SU1335919A1 - Устройство дл контрол тока потреблени КМОП-микросхем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к средствам контрол  электронных узлов приборов времени, в частности к устройствам дл  контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем, и может быть использовано в часовой промышленности.Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  КМОП-микросхем - достигаетс  путем вы влени  неисправности , св занной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы , не вы вленного другими средствами контрол . Дл  этого в устрой- ство введены два ждущих мультивибратора 15 и 16, второй элемент И 17 и блок 6 управлени . Кроме того, устройство содержит источник 1 питани , генератор 2 импульсов, ключи 3 и 4, блок 5 дл  подключени  контролируемой КМОП-схемы, RS-триггер 7, элемент И 8, индикаторы 9 и 10, шину 11 сигнала окончани  контрол , резистор 12, формирователь 13 импульсов и селектор 14 импульсов по длительности. 6 ил. i (Л С 00 00 01 со и- со Риг.

Description

Изобретение относитс  к средствам крнтрол  электронных узлов приборов временила именно к устройствам контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем, и может быть использовано в часовой промышленности.

Цель, изобретени  - повьппение достоверности контрол  КМОП-микросхем. путем вы влени  неисправности, св - .занной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы , не вы вленных другими средствами контрол .

i На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем, на фиг. 2 - функциональна .схема блока управлени ; на фиг. 3 -и А - соответственно функциональные схемы формировател  импульсов и селектора импульсов по длительности, на фиг.5 - временные диаграммы, по сн ющие работу блока управлени , на фиг. 6 - временные диаграммы, по сн ющие ра- боту устройства в целом.

Устройство дл  контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем содержит источник 1 питани , генератор сов, ключи 3 и 4, блок 5 дл  подключени  контролируемой КМОП-микросхемы, блок 6 управлени , RS-триггер 7,элемент И 8,. индикаторы 9 и 10, шину 11 сигнала окончани  контрол , резистор 12, формирователь 13 импульсов, селектор 14 импульсов по длительности, ждущие мультивибраторы 15 и 16, элемент И 17.

Источник 1 питани  и генератор 2 импульсов через ключи 3 и 4 соединены с блоком 5 дл  подключени  контролируемой КМОП-микросхемы, два выхода которого соединены с входами блока 6 управлени , один выход которого соединен с R-входом триггера 7, выходы которого соединены с индикаторами 9 и 10, пр мой - с индикатором 9, а инверсный - с индикатором 10 через элемент И 8, второй вькод блока 6 управлени  шиной 11 сигнала окончани  контрол  соединен с вторым входом элемента И 8. Блок 5 соединен через резистор 12 с общей шиной и с входом формировател  13 импульсов, .выход которого соединен с входом селектора 14 импульсов по длительности, вькод которого соединен с последовательно соединенными ждущими мультивибраторами 15 и 16 и входом элемента И 17, второй вход которого соединен с выходом блока 6 управлени -, а

с третий вход- с выходом мультивибратора 16. Выход элемента И 17 соединен с S-входом триггера 7.

Блок 6 управлени  (фиг. 2) содержит вход 18, первый элемент ИЛИ 19,

10 формирователь 20 сигнала начальной установки, второй элемент ИЛИ 21, триггер 22, первый выход 23 блока, второй и третий входы 24 и 25, согласующие усилители 26 и 27, триг15 геры 28 и 29, элемент И-ШШ 30, триггеры 31 и 32 второй, третий и четвертый выходы 33, 34 и 35 соответственно .

Формирователь 13 импульсов (фиг.З)

20. содержит вход 36, усилитель 37, конденсатор 38, резистор 39, компаратор 40, выход 41..

Селектор 14 импульсов по длительности содержит вход 42,.диод 43, ре25 зисторы 44 и 45, подстроечный резистор 46, конденсатор 47, компаратор 48, выход 49,

Устройство дл  контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем работает сле- 2 импуль- 30 дующим образом.

