RU1827652C - Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits - Google Patents
Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuitsInfo
- Publication number
- RU1827652C RU1827652C SU914904040A SU4904040A RU1827652C RU 1827652 C RU1827652 C RU 1827652C SU 914904040 A SU914904040 A SU 914904040A SU 4904040 A SU4904040 A SU 4904040A RU 1827652 C RU1827652 C RU 1827652C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- pulse
- input
- sensor
- adder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Использование: в контрольно-измерительной технике. Сущность изобретени : устройство содержит бесконтактный электромагнитный датчик 1, широкополосный усилитель 2, формирователи импульсов 3, 4, 5, сумматор 6, элемент запрета 7, четвертый формирователь импульсов 8, RS-триггер 9. Устройство обеспечивает бесконтактное определение логического состо ни на контролируемом выходе ЦИС без нарушени защитного покрыти токоведущих частей типового элемента замены. 8 ил.Usage: in instrumentation. The inventive device comprises a proximity electromagnetic sensor 1, a broadband amplifier 2, pulse shapers 3, 4, 5, an adder 6, a ban element 7, a fourth pulse shaper 8, an RS-trigger 9. The device provides a non-contact determination of the logical state at the monitored output of the CIS without compromising the protective coating of live parts of a typical replacement element. 8 ill.
Description
Изобретение относитс к контрольно- измерительной технике и может быть использовано в устройствах контрол цифровых интегральных схем (ЦИС) и позвол ет расширить функциональные возможности.The invention relates to a measurement and control technique and can be used in digital integrated circuit (CIS) control devices and allows to expand the functionality.
Цель изобретени вл етс расширение функциональных возможностей за счет учета, формы переходного процесса выходного напр жени схемы при переходе из одного логического состо ни в другое.The aim of the invention is to expand the functionality by taking into account the shape of the transient process of the output voltage of the circuit when switching from one logical state to another.
Сущность изобретени по сн етс на фиг.1, где изображена схема устройства бесконтактного диагностировани логических состо ний цифровых интегральных схем; на фиг. 2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.The invention is illustrated in Fig. 1, which shows a circuit diagram of a device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits; in FIG. 2 are timing diagrams illustrating the operation of the device.
Устройство содержит бесконтактный электромагнитный датчик 1, широкополосный усилитель 2, первый формирователь импульсов 3, второй формирователь импульсов 4. третий формирователь импульсов 5. сумматор 6, элемент запрета 7,The device comprises a non-contact electromagnetic sensor 1, a broadband amplifier 2, a first pulse shaper 3, a second pulse shaper 4. a third pulse shaper 5. adder 6, a prohibition element 7,
четвертый формирователь импульсов 8. RS- триггер 9.fourth pulse shaper 8. RS-trigger 9.
В качестве бесконтактного электромагнитного датчика используетс контур ударного возбуждени , содержащий один или более витков катушки индуктивности и меж- витковой емкости.A shock excitation circuit comprising one or more turns of an inductor and inter-turn capacitance is used as a non-contact electromagnetic sensor.
Конструкци датчика приведена на фиг.З, где введены следующиеобозначени : 10 - металлическа пластина; 11 - контактна область, 12 - изол ционный материал: 13 - место нахождени вывода ЦИС; 14 - межвитковые соединени ; 15, 16 - точки подключени сигнала и корпуса, коаксиального кабел , соответственно.The design of the sensor is shown in Fig. 3, where the following designations are introduced: 10 — metal plate; 11 - contact area, 12 - insulating material: 13 - location of the output of the CIS; 14 - inter-turn connections; 15, 16 are the connection points of the signal and the housing, of the coaxial cable, respectively.
На фиг.З представлен датчик, состо щий из 3-х последовательно соединенных самозамыкающихс витков с межвитковы- ми соединени ми.Fig. 3 shows a sensor consisting of 3 series-connected self-closing coils with inter-turn connections.
