DE2527859C2 - Überwachungseinrichtung für einen integrierten Schaltkreis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für einen integrierten Schaltkreis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Tendenz in der neueren Elektronik, insbesondere in der Unterhaliungselektronik, geht dahin, diskrete Bauteile möglichst weitgehend durch integrierte Schaltkreise zu ersetzen. Die verbleibenden, nicht integrierbaren Bauteile sind passive Bauelemente, die sich im allgemeinen durch eine hohe Zuverlässigkeit auszeichnen.

Eine Fehlerursache in komplexen Schaltungen bietet daher in zunehmendem Maße das Problem der Prüfung der Funktionsfähigkeit von integrierten Schaltkreisen.

In dieser Weise mit Leuchtdioden versehene Digitalschaltungen weisen einige Nachteile auf.

So sind zum Aufbau derartiger Digitalschaltungen zusätzliche umfangreiche Entwicklungsarbeiten erforderlich.

Ferner lassen sich übliche meist in Moduibauweise auf genormten steckbaren Platinen angeordnete Digitalschaltungen nur unter großen Schwierigkeiten mit Leuchtdioden zur Störungsanzeige versehen, da auf den Platinen von den Herstellern genormter Digitalschaltungen serienmäßig keine Lötanschlüsse für Leuchtdioden vorgesehen werden und darüber hinaus üblicherweise weder an den in Modulbauweise auf genormten steckbaren Platinen angeordneten Digitalschaltungen noch in den Aufnahmegestellen für die steckbaren Platinen Halteelemente zur sichtbaren Anordnung der Leuchtdioden vorgesehen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. Schaltungen, die von einem integrierten Schaltkreis, der über eine Treiberstufe mit einer Leuchtdiode verbunden ist. die durch ein mit einem Nutzsignal des integrierten Schaltkreises korreliertes und von der Treiberstufe verstärktes Signal zur Lichtemission angeregt wird, so zu verbessern, daß eine einfache und zuverlässige Funktionsanzeige und Anzeige von Störungen der Schaltung möglich ist. ohne daß hierzu eine aufwendige zusätzliche Entwicklung für jede spezielle Schaltung erforderlich ist und ohne daß dazu zusätzliche und teure Bauteile erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gflöst, daß die Leuchtdiode und die Treiberstufe auf dem Chip des integrierten Schaltkreises angeordnet werden.

Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik liegen insbesondere darin, daß der Anwender derart ausgebildeter integrierter Schaltkreise bereits vom Hersteller integrierte Schaltkreise erhält, die eine integrierte Funktionsanzeige bzw. eine integrierte Störungsanzeige aufweisen, so daß er beim Aufbau einer größeren und komplizierteren Schaltung mit erfindungsgemäßen integrierten Schaltkreisen keine Entwicklungsarbeit mehr auf die Funktionsanzeige oder die Störungsanzeige zu verwenden braucht.

Ferner verteuern sich erfindungsgemäß ausgebildete integrierte Schaltkreise gegenüber herkömmlich aufgebauten integrierten Schaltkreisen nicht.

Darüber hinaus ergibt sich bei einer crfindungsgemii-

Ben integrierten Schaltung gegenüber einer herkömmlichen integrierten Schaltung der wesentliche Vorteil, daß es durch die Anordnung der Leuchtdiode und der Treiberstufe auf dem Chip des integrierten Schaltkreises möglich ist. die Treiberstufe und die Leuchtdiode mit einer internen Schnittstelle des integrierten Schaltkreises zu verbinden, die über die äußeren Anschlüsse des integrierten Schaltkreises nicht zugänglich ist. so daß sich Möglichkeitei; einer zuverlässigen Funktionsanzeige und Störungsanzeige ergeben, die bei herkömmlichen integrierten Schallkreisen nicht gegeben sind.

Die LmteransprOche beziehen sich auf besondere Ausfühningsarten des Gegenstandes des Anspruchs 1. Die Erfindung soll im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen integrierten Schaltkreis mit einer in seinem Gehäuse angeordneten Leuchtdiode, der eine Anzeigespannung aus einer mit der Betriebsspannung des integrierten Schaltkreises verbundenen Treiberstufe zugeführt wird.