Контроль объекта начинаетс  по сигналу Пуск (фиг. 5,Я), устанавлива  триггер 22 в единичное состо - , ние (фиг. 5,сО ,

35 Импульсы тока потреблени  выдел ютс  на резисторе 12 и поступают на входы 36 формировател  13, а.следовательно , на вход усилител  37 к на компаратор 40, формирующий из импуль40 сов тока потреблени  пр моугольные импульсы. Выходной сигнал компаратора 40 поступает на выход 41 формировател  13 импульсов и далее на вход 42 селектора 14 импульсов. У последнего

45 посто нна  времени зар да конденсатора 47 с помощью подстроечного резистора 46 установлена с таким расчетом, чтобы компаратор 48 срабатывал в том случае, если длительность импульса,

50 поступающего с выхода формировател 

13 импульсов, превышает 10 мкс. Если :в контролируемой микросхеме токи утечки отсутствуют, то на резисторе 12 формируютс  импульсы напр жени ,

55 форма которых соответствует форме тока , протекающего в моменты переключени  элементов микросхемы входных инверторов , триггеров, элементов ИЛИ- НЕ, выходных инверторов. Эти импульсы

10

15

25

31335919

поступают на вход формировател  13 импульсов, где усиливаютс  усилителем 37, после чего компаратором 40 форма импульсов преобразуетс  в пр моугольную .

Выходной сигнал формировател  13 в момент формировани  импульса показан на фиг. 6,а. Наибольшую длительность и амплитуду имеет импульс сквозного тока выходного инвертора в момент формировани  переднего фронта выходного импульса. Поэтому сигнал на выходе селектора 14 по витс  только в момент формировани  переднего фронта выходного импульса (фиг. 6,Г) с задержкой переднего фронта сигнала относительно . переднего фронта выходного импульса формировател  13 импульсов на 10

са, поступающего с выхода селектора 14 импульсов, осуществл етс  запуск ждущего мультивибратора 15. В свою очередь по заднему фронту выходного импульса ждущего мультивибратора 15 (фиг. 6, в) осуществл етс  запуск ждущего мультивибратора 16, выходной сигнал которого (фиг. 6,3) открывает элемент И 17 по второму входу. Однако элемент И 17 закрыт выходным сигналом селектора 14 импульсов, поскольку в этот момент длительность импульсов, поступающих на вход селектора 14 импульсов , не превышает порога его срабатывани , т.е. 10 МКС. Длительность выходного импульса ждущего мультивибратора 15 выбираетс  несколько больше величины максимально допустимой длительности сквозного тока выходных инверторов микросхемы. Длительность импульса ждущего мультивибратора 16 может достигать нескольких микросекунд .(на фиг. 6,1 длительность выходного импульса ждущего мультивибратора 16 равна примерно 31 тс при частоте генератора 2 импульсов равной 32768 Гц).

Таким образом, в случае отсутстви  в контролируемом объекте токов утечки на выходе элемента И 17 выходной импульс не формируетс , так как отсутствует выходной сигнал на выходе селектора 14 импульсов при наличии разрешающего импульса с выхода ждущего iмультивибратора 16 и,, наоборот, если на выходе селектора 14 импульсов формируетс  импульс, обусловленный сквозным током инвертора при формировании на одном из выходов-микро30

схемы выходного импульса, то элемент И 17 закрыт выходным сигналом ждущего мультивибратора 16, поскольку соответствующим образом выбираетс  длительность выходного импульса ждущего мультивибратора. В этом случае триггер 7 остаетс  в состо нии нул  (фиг. 6,а) до окончани  контрол , т.е. до поступлени  второго импульса с выхода элемента И-ИЛИ 30.

Если в контролируемой микросхеме имеетс  ток утечи, обусловленный входным инвертором, то длительность и период следовани  выходных импульсов формировател  13 импульсов будет определ тьс  параметрами импульсов генераторы 2 (фиг. 6,€). При частоте генератора 2 32768 Гц и скважности МКС. По переднему фронту импуль-20 импульсов, равной 2, длительность

импульсов тока,утечки составит примерно 15 МКС.

Таким образом, на выходе селектора 14 по витс  последовательность импульсов с периодом, равным периоду генератора 2, и с длительностью, оп- , редел емой посто нной времени зар да.: и разр да конденсатора 47 селектора 14 импульсов (фиг. 6,0 . По переднему фронту выходного импульса селектора 14 импульсов произойдет запуск ждущего мультивибратора 35 (фиг.6,). В свою очередь по заднему фронту выходного импульса ждущего мультивибратора 15 срабатывает ждзгщий мультивибратор 16 (фиг. 6,г). Наличие на выходе ждущего мультивибратора 16 разрешающего потенциала приведет к тому, что на выходе элемента И 17

40 формируетс  последовательность импульсов с выхода селектора импульсов (фиг. 6,к), что приводит к срабатыванию триггера 7 (фиг.6, ) и, как следствие, к срабатыванию инди45 катора 9, в качестве которого может быть использован, например, свето- диод, что свидетельствует о наличии в контролируемом объекте токов утечки .

