Генератор импульсных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01R31/303 G01R31/02 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и може быть использовано для проверки исправности цифровых интегральных микросхем, установленных на печатных платах. Известны устройства, позволяющие стимулировать входы микросхем, установленных на печатных платах, имеющи в своем составе тестер для определения логических состояний и генератор стимулирующих импульсов 1 . Данное устройство рационально использовать только для поиска коротки замыканий, так как для проверки функционирования микросхем, установленных на печатных платах, необходимо использование двух автономных при боров: генератора и тестера. При применении известного устройства необходимо использование двух логических зондов, один из которых должен выполнять только функции генератора, а другой - тестера. Кроме того, устройство не позволяет использовать импульсную последовательность в автономном режиме, что сужает область его применения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является логический импульсный генератор, который содержит первый триггер, кнопку, две дифференцирующие цепи, четыре элемента НЕ, три резистора и два транзистора, причем входы первого триггера соединены через контакты кнопки с общей шиной, выход первой дифференцирующей цепи соединен с входом первого элемента НЕ и через первый резистор с шиной питания, выход второго элемента НЕ соединен с входом второй дифференцирующей цепи, выход которой соединен с входом третьего элемента НЕ, коллектор первого транзистора соединен с шиной питания, а эмиттер - с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной. 3 базы транзисторов соединены соответ ственно с вторым и третьим резисторами 2. Однако известный генератор не позволяет стимулировать выводы инте тральных схем последовательностью импульсов,Кроме того, известный генератор не позволяет зарегистрировать наличие коротких замыканий сигнальных цепей на шину питания и землю. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля наличия корот ких замыканий сигнальных цепей на шины питания и формирования последовательности стимулирующих импуль сов. Поставленная цель достигается тем, что в генератор импульсных сиг налов, содержащим первый триггер, кнопку, две дифференцирующие цепи, четыре элемента НЕ, три резистора и два транзистора, причем входы первого триггера соединены через контакты кнопки с общей шиной, выход первой дифференцирующей цепи соединен с входом первого элемента НЕ и через первый резистор с шиной питания, выход второго элемента НЕ соединен с входом второй дифференцирующей цепи, вход которой соединен с входом третьего элемента НЕ, коллектор первого транзистора соединен с шиной питания, а эмиттер с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, базы транзисторов соединены соответственно с вторым и третьим резисторами, введены мультивибрато селектор, переключатель, эмиттерны повторитель, пятый и шестой элемен НЕ, два элемента И--НЕ, второй три гер, четвертый, пятый, шестой резисторы, два светодиода и эмиттерный повторитель, причем выход муль вибратора соединен с первым входом селектора, второй и третий входы которого соединены через контакты переключателя с общей шиной,выход первого триггера соединен с четвертым входом селектора, выход кот рого соединен с входом второго эле мента НЕ и входом дифференцирующей цепи, выход которой соединен с вхо дом пятого элемента НЕ, выход кото рого соединен с базой второго тран зистора и через второй резистор с шиной питания, выход второй дифференцирующей цепи соединен через четвертый резистор с шиной питания и с входом шестого элемента НЕ, выход которого соединен с базой первого транзистора и через третий резистор с шиной питания, коллектор второго транзистора соединен с входом эмиттерного повторителя, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, выходы второго триггера через пятый и шестой резисторы соединены соответственно с катодами первого и второго светодиодов, аноды которых объединены и соединены с шиной питания. На чертеже представлена структурная схема генератора импульсных сигналов. Генератор содержит первый триггер 1, кнопку 2, дифференцирующие цепи 3 и t, элементы НЕ 5-8, резисторы 9-11, транзисторы 12 и 13, мультивибратор 1, селектор 15, переключатель 1б, эмиттерный повторитель 17, пятый и шестой элементы НЕ 18 и 19, элементы И-НЕ 20 и 21, второй триггер 22, резисторы 23-25, светодиоды 2б и 27. Выход мультивибратора 1 соединен с первым входом селектора 15, второй и третий входы которого через нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты переключателя 16 соединены с общей шиной питания.