Fig.2 einen integrierten Schaltkreis mit Liner in seinem Gehäuse angeordneten Leuchtdiode. d>e ihre Anzeigespannung über eine Trenn- und eine Treiberstufe aus einem Nutzsignal des integrierten Schaltkreises erhält

Der in F i g. 1 dargestellte integrierte Schaltkreis 1 besteht aus einem Nutzsignalkreis Z der schematisch mit drei Klemmen verbunden ist, einer Klemme für ein Eingangssignal U^_n, einer Klemme für ein Ausgangssignal Uius und einer Klemme für eine Betriebsspannung Ub. Der Nutzsignalkreis 2 mit seinen Klemmen stellt den Inhalt eines heute üblichen integrierten Schaltkreises dar.

Gemäß der Erfindung ist nun die Betriebsspannungszuleitung mit einer Meßstufe 3 verbunden, an die sich eine Treiberstufe 4 anschließt. An die Treiberstufe 4 wiederum schließt sich eine Leuchtdiode 5 an, die ebenfalls auf dem Chip des integrierten Schaltkreises angeordnet ist und deren zweite Elektrode mit Masse verbunden ist. Die Meßstufe 3 kann z. B. so ausgelegt sein, daß der Wert der Betriebsspannung Ub gemessen wird. Wenn sich eine Störung in dem Nutzsignalkreis 2 so äußert, daß die Betriebsspannung Ub sich verändert, kann diese Betriebsspannungsänderung in der Meßstufe 3 festgestellt und ein spezifisches Ausgangssignal an die Treiberstufe 4 abgegeben werden. Die Treiberstufe 4 erzeugt daraufhin an ihrem Ausgang eine derartige Spannung, daß die Schwellspannung der Leuchtdiode 5 überwunden wird, und ein S»rom durch die Leuchtdiode 5 nach Masse abfließt, so daß die Leuchtdiode 5 aufleuchtet.

Ebenso ist es möglich, die Meßstufe 3 und die Treiberstufe 4 so auszulegen, daß ein Strom durch die Leuchtdiode fließt, wenn die Funktion des integrierten Schaltkreises 1 ungestört ist.

Die Meßstufe 3 kann auch dafür vorgesehen sein, die

Stromaufnahme des Nutzsignalkreises 2 zu messen. Im einfachsten Fall ist dies durch einen Meßwiderstand möglich. Bei einer abnormen Stromaufnahme infolge einer Störung kann die Leuchtdiode 5 über die Treiberstufe 4 zum Erleuchten oder Verlöschen gebracht werden.

Der in F i g. 2 dargestellte integrierte Schaltkreis 11 besteht ebenfalls aus einem Nutzsignalkreis IZ der drei Klemmen für ein Eingangssignal Ud* für ein Ausgangssignal Li_11n und für die Betriebsspannung Ub aufweist. An den Ausgang des Nulzsignalkreises 12 ist innerhalb des integrierten Schaltkreises 11 eine Trennstufe 13 und eine Treiberstufe 14 angeschlossen. Die Treiberstufe 14 ist mit einer Leuchtdiode 15 verbunden, die ebenfalls auf dem Chip des integrierten Schaltkreises angeordnet ist und deren zweite Elektrode mit Masse verbunden ist. Im Gegensatz zu dem in Fi g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird hier das die Störung anzeigende Signal nicht aus abnormen Veränderungen der Betriebsspannung, sondern aus dem Nutzsignal se''jst hergeleitet Über die Trcnnstufc 13 wird das Nuitsigns! der Treiberstufe 14 zugeführt. Dort wird es verstärkt und zum Betrieb der Leuchtdiode 15 verwendet Gegebenenfalls kann in der Trennstufe 13 oder in der Treibersti!^fe 14 eine Gleichrichteranordnung vorgesehen werden. Die Gleichrichteranordnung ist jedoch auch bei Nutzsignalen, die Wechselstromsignale sind, nicht immer erforderlich, da die Leuchtdioden auch mit Wechselstrom betrieben werden können. Die Trennstufe 13 ermöglicht die Verstärkung des Nutzsignals und Verwendung zum Betrieb der Leuchtdiode 15, ohne daß dabei eine Rückwirkung auf das Nutzsignal selbst erfolgt. Als Trennstufen 13 sind z. B. ein Transistor in Basisschaltung oder ein Feldeffekttransistor in üblicher Beschallung denkbar. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Nutzsignal durch einen monostabilen Multivibrator zu digitalisieren und so der Treiberstufe 14 zuzuführen. In vielen integrierten Schaltkreiser, ist eine Störung daran erkennbar, daß der Nutzsignalpegel unter einem bestimmten Wert absinkt. In einem solchen Fall is· die Trennstufe 13 vorteilhafterweise mit einem schwellwertabhängigen Bauelement ausgestattet

