SU1605238A1 - Устройство дл контрол цифровых блоков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  контрол  цифровых блоков. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  цифровых блоков. Устройство содержит генератор тестов, блок нагрузок, формирователь граничных уровней, два пороговых элемента, элемент И-НЕ, мультиплексор результата, аналоговый мультиплексор, формирователь граничных импульсных воздействий, элемент НЕ. С помощью устройства провер етс  динамическа  устойчивость контролируемого цифрового блока на помехоустойчивость за счет того, что входные сигналы на контролируемый блок со средним значением уровней лог."0" и лог."1" промодулированы импульсами с граничными значени ми уровней лог."0" и лог."1". В услови х реальной эксплуатации цифровых блоков уровни входных сигналов, как правило, соответствуют средним значени м, поэтому, если в результате контрол  входные элементы провер емого блока оказываютс  работоспособными при импульсных помехах, соответствующих наихудшим уровн м входных сигналов, это гарантирует их работоспособность во всем диапазоне уровней входных сигналов. Производитс  также измерение уровней выходных сигналов провер емого блока и отображение их на экране осциллографа совместно с их допусками, граничными уровн ми и состо нием сбо , что позвол ет быстро отыскать место неисправности. 1 з.п.ф-лы, 1 табл., 5 ил.

Description

:д

N5

X)

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  контрол  цифровых блоков.

Цель изобретени  - повьппение достоверности контрол  цифровых блоков за счет обеспечени  контрол  входными сигналами с дополнительными им- пульса -га, имеющими граничное значение амплитуды на входных контактах.

и проверки соответстви  логических

уровней.

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства дл  контрол  цифровых блоков; на фиг.2 - функциональна  схема формировател  граничных импульсных воздействий; на фиг.З - функциональна  схема генератора тестов; на фиг.4 - диаграмма уровней сигналов, подаваемых на вход прове10

р емого блока; на фиг.5 - отображение информации о провер емом блоке на экране осциллографа.

Устройство дл  контрол  цифровых блоков (фиг.1) содержит генератор 1 тестов, формирователь 2 граничных импульсных воздействий, контролируемый блок 3, блок 4 нагрузок, аналоговый мультиплексор 5, формирователь 6 граничных уровней, пороговые

элементы 7.и 8, элемент И-НЕ 9, элемент НЕ 10, мультиплексор 11 результата , элемент 12 смещени , аналоговьш мультиплексор 13, линии 14-28

св зей.

Формирователь 2 граничных импульсных тоздействий предназначен дл  последовательной модул ции всех входных сигналов воздействи  импульсами 20

с градичными значени ми уровней

25

30

Лог. О и Лог. 1 и содержит (фиг.2) цифровой мультиплексор 29, два ана- логовых мультиплексора 30 и 31, два операционных усилител  32 и 33, блок 34 шинных формирователей, группу 35 разделительных резисторов, два нагрузочных резистора 36 и 37, два фик- .сирующих диода 38 и 39, причем адресные входы всех мультиплексоров 29-31 соединены с входной шиной 40, линии 41-47 св зей.

Генератор 1 тестов предназначен дл  формировани  сигналов управлени  мультиплексорами,сигналов теста дл  подачи на вход контролируемого цифрового блока и формировани  эталонного сигнала и содержит (фиг.З) генератор 48 импульсов, счетчики 49-51, блок 52 формировани  эталонных тестов (например, ПЗУ), мультиплексор 53, Блок 4 нагрузок служит дл  задани  токовой нагрузки на выходные сигналы провер емого блока и содержит набор резисторов.

Формирователь 6 граничных уровней формирует два пороговых уровн : гра- ничное значение Лог. 1 и Лог.О или два пороговых уровн , соответствующие верхней границе допуска и ниж- ней границе допуска на сигнал, и содержит источник -опорного напр жени , делители напр жени , аналоговый муль- типлексор, управл емый сигналом на линии 15. Пороговые элементы 7 и 8 представл ют собой компараторы.

Элемент 12 смещени   вл етс  аналоговым сумматором, выполненньм на трех резисторах. Стандартшлй логиче15

35

40

45

55

10

20

25

30

2) -

3 ,   й - ву , ь-

6052384

ский сигнал Сбой с выхода мультиплексора 11 суммируетс  в элементе 12 смещени  с посто нной составл ющей напр жени  дл  вывода этого сигнала на экране осциллографа (не показан ) за уровни стандартных цифровых сигналов.

Устройство работает следующим образом .