Четвертый вход селектора 15 соединен с выходом триггера 1, первый и второй входы которого через нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакты кнопки 2 соединены с общей шиной питания. I Выход селектора 15 соединен с входом элемента НЕ 6 и входом первой дифференцирующей цепи 3, выход которой соединен с входами элементов НЕ 5 и 18 и через резистор 9 - с шиной питания, выход элемента НЕ 6 соединен с входом второй дифференцирующей цепи:, выход которой соединен с входами элементов НЕ 7 и 19 и через резистор 23 - с шиной питания. Выходы элементов НЕ 18 и 19 соединены соответственно через резисторы 10 и 11 с шиной питания и с базами транзисторов 13 и 12. Эмиттер транзистора 13 соединен с общей шиной питания, а коллектор - с эмиттером транзистора 12, с входом эмиттерного повторителя 1 7 и с выходом генератора импульсных сигналов. Коллектор транзистора 12 соединен с шиной питания. Выход эмиттерного повторителя 17 соединен с входом элемента НЕ 8 и первым входом элемента И-НЕ 21, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 7Выход элемента НЕ 8 соединен с перв входом элемента И-РЕ 20, второй вхо которого соединен с выходом элемента НЕ 5. Выходы элементов 20 и 21 И-НЕ соединены соответственно с пер вым и вторым входом второго триггер 22, прямой и инверсный выходы которого соединены через резисторы 2k и 25 с катодами светодиодов 2б и 27. Аноды светодиодов 26 и 27 соединены с шиной питания. Генератор импульсных сигналов работает следующим образом. Переключатель 16 устанавливается в одно из двух положений, первое со ответствует режиму одиночных импуль сов, второе - последовательности импульсов на выходе генератора. В первом режиме запрещается прохождение отрицательных импульсов с выхода мультивибратора 14 на выход селектора 15, но разрешается прохождение импульсов от формирователя оди ночных импульсов, состоящего из три1 гера 1 и кнопки 2. Во втором режиме наоборот запрещается прохождение импульсов от формирователя одиночных импульсов, но разрешается прохождени импульсов от мультивибратора Н на выход селектора 15С выхода селектора 15 на первую дифференцирующую цепь поступает импульсный сигнал на вторую дифференцирующую цепь k, через элемент 6 НЕ поступает инверсия этого сигнала. Элементы дифференцирующих цепей и 1} выбраны таким образом, чтобы на выходе формировать по отрицательном фронту входных импульсов узкие импульсы низкого логического уровня. Так как на дифференцирующие цепи 3 и поступают инверсные сигналы, то первая дифференцирующая цепь 3 формирует импульсы по переднему фронту импульсов на выходе селектора 15, а вторая дифференцирующая цепь 4 по заднему фронту этих импульсов. Импульсы низкого уровня, сформированные первой 3 и второй k дифференцирующими цепями, поступают на входы инверторов 5,18 и 7,19- При поступлении импульсов низкого уровня на входы инверторов 18 и 19 их выходные транзисторы закрываются, вследствие этого открываются выходные транзисторы 12 и 13, которые попеременно шунтируют выход генератора на общую шину и шину питания. Таким образом, на выходе генератора попеременно формируются короткие импульсы низкого (по переднему фронту импульсов на выходе селектора 5) и высокого (по заднему фронту импульсов на выходе селектора 15/ уровней, которые служат для переключения цепей высокого логического состояния в низкое, а цепей низкого логического состояния - в высокое. Импульсы на выходе генератора HV могут переключить в противоположное состояние точку, непосредственно связанную с шиной питания или общей шиной питания, т.е. если выход генератора подключен к точке, непосредственно связанной с шинами питания, то переключения на выходе отсутствуют. Сигналы с выхода генератора поступают на вход эмиттерного повторителя 17, поэтому в случае, когда выход генератора свободен или подключен к линии с логическими уровнями, на выходе эмиттерного повторителя 17 присутствуют импульсы, вырабатываемые генератором. Импульс низкого уровня, сформированный первой дифференцирующей цепью 3, вызывает появление на выходе генератора импульса низкого уровня. Этот импульс поступает через эмиттерный повторитель 17 на вход элемента НЕ 8, с выхода которого положительный импульс поступает на первый вход элемента И-НЕ 20, на второй вход которого также поступает импульс высокого логического уровня ( проинвертированный импульс первой дифференцирующей цепи 3)- Одновременное поступление импульсов высокого логического уровня на первый и второй входы элемента И-НЕ 20 вызывает появление на его выходе импульса низкого логического .