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DE2030122C3 - Probe for testing the potential of logic circuits - Google Patents

Probe for testing the potential of logic circuits

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DE2030122C3
DE2030122C3 DE19702030122 DE2030122A DE2030122C3 DE 2030122 C3 DE2030122 C3 DE 2030122C3 DE 19702030122 DE19702030122 DE 19702030122 DE 2030122 A DE2030122 A DE 2030122A DE 2030122 C3 DE2030122 C3 DE 2030122C3
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DE
Germany
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threshold
switch
input
threshold value
probe
Prior art date
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Application number
DE19702030122
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German (de)
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DE2030122B2 (en
DE2030122A1 (en
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Gernot 8000 Muenchen Friesen
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Siemens AG
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Siemens AG
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Publication date
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Publication of DE2030122B2 publication Critical patent/DE2030122B2/de
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16557—Logic probes, i.e. circuits indicating logic state (high, low, O)

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)

Description

scr Schaltung besteht der Schwellwertschalter 51 bzw. 52 aus einem Differenzverstärker mit den Eingängen el und e2 bzw. eZ und e4 und den Ausgängen el bzw. α2. Der Differenzverstärker des Schwellwertschalters 51 ist für die Prüfung des logischen Zustandes »Null« bestimmt und enthält die Transistoren TjI bis Tj4, von denen jeweils die Transistorea TjI und Tj2 bzw. Tj3 und Tj4 zu einer Darlingtonschaltung mit den Widerständen RZ und R 6 zusammengeschaltet sind. R 4 stellt den gemeinsamen Emitterwiderstand dieser Differenzverstärkerstufe dar, während R S mit dem Kollektor des Transistors Tj3 verbunden ist und als Arbeitswiderstand dieser Stufe dient Der Differenzverstärker mit den Transistoren Tj 7 und Tj 8 stellt den Schwellwertschalter 52 dar, der für die Anzeige des logischen Zustandes »Einsa dimensioniert ist Der Differenzverstärker enthält den gemeinsamen Emitterwiderstand RlS und den Arbeitswiderstand R14, der am Kollektor des Transistors TsI angeordnet ist. Den Eingängen el bzw. e4 der Differenzverstärker der Schwellwertschalter 51 bzw. 52 werden Referenzspannungen zugeführt. Die Referenzspannung für den Schwellwertschalter 51 wird mit Hilfe der Diode Dl und der Widerstandskette R7 bis RIO erzeugt, während die Referenzspannung für den Schwellwertschalter 52 über die Diode D 4 und die Widerstände R16 bis R18 gewonnen wird. Die Eingänge el und e3 der Differenzverstärker werden über parallelgeschaltete Dioden Dl bzw. D 3 und vorgeschaltete Widerstände Rl bzw. ,R13 gegen Uberipannungen am Eingang geschützt. Zusätzlich sind im Eingangskreis noch die Widerstände R1 und R12 angeordnet, die bei offenem Eingang E eine derartige Eingangsspannung an die Eingänge el bzw. e3 legen, daß keiner der Schaltverstärker durchgcschallet ist.scr circuit, the threshold value switch 51 or 52 consists of a differential amplifier with the inputs el and e2 or eZ and e4 and the outputs el and α2. The differential amplifier of the threshold switch 51 is designed for testing the logic state "zero" and includes transistors Tji to TJ4, from each of which the Transistorea Tji and Tj2 or TJ3 and TJ4 are connected in a Darlington configuration with resistors RZ and R. 6 R 4 represents the common emitter resistance of this differential amplifier stage, while RS is connected to the collector of transistor Tj3 and serves as the working resistance of this stage. The differential amplifier with transistors Tj 7 and Tj 8 represents the threshold switch 52, which is used to display the logic state » Einsa dimensioned the differential amplifier comprises a common emitter resistor RlS and the load resistor R 14 which is arranged at the collector of transistor TsI. Reference voltages are fed to the inputs el and e4 of the differential amplifiers of the threshold value switches 51 and 52, respectively. The reference voltage for the threshold switch 51 is generated with the aid of the diode Dl and the chain of resistors R 7 to RIO, while the reference voltage for the threshold switch 52 is obtained via the diode D 4 and the resistors R 16 to R 18. The inputs el and e3 of the differential amplifiers are protected against overvoltage at the input via diodes Dl and D 3 connected in parallel and upstream resistors Rl and R13. In addition, the resistors R 1 and R 12 are arranged in the input circuit, which, when the input E is open, apply such an input voltage to the inputs el and e3 that none of the switching amplifiers is sounded through.

Das Ausgangtssignal am Anschluß al bzw. al der Differenzverstärker wird der Basis des Transistors TsS bzw. Tj9 der Anzeigeverstärker zugeführt. Am Kollektor des Transistors TjS, der über den Arbeitswiderstand R11 mit der Betriebsspannung verbunden ist, ist die Basis des Transistors T 6 angeschaltet, in dessen Kollektorarbeitskreis die das Anzeigeelement darstellende Lampe L angeordnet ist. Der Kollektor des Transistors Tj 9 des AnzHgeverstärkers Vl istThe Ausgangtssignal at terminal al and al of the differential amplifier is supplied to the base of the transistor TJ 9 TSS or the display amplifier. At the collector of the transistor TjS, which is connected to the operating voltage via the load resistor R 11, the base of the transistor T 6 is connected, in whose collector working circuit the lamp L representing the display element is arranged. The collector of the transistor Tj 9 of the AnzHge amplifier Vl is

ίο über die in Serie geschalteten Widerstände R19 und R 20 mit dem Bezugspotential verbunden. Die Basis des Transistors TiIO ist an den Verbindungspunkt dieser beiden Widerstände angeschaltet. Im Kollektorarbeitskreis des Transistors TjIO ist wiederum eine das Anzeigeelement darstellende Lampe L' angeordnet. ίο connected to the reference potential via the series-connected resistors R 19 and R 20. The base of the transistor TiIO is connected to the connection point of these two resistors. A lamp L ' representing the display element is in turn arranged in the collector working circuit of the transistor TjIO.

Zum Schutz des Tastkopfes gegen Falschpolung der Betriebsspannung ist in der positiven Betriebsspannungszuleitung eine Schutzdiode DS angeordnet, über die nur bei richtiger Poiung Betriebsspannung zum Tastkopf gelangen kann.To protect the probe against incorrect polarity of the operating voltage, a protective diode DS is arranged in the positive operating voltage supply line, via which the operating voltage can only reach the probe if the polarity is correct.

Ein derartiger Tastkopf ist mit entsprechenden Änderungen der Schwellwerte und der Betriebsspannung auch für andere logische Schaltkreise geeignet.Such a probe head is with corresponding changes in the threshold values and the operating voltage also suitable for other logic circuits.

F i g. 3 zeigt ein Beispiel für die mechanische Ausführung des Tastkopfes. Dieser Tastkopf besteht aus einem röhrenförmigen Gehäuse G, das aus durchsichtigem Kunststoff gefertigt ht und das an einem Ende eine Tastspitze T und am anderen Ende eine Kabeldurchführung D für die Anschlußleitung K der Betriebsspannung aufweist. Die Schaltungselemente des Tastkopfes sind auf einer Trägerplatte 5 einer gedruckten Schaltung im Inneren des Gehäuses G angeordnet. Die Trägerplatte 5 enthält außerdem zweiF i g. 3 shows an example of the mechanical design of the probe head. This probe consists of a tubular housing G which ht made of transparent plastic and having at one end a stylus tip T and at the other end of a cable duct D for the connection line K of the operating voltage. The circuit elements of the probe are arranged on a carrier plate 5 of a printed circuit inside the housing G. The carrier plate 5 also contains two