Эквивалентна схема конструкции датчика представлена на фиг.4 где введены следующие обозначени - эквивалентслAn equivalent diagram of the design of the sensor is presented in figure 4 where the following notation is introduced - equivalent
сwith
на суммарна индуктивность датчика и ко- аксиала; Ск - эквивалентна емкость контура , состо ща из межвитковой емкости датчика и вносимой емкости кабел ; М - взаимна индукци между выводом ЦИС и индуктивностью датчика; Сев емкость св зи между выводом ЦИС и конструкцией датчика; R - активное сопротивление контура, определ ющее его добротность.the total inductance of the sensor and coaxial; Ck is the equivalent capacitance of the circuit, consisting of the inter-turn capacitance of the sensor and the insertion capacity of the cable; M is the mutual induction between the output of the CIS and the inductance of the sensor; Sowing the communication capacitance between the digital output terminal and the sensor structure; R is the active resistance of the circuit, determining its quality factor.
Схематичное представление датчика приведено на фиг.5. Така конструкци датчика выбрана исход из получени наибольшей емкости св зи Сев и следовательно, лучшего возбуждени контура ударного возбуждени , а также повышени помехозащищенности датчика котора обеспечиваетс выполнением услови :A schematic representation of the sensor is shown in Fig.5. This design of the sensor is selected on the basis of obtaining the highest communication capacitance Sev and, consequently, better excitation of the shock excitation circuit, as well as increasing the noise immunity of the sensor which is ensured by the fulfillment of the condition:
пар,steam
(1)где Спар - паразитна емкость св зи с другими токоведущими лини ми.(1) where Spar is the parasitic capacitance of communication with other current-carrying lines.
Схема расположени датчика относительно соседних выводов контролируемой ЦИС приведена на фиг.6, где введены следующие обозначени :The arrangement of the sensor relative to the adjacent terminals of the monitored digital relay is shown in Fig.6, where the following notation is introduced:
Ечпар - паразитна напр женность электрического пол 1;Echpar — parasitic electric field strength 1;
§2пар - паразитна напр женность электрического пол 2;§2pair - parasitic electric field strength 2;
Е - полезна напр женность электрического пол ;E is the useful electric field strength;
СПар1 - паразитна емкость св зи 1;Spar1 — parasitic coupling capacitance 1;
Спар2 - паразитна емкость св зи 2.Spar2 is a parasitic coupling capacitance 2.
Рассмотрим принцип работы датчика на примере контрол схем 133 серии. При переходе логического элемента из состо ни лог. 1, в лог. О (или наоборот) происходит изменение напр жени на контролируемом выводе ЦИС с 0,2В до 3В (или наоборот) за врем переключени , которое дл ЦИС 133 серии составл ет 25 не. При этом за счет емкости св зи происходит возбуждение контура ударного возбуждени , образованного элементами Ск, Lk, R на резонансной частотеConsider the principle of the sensor on the example of control circuits of the 133 series. When a logical element transitions from a log state. 1, in the log. About (or vice versa), the voltage at the monitored output of the CID changes from 0.2V to 3V (or vice versa) during the switching time, which for the CMS 133 series is 25 ns. In this case, due to the coupling capacitance, the shock excitation circuit is formed, which is formed by the elements Sk, Lk, R at the resonant frequency
2 VUCK-(2) 2 VUCK- (2)
Кроме того, при протекании тока по выводу ЦИС за счет взаимной индукции М происходит возбуждение контура, а также за счет излучени электромагнитной энергии выводом ЦИС. Скачок напр жени от 0,2В до 3В длительностью не имеет ширину спектра пор дкаIn addition, when current flows through the CSC terminal due to mutual induction M, the circuit is excited, as well as due to the emission of electromagnetic energy by the CSC terminal. A voltage jump of 0.2 V to 3 V in duration does not have a spectrum width of the order of
I ТсI tf
11
25-10 9 с25-10 9 s
40 мГц40 MHz
(3)(3)
Совокупность всех этих 3-х факторов приводит к ударному возбуждению контура, физические процессы в котором нос т характер апериодических колебаний (за счетThe combination of all these 3 factors leads to shock excitation of the circuit, the physical processes in which are aperiodic oscillations (due to
вли ни R), вид которых приведен на фиг.7, где введены следующие обозначени : Кцис напр жение на выходе ЦИС; Уд - напр жение на выходе датчика; t - врем ; ц, t2 - моменты времени, соответствующие началуthe influence of R), the form of which is shown in Fig. 7, where the following notation is introduced: Qcis voltage at the output of the CIS; Beat - voltage at the output of the sensor; t is time; C, t2 - time points corresponding to the beginning
формировани переднего и заднего фронтов импульса выходного напр жени ЦИС; соответственно.forming leading and trailing edges of the pulse of the output voltage of the CIS; respectively.
