Brevet FR2356950A1 — publié le 19780127

La présente invention concerne un appareil de mesure automatique de paramètres de circuits électroniques. Cet appareil peut être employé par les fabricants de circuits électroniques intégrés mais aussi par les utilisateurs de ces circuits tels que les constructeurs dtorjinateurs. II est intéressant pour le fabricant, de pouvoir mesurer automatiquement les paramètres des circuits intégrés de manière très rapide et très sQre. En effet, le fabricant doit pouvoir communiquer ces paramètres à tout utilisateur pour que celui-ci fasse fonctionner les circuits dans-des conditions optimum. Il est tout aussi intéressant pour un utilisateur important, de vérifier ces paramètres afin d'éviter l'emploi de circuits défectueux ou de circuits ayant des paramètres différents de ceux affichés par le fabricant. Enfin, compte tenu de la grande diversité des circuits intégrés, il est nécessaire que tout appareil de mesure automatique de paramètres, permette d'effectuer des mesures sur n'importe quel type de circuit On connait des appareilsde mesure automatique de paramètres dynamiques de circuits électroniques et notamment de circuits intégrés. Ces appareils sont généralement conçus pour permettre de mesurer les paramètres dynamiques de circuits déterminés. A cet effet, ces appareils comprennent des moyens d'entrée qui permettent diappliquer des signaux aux entrées des circuits électroniques et des moyens de sortie permettant de collecter sur les sorties de ces circuits, les signaux résultant de llenvoi des signaux dientrée. Ces moyens d'entrée et de sortie comportent généralement des ensembles électroniques de commutation et d'amplification permettant d'appliquer des signaux de mesures sur des entrées présélectionnées et de recueillir les signaux résultant, sur des sorties également présélectionnées.La présence de ces ensembles électroniques dans les moyens d'entrée et de sortie entrain des inconvénients multiples qui ont pour résultat de fausser les mesures de paramètres, en effet, ces appareils introