SU1094020A1 - Device for checking cmos inverter transmission characteristics - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КМОП ИНВЕРТОРА, содержащее источник питани , блок формировани  линейно измен ющегос  напр жени , средство дл  подключени контролируемого объекта и блок индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  разрешающей способности, достоверности и точности контрол  передаточной характеристики КМОП инвертора , а также с целью автоматизации процесса контрол , в него введены формирователь опорных напр жений , ключи, повторитель, дифференциатор , детектор уровн , измерительный блок, блок управлени , причем вход формировател  опорных напр жений соединен с первым выходом источника питагш , первый выход блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  через ключ соединен с входом средства дл  подключени  контролируемого объекта, другой вход которого через второй ключ соединен с вторым выходом источника питани , а выход средства дл  подключени  контролируемого объекта через последовательно соединенные повторитель и дифференциатор подключен к входу детектору уровн , другой вход которого соединен с выходом формировател  опорных напр жений , а выход детектора уровн  соединен с первым входом измерительного блока и третьим входом блока управлени , второй выход блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторыми входами измерительного блока и блока управлени , первый вход последнего (Л соединен с клеммой сигнала Пуск, третий выход блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  соединен с четвертым входом измерительного блока, первый выход блока управлени  соединен с первым входом блока формировани  линейно измен юсо щегос  напр жени , второй вход коi4 О Ю торого соединен с вторым выходом формировател  опорных напр жений, второй выход блока управлени  соединен с управл ющими входами ключей, О третий выход - с третьим входом измерительного блока, четвертый и п тый выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации , первый вход которого соеди нен с выходом измерительного блока.A DEVICE FOR CONTROLLING THE TRANSMITTING CHARACTERISTICS OF A CMOS INVERTER, containing a power source, a linearly varying voltage shaping unit, means for connecting the monitored object and an indication unit, in order to increase the resolution, reliability and accuracy of the transfer characteristic of an inverter CMOS, also with the aim of automating the process of control, the driver of the reference voltages, keys, repeater, differentiator, level detector, measuring unit, a control unit, the input of the voltage driver is connected to the first output of the pits source, the first output of the linear voltage generator is connected via a switch to the input of the means for connecting the controlled object, the other input of which is connected to the second output of the power supply through a second switch, and the output of the means for connecting the monitored object through a series-connected repeater and differentiator is connected to the input of a level detector, another input of which is connected to the output the reference voltage generator and the output of the level detector are connected to the first input of the measuring unit and the third input of the control unit; the second output of the linearly varying voltage forming unit is connected to the second inputs of the measuring unit and the control unit; the first input of the last (L is connected to the signal terminal The start, the third output of the linearly varying voltage forming unit is connected to the fourth input of the measuring unit, the first output of the control unit is connected to the first input of the forming unit linearly the second input voltage is connected to the second output of the voltage driver, the second output of the control unit is connected to the control inputs of the keys, O the third output to the third input of the measuring unit, the fourth and fifth outputs are connected respectively to the second and third inputs of the display unit, the first input of which is connected to the output of the measuring unit.

Description

Изобретение относи с  к средствам контрол  электронных узлов приборов времени, а именно к средствам контрол  передаточной характеристики КМОП инвертора, используемого в качестве активного элемента кварцевого генератора кварцевых наручных часов и может быть .использовано в часовой промышленности.The invention relates to the means of control of electronic components of time devices, namely, means to control the transfer characteristics of a CMOS inverter used as an active element of a quartz crystal wristwatch generator and can be used in the watch industry.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  передаточной характеристики логических схем, содержащее источник линейно измен ющегос  напр жени , источник смещени , средство дл  подключени  контролируемого объекта, осциллограф , на вход X которого и на / вход контролируемого объекта подаетс  линейно измен ющеес  напр жение и необходимое напр жение смещени , а выход контролируемого объекта соединен с входом Y осциллографа , на экране которого при этом получаетс  зависимость напр жени  на выходе инвертора в функции от времени, котора  дл  рассматриваемого случа , отображает зависимостьнапр жени  на выходе от напр жени  нл, входе, т.е. передаточную характеристику 11 .The closest to the present invention is a device for determining the transfer characteristic of logic circuits, comprising a source of linearly varying voltage, a source of bias, means for connecting a monitored object, an oscilloscope, to the input X of which and a linearly varying voltage is supplied to the input of the monitored object and The required bias voltage, and the output of the monitored object is connected to the Y input of the oscilloscope, on the screen of which, in this case, the voltage dependence at the output of the inverter in fu is obtained information from time, which for the case under consideration, displays the output voltage dependence on the voltage nl, the input, i.e. transfer characteristic 11.

Недостатками известного устройства  вл ютс  мала  разрешающа  способность и как следствие низка  достоверность контрол  и точность измерени  длительности плоского jniacTKa в активной области передаточной характеристики, возникающего в процессе изготовлени  часовой интегральной микросхемы, в состав которой входит инвертор. оThe disadvantages of the known device are low resolution and, as a consequence, the reliability of the control and measurement accuracy of the flat jniacTKa duration in the active region of the transfer characteristic arising in the process of manufacturing a clock integrated circuit, which includes an inverter, is low. about

Кроме того, известное устройство не позвол ет автоматизировать процесс контрол .In addition, the known device does not allow to automate the process of control.

Целью, изобретени   вл етс  повышение разрешающей способности, дострй рности и точности контрол  длительности плоского участка на передаточной характеристике КМОП инвертора, а также возможность автоматизации процесса контрол .The aim of the invention is to increase the resolution, accuracy and accuracy of monitoring the duration of the flat area on the transfer characteristic of the CMOS inverter, as well as the ability to automate the monitoring process.

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство дл  контрол  передаточной характеристики ШОП инвертора , содержащее источник питани , блок формировани  линейно измен юще1 ос  напр жени , средство дл  подключени  контролируемого объекта и блок индикации, введены формирователь опорньк напр жений, ключи, повторитель, дифференциатор, детектор уровн , измерительный блок, блок управлени , причем вход формировател  опорных напр жений соединен с первым выходом источника питани , первый выход блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  через ключ соединен с входом средства дл  подключени  контролируемого объекта , другой вход которого через второй ключ соединен с вторым выходом источника питани , а выход средства дл  подключени  контролируемого объекта через последовательно соединенные повторитель и дифференциатор подключен к входу детектора уровн , другой вход которого соединен с выходом формировател  опорных напр жений , а выход детектора уровн  соединен с первым входом измери- . тельного блока и третьим входом блока управлени , второй выход блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторыми входами измерительного блока и блока управлени , первый вход последнего соединен с клеммой сигнала Пуск, третий выход блока формировани  ли-, нейно измен ющегос  напр жени  соединен с четвертым входом измерительного блока, первый выход блока управлени  соединен с первь входом блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени , второй вход которого соединен с вторым выходом формировател  опорных напр жений, второй выход блока управлени  соединен с управл ющими входами ключей, третий выход - с третьим входом измерительногоблока, четвертый и п тый выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации, первый вход которого соединен с выходом измерителвного блока. The goal is achieved by the fact that the device for controlling the voltage transmission axis, the means for connecting the monitored object and the display unit, the shaper of the voltage source, keys, repeater, differentiator, level detector , the measuring unit, the control unit, the input of the voltage driver, is connected to the first output of the power source, the first output of the linearly varying forming unit The key is connected to the input of the means for connecting the monitored object, the other input of which is connected via the second switch to the second output of the power source, and the output of the means for connecting the monitored object through the serially connected repeater and differentiator is connected to the input of the level detector, another input of which is connected to the output of the reference voltage driver, and the output of the level detector is connected to the first input of the measured voltage. the second output of the linearly varying voltage generating unit is connected to the second inputs of the measuring unit and the control unit, the first input of the last is connected to the Start signal terminal, the third output of the linearly varying voltage shaping unit is connected to the fourth input of the measuring unit, the first output of the control unit is connected to the first input of the forming unit of a linearly varying voltage, the second input of which is connected to the second output of the reference voltage generator The second output of the control unit is connected to the control inputs of the keys, the third output is connected to the third input of the measuring unit, the fourth and fifth outputs are connected respectively to the second and third inputs of the display unit, the first input of which is connected to the output of the measuring unit.

На фиг.1 представлена структурна  схема предлагаемого устройства-, на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.Figure 1 shows the structural diagram of the proposed device; figure 2 shows timing diagrams explaining the operation of the device.

Устройство содержит источник 1 питани , блок 2 формировани  опорных напр жений, блок 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени , ключи 4 и 5, средство дл  подключени  контролируемого объекта 6, повторитель 7, дифференциатор 8, детектор 9 уровн , измерительный блокThe device contains a power source 1, a unit for forming reference voltages, a unit for forming a linearly varying voltage, keys 4 and 5, means for connecting the monitored object 6, a repeater 7, a differentiator 8, a level detector 9, a measuring unit

10, блок 11 управлени , блок 12 индикации , причем первый выход 18 блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  соединен через ключ 5 с входом средства дл  подключени  контролируемого ъекта 6, выход которого через повторитель 7 и дифференциатор 8 соединен с первым входом детектора 9 уровн , второй вход которого соединен с первым выходом блока 2 формировани  опорных напр жений , при этом второй выход последнего соединен с вторым входом 17 блока 3 формировани  линейно изме-. н ющегос  напр жени , первый вход 16 которого соединен с первым выходом 41 блока 11 управлени . Второй выход 19 блока формировани  линейно измен ющегос  напр жени  соединен с вторым входом 33 блока 11 управлени  и вторым входом 22 измерительного блока 10, а третий выход 20 с четвертым входом 24 измерительного блока 10, третий вход которого 23 соединен с третьим выходом 43 блока 11 управлени , а первый вход 21 - с выходом детектора 9 уровн  и третьим входом 34 блока 11 управлени , первый вход 32 которого соединен с клеммой сигнала Пуск, а второй выход 42 - с управл ющими входами ключей 4 и 5, четвертый 44 и п тьй 45 выходы - соответственно с вторым 47 и третьим 48 входами блока 12 индикации, первьй вход 46 которого соединен с выходом 31 измерительного блока 10, первый выход источника 1 питани  соединен с входом блока 2 формировани  опорных напр жений, а второй выход через ключ 4 - с входом одного из полюсов питани  средства дл  подключени  контролируемого объекта 6, вход второго полюса питани  которого соединен с общей шиной устройства .10, the control unit 11, the display unit 12, the first output 18 of the linearly varying voltage generating unit 18 is connected via a switch 5 to an input of a means for connecting a controlled object 6, the output of which is connected to the first input of a level detector 9 via the repeater 7, the second input of which is connected to the first output of the unit 2 for the formation of reference voltages, while the second output of the latter is connected to the second input 17 of the unit 3 for forming linearly measuring. voltage, the first input 16 of which is connected to the first output 41 of the control unit 11. The second output 19 of the linearly varying voltage shaping unit is connected to the second input 33 of the control unit 11 and the second input 22 of the measuring unit 10, and the third output 20 to the fourth input 24 of the measuring unit 10, the third input of which 23 is connected to the third output 43 of the control unit 11 and the first input 21 - with the output of the level 9 detector and the third input 34 of the control unit 11, the first input 32 of which is connected to the Start signal terminal, and the second output 42 - to the control inputs of keys 4 and 5, the fourth 44 and five 45 outputs - respectively with the second 47 and third 48 inputs of the display unit 12, the first input 46 of which is connected to the output 31 of the measuring unit 10, the first output of the power supply source 1 is connected to the input of the reference voltage generation unit 2, and the second output through the switch 4 to the input of one of the power poles of the connection means controlled object 6, the input of the second power pole of which is connected to the common bus device.

Блок 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени  содержит кварцевый генератор 13, счетчик 14 и интегратор 15, причем выход кварцевого генератора 13 соединен со счетным входом счетчика 14, и третьим выходом 20 блока, вход R счетчика 14 соединен с первым входом 16 блока, единичньй выход старшего разр да счетчика 14 соединен с вторым выходом 19 блока,инверсный выход старшего разр даThe linearly varying voltage shaping unit 3 comprises a crystal oscillator 13, a counter 14 and an integrator 15, the output of the crystal oscillator 13 is connected to the counting input of the counter 14, and the third output 20 of the block, the input R of the counter 14 is connected to the first input 16 of the block, the unit output the high bit of the counter 14 is connected to the second output of the block 19, the inverse output of the high bit

09402040940204

счетчика 14 соединен с первым входом интегратора 15, второй вход которого соединен с вторым входом 17 блока, а выход интегратора 15 соединен сthe counter 14 is connected to the first input of the integrator 15, the second input of which is connected to the second input 17 of the block, and the output of the integrator 15 is connected to

5 первым выходом 18 блока.5 first exit 18 block.

Измерительный блок 10 содержит инвертор 25, триггеры 26 и 27, элемент И 28, счетчик 29, схему 30 сравнени  кодов, причем вход ин0 вертора 25 соединен с первым входом 21 блока, а выход инвертора 25 - с входом t триггера 26 и входом элемента И-28, другой вход которого соединен с единичным вы15 ходом триггера 26, и входом С триггера 27, а третий вход - с четвертым входом 24 блока, при этом второй вход 22 блока соединен с входами и Э триггера 26 и входом k триг20 гера 27, единичный выход которого соединен с входом схемы 30 сравнени , третий вход 23 блока сое .динени  с входами R триггеров 26 и 27 и счетчика 29, вход D которо25 го соединен с выходом элемента И 28, а выходы счетчика 29 соединены с первой группой входов схемы 30 сравнени  кодов, на вторую группу входов которой подан импульс соответствую30 щий по величине допустимой длительности плоского участка передаточной характеристики/- oft.Measuring unit 10 contains an inverter 25, triggers 26 and 27, element 28, counter 29, code comparison circuit 30, the input of the inverter 25 connected to the first input 21 of the unit, and the output of inverter 25 to the input t of the trigger 26 -28, the other input of which is connected to a single output of trigger 26, and input C of trigger 27, and the third input to fourth input 24 of the block, while the second input 22 of the block is connected to inputs and E of trigger 26 and input k of trigger 20, 27, the unit output of which is connected to the input of the comparison circuit 30, the third input 23 of the coupling unit with the inputs R triggers 26 and 27 and counter 29, the input D of which is connected to the output of the element 28, and the outputs of counter 29 are connected to the first group of inputs of the code comparison circuit 30, the second group of inputs of which is impulse corresponding to the maximum allowable duration of the flat section of the transmission features / - oft.

Блок 11 управлени  содержит триггеры 35-37, элементы ИЛИ 38 и 40 иThe control block 11 contains triggers 35-37, elements OR 38 and 40 and

3 форм11рователь 39 сигнала начальной 3 signal form generator 39

установки, выход которого соединен с первыми входами элементов ИЛИ 28 и 40, при этом первый вход 32 блока . соединен с входом 5 триггера 35 installation, the output of which is connected to the first inputs of the elements OR 28 and 40, while the first input 32 of the block. connected to input 5 of trigger 35

40 и вторым входом элемента ИЛИ 38,выход которого соединен с входами триггеров 36 и 37 и третьим выходом 43 блока, инверсный выход триггера 35 соединен с первым выходом 41 бло45 ка, а единичный выход триггера 35 соединен с входом Б триггера ЗЪ и вторым выходом 42 блока, единичный выход триггера 36 соединен с втррым входом элемента ИЛИ 40 и п 50 тым выходом 45 блока, второй вход40 and the second input of the OR element 38, the output of which is connected to the inputs of the flip-flops 36 and 37 and the third output 43 of the unit, the inverse output of the flip-flop 35 is connected to the first output 41 of the block, and the single output of the flip-flop 35 is connected to the input B of the flip-flop Z and the second output 42 the unit, a single output of the trigger 36 is connected to the second input of the element OR 40 and the 50th output of the block 45, the second input

33блока соединен с входом С триггера 36 и входом D триггера 37,единичный выход которого соединен с четвертым выходом 44 блока, выход33blok connected to the input of the trigger 36 and the input D of the trigger 37, a single output of which is connected to the fourth output 44 of the block, the output

52 элемента ИЛИ 40 соединен с входом R триггера 35, а вход С триггера 37 соединен с третьим входом52 of the element OR 40 is connected to the input R of the trigger 35, and the input of the trigger 37 is connected to the third input

34блока.34 block.

Блок 12 индикации содержит элементы И 49 и 30 и индикаторы 51-53, причем первый вход 46 блока соединен с индикатором 51 и инвертирующим входом элемента И 49, второй вход которого соединен с инвертирующим входом элемента И 50 и вторым входом 47 блока, третий вход 48 блока соединен с вторым входом элемента И 50 и третьим входом элемента И 49, выход которого соединен с индикатором 52, а выход элемента И 50 соединен с индикатором 53.The display unit 12 contains elements And 49 and 30 and indicators 51-53, with the first input 46 of the block connected to the indicator 51 and the inverting input of the element And 49, whose second input is connected to the inverting input of the element And 50 and the second input 47 of the block, the third input 48 block is connected to the second input element And 50 and the third input element And 49, the output of which is connected to the indicator 52, and the output of the element And 50 is connected to the indicator 53.

При включении питани  формирователь 39 сигнала начальной установки в блоке 11 управлени  формирует на своем выходе импульс, который через элементы ИЛИ 38 и 40 поступает на вход R триггеров 35-37 и третий выход 43 блока 11 управлени , откуда он поступает на третий вход 23 измерительного блока 10,и следовательно , на входы R триггеров 26 и 27 и счетчик 29, устанавлива : триггеры 35, 36, 37, 26, 27 и счетчик 29 в нулевое положение. Высокий уровень с инверсного выхода триггерг ., 35 поступает на первый выход 41 блока управлени , а с него - на первьй вход 16 блока 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени , и, следовательно, на вход R счетчика 14, удержива  его в нулевом состо нии . Уровень единицы с инверсного выхода старшего разр да счетчика 14 поступает на первьш вход интегратора 15, выполненного, например, на основе операционного усилител . На выход интегратора 15, при наличии на пер-ъ вом его входе уровн  единих Ь с помощью опорного напр жени , поступающего на его второй вход с второго входа 17 формировател  3 линейно измен ющегос  напр жени , и, елеДЬвательно , с второго выхода блока 2 формировани  опорных напр жений, устнавливаетс  напр жение равное Е , ,где Е - напр жение питани  контролируемого объекта, равное в данном случае минус 1,4-1,6 В, и поступает на первый выход 18 блока 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени  и, следовательно, на вход ключа 5, который также как и ключ 4 находитс  в непровод щем сое-то нии , так как на их управл ющие входы поступает уровень нул  с единичного выхода триггера 35 через второй выход 42 блока 11 управлени  При этом напр жение питани  и входной сигнал на средство дл  подключени  контролируемого объекта 6 не подаетс . На выходе повторител  7 в этом случае устанавливаетс  потенциал нул . Потенциал нул  также устанавливаетс  на выходе дифференциатора 8, что в свою очередь вызывает по вление уровн  нул  на выходе детектировани  . На выходе измерительного блока 10 в исходном состо нии присутствует уровень нул , что при наличии уровней нул  на единичном выходе триггеров 36 и 37, а следовательно , на п том 45 и четвертом 44 выходах блока 11 управлени , приводит к тому, что индикаторы 51-53 блока 12 индикации, в качестве которых могут быть использованы , например, светодиоды, или лампы накаливани , наход тс  в выключенном состо нии, т.е. не свет тс .When the power is turned on, the shaper 39 of the initial setup signal in the control unit 11 generates a pulse at its output, which through the elements OR 38 and 40 enters the input R of the flip-flops 35-37 and the third output 43 of the control unit 11, from where it enters the third input 23 of the measuring unit 10, and therefore, to the inputs R of the flip-flops 26 and 27 and the counter 29, is set: the triggers 35, 36, 37, 26, 27 and the counter 29 to the zero position. The high level from the inverse trigger output, 35 is fed to the first output 41 of the control unit, and from there to the first input 16 of the linearly varying voltage generating unit 3, and, therefore, to the input R of the counter 14, keeping it in the zero state . The level of the unit from the inverse output of the high bit of the counter 14 is fed to the first input of the integrator 15, made, for example, on the basis of an operational amplifier. At the output of the integrator 15, when the first input of its input has a level of single b using the reference voltage supplied to its second input from the second input 17 of the former 3, the linearly varying voltage and, secondly, from the second output of the forming unit 2 the reference voltage is set to a voltage equal to E, where E is the supply voltage of the monitored object, equal in this case to minus 1.4-1.6 V, and is fed to the first output 18 of the unit for forming a linearly varying voltage and therefore, to the input of key 5, which also as well as to yuch 4 is in a non-conductive state, since their control inputs receive a level zero from a single output of the trigger 35 through the second output 42 of the control unit 11. The supply voltage and the input signal to the means for connecting the monitored object 6 are not supplied . At the output of repeater 7, in this case a potential of zero is established. The potential zero is also set at the output of the differentiator 8, which in turn causes the appearance of a level zero at the detection output. At the output of the measuring unit 10 in the initial state there is a level zero, which, if there are zero levels at the single output of the flip-flops 36 and 37, and consequently, at the fifth 45 and fourth 44 outputs of the control unit 11, leads to the indicators 51-53 the display unit 12, in which quality, for example, LEDs or incandescent lamps can be used, is in the off state, i.e. not light ts.

Работа устройства дл  контрол  передаточной характеристики КМОП инвертора начинаетс  при поступлении команды Пуск, котора  подаетс  после соединени  контролируемого КМОП инвертора (часовой микросхемы) и средства дл  подключени  контролируемого объекта 6, в качестве которого используетс  либо контактное устройство, если контролируемым объектом  вл етс  микросхема, вьшускаема  в стандартном корпусе, . либо система зондов, если контролируемым объектом  вл етс  бескорпусна  микросхема. При этом переднему фронту команды Пуск (фиг.2а) поступающей на первый вход 32 блоки 11 управлени , триггер 35 устанавливаетс  в состо ние единицы и одновременно импульс Пуск поступаетThe operation of the device for controlling the transfer characteristics of the CMOS inverter begins when the Start command is received, which is supplied after connecting the CMOS controlled inverter (clock chip) and means for connecting the monitored object 6, for which either the contact device is used, if the controlled object is a microchip standard package,. or a system of probes, if the object to be monitored is an unpackaged chip. With this, the leading edge of the Start command (Fig. 2a) arriving at the first input 32 of the control blocks 11, the trigger 35 is set to the state of one, and at the same time the Start pulse arrives

I через элемент ИЛИ 38 на входы R триггеров 36 и 37, а через выход 43 блока 11 управлени  на третий вход измерительного блока 10, и, следовательно , на выходы R триггеров 26 и 27 и счетчика 29, подтверждающа  их нулевое состо ние. Уровень нул  с инверсного выхода триггера 35 поступает на первый выход 41 блока 11 управлени  и через первый вход, 16 блока 3 формировани  линейноI through the element OR 38 to the inputs R of the flip-flops 36 and 37, and through the output 43 of the control unit 11 to the third input of the measuring unit 10, and, consequently, to the outputs R of the flip-flops 26 and 27 and the counter 29 confirming their zero status. The zero level from the inverse output of the trigger 35 is fed to the first output 41 of the control unit 11 and through the first input, 16 of the unit 3 forming a linear

.измен ющегос  напр жени  - на вход R счетчика 14, разреша  ему счет импульсов, поступающих на вход С с выхода кварцевого генератора 13, Одновременно уровень единичного выхода триггера 35 поступает на вход D триггера 36, разреша  в него запись единицы, и на второй выход 42 блока 11 управлени , следовательно , - на управл ющие входы ключей 4 и 5 (в качестве которых могут быть использованы например, МОП транзисторы со схемами управлени ), перевод  их в провод щее состо ние. Таким образом подаетс  питание на контролируемый объект с второго выхода источника 1 питани  и входной сигнал с первого выхода 18, блока 3 формировани  линейно измен ющегос  сигнала (фиг.2д), который в этот момент равен минус Е . Наличие на входе контролируемого объекта потенциала минус Е приводит к по влению на его выходе, и, следовательно , выходе средства дл  его подключени  потенциала нул  (фиг.2а). Поскольку на втором выходе 19 блока 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени  в этот момент орисутствует уровень нул , поступаю щий на него с единичного выхода ста шего разр да счетчика 14, и, следовательно , через второй вход 22 изме рительного блока 10 на входы D и К триггера 26 и вход D триггера 27, а через вход 33 - на вход D триггера 37 и вход С триггера 36 в бло ке 11 управлени , то возможное по вление сигнала помехи на выходе ди ференциатора 8 и детектора 9 уровн  при срабатывании ключей 4 и 5 не вы зывает срабатывани  указанных триггеров в измерительном блоке 10 и в блоке 11 управлени . После того, как в старшем разр д счетчика 14 будет записана единица (фиг.2,на инверсном выходе ноль) , на выходе интегратора 15 начнет формироватьс  линейно измен ющеес  от минус Е до нул  напр жение (фиг.2д Изменение напр жени  на выходе контролируемого инвертора, а следовательно , и на выходе повторител  7 в этом случае автоматически соответствует его передаточной характеристике (фиг.2е). Дл  того, чтобы на п редаточной характеристике можно был обнаружить плоский участок, длитель .ность рабочего хода линейно измен ющегос  напр жени , т.е. врем  изменени  его от минус Е до нул , выбираетс  достаточно большой, например , в пределах 0,5-1 с. В случае наличи  на передаточной характеристике КМОП инвертора плоского участка (фиг.2е), выходной сигнал дифференциатора 8 имеет вид, представленный нэ фиг.2ж. Выходной импульс дифференциатора Вимеет плоскую вершину, соответствующую линейным участкам передаточной характеристики , просадку практически до нул  в месте формировани  плоского участка (так как U,, Const,то ВХ .,v. И пологие передний и задний фронты, обусловленные отклонением передаточной характеристики от линейного закона изменени  и погрешностью дифференцировани  дифференциатора 8., Сигнал с выхода дифференциатора 8 поступает на вход детектора 9 уровн , который может быть выполнен на основе компаратора, порог срабатывани  которого Up задаетс  опорным напр жением , поступающим с первого выхода блока формировани  опорных напр жений . Выходной сигнал детектора 9 уровн  в виде двух пр моугольных импульсов (фиг.2и), пауза между которыми соответствует длительности плоского участка, поступает в измерительный блок 10 через первый вход 21, где предварительно инвертируетс  инвертором 25, а затем поступает с его выхода (фиг.2к) на вход С триггера 26 и второй вход элемента И 28, первый вход которого соединен с выходом триггера 26 и входом С триггера 27, а третий вход соединен с выходом кварцевого генератора 13 через третий выход 20 блока 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени  и четвертый вход измерительного блока 10. Срабатывание триггера 26 происходит по перепаду из единицы в нуль на выходе инвертора 25, при этом с выхода триггера 26 на первый вход элемента И 8 поступает потенциал единицы. При поступлении с выхода инвертора .25 пбтенциала единицы, соответствующего длительности плоского участка, на выходе элемента И 28 (фиг.2н). формируетс  импульс длительностью t, заполненный импульсами кварцевого генератора 13. Выходной сигнал злемента И 28 представл ет собой пачку импульсов, которые подсчитывают с  счетчиком 29. По перепаду из единицы в нуль на выходе детектора 9 уровн  (фиг.2и) происходит срабатывание триггера 37 в блоке 11 управлени . При этом с единичного выхода триггера 37 через четвертый выход 44 блока управлени  на второй вход устройства 12 индикации и, следовательно, на второй вход элемента И 49 и второй инвертирующий вход элемента И 50 поступает уровень единиЩ), открываюощй первый и закрывающий второй. По второму перепаду из единицы в нуль на выходе инвертора 25 триггер 26 вернетс  в исходное положение, закрыва  элемент И 28 и одновременно по перепаду из единицы в нуль на единичном выходе триггера 26 произойдет запись единицы в триггер 27, уровень единицы с единичного выхода которого поступает на вход схемы 30 сравнени  кодов и производит опрос результата сравнени  содержимого счетчика 29, входы которого подключены к первой группе входов схемы 30 сравнени  кодов, на вторую группу входов которой записан код максимально допустимой длительности плоского участка. Если число записанное в счетчике 29, превышает число, установленное на входах схемы 30 сравнени  кодов, то на выходе схемы 30 сравнени  кодов формируетс потенциал единицы (фиг.2п, сплошна  лини ), поступающий через выход 31 измерительного блока 10 на первый вход 46 блока 12 индикации-, вызыва  загорание индикатора 51 . Если же число, записанное в счетчике 29, окажетс  меньше то на выходе схемы 30 сравнени  кодов будет присутствовать потенциал нул  (фиг. 2п, пунктирна  лини ) и срабатывани  индикатора 51 не произойдетi В этом случае результат контрол  будет выведен на индикацию после переполнени  счетчика 14 в блоке 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени . При этом по перепаду из единицы в нуль на единичном выходе старшего разр да счетчика 14 произойдет срабатывание триггера 63 в блоке управлени , что в свою очередь приведет к тому,что потенциал единицы с единичного выхода триггера 36 через элемент ИЛИ 40 поступит на вход R триггера 35, возвраща  его в исходное состо ние (фиг.2б) и одновременно через п тый выход 45 блока управлени  и третий вход 48 блока 12 индикации - на третий вход элемента И 49 и второй вход элемента И 50, открыва  элементы И 49 и 50 по указанным входам. При этом на выходе элемента И 49 будет сформирован потенциал единицы (фиг.2р, пунктирна  лини ), что приведет к загоранию индикатора 52 Годен. Поскольку триггер 35 вернулс  в исходное состо ние, то уровень единицы с его инверсного выхода , поступающий на вход R счетчика 14, будет удерживать последний в исходном состо нии. Уровень нул  с единичного выхода триггера 35, поступающий через второй выход 42 блока управлени  на управл ющие входы ключей 4 и 5 установит в непровод щее состо ние, отключа  контролируемый объект от источника 1 питани  и первого выхода 18 блока 3 формировани  линейно измен ющегос  напр жени . Сигнал на выходе повторител  7 в этом случае упадет до нул  (фиг.2е).Таким образом , контроль КМОП инвертора закончен . При повторном поступлении Команды Пуск по переднему фронту происходит обнуление триггеров 36 (фиг.2г), 37 (фиг.26) 26 и 27 (фиг.2л,м) и счетчика 29. Одновременно происходит запись единицы в триггер 35. В дальнейшем цикл работы устройства повтор етс . Если по какой-либо причине, например неисправности контролируемого объекта по вьпсоду, сигнал на выходе повторител  7 будет отсутствовать , то при этом не произойдет -срабатывание детектора 9 уровн , и, следовательно, не произойдет и срабатывани  триггера 37, а после срабатывани  триггера 36, которое произойдет по перепаду из единицы в нуль на единичном выходе счетчика 14, произойдет загорание индикатора 53 Брак И,свидетельствующего о неисправности контролируемого объекта, так как на входы элемента И 50 будут поступать разрешающие потенциалы с единичных выходов триггеров 36 и 37, что приведет к по влению потенциала единицы на его выходе.Varying voltage - to the input R of the counter 14, allowing it to count the pulses arriving at the input C from the output of the crystal oscillator 13; At the same time, the single output level of the trigger 35 enters the input D of the trigger 36, allowing it to write to the unit, and to the second output 42 of the control unit 11, therefore, to the control inputs of the keys 4 and 5 (for example, MOS transistors with control circuits can be used), putting them into a conducting state. Thus, power is supplied to the object under control from the second output of power supply 1 and the input signal from the first output 18, block 3 of forming a linearly varying signal (fig.2d), which at this moment is equal to minus E. The presence of a potential at the input of a controlled object minus E results in the appearance at its output, and, consequently, the output of the means for connecting it to zero potential (Fig. 2a). Since the second output 19 of the unit 3 of forming a linearly varying voltage at this moment has a zero level, coming to it from the unit output of the first discharge of counter 14, and, therefore, through the second input 22 of the measuring unit 10 to the inputs D and To trigger 26 and input D of trigger 27, and through input 33 to input D of trigger 37 and input C of trigger 36 in control block 11, the possible appearance of an interference signal at the output of differentiator 8 and level detector 9 when keys 4 and 5 does not cause triggers to trigger. tion unit 10 and control unit 11. After the unit 14 is recorded in the highest bit of the counter 14 (2 in the inverse output), a linearly varying from minus E to zero voltage will begin to form at the output of the integrator 15 (Fig. 2d) The voltage at the output of the monitored the inverter and, therefore, at the output of the repeater 7 in this case automatically corresponds to its transfer characteristic (Fig. 2e). In order that the flat characteristic can be detected on the transfer characteristic, the length of the working stroke is linearly varying voltage, t ae m changing it from minus E to zero, is chosen large enough, for example, within 0.5-1 s. In the case of a flat section inverter on the CMOS transfer characteristic (Fig. 2e), the output signal of the differentiator 8 has the form shown in ne fig .2g. The output pulse of the differentiator has a flat top corresponding to the linear sections of the transfer characteristic, a drawdown almost to zero at the point where the flat section is formed (since U ,, Const, then VX., V. Both sloping leading and trailing edges, caused by the deviation of the transfer characteristic from the linear law of variation and differentiation error of differentiator 8. The signal from the output of differentiator 8 is fed to the input of a level detector 9, which can be made on the basis of a comparator, the threshold of which Up is set by the reference voltage coming from the first output of the unit of formation of the reference voltages. The output signal of the level detector 9 in the form of two rectangular pulses (Fig. 2i), the pause between which corresponds to the duration of the flat section, enters the measuring unit 10 through the first input 21, where it is pre-inverted by the inverter 25, and then comes from its output (Fig. 2k) to the input C of the trigger 26 and the second input of the And 28 element, the first input of which is connected to the output of the trigger 26 and the input C of the trigger 27, and the third input is connected to the output of the quartz oscillator 13 through the third output 20 of the linearly variable voltage shaping unit even the vertical input of the measuring unit 10. Trigger 26 triggers from one to zero at the output of the inverter 25, and the potential of the unit arrives at the first input of the And 8 element from the output of the trigger 26. Upon receipt from the output of the inverter .25 pbts of the unit corresponding to the duration of the flat area, at the output of the element And 28 (fign). a pulse of duration t is formed, filled with quartz oscillator pulses 13. The output signal of And 28 is a batch of pulses that are counted with counter 29. By the difference from one to zero at the output of level detector 9 (Fig. 2i), trigger 37 is triggered in the block 11 controls In this case, from a single output of the trigger 37 through the fourth output 44 of the control unit to the second input of the display device 12 and, consequently, the second input of the element 49 and the second inverting input of the element 50 receive the level one, opening the first and closing the second. The second differential from one to zero at the output of inverter 25 triggers 26 and returns to its original position, closing element 28 and simultaneously from one to zero at single output of trigger 26, the unit will be written to trigger 27, the unit level from which single output goes to the input of the code comparison circuit 30 and polls the result of the comparison of the contents of the counter 29, the inputs of which are connected to the first group of inputs of the code comparison circuit 30, the second maximum input of which contains the code of the maximum permissible time flat section. If the number recorded in the counter 29 exceeds the number set at the inputs of the code comparison circuit 30, then at the output of the code comparison circuit 30, the potential of the unit (Fig. 2n, solid line) is fed through the output 31 of the measuring unit 10 to the first input 46 of the unit 12 indication-, causes the indicator 51 to light up. If the number recorded in the counter 29 turns out to be less, then the output of the code comparison circuit 30 will have a potential of zero (Fig. 2p, dashed line) and the indicator 51 will not work. In this case, the result of the control will be displayed after the counter is overflowed 14 block 3 forming a linearly varying voltage. At the same time, by the difference from one to zero at the unit output of the higher bit of the counter 14, trigger 63 will be triggered in the control unit, which in turn will cause the unit potential from the unit output of trigger 36 to arrive at input R of trigger 35 returning it to the initial state (fig. 2b) and simultaneously through the fifth output 45 of the control unit and the third input 48 of the display unit 12 to the third input of the element 49 and the second input of the element 50, opening the elements 49 and 50 as indicated entrances. In this case, at the output of the element And 49, the potential of the unit will be formed (FIG. 2 p, dashed line), which will lead to the ignition of the Goden indicator 52. Since the trigger 35 has returned to its original state, the level of the unit from its inverse output, which is fed to the input R of the counter 14, will keep the latter in the initial state. The zero level from the unit output of the trigger 35, coming through the second output 42 of the control unit to the control inputs of keys 4 and 5, is set to non-conducting state by disconnecting the monitored object from the power supply 1 and the first output 18 of the linearly varying voltage generation unit. The signal at the output of repeater 7 in this case will drop to zero (fig.2e). Thus, the control of the CMOS inverter is over. When re-entering the Start Commands on the leading edge, the triggers 36 (fig.2g), 37 (fig.26) 26 and 27 (fig.2l, m) and the counter 29 are reset. At the same time, the unit is written to the trigger 35. Subsequently, the work cycle device repeats. If for any reason, for example, a monitored object fails at the output, there is no signal at the output of repeater 7, then a level 9 detector will not trigger, and, therefore, trigger 37 will not happen, and after trigger 36, the trigger 36 which will occur by the difference from one to zero at the unit output of counter 14, the indicator 53 will be illuminated. Marriage I, indicating a malfunction of the object being monitored, since permitting potentials will be supplied to the inputs of the And 50 element ly with the trigger output unit 36 and 37, resulting in the appearance of the unit at its output capacity.