Анализиру вид апериодических колебаний контура однозначно можно определить и направление перехода логического элемента ЦИС с 0,2В до 3,0В (момент времени ti) или с 3,0 до 0,2В (момент времени t2), т.к. процессы при переходах имеют противофазный характер. Амплитудные характеристики колебаний не симметричны, так как различны времена переключении из лог,1 в лог,0 и наоборот, а также из-за несимметричного подключени коаксиала к контуру.By analyzing the type of aperiodic oscillations of the circuit, it is also possible to unambiguously determine the direction of the transition of the CIS logic element from 0.2V to 3.0V (time ti) or from 3.0 to 0.2V (time t2), because processes during transitions are of an antiphase nature. The amplitude characteristics of the oscillations are not symmetrical, since the switching times from log, 1 to log, 0 and vice versa are different, and also because of the asymmetric connection of the coaxial to the circuit.
При проведении эксперимента на логическом элементе 2И-НЕ (ЦИС 133ЛАЗ) датчиком вл лись три витка провода ПЭВ-2 00,21 вокруг вывода ЦИС. Измерени проводились с использованием осциллографаWhen conducting the experiment on the logical element 2I-NOT (CIS 133LAZ), the sensor was three turns of PEV-2 00.21 wire around the output of the CIS. The measurements were carried out using an oscilloscope.
С1-99 с коаксильным кабелем РК-75 и выходным сопротивлением 1 мОм. Эпюры напр жений , сн тых с осциллографа приведены на фотографии (фиг. 8), где развертка А - соответствует импульсу на выводе элемента 2ИНЕ , развертка Б - сигнал, снимаемый с датчика.C1-99 with RK-75 coaxial cable and an output resistance of 1 mOhm. Plots of the voltages taken from the oscilloscope are shown in the photograph (Fig. 8), where the sweep A corresponds to the pulse at the output of the 2INE element, and sweep B is the signal taken from the sensor.
Выбор датчика, состо щего из 3-х витков объ сн етс компромиссом между сложностью конструкции датчика и собственной резонансной частотой контура, т.к. увеличение числа витков приводит к увеличению , росту Ск и, следовательно, к уменьшению резонансной частоты fpS3 и снижению требований к широкополосностиThe choice of a sensor consisting of 3 turns is explained by a compromise between the complexity of the sensor design and the natural resonant frequency of the circuit, because an increase in the number of turns leads to an increase, increase in CK and, consequently, to a decrease in the resonant frequency fpS3 and a decrease in the requirements for broadband
и быстродействию последующих устройств. Переколебательный процесс контура ударного возбуждени при необходимости можно демпфировать, введением активного сопротивлени или уменьшением величины нагрузочного сопротивлени . В дальнейшем будем рассматривать глубоко демпфированный переколебательный процесс .and the speed of subsequent devices. The oscillation process of the shock excitation circuit can be damped if necessary by introducing an active resistance or by reducing the value of the load resistance. In the future, we will consider a deeply damped oscillatory process.
Выход электромагнитного датчика 1 вл етс входом широкополосного усилител 2, выход которого соединен со входом трех формирователей импульсов 3, 4, 5 выход первого формировател импульсов 3 и выход второго формировател импульсов 4 соединены со входом сумматора 6, выход которого и выход третьего формировател импульсов 5 вл ютс входом элемента запрета 7, выход которого соединен со входом четвертого формировател импульсов 8, первый выход которого соединен с S-входом RS-триггера 9, второй выход четвертого формировател импульсов 8 соединен с R-входом RS-триггера 9, пр мой выход которого 10 вл етс выходом устройства . Работа устройства бесконтактного диагностировани логических состо ний цифровых интегральных схем по сн етс на фиг.2.The output of the electromagnetic sensor 1 is the input of a broadband amplifier 2, the output of which is connected to the input of three pulse shapers 3, 4, 5, the output of the first pulse shaper 3 and the output of the second pulse shaper 4 are connected to the input of the adder 6, the output of which and the output of the third pulse shaper 5 are are the input of the inhibit element 7, the output of which is connected to the input of the fourth pulse shaper 8, the first output of which is connected to the S-input of the RS-trigger 9, the second output of the fourth pulse shaper 8 is connected and with the R-input of the RS-flip-flop 9, the direct output of which 10 is the output of the device. The operation of the non-contact diagnosis of logical states of digital integrated circuits is illustrated in Fig. 2.
