Измеритель динамических параметров электронных устройств Советский патент 1982 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может, быть использовано для измерения динамических параметров различных быстродействующих электронных устройств .

Известно устройство для измерения динамических параметров микросхем, содержащее схему совпадения, к выходу которой подключена цепь последовательно соединенных микросхем, причем выход последней микросхемы соединен с испытуемой микросхемой, выходом подключенной к компаратору, выход которого через ключ подключен к одному из входов схемы совпадения, а второй вход схемы совпадения через ключ подключен ко входу испытуемой микросхемы, второй вход компаратора подключен к источнику опорных напряжений 1 .

Данное устройство .имеет малый динамический диапазон измерения вследствие того, что для норма.льного функционирования устройства значение времени задержки испытуемого элемента и компаратора должно быть меньше значений задержек эталонных элементов, и низкую разрешающую способность, так как информацию об изме- .

ряемом дннамическом параметре несетв себе только малая часть периода следования кольцевого reiiepaTOpa.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения динз-мических параметров электронных устройств, содержащее последовательно соединенные формирователь испытательных сигналов, включающий первый компаратор и собственно формирователь,испытуемое электронное устройство,второй компаратор с масштабирующим звеном на выходе, ко втopo iy входу которого подключен источник опорных напряжений, элемент задержки, второй управляющий вход которого через первый перек.гаочатель соединен либо с общей заземленной точкойр либо с масштабирующим звеном на выходе операционного усилителя, блок растяжки, включающий формировате.газ разнополярных импульсов, два диода, резистивный делитель и изодромное звено, вход и выход изодромного звена которого подключены ко входам операционного усилителя и контактам второго переключателя 2 .