Если контролируемый объект не имеет плоского участка на передаточной характеристике, то сигнал на выходе дифференциатора не будет иметь участка U., .-хО, а следоваВЫ ...If the object being monitored does not have a flat section on the transfer characteristic, then the signal at the output of the differentiator will not have the section U.,.-XO, but the trace ...

тельно, на выходе детектора 9 уровн  будет сформирован одинарный импульс. В этом случае не произойдет срабатывани  триггера 27 поскольку триггер 26 будет оставатьс  в единице, и, следовательно не будет опрашиватьс  схема 30 сранени  кодов и выходной сигнал измерительного блока 10 будет равен уровню нул , что приведет к срабатыванию индикатора 52 Годен.As a matter of fact, a single pulse will be formed at the output of the level 9 detector. In this case, the trigger 27 will not operate because the trigger 26 will remain in the unit, and therefore the code comparison circuit 30 will not be polled and the output signal of the measuring unit 10 will be equal to the zero level, which will trigger the 52 Goden indicator.

Предложенное устройство может работать как автономно, так и в составе автоматизированной системы контрол . При автономном использовании устройства команда Пуск может подаватьс  вручную, например , от кнопки. При использовании устройства в составе автоматизированной системы контрол  выходные сигналы снимаютс  с выходов элементов И 49 и 50 и выхода измерительного блока 10.The proposed device can operate both independently and as part of an automated control system. When the device is used offline, the Start command can be given manually, for example, from a button. When using the device as part of an automated control system, the output signals are taken from the outputs of the elements And 49 and 50 and the output of the measuring unit 10.

Блок опорных напр жений в простейи м варианте представл ет собой регулируемых резистивных делител , питание которых осуществл етс  от одного источника опорного- напр жени , например, стабилизатора , питание которого в свою очередь осуществл етс  от источника 1 питани . Дифференциатор может быть вьтолнен на основе операционного усилител .Формирователь сигнала начальной установки может быть выполнен либо на основе кнопки, либо на основе детектора уровн ,вход которого подключен к интегрирующей цепи, либо может быть использовано сочетание указанных средств.The basic voltage block in its simplest form is an adjustable resistive divider, which is powered from a single reference-voltage source, for example, a stabilizer, which in turn is supplied from the power source 1. The differentiator can be made on the basis of an operational amplifier. The initial setup signal feed can be performed either on the basis of a button, or on the basis of a level detector, whose input is connected to an integrating circuit, or a combination of these means can be used.

Использование предлагаемого устройства позволит предотвратить установку в часы микросхем, имеющих недопустимо большой плоский участок в активной области передаточной характеристики инвертора,вызывающих ухудшение параметров кварцевого генератора,и как следствие повысить качество кварцевых наручных часов.The use of the proposed device will prevent the installation of microcircuits in the watch, which have an unacceptably large flat area in the active region of the inverter transfer characteristic, causing deterioration of the parameters of the quartz oscillator, and as a consequence, improve the quality of the quartz wristwatch.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КМОП ИНВЕРТОРА, содержащее источник питания, блок формирования линейно изменяющегося напряжения, средство для подключения·контролируемого объекта и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения разрешающей способности, достоверности и точности контроля передаточной характеристики КМОП инвертора, а также с целью автоматизации процесса контроля, в него введены формирователь опорных напряжений, ключи, повторитель, дифференциатор, детектор уровня, измерительный блок, блок управления, причем вход формирователя опорных напряжений соединен с первым выходом источника питания, первый выход блока формирования линейно изменяющегося напряжения через ключ соединен с входом средства для подключения контролируемого объекта, другой вход которого через второй ключ соединен с вторым выходом источника питания, а выход средства для подключения контролируемого объекта через последовательно соединенные повторитель и дифференциатор подключен к входу детектору уровня, другой вход которого соединен с выходом формирователя опорных напряжений, а выход детектора уровня соединен с первым входом измерительного блока и третьим входом блока управления, второй выход блока формирования линейно изменяющегося напряжения соединен с вторыми входа- _с ми измерительного блока и блока уп- © равления, первый вход последнего соединен с клеммой сигнала Пуск, третий выход блока формирования линейно изменяющегося напряжения соединен с четвертым входом измерительного блока, первый выход блока управления соединен с первым входом блока формирования линейно изменяющегося напряжения, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя опорных напряжений, второй выход блока управления соединен с управляющими входами ключей, третий выход - с третьим входом измерительного блока, четвертый и пятый выходы соединены соответственно с вторым и третьим входами блока индикации, первый’ вход которого соединен с выходом измерительного блока.DEVICE FOR MONITORING THE TRANSMISSION CHARACTERISTICS OF THE CMOS INVERTER, containing a power source, a unit for generating a linearly varying voltage, a means for connecting a · monitored object and an indication unit, characterized in that, in order to increase the resolution, reliability and accuracy of control of the transfer characteristic of the CMOS inverter, as well as in order to automate the control process, a reference voltage driver, keys, a repeater, a differentiator, a level detector, a measuring unit, a board, and the input of the driver of the reference voltage is connected to the first output of the power source, the first output of the unit for generating a ramp through the key is connected to the input of the means for connecting the controlled object, the other input of which is connected through the second key to the second output of the power source, and the output of the means for connecting the controlled object through a series-connected repeater and differentiator is connected to the input of the level detector, the other input of which is connected to the output form ator reference voltages, a level detector output is connected to the first input of the measuring unit and the third input of the control unit, the second output of the block forming linearly varying voltage is coupled to the second vhoda- E _with the measuring unit and the block yn © systematic way, a first input terminal connected to the last signal Start, the third output of the ramp unit is connected to the fourth input of the measuring unit, the first output of the control unit is connected to the first input of the ramp unit voltages, the second input of which is connected to the second output of the reference voltage driver, the second output of the control unit is connected to the control inputs of the keys, the third output is connected to the third input of the measuring unit, the fourth and fifth outputs are connected respectively to the second and third inputs of the display unit, the first 'input of which connected to the output of the measuring unit.