Информационна  часть слова из генератора 1 тестов через формирователь 2 граничных импульсных воздействий , который производит импульсную модул цию этих сигналов, по линии 17 поступает на входы контролируемого цифрового блока 3. Контроль выходных сигналов с блока 3 может производитьс  в двух режимах. Первый - уровней и временного соответстви  стандартных сигналов Лог. 1 и Лог. О. Второй - когда уровень выходного сигнала должен соответствовать определенным допускам на его величину.Ее- , ли уровень напр жени  находитс  в пределах допуска, этот сигнал прини15

35

40

45

55

маетс  за состо ние Лог. 1, если он не укладьшаетс  в пределы допуска, сигнал принимаетс  за состо ние Лог. О . Такие режимы проверки требуютс  дл  контрол  блоков, имеющих логические стандартные выходные сигналы и сигналы управлени  электродвигател ми , например дл  проверки комбинированного блока дл  управлени  работой накопител  на гибком магнитном диске.

Рассмотрим работу при контроле выходных сигналов,например,дл  первого выходного сигнала. Выходной сигнал с блока 3 через аналоговьй мультиплексор 5 поступает на инверсный вход порогового элемента 7 и пр мой вход порогового элемента 8, на другие входы по лини м 21 и 22 пороговых элементов 7 и 8 поступают граничные уровни напр жений с формировател ми 6 граничных уровней. Пороговые элементы 7 и 8, элемент И-НЕ 9, элемент НЕ 10 и мультиплексор 11 производ т анализ уровней выходного сигнала и его информационной и временной достоверности.

Когда лини  15 установитс  в состо ние Jior. 1, устройство переключаетс  во второй режим работы. В этом случае уровень выходного сигнала блока 3 должен находитьс  в пределах определенных допусков на его

5

величину. Формирователь 6 граничных уровней формирует уровни допусков на контролируемый сигнал, причем на линии 21 формируетс  максимальный Цд граничный уровень, на линии 22 - минимальный Цд граничный уровень напр жени . Мультиплексор 11 переключаетс  на работу с выходами элементов И-НЕ 9 и НЕ 10. Генератор 1 тестов в этом режиме работы вьщает на линии 20 сигнал Лог. 1, если в даный момент времени выходной сигнал должен находитьс  в пределах уровней напр жени , установленных формирователем 6 граничных уровней, и выдает сигнал Лог. О, если в данный момент времени выходной сигнал с провер емого блока должен находитс  за пределами уровней напр жени  допусков. Например, выходной контролируемый транзистор в данный момент закрыт. Контроль сигналов, укладывающихс  в определенные допуски, требуетс  при проверке работы транзисторов , имеющих нагрузку в эмиттере и коллекторе, например,при управлении мостовыми ключевыми транзисторными схемами дл  привода электродвигателей .

Дл  диагностики места неисправности , вызывающей сбой в работе блока 3, формируютс  четыре сигнала: уровень выходного сигнала с контролируемого блока на линии 19, верхний граничный уровень на линии 21, нижний граничный уровень на линии 22 и сигнал сбо , смещенный элементом 12 смещени  вьше уровн  логических сигналов, поступающих на входы аналогового мультиплексора 13 и с линии 28 подаютс  на вход Y осциллографа . Синхронизаци  осциллографа осуществл етс  от сигнала на линии 15 (не показано). На экране осциллографа отображаетс  состо ние всех выходных сигналов с контролируемого блока (фиг.5). По оси времени X отложены номера выходов блока 3 в пор дке их коммутации аналоговым мультиплексором 5, по оси Y - уровни четырех сигналов: выходные сигналы на линии 19, граничньй зфовень сигнала Лог. 1 и верхний уровень допуска на линии 21, граничный уровень сигнала Лог. О и нижний уровень допуска на линии 22, сигнал 54 сбо . Выходы блока 3, отображенные на фиг.5 с первого по п-й,соот052386

ветствуют логическим сигналам и с п+1 по m - сигналам, контролируемым по допускам, выходы п+1, п+3, п+5 - с эмиттерные выходы с транзисторов,вы- ходы п+2, п+4, п+6 - коллекторные.

Возможные неисправности провер емого блока сведены в таблицу.

10 Формирователь граничных импульсных воздействий работает следующим образом. Информационна  часть слова теста проверки поступает с генератора 1 теста по линии 41 на информа 5 ционные входы мультиплексора 29 и на входы блока 34, а с их выходов сигналы воздействи  через группу 35 резисторов поступают на линию 42 и на входы аналоговых мультиплексоров

20 30 и 31. Мультиплексор 29, операционные усилители 32 и 33 и аналоговые мультиплексоры 30 и 31 образуют схему формировани  сигналов воздействи  в соответствии с граничны25 ми параметрами и myльcoв Лог. О и Лог. 1 (фиг.4), имитирующ11х импульсные помехи.

Учитыва , что все каналы входных сигналов поочередно подключаютс 

30 мультиплексорами 29-31 к схеме формировани  сигналов воздействи , рассмотрим работу схемы на примере одного канала, например первого.