уровня. Этим импульсом второй триггер 22 устанавливается в нулевое состояние, при к тором светодиод 2б светится и не светится светодиод 27. Аналогично импульс низкого уровня, сформирован ный второй дифференцирующей цепью k, вызывает появление импульса высокого уровня на выходе генератора. Этот импульс через эмиттерный повто ритель 17 поступает на первый вход элемента И-НЕ 23, на второй вход которого также поступает импульс высокого логического уровня (проинвертируемый импульс второй дифферен цирующей цепи ). Одновременное поступление импульсов высокого логического уровня На оба входа элемента И-НЕ 21 вызывает появление на его выходе импульса низкого логичес кого уровня, этим импульсом второй триггер 22 устанавливается в единичное состояние, при котором светится светодиод 27 и не светится светодиод 2б, Таким образом, импульсы низкого уровня на выходе генератора устанавливают триггер 22 в состояние, когда светится светодиод 26, а импульсы высокого уровня устанавливают триггер 22 в обратное состояние, при котором светится светодиод 27При выработке генератором последовательности импульсов оба светодиод светятся вполнакала. Если выход генератора замкнуть с шиной питания или общей шиной питания, то происходит пропадание соответственно импульсов низкого или высокого уровня на выходе генератора . В случае, когда выход генератора подключен к шине питания, на нем постоянно присутствует высокий уровень нагГряжения , а на выходе элемен та НЕ 8 - логический О, вследстви чего на выходе элемента И-НЕ 20 при сутствует логическая 1, т.е. на втором входе триггера 22 нет импуль сов, устансюливающих его в нулевое состояние. На первый вход триггера 22 поступают импульсы, устанавливаю щие его в единичное состояние. Таки образом, при замыкании выхода на ши питания триггер 22 устанавливается единичное состояние, при котором св одиод 27 светится, а светодиод 2б не светится. Если выход генератора замкнуть на общую шину питания, триггер 22 устанавливается в нулевое состояние, при котором светится светодиод 26 и не светится светодиод 27. При выработке генератором последовательности импульсов оба светодиода светятся вполнакала. Таким образом, осуществляется самоконтроль работы генератора. При пропадании импульсов на выходе генератора например, при замыкании выхода генератора на шины питания, на светодиодах отображается определенное фиксированное состояние, при котором один из них светится, второй - нет. Предлагаемый генератор значительно облегчает проверку микросхем, установленных на печатные платы, так как позволяет стимулировать входы микросхем как одиночными импульсами, так и последовательностью импульсов, а обноруухивать короткие замыкания сигнальных цепей на шины питания. Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет организовать режим самоконтроля, что повышает достоверность проверки микросхем. Формула изобретения Генератор импульсных сигналов, содержащий первый триггер, кнопку, две дифференцирующие цепи, четыре элемента НЕ, три резистора и два транзистора, причем входы первого «триггера Соединены через контакты кнопки с общей шиной, выход первой дифференцирующей цепи соединен с входом первого элемента НЕ и через первый резистор с шиной питания, выход второго элемента НЕ соединен с входом второй дифференцирующей цепи, выход которой соединен с входом третьего элемента НЕ, коллектор первого транзистора соединен с шиной питания, а эмиттер - с коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, базы транзисторов соединены соответственно с вторым и третьим резисторами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей генератора,в него введены мультивибратор, селектор, переключатель, эмиттерный повторитель, пятый и шее99той элемента НЕ, два элемента И-НЕ, четвертый, пятый второй триггер, и шестой резисторы, два светодиода и эмиттерный повторитель, причем выход мультивибратора соединен с пе вым входом селектора, второй и третий входы которого соединены чере контакты переключателя с общей шиной, выход первого триггера соединен с четвертым входом селектора, выход которого соединен с входом второго элемента НЕ и входом первой дифферен цирующей цепи, выход которой соедине с входом пятого элемента НЕ, выход которого соединен с базой второго транзистора и через второй резистор шиной питания, выход второй дифференцирующей цепи соединен через четвертый резистор с шиной питания и с входом шестого элемента НЕ, выход которого соединен с базой первого транзистора и через третий резистор с шиной питания, коллектор второго транзистора соединен с входом эмиттерного повторителя, выход которого 6 соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и входом четвертого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, выход третьего элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ, выходы второго триггера через пятый и шестой резисторы соединены соответственно с катодами первого и второго светодиодов, аноды которых объединены и соединены с шиной питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 729533, кл. G01R 31/28, 1978. 2.Сантеки Л. Контрольно-измерительные приборы для испытаний логических схем.- Электроника, 1975, № 19, с., рис.6.