CN87108371A - 具有三态电路检验能力的计算机辅助探针 - Google Patents

Abstract

一种探针和三态电路相连产生的可编程序的直流电压通过探针的尖端加到电路节点上；为了存储尖端电压的任何变化以显示出三态测试中的故障设有存储器；一个单独的电路用来检测可编程序数据电平以消除灰色区的模糊性，还有一个快速检验电路通过判定节点上是否有触发信号来确定节点是否短路。

Description

本发明涉及一种电子线路检验装置，尤其是关于一种除能检验数字电路和模拟电路以外，还能检验三态电路的计算机辅助探针。

在一个一九八三年十一月四日申请，由该代理人代理，正在审查的序列号为548612的专利申请中披露了一种便于电子线路检验的计算机辅助探针。

简单地说，已有技术的装置是靠调节至少一个电流驱动器的供电电压进行工作，电流驱动器的输出端供给电流脉冲。电流驱动器响应其输入端的脉冲而成为饱和，该供电电压的调节靠一个数据寄存器和一个响应数据寄存器的数-模（D/A）转换器来实现，数据寄存器用以存储代表所需注入电流的电压值数据。

加在电流驱动器上的相同的参考电压用来给电压比较器反馈环提供一门槛电压，电压比较器反馈环根据被测电路的阻抗控制注入脉冲的宽度。

采用双电流注入电流驱动器，使电流脉冲能在两个不同的参考电平上注入，即一般情况下被测电路的低逻辑电平和高逻辑电平。因此，该已有技术装置可用于测试任何逻辑类型的电路，并且不受逻辑类型的限制，例如TTL和CMOS，它们使用近似相同的逻辑电平。

虽然已经知道已有技术的测试探针非常适用于诊断集成电路故障，但现在它的成功要求我们扩展其功能。

本发明计算机辅助探针是对上述已有探针的改进，并且有附加功能。本发明包括一个三态电路用来测试三态逻辑的高阻状态。本探针能够高速（50mHZ）工作并与一个测试灰色区的双门槛检测器电路相结合。本探针除能快速检验电路节点，还能够检测脉冲以确定被测节点处是否存在触发信号。

当电路在高速工作时，根据现在的改进可以更准确地进行检测，探针可与集成电路节点直接接触而不使其损坏。

已经知道，使用本发明对于±30伏的输入检测双门槛数据电平的精度可以在100mv以内，而且可以检测宽度超过20ns的脉冲。

本发明包括一个快检电路以确定某一节点上是否发生触发，即在一个节点上是否会存在一个普通数字信号的两个逻辑电位。对于更进一步的检验，如果需要确定触发的时间，可提供一个存储器以使在一节点上能够实现触发信号与参考信号的比较。在中央处理单元（CPU）内完成从探针取得的全部检测数据的比较。

以上所述发明目的以及本发明的优点结合下列附图可得到更加清楚地理解。

图1是采用已有发明技术的系统的透视图。

图2是本发明的方块图。

图3是三态电路方块图。

图4是双门槛检测器的逻辑电路图。

参看图1，图中描述了在本发明改进的探针电路申请之前申请的，上面提到过的正在审查的探针系统。

图1描述了采用已有发明技术的电路检测系统的主要部件。可编程序计算机A，一般是一台微机。如图所示，它通过带状多芯线B与接口部件C连通。计算机A包括输入键盘D和视频信号显示器E，接口部件C包括用于连接探针多芯导线H、I的连接孔F、G和与其并排的带状多芯线J。多芯导线H、I依次分别接于手持式探针K和L，带状多芯线J的一端是边沿插件（edge    card）插头M。

被测的印刷线路板N一般包括多个集成电路片O。标准插头使得线路板N能够方便地从在使用该线路板的主设备中的边沿插件（edge    card）插座上插入或拔出（为了测试，系统提高和维修）。如图所示，线路板N与插头M相连，以使预定的检验和响应信号沿多芯导线J传输。

在该边沿插件输入导线施加预定的测试信号及对从其输出导线读出的响应信号的判断由计算机A控制。因此与印刷线路板N的某一具体电路相对应，计算机A的程序中必须适当地包括预定测试信号和与其相联系的响应分析逻辑。这种程序可以通过对一个已知完好的电路施加一测试信号并且记录其响应信号而部分得到。对于计算机A的程序还应考虑和接口部件C的硬件相容性问题。熟悉本领域的人员知道接口部件C应包括数字缓冲器，定时逻辑，电压源等，它们与多芯导线J中的相应的导线相连以实现主设备的模拟工作。

探针K和L都有一尖端，其尺寸使得该系统使用者能把其放在整个集成电路芯片O的每一个管脚上。按给定的测试程序使用该探针可以和线路板N上的不能直接与边沿插件（edge    card）插头接触的节点和支路接触，从而提高对故障芯片的判别精度。每个这样探针的结构及其电路使得能够采用一种适合于各种线路板的统一的测试程序。

现在讨论本发明，图2为基本方块图。其中探针10与一些外接辅助电路相连，以实现本发明改进的目的。

探针10有一金属尖端12用来接触被测电路的节点和支路。探针10的输出输入到一个一般的滤波器14以完成探针输出的波形成形，从而减少在处理探针信号时噪声的错误影响，然后将已滤波的输出储存到缓冲器16中，缓冲器的读出受到通过双门槛检测器18的双门槛检测。双门槛检测是通过在20和22分别向双门槛检测器18提供高电位和低电位输入信号来完成的。通过处理发生在预选的高和低参考触发电平之间的许可的探针输出脉冲，双门槛检测器电路的构成使其能进行灰色区检测。下面将对检测器18的工作进行详细讨论。