Если на первый входной контакт провер емого блока подаетс  сигнал Лог. О, тогда с выхода мультиплексора 29 на пр мой вход операционного усилител  32 приходит сигнал

40

Лог. О, а на инверсньй вход поступает пороговый уровень U., , равный

1,5 В. На выходе операционного усилител  32 по вл етс  отрицательный Зфовень напр жени , через резистор 36 открьгоаетс  диод 39 и по поро- - говому уровню , фиксирует пр мой вход операционного усилител  33 на 0,4 В. Через аналоговьм мультиплексор 30 на инверсный вход операционного усилител  33 поступает уровень сигнала Лог. О, сформированный блоком 34, в результате сравнени  опорного напр жени  и сигналов Лог. О, операционный усилитель 33 формирует сигнал положительной . или отрицательной пол рности, в результате чего через резистор 37 будет протекать ток, который, проход  через аналоговый мультиплексор 31, на пезисторе группы 35 создает -па50

дение напр жени , и входной сигнал стабилизируетс  на уровне 0,4 В (фиг.4). Ток стабилизации, поступающий в цепь воздействи  с аналогового мультиплексора 31, компенсирует изменение входного сопротивлени  входа провер емого блока в пределах от 150 до 10 кОм.

С целью исключени  погрешности измерени  уровн  сигнала воздействи  на шине 42 за счет падени  напр жени  на внутреннем сопротивлении аналогового мультиплексора 31 от про ход щего через него, тока стабилизации входные и выходные сигналы стаби лиз ации разделены через разные аналоговые мультиплексоры 30 и 31.

Аналогично происходит формирование граничных значений сигнала Лог. 1. На пр мой вход операционного усилител  32 в этом случае поступает уровень сигнала Лог. 1, на выходе операционного усилител  32 по вл етс  высокий уровень напр жени , которьй через резистор 36 и диод 38 фиксирует напр жение на пр мом входе операционного усилител  33 на уровне порогового значени  Лог. 1 (2,4 В). Далее цепь стаби- лизаии .работает аналогично формированию граничного значени  Лог. О (фиг.4).

Claims (2)

1. Устройство дл  контрол  цифровых блоков, содержащее генератор тестов, элемент И-НЕ, блок нагрузок, формирователь граничных уровней,два пороговых элемента, причем входы блока нагрузок  вл ютс  входами устройства дл  подключени  к выходам контролируемого блока, выходы формировател  граничных уровней соединены с пр мым входом первого порогового элемента и инверсным входом второго порогового элемента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , устройство содержит формирователь граничных импульсных воздействий, мультиплексор результата, аналоговый мультиплексор, элемент НЕ, причем адресный выход генератора тестов соединен с адресным входом аналогового мультиплексора, с адресным входом формировател  граничных импульс- -

0

15

605238

ных воздействий, старший разр д ад- ресного выхода генератора тестов соединен с входом формировател  гра- ничных уровней и с первым адресным входом мультиплексора результата, информационный выход генератора тестов соединен с информационным входом формировател  граничных импульсных воздействий, выход которого  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к входу контролируемого блока, информационный вход аналогово- гр мультиплексора  вл етс  входом устройства дл  подключени  к выходу контролируемого блока, выход аналогового мультиплексора соединен с инверсным входом первого и пр мым входом второго пороговых элементов, выход эталонного сигнала генератора тестов соединен с вторым адресным входом мультиплексора результата,выходы первого и второго пороговых элементов соединены с первым и вторым входами элемента И-НЕ и первым, вторым информационными входами мультиплексора результата, выход элемента И-НЕ соединен с третьим информационным входом мультиплексора результата и через элемент НЕ - с четвертым информационным входом мультиплексора результата, выход которого  вл етс  выходом результата контрол  устройства .

2. Устройство по П.1, о т л и 20

25

30

, в 35

40

45

50

55

чающеес  тем, что формиро- в атель граничных импульсных воздействий содержит цифровой мультиплексор , два аналоговых мультиплексора, два операционных усилител , блок шинных формирователей, группу разделительных резисторов, два нагрузочных резистора и два фиксирующих диода , причем адресные входы всех мультиплекс оров соединены с адресным входом формировател , информацион- ньй вход цифрового мультиплексора и вход блока шинных формирователей соединены с информационным входом формировател , выходы блока шинных формирователей через группу разделительных резисторов соединены с информационными входами первого аналогового мультиплексора, с выходами второго аналогового мультиплексора и с выходом формировател , выход цифрового мультиплексора соединен с пр мым входом первого операционного усилител , инверсный вход которого соединен с первым источником порогового уровн  напр жени , а выход через первый нагрузочный резистор соединен с катодом первого и анодом второго фиксирую1цих диодов и пр мым входом второго операционного усилител , инверсный вход которого соединен с выходом первого аналогового

мультиплексора, выход второго операционного усилител  через второй нагрузочный резистор соединен с информационным входом второго аналогового мультиплексора, анод первого и катод второго фиксирующих диодов соединены с вторым и третьим источниками пороговых уровней напр жени .

и

Т Г

;7J L

Фиг,2

л

ОГ23п123п123п

Фиг.

R

Фаг. 5