Es ist klar, daß nicht in jedem Fall das Nutzrignal am Ausgang des Nutzsignalkreises 12 gemessen werden muß, sondern es sind in den meisten Fällen andere sinnvolle Meßpunkte für das Nutzsignal vorhanden, an die die Leuchtdiode 15 über die Trennstufe 13 und die Treiberstufe 14 angeschlossen werden kann.

Bei geeigneter Auslegung können in manchen Anwendungsfällen die Trennstufe 13 und die Treiberstufe 14 zu einer Stufe vereinigt werden.

Wenn der Chip in ein Gehäuse eingebaut ist, muß das Gehäus° rine lichtdurchlässige Öffnung aufweisen oder aus transparentem Kunststoff bestehen, damit das Erleuchten oder das Verlöschen des Leuchtclementes von außen sichtbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Überwachungseinrichtung für einen integrierten Schaltkreis, der über eine Treiberstufe mit einer Leuchtdiode verbunden ist, die durch ein mit einem Nutzsignal des integrierten Schaltkreises korreliertes und von der Treiberstufe verstärktes Signal zur Lichtemission angeregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (5, 15) und die Treiberstufe (4,14) auf dem Chip des integrierten Schaltkreises (1,11) angeordnet sind

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Nutzsignal korrelierte Signal aus der Größe der Stromaufnahme des integrierten Schaltkreises (1, 11) gebildet isL

3. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Nutzsignal korrelierte Signal aus dem Spannungswert an einem Betriebsspannungseingang des integrierten Schaltkreises (J, Ii) erzeugt ist.

4. Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Steuersignal für die Treiberstufe (4, 14) durch das Nutzsignal des integrierten Schaltkreises (1, 11) gebildet ist.

5. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignal auf eine Trennstufe (13) geleitet ist, an deren Ausgang ein dem Nutzsi£ .al proportionales Signal entsteht, das mit geringer Rückwirkung auf das Nutzsignal auswertbar is;.

6. Überwachungseinricntune· nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe (13) aus einem Transistor in Basisschaltung besteht.

7. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe (13) durch einen Feldeffekttransistor gebildet ist.

8. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator als Trennstufe (13) dient.

9. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstufe (13) ein schwellwertabhängiges Bauelement enthält.

10. Überwachungseinrichtung nach einem der Anspräche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis (1, II) ein so ausgebildetes Gehäuse aufweist, daß die Lichtemission des Leuchtelementes (5, 15) außerhalb des integrierten Schaltkreises (1, U) sichtbar ist.

.-ο

Die bisherigen Prüfverfahren, in denen lediglich extern die Stromaufnahme oder die Betriebsspannung des integrierten Schaltkreises gemessen wurde, sind sehr aufwendig, da mit den Meßinstrumenten jeder einzelne integrierte Schaltkreis untersucht werden muß.

Aus der US-PS 35 90 378 ist zur Erleichterung der Fehlersuche bekannt, zusätzlich zu jedem integrierten Schaltkreis auf dessen Substrat noch einen weiteren integrierten Hilfsschaltkreis mit einem Speicher vorzusehen, an dem nach einer Fehifunktion des ursprünglichen Schaltkreises ein Fehlersignal abgreifbar ist.

Aus »Funk-Technik«. 1974, Nummer 8. Seite 282 und 284 ist es andererseits bekannt, bereits beim Entwurf von umfangreicheren Digitalschaltungen an geeigneten .Stellen festeingelötete Leuchtdioden als Störungsanzeigen für diese Digitalschaltungen vorzusehen. Aus der genannten Entgegenhaltung ist es ferner bekannt, hierzu die Ausgänge von integrierten Schaltungen über Treiberstufen mit den Leuchtdioden zu verbinden, um einer Überlastung der Ausgänge durch die Leuchtdi-