Известное устройство не имеет 30 ограничений по диапазону измерений {в пределах возможностей примененно элементной базы), однако наличие в нем элемента задержки, значение задержки которого tj должно быть боль ше значения максимального диапазона времени переключения электронного устройства, ограничивает точность, устройства, так как период следования импульсов кольцевого генератора определяется (без учета фронтов элементов схемы) формулой Т f + ТА (К + 1), где Тф п. э часть времени фронта выходного напряжения испытуе мого электронного устройства. Кроме того, известное устройство является сложным для реализации из-за большого числа элементов, Цель изобретения - увеличение точности измерения при одновременно упрощении устройства. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель динамических параметров электронных устройств, с держащий блок растяжки, соединенный выходом с первым входом первого компаратора, соединенного вторым входом с первым входом измерителя, формиро ватель испытательных сигналов, соед ненный выходом с выходом измерителя и через испытуемое электронное устройство - с первым входом второго компаратора, соединенного вторым вхо дом с выходом источника опорных напряжений, введены элемент неравнозначности и RS -триггер, соединенный S-входом с выходом первого компаратора, R-входом - с выходомвторого компаратора, выходом - со входом бл ка растяжки и с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого соединен со вторым входом измерителя, а выход - со входом фор мирователя испЕлтательных сигналов. На фиг,1 представлена структурная схема;на фиг.2 - временные диаграммы работы блоков измерителя. Измеритель (фиг.1) содержит блок растяжки 1, первый компаратор 2, триггер 3, элемент неравнозначности 4, формирователь 5 испытательного сигнала, испытуемое электронное устройство б, второй компаратор 7 и источник опорных напряжений 8, пер вый 9 и второй 10 входа. Блок растяжки 1 при поступлении на его вход положительного импульса с выхода триггера 3 формирует пило образное напряжение (на фиг.2 положительной крутизны) с определенной скоростью нарастания, в отсутствие этого импульса - пилообразное напря жение противоположной крутизны со скоростью спада в К раз меньшей (в прототипе устройство растяжки соста ляют формирователь одинаковых по амплитуде разнополярных импульсов, входящий в состав блока сравнения, переключаемый двумя диодами резистивный делитель и изодромное звено). Элемент неравнозначности 4 выполняет логическую функцию i(-cito 5b , где о и oi - логический сигнал на информационном входе от триггера 3 и его инверсия, а Ъ и Ъ - логический сигнал управления со входа 9 и его инверсия, причем при Ъ 1 происходит измерение времени положительного (переднего) фронта выходного .импульса испытуемого электронного устройства, а при fo О - измерение времени отрицательного (заднего) фронта. На фиг.2 изображены диаграмма выходных напряжений блоков 1-7. Переход выходньлх напряжений блоков в область положительных значений обозначается индексом 01, а обратный переход - 10. Устройство работает следующим образом. В момент времени t, когда выходные напряжения всех блоков ранны нулю, создаются условия для переключения компаратора 2 в единичное состояние, что происходит с задержкой Тф в момент времени ti2. Вследствие этого происходит переброс триггера 3 в единичное состояние с задержкой и далее с задержкой выходе блока 4 формируется положительный фронт испытательного сигнала, а на выходе блока 1 растяжки формируется пилообразное напряжение положительной крутизны; при достижении этим напряжением нулевого значения компаратор 2 переключается в первоначальное нулевое состояние. С момента tф образования испытательного сигнала напряжение U на выходе испытуемого устройства начинает увеличиваться и в момент tj оно сравнивается с опорным напряжением Ugn-f; поступающим из источника опорных напряжений 8. Происходит срабатывание компаратора 7 (с задержкой Тф), вследствие чего триггер 3, а затем формирователь 5 испытательного сигнала и испытуемое электронное устройство 6 возвращаются в первоначальное нулевое состояние, а с момента t обратного срабатывания триггера 3 блок растяжки 1 формирует пилообразное напряжение, спгщающее в К раз медленнее, чем возрастало напряжение положительной крутизны. При достижении выходным напряжением U-, нулевого значения снова срабатывает компаратор 2 и процесс образования очередного колебания схемы повторяется. Учитывая, что отрезок времени 11, - t у формирования напряжения с положительной крутизной в к раз меньше отрезка времени t-, t, г«эжно записать соотношение для периода Т повторения импульсной последовательности на выходе измерителя: v- -«VT-.T5;Uon..,o;,,,o), Во втором такте происходит операция измерения Тг при Uonl т,чк,4С-;;..т;;.т;°.(.. в третьем такте измерения происходит обработка полученной информации:vT,(-) Uoni Uont ФЬ где время перехода вьоходного напряжения U испытуемого электронного устройства б от максимального отрицательного значения (на фиг. 2 от нулевого значения) до значения U В соотношениях (1) и (2) вместо времени Т элемента задержки прототипа, значение которого должно быть больше значения наибольшего диапазона измерения времени фронта испытуемого электронного устройства содержатся два слагаемых Тф и Тф задержки переключения триггера 3 и элемента неравнозначности 4, которы очевидно, определяются лишь элемент ной базой микросхем, применяемых для реализации измерителя, и не свя заны с максимальным диапазоном изме рения, т.е. легко может быть выполнено условие (Тфз+ТФ4) «ьэ, . А в это случае автоматически увеличивается и разрешающая способность измерителя, и его точность вследствие значи тельного увеличения доли полезного сигнала Тф в периоде его выходного напряжения Т, Т. Исключение из схемы управляемого элемента задержки, операционного усилителя, двух переключателей и масштабирующих звеньев операционного усилителя и второго компаратор а также исключение связей со вхсиа изодромного звена устройства растяжки (что позволяет применять более простое устройство растяжки) при дополнительном включении в схему измерителя R5-триггера и схемы неравнозначности (вариа-нт ее исполнения на элементах И-ИЛИ-НЕ приведен на фиг. 16) упрощает схему измерителя в целом. Таким образом, описанный измеритель обладает по сравнению с известным большей точностью при одновременном упрощении схемы. Формула изобретения Измеритель динамических параметров электронных устройств, содержа11(ий блок растяжки, соединенный выходом с первым входом первого компаратора, соединенного вторым входом с первым входом измерителя, формирователь испытательных сигналов, соединенный выходом с выходом измерителя и через испытуемое электронное устройство с первым входом второго компаратора, соединенного вторым входом с выходом источника опорных напряжений, о т-, личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения измерителя, в него введены элемент неравнозначности и RS-триггер, соединенный S -входом с выходом первого компаратора, R-входом - с выходом второго KOMnapafopa, выходом - со входом блока растяжки и с первым входом элемента неравнозначности, второй вход которого соединен со вторым вхсдом измерителя, а выход - со входом формирователя испытательных сигналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторскоесвидетельство CCQP № 432431, кл. G01 R 31/28, 1975. 2.Авторскоесвидетельство 606145, кл. G01 R 31/28, 1978 (прототип).