Если в исходном состо нии выход ЦИС имеет высокий уровень, в момент времени ti происходит переход в состо ние низкого уровн UBX, данный переходный процесс производит ударное возбуждение датчика, в котором происходит переходный процесс ударного возбуждени (U). Наводимое в датчике 1 напр жение усиливаетс широкополосным усилителем 2 и подаетс на входы трех формирователей 3, 4, 5 импульсов. Первый формирователь импульсов 3 при достижении на его входе напр жени срабатывани (порог 1) вырабатывает импульс с задержкой гз длительности т. Длительность импульса выбираетс из услови If, in the initial state, the CIS output is at a high level, at the time ti, a transition to the low state UBX occurs, this transient produces shock excitation of the sensor, in which the transient shock excitation (U) takes place. The voltage induced in the sensor 1 is amplified by a broadband amplifier 2 and applied to the inputs of three pulse generators 3, 4, 5. The first pulse shaper 3, when the operating voltage is reached at its input (threshold 1), produces a pulse with a delay of rz of duration t. The pulse duration is selected from the condition
Тз + r. Tmin/2,Tk + r. Tmin / 2,
(4)(4)
где Tmin - минимально возможна длительность импульса дл устройства, в котором используетс ЦИС (иф1). Дл второго формировател импульсов 4 порогом срабатывани вл етс отрицательное напр жение (порог 2) и его срабатывание возможно при высокой добротности контура ударного возбуждени , по второй отрицательной полуволне контура. В этом случае на выходе второго формировател 4 также вырабатываетс импульс той же длительности (выбранный из тех же условий), по отрицательной пол рности. В этом случае на сумматор 6 поступают бипол рные импульсы, передние фронты которых сдвинуты на врем равное полупериоду колебаний контура ударного возбуждени . На выходе сумматора 6 по в тс два коротких разнопол рных импульса, сдвинутых на врем т. Третий формирователь 5 срабатывает в то же врем , что и первый формирователь 3, но вырабатывает импульс, задержанный на врем 1з2(11фз). Врем т.з2 и ТБ выбираетс из услови надежного накрывани второго импульса сумматора 6 дл его бланкировани . Импульсы с выхода сумматора б и третьего формировател 5 поступают на соответствующие входы элемента запрета,where Tmin is the smallest possible pulse width for a device in which the DSC is used (if1). For the second pulse shaper 4, the trigger threshold is a negative voltage (threshold 2) and it can be triggered when the Q-factor of the shock excitation circuit is high, along the second negative half-wave of the loop. In this case, at the output of the second driver 4, a pulse of the same duration (selected from the same conditions), in negative polarity, is also generated. In this case, bipolar pulses arrive at adder 6, the leading edges of which are shifted by a time equal to the half-period of the oscillations of the shock excitation circuit. At the output of adder 6, two short, bipolar pulses are shifted by time t. The third driver 5 is triggered at the same time as the first driver 3, but generates a pulse delayed by 1z2 (11fz). The time tz2 and TB are selected from the condition that the second pulse of the adder 6 is reliably covered for its blanking. The pulses from the output of the adder b and the third driver 5 are supplied to the corresponding inputs of the prohibition element,
где происходит бланкирование вторых по счету импульсов выхода сумматора 6 (Uc).where is the blanking of the second counting pulses of the output of the adder 6 (Uc).
Импульсы с выхода элемента запрета 7 поступают на четвертый формирователь импульсов 8, который в зависимости от пол рности импульсов на выходе ЦИС вырабатывает импульсы положительной пол рности на первом или на втором выходе, соответственно (, 1)ф42). ДлительностьThe pulses from the output of the inhibit element 7 are fed to the fourth pulse shaper 8, which, depending on the polarity of the pulses at the output of the CIS, generates pulses of positive polarity at the first or second output, respectively (, (1) f42). Duration
импульса выбираетс из услови pulse is selected from the condition
Тср Т4Tsr T4
TminTmin
(5)(5)
где тср - минимально возможна длительность импульса, при которой надежно срабатывает логический элемент.where tcp is the minimum possible pulse duration at which the logic element reliably operates.