探针输出信号经过双门槛检测后有几种可能的选择。可将该信号存在存储器24中，并相对时间基准和一预计的检验响应信号比较。实际比较由中央处理单元（CPU）完成，CPU通过数据总线28与存储器24的输出端相连。

触发电路32其作用相当于一个脉冲检测器，它与双门槛检测器18的输出端相连。触发电路32由双门槛检测器18的输出端42提供的脉冲的上升沿和下降沿触发。触发电路32的输出端可以由导线26直接与存储器24相连供以后和预计的信号或标准的信号波形（prototype    singal    profile）进行比较，或者也可将触发电路32的输出供给具有快速检验功能的寄存器34，这使该系统能简单地确定被测电路的被测节点上是否载有二进制信号，例如：如果某一被测节点短路，寄存器34将不从触发电路32输入触发信号，由此来表明该节点为故障节点。

参见图4，图4十分详细地展示了双门槛检测器18。该检测器主要由两个比较器18a和18b组成。第一比较器18a的负输入端39与一个直流电平相连，其起一个高参考电压（REF-HI）的作用，第二比较器18b的负输入端41连在输入线40的低直流参考电平上（REF-LOW）。通过利用根据计算机的数字信号提供参考信号的可编程序的双重数一模（D/A）转换器（图2）能对输入的高和低参考电平编程序。一般地，将高和低参考信号编程序以把来自探针的预期的信号电平并列在一起。因此，如果来自探针的信号在两参考信号之间，双门槛检测电路可以很好地触发并在灰色区进行检验。这从图4可更清楚地看出。图4中来自探针的被缓冲的信号由输入线36输入相应的比较器18a和18b的并联的正输入端44和46。如果沿输入线36的信号电平在输入线38和40的高或低参考电平之间，在双门槛检测器电路的输出端42a或42b上将出现一个信号。

当在被测电路上检验三态状态时，三态电路30协同探针而变成为被驱动的。图3更详细地说明了三态电路沿导线52和54由可编程序数-模（D/A）转换器48和50产生可编程序的高和低电平的直流参考电压，这与图2中说明过的双门槛检测器18的数-模（D/A）转换器类似。一对匹配的电阻器56和58沿平行通路供给相应的具有直流电平高和低参考电压。想要探针进行三态工作时，CPU沿控制线68产生三态控制信号，该信号使双刀继电开关和相应的接点64和66接通。接点接通后，电阻器56和58的端电压平行相加并经导线60和62加到探针10上。作为例子在该实施例中，当高和低参考直流电平分别为2伏和1伏时，探针的输出电压将为1.5伏。通过把参考直流电平设计为合适的值以容易的改变三态电路30，通过电阻器56和58平行相加后其将提供所需的探针尖端电压。

为了检测被测电路中的被测三态节点，将金属探针的尖端12与三态节点接触。因为节点处于三态状态下（高阻开路），由于阻抗负载，使得探针与节点接触后探针的尖端电压不是减小，而是保持不变，从而来表示正三态测试。在这样的测试中，双门槛检测器18被设计成能把通过探针尖端的三态测试电压和尖端电压的任何变化都存入储存器24中。CPU经数据总线28传递所存信息，节点的三态测试到此圆满结束。

应该知道，本发明并不局限所示精确结构和以上所述，还包括熟悉本领域的人员所作出显著的改进。

Claims (6)

1、一种计算机辅助探针网络，包括：

一个有一个信号输入端、一个高参考信号输入端和一个低参考信号输入端的双门槛检测器；

具有用来接触电路被测点的尖端的探针装置；

将探针和检测器信号输入端相连的装置；

第一可编程序装置，产生的高和低模拟参考信号作为检测器的高和低输入参考信号；

连接到检测器的输出端的存储装置用来储存检测器的输出信号，从而表明探针信号电平在高和低参考值之间的检测。

2、在权利要求1中所述的装置和触发装置一起连接在检测器输出端，用来产生响应检测器输出端顺序交变脉冲的触发信号，用以表明被测电路被测点正在产生正常的二进制信号。

3、在权利要求1中所述的检测器包括：信号输入端并联在一起的第一和第二比较器，每一比较器在第二输入端与相应的高和低参考输入端相连。

4、在权利要求2中所述装置连同一个电路用来检验电路被测节点三态工作情况，包括：

用来产生高和低模拟参考信号的附加可编程序装置;

分别与高和低参考信号串接的电阻装置;

将电阻装置并联于探针尖端使得在该尖端产生可编程序的电压的开关装置;

当该尖端接触工作在三态状态下的电路被测节点时尖端电压基本维持不变。

5、一种计算机辅助网络，包括：

有一个信号输入端、一个高参考信号输入端和一个低参考信号输入端的双门槛检测器;

具有一个用来接触电路被测点的尖端的探针装置;

将探针和检测器信号输入端相连的装置;

第一可编程序装置产生的高和低模拟参考信号，作为检测器的高和低输入参考信号;

连接到检测器输出端用来存储检测器的输出信号的存储装置，以表明探针信号电平在高和低参考值之间的检测。

检测电路被测点的三态工作情况的电路，其包括：

用来产生高和低模拟参考信号的附加可编程序装置;

分别与高和低参考信号串连的电阻装置;

将电阻并联于探针尖端以在尖端产生可编程序电压的开关装置;

当探针尖端接触工作在三态状态下的电路被测点时，该尖端电压基本维持不变;

连同触发装置一起连接在检测器输出端，用来产生响应检测器输出的顺序交变脉冲的触发信号，借以表明被测电路的被测点在产生正常的二进制信号。

6、在权利要求5中所述的检测器包括：

信号输入端并联在一起的第一和第二比较器，每一比较器的第二输入端与相应的高和低参考输入相连。

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