verschiedenfarbige Anzeigelampen L, V für die Anzeige des Schaltzustandes des zu prüfenden logischen Schaltkreises.different colored indicator lamps L, V for the display of the switching status of the logic circuit to be tested.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentanspruch:Claim: Tastkopf zur Prüfung der Potentiale von logischen Schaltkreisen, bei dem für die zwei roög- s liehen Potentiale »Null« und »Eins« der Schaltkreise je ein Schwellwertschalter vorgesehen ist, von denen der erste Schwellwertschalter einen oberen und der zweite Schwellwertschalter einen unteren Schwellwert aufweist, von denen der erste Schwellwertschalter unterhalb seines.» Schwellwertes und der zweite Sctiwellwertschälter oberhalb seines Schwellwertes ein Ausgangssignal abgibt, in deren Ausgangskreisen ein Anzeigeelement liegt und als deren Versorgungsspannung die Versorgungsspannung der zu prüfenden logischen Schaltkreise dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertschalter (S1,52) Differenzverstärker sind, deren einer Eingang mit einem Spannungsreferenzelement in Verbindung ao steht und deren anderer Eingang den Eingang des Schwellwertschalters darstellt, daß jedem Schwellwertschalter (Sl, 52) ein Schaltverstärker (Kl, Vl) nachgeschaltet ist, als deren Versorgungsspannung ebenfalls die Versorgungsspannung der zu prüfenden logischen Schaltkreise dient, und daß die Schaltung des Tastkopfes einschließlich zweier Anzeigelampen (L, V) in einem röhrenförmigen Gehäuse (G; aus wenigstens teilweise durchsichtigem kunsts' iff angeordnet ist, dessen eine Stirnseite eine Tastspitze (Γ) trägt und dessen andere Stirnseite eine Kabeldurchführung (D) mit zwei Anschlußleitungen für die Zuführung der Versorgungsspannung aufweist. Probe for testing the potentials of logic circuits, in which a threshold switch is provided for each of the two roög- s borrowed potentials "zero" and "one" of the circuits, of which the first threshold switch has an upper threshold value and the second threshold value switch has a lower threshold value, of which the first threshold switch is below his. " Threshold value and the second Sctiwellwertschalter emits an output signal above its threshold value, in the output circuits of which there is a display element and the supply voltage of the logic circuits to be tested serves as the supply voltage, characterized in that the threshold value switches (S1,52) are differential amplifiers, one of which has an input with a Voltage reference element is connected to ao and whose other input represents the input of the threshold switch, that each threshold switch (Sl, 52) is followed by a switching amplifier (Kl, Vl) , the supply voltage of which is also the supply voltage of the logic circuits to be tested, and that the circuit of the probe head including two indicator lamps (L, V) in a tubular housing (G; made of at least partially transparent kunsts' iff is arranged, one end of which carries a probe tip (Γ) and the other end of which has a cable bushing (D) with two connections has connecting lines for the supply of the supply voltage. 4040 Die Erfindung betrifft einen Tastkopf zur Prüfung der Potentiale von logischen Schaltkreisen, bei dem für die zwei möglichen Potentiale »Null« und »Eins« der Schaltkreise je ein Schwellwertschalter vorgese- *< hen ist, von denen der erste Schwellwertschalter einen oberen und der zweite Schwellwertschalter einen unteren SchwelSwert aufweist, von denen der erste Schwellwertschalter unterhalb seines Schwellwertes und der zweite Schwellwertschalter oberhalb seines Schwellwertes ein Ausgangssignal abgibt, in deren Ausgangskreisen eine Anzeigelampe liegt und als deren Versorgungsspannung die Versorgungsspannung der zu prüfenden logischen Schaltkreise dient. «55The invention relates to a probe to test the potential of logic circuits, with the potential for the two potential "zero" and "one" of the circuits is ever provided for a threshold * <hen, of which the first threshold upper and the second threshold has a lower threshold, of which the first threshold switch emits an output signal below its threshold value and the second threshold value switch above its threshold value, in whose output circuits there is an indicator lamp and the supply voltage of the logic circuits to be tested serves as the supply voltage. «55 Ein derartiger Tastkopf ist aus der Patentschrift 583 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannt. Die in dieser Druckschrift angegebenen Schaltungsanordnungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Schwelle für den logischen Zustand »0«, insbesondere wegen der notwendigen Basis-Emitter-Spannung des Eingangstransistors, nicht beliebig niedrig einstellbar ist.Such a probe head is from patent specification 583 of the Office for Invention and Patents known in East Berlin. The circuit arrangements specified in this publication, however, have the The disadvantage is that the threshold for the logical state "0", especially because of the necessary Base-emitter voltage of the input transistor cannot be set as low as desired. Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastkopf zu realisieren, bei dem einerseits die 6$ Schwelle für den logischen Zustand »0« beliebig niedrig einstellbar ist und der andererseits konstruktiv einfadk ausgebildet und gut handhabbar ist. Als Schwelle für den logischen Zustand »0« soll beispielsweise ein Spannungswert von 0,2 V dienen.The invention is based on the object of realizing a probe head in which, on the one hand, the 6 $ The threshold for the logical state "0" can be set as low as desired and the other is constructive is simple and easy to handle. For example, the threshold for the logical state "0" should be a voltage value of 0.2 V. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwellwertschalter Differenzverstärker sind, deren einer Eingang mit einem Spannungsreferenzelement in Verbindung steht und deren arderer Eingang den Eingang des Schwellwertscbalters darstellt, daß jedem Schwellwertschalter ein Schaltverstärker nachgeschaltet ist, als deren Versorgungsspannung ebenfalls die Versorgungsspannung der zu prüfenden logischen Schaltkreise dient, und daß die Schaltung des Tastkopfes einschließlich zweier Anzeigelampen in einem röhrenförmigen Gehäuse aus wenigstens teilweise durchsichtigem Kunststoff angeordnet ist, dessen eine Stirnseite eine Tastspitre trägt und dessen andere Stirnseite eine Kabeldurchführung mit zwei Anschlußleitungen für die Zuführung der Versorgungsspannung aufweist.This object is achieved according to the invention in that the threshold switches are differential amplifiers are, one input of which is connected to a voltage reference element and the other Input represents the input of the threshold value switch that each threshold value switch has a switching amplifier is connected downstream, as their supply voltage also the supply voltage of the to testing logic circuits is used, and that the circuit of the probe including two indicator lamps arranged in a tubular housing made of at least partially transparent plastic is, one end of which carries a stylus and the other end of which a cable bushing having two connecting lines for the supply of the supply voltage. Die Schwellwerte dieser Schwellwertschalter sollten so eingestellt sein, daß sie genau an der oberen bzw. unteren Grenze der Toleranzbereiche der logischen Schaltungen liegen.The threshold values of these threshold value switches should be set so that they are exactly at the top or the lower limit of the tolerance ranges of the logic circuits. Aus der französischen Patentschrift 1 4?7 059 ist zwar bereits ein Schwellwertschalter bekannt, der aus einem Differenzverstärker besteht, jedoch benötigt dieser drei verschiedene Versorgungsspannungen, was ihn für eine Speisung durch zwei Versorgungsspannungen der zu prüfenden logischen Schaltkreise ungeeignet macht.From the French patent specification 1 4? 7 059 a threshold switch is already known from a differential amplifier, but this requires three different supply voltages, what it is for a supply by two supply voltages of the logic circuits to be tested makes unsuitable. An Hand der Zeichnung soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Es zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. It shows Fig. 1 ein Blockschaltbild des Tastkopfes nach der Erfindung,Fig. 1 is a block diagram of the probe head according to the invention, F i g. 2 eine Schaltung eines Tasikopfes nach der Erfindung,F i g. 2 shows a circuit of a task head according to FIG Invention, F i g. 3 ein mechanisches Ausführungsbeispiel eines Tastkopfes nach F i g. 2.F i g. 3 shows a mechanical embodiment of a probe head according to FIG. 2. In F i g. 1 ist ein Blockschaltbild eines Tastkopfes mit den Schwellwertschaltern 51 und 52, den Schaltverstärkern Vl und Vl und den Anzeigeelementen A 1 und A 1 dargestellt. Die Potentiale der zu prüfenden logischen Schaltkreise werden dem Eingang E des Tastkopfes zugeführt. Der Eingang E ist mit den zueinander parallelgeschalteten Eingängen der Schwellwertschalter 51 und 52 verbunden, deren Ausgangssignale die Schaltverstärker Vi bzw. Vl steuerr. Im Arbeitskreis der Schaltverstärker sind die Anzeigeelemente A1 und A1 angeordnet. Die Schwellwertschalter 51 bzw. S 2 geben nur dann ein Ausgangssignal an die Schaltverstärker ab, wenn das Signal am Eingang E unterhalb bzw. oberhalb der Toleranzgrenze des Ausgangszustandes »Null« bzw. »Eins« des zu prüfenden logischen Schaltkreises liegt. Sie können daher auch als Amplitudenfilter aufgefaßt werden. Beispielsweise werden die Schwellwertschalter eines Tastkopfes zur Prüfung von TTL-Schaltkreisen so dimensioniert, daß der Schwellwertschalter Sl für eine Ausgangsspannung unterhalb von 0,4 Volt (log. »Null«) und der Schwellwertschalter Sl für eine Eingangsspannung oberhalb 2,4 Volt (log. »Eins«) ein Ausgangsstgnal an den nachgeschalteten Schaltverstärker bzw. an das zugehörige Anzeigeelement abgibt. Für Potentiale zwischen 0,4 und 2,4VoIt, denen kein definierter logischer Zustand entspricht, wird kein Ausgangssignal abgegeben.In Fig. 1 shows a block diagram of a probe head with the threshold switches 51 and 52, the switching amplifiers Vl and Vl and the display elements A 1 and A 1 . The potentials of the logic circuits to be tested are fed to input E of the probe. The input E is connected to the inputs of the threshold switches 51 and 52, which are connected in parallel to one another and whose output signals control the switching amplifiers Vi and Vl, respectively. The display elements A 1 and A1 are arranged in the switching amplifier working group. The threshold switches 51 and S 2 only emit an output signal to the switching amplifier when the signal at input E is below or above the tolerance limit of the output state "zero" or "one" of the logic circuit to be tested. They can therefore also be viewed as amplitude filters. For example, the threshold switches of a probe for testing TTL circuits are dimensioned so that the threshold switch Sl for an output voltage below 0.4 volts (log. "Zero") and the threshold switch Sl for an input voltage above 2.4 volts (log. »Eins«) sends an output signal to the downstream switching amplifier or to the associated display element. No output signal is given for potentials between 0.4 and 2.4VoIt, which do not correspond to a defined logical state. Die Schaltung eines derartigen Tastkopfes zur Prüfung von TTL-Schaltkreisen zeigt die F i g. The circuit of such a probe head for testing TTL circuits is shown in FIG. 2, In die-2, In the-
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