Импульсы с выхода четвертого формировател подаютс на соответствующиеThe pulses from the output of the fourth driver are supplied to the corresponding
входы RS-триггера 9. Выход RS-триггера 9 повтор ет состо ние выхода контролируемой ЦИС с некоторой задержкой по времени t3, обусловленный задержкой срабатывани первого формировател импульсов 2 (или 3), четвертого формировател импульсов 8 и RS-триггера 9. Импульс с первого выхода формировател устанавливает RS-триггер 9 в 1 состо ние (). Процессы, протекающие в устройстве, приthe inputs of the RS-trigger 9. The output of the RS-trigger 9 repeats the state of the output of the monitored digital circuit with a certain delay in time t3, due to the delay in the operation of the first pulse shaper 2 (or 3), the fourth pulse shaper 8 and RS-trigger 9. The pulse from the first The driver output sets the RS trigger 9 to 1 state (). The processes taking place in the device, when
переходе напр жени на выходе ЦИС с низкого уровн в высокий аналогичны.the transition of the voltage at the output of the CIS from a low level to a high is similar.
Таким образом, устройство обеспечивает бесконтактное определение логического состо ни на контролируемом выходе ЦИС безThus, the device provides a non-contact determination of the logical state at a controlled output of the CIS without
нарушени защитного покрыти (лак) токове- дущих частей типового элемента замены, что свидетельствует о расширении функциональных возможностей устройства.violation of the protective coating (varnish) of the live parts of a typical replacement element, which indicates the expansion of the functionality of the device.
Технико-экономическа эффективностьFeasibility
достигаетс за счет использовани за вл емого устройства, обладающего более широкими функциональными возможност ми по сравнению с прототипом.achieved through the use of an inventive device having greater functionality than the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914904040A RU1827652C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914904040A RU1827652C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1827652C true RU1827652C (en) | 1993-07-15 |
Family
ID=21556467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914904040A RU1827652C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1827652C (en) |
-
1991
- 1991-01-22 RU SU914904040A patent/RU1827652C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1307404, кл. G 01 R 31/28, 1986. Авторское свидетельство СССР М: 1357889, кл. G 01 R 31/28, 1986. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6720816B2 (en) | Integratable circuit configuration for potential-free signal transmission | |
KR100666292B1 (en) | Magnetic sensor | |
JP6659566B2 (en) | Switch controller with verification circuit to improve noise immunity | |
SE445614B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR TRANSMISSION AND RECEPTION OF ELECTROMAGNETIC ALTERNATED AND RECEIVED PULSES OF ULTRA SOUND, PRIOR TO THE UNDERGRADUATE TESTING OF ELECTRICALLY CONDUCTIVE MATERIALS | |
JP3404018B2 (en) | Method and circuit for detecting primary switch status in an isolated DC / DC converter | |
TW580566B (en) | Method for detecting coil impedance, method and device for detecting object using same | |
RU2647706C2 (en) | Method of converting alternating current into direct current and related device | |
JP3955692B2 (en) | Inductive proximity switch | |
RU1827652C (en) | Device for contactless diagnosis of logical states of digital integrated circuits | |
US11476755B2 (en) | Circuit for servo-controlling the input impedance of an interface of a harvester | |
CN114585930A (en) | Fluxgate current transformer | |
TWI251979B (en) | Switching control circuit with variable switching frequency for primary-side-controlled power converters | |
US6819227B2 (en) | Acoustic signal generator, and method for generating an acoustic signal | |
CN109196315A (en) | Condenser type limit switch | |
US20100283321A1 (en) | Circuit for Controlling Power Supply to a Consumer and Method for Operating a Circuit | |
RU2489790C1 (en) | Thyristor control current pulse former | |
KR100463621B1 (en) | Vertical ramp wave generating circuit | |
JPS611273A (en) | Inverter circuit device with transformer | |
US5675275A (en) | Arrangement for the generation of a high-frequency needle pulse train and of an inverted needle pulse train | |
KR100205246B1 (en) | Oscillator | |
RU2194998C1 (en) | Device measuring direct current | |
SU1554087A1 (en) | Pulse shaper with frequency multiplication | |
CN109039324A (en) | Electrical power transmission system | |
CN117155158A (en) | Marks generator based on distributed common mode choke | |
JPS6231532B2 (en) |