50 Если длительность и период следовани  импульсов тока утечки отличаютс  от рассмотренного случа  и имеют большую величину, то работа устройства происходит аналогично рассмот55 ренному случаю, .

Контроль объекта заканчиваетс  после поступлени  второго импульса с выхода о.бъекта на вход согласующего усилител  27, выходной сигнал ко35

10

15

20

25

30

35

торого (фиг.,5), проход  через эле- И-ИЛИ 30, осуществл ет запись единицы в триггер 32. При этом высокий потенциал с единичного выхода р. триггера 32 поступает через элемент ИЛИ 21 на R-вход Триггера 22 и на .третий выход 33 блока 6 управлени , осуществл   возврат в исходное состо ние триггера 22. Высокий потенци- ю

ал с инверсного выхода триггера 22 поступает на R-входы триггеров 28,- 29 и 31, возвраща  в исходное состо ние триггер 28 (фиг. 5j) и триггер 31 (фиг. 5,е). Одновременно низкий 15 потенциал с единичного выхода триггера 22 поступает на четвертый выход 34 блока 6 управлени  и, следовательно , на управл ющие входы ключей 3 и 4 и переводит последнюю в непрово- 20 д щее состо ние, отключа  контролируемый объект от генератора 2 и источника 1. При этом на выходах согласующих усилителей 26 и 27 устанавливаютс  потенциалы низкого уровн  25 (фиг.5,и,2,) .Наличие на выходе 33 блока

6 управлени  высокого потенциала с единичного выхода триггера 32 привоит к по влению данного сигнала на шине 11 сигнала окончани  контрол . 30 , следовательно, на выходе элемен.- та И 8.

Если в контролируемом объекте токи утечки не обнаружены, т.е. если триггер 7 осталс  в нулевом состо нии, gg то на второй вход элемента И 8 поступает высокий потенциал; Наличие на шине 11 высокого потенциала приводит к по влению сигнала на выходе элемента И 8 и, следовательно, к срабаты- 40 ванию индикатора 10. Одновременно с по влением высокого потенциала на шине 11 на выходе 34 блока 6 управлени  по вл етс  низкий потенциал, закрывающий элемент И 17, тем самым 45 предотвраща  ложное срабатывание триггера 7 при выключении питани  - контролируемого объекта. Высокий потенциал на шине 11 присутствует либо до поступлени  импульса с выхода фор- о мировател  20 сигнала начальной ус19 б

тановки, либо до поступлени  сигнала Пуск, при поступлении которого цикл работы устройства повтор етс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  тока потреблени  КМОП-микросхем, содержащее генератор, соединенный с ним через ключ дл  подключени  контролируемой КМОП-микросхемы формирователь импульсов , которого соединен с входом блока дл  подключени  контролируемой КМОП-микросхемы и через резистор - с общей шиной, а выход - с селектором импульсов по .длительности, RS-триг- гер, выходы которого соединены один с первым индикатором, а второй с вторым индикатором через элемент И, вход которого соединен с шиной сигнала окончани) контрол , и источник питани , через второй ключ соединенный с блоком дл  подключени  контролируемой KMOП- икpocxe IЫ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол  КМОП- микросхем посредством вы влени  неисправности , св занной с наличием тока утечки одного из входных инверторов микросхемы,- не вы вленных дру- гими средствами контрол , в него введены два ждущих мультивибратора, второй элемент И и блок управлени ,при чем первый вход второго элемента И соединен с выходом селектора импульсов по длительности непосредственно, второй вход - через последовательно соединенные ждущие мультивибраторы, а третий вход - с первым входом блока управлени , выход второго элемента И соединен с S-входом RS-триггера, R-вход которого соединен с вторым выходом блока управлени ,, третий выход соединен с шиной окончани  контрол ,- четвертый выход последнего соединен с входами ключей, два входа - с выходами блока дл  подключени  контролируемой КМОП-микросхемы, а третий вход  вл етс  входом Пуск устройства .

   Фиг. г

   фиг,3

   Фиг.