужденное состояние этого триггера обеспечивает формирование индикатором 2 знака, соответствующего обозначению шины питание. Схема И 10 закрывает схемы И 12 и 13 в случае, если потенциал входа зонда соответствует нерабочему уровню, запрещая тем саM-JM формирование импульсов тока усилителями 16 и 17, При отсутствии короткого замыкания проверяемого вывода схемы с шинами общий и пи тание на индикаторе 2 формируется изображение импульса, если проверяется комбинационная схема, или изображение, соответствующее изменению потенциала - для последовательностных схем. Во втором случае одновременно проверяется правильность функционирования автомата с памятью Полярность импульсного токаНагрузки выбирается устройством автоматически, с учетом состояния проверяемого элемента. В случае отсутствия контакта между проверяемым выводом схемы и входом зонда ка последнем присутствует низкий потенциал/ определяемый входным сопротивлением зонда. При этом пороговый элемент 7 находится в возбужденном состоянии. Для обнаружения отсутствия контакта включается (с помощью кнопки 5) формирователь импульсов б, импульс с выхода которого устанавливает в еди ничное состояние триггер 21, а такж поступает на вход усилителя втекающего тока 17 через открытую схему И 13. В случае отсутствия контакта между входом зонда и выходом проверяемой схемы усилитель тока 17 рабо тает на высокоомное входное сопроти ление зонда, при этом длительность заднего фронта импульса, формирующе го на входе зонда, резко увеличивае ся из-за большой постоянной времени цепи нагрузки. .Этот импульс передае ся без изменения через входной повторитель 4 на динс1мический вход три гера 21, но установка триггера в ис ходное (Нулевое) состояние не происходит из-за большой длительности заднего фронта. Если контакт между входом зонда и выводом проверяемой схемы существует, то сопротивление нагрузки усилителя тока 17 относительно невелико, при этом длительность фронтов импульса, формирующегося на входе зонда достаточно мала что обеспечивает установку триггера 21 в исходное (нулевое) состояние. Выход триггера 21 соединен со входом дешифратора 3, который обеспечивает при возбужденном состоянии триггера 21 формирование индикатором 2 знака соответствующего обозначению отсутствия контакта между входом зонд и выводом проверяемой схемы. Предлагаемый зонд позволяет проверять комбинацион ные и последовательностные схемы, обнаруживать несоответствие входных сигналов заданным, обнаруживать отсутствие контакта и неисправности типа короткое замыкание на шины питание ИЛИ общий , а также проверять эти шины на целостность. Формула изобретения Логический зонд, содержащий входной повторитель, вход которого соединен со щупом и выходами усилителей втекающего и вытекающего тока, а выход - со входами пороговых эле 1, инверсные выментовходы которых соединены со входами первого элйХчента И, а прямые - со входами элемента И-ЛИ и входами шифратора, выход первого элемента И соединен также со входом шифратора, ждущий мультивибратор, выход которого соединен с входом шифратора, два RS-триггера, выходы которых соединены со входами шифратора, S -вход каждого триггера соединен соответственно со входом усилителей втекающего и вытекающего токов и выходом второго и третьего элементов И, индикатор, соединенный с выходами шифратора, и формирователь импульсов, отличающийся -тем,что, с целью повьииения достоверности и расширения функциональных возможностей, в него введены синхронный D-триггер, R5-триггер, второй и третий элементы ИЛИ и кнопка запуска, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом ждущего, мультивибратора, вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, входом С синхронного D -триггера, прямыми входами второго и третьего элементов И и с S-входом третьего Rs-триггера, R-вход которого соединен с выходом входного повторителя; а выход - с дешифратором, D-ВХОД соединен с прямым выходом порогового элемента О , а R-вход соединен с R-входом первого и второго RS-триггеров и выходом третьего элемента ИЛИ, прямой выход синхронного D-триггера соединен с прямым входом второго элемента И, а инверсный выход - с прямым входом третьего элемента И/ инверсные входы второго и третьего элементов И .объединены и соединены с выходом первого элемента И, входы формирователя импульсов соединены с кнопкой запуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Приборы и системы управления, J977, 10, с. 51, рис.1. 2,Авторское свидетельство СССР № 729533, кл. G 01 R 31/28, 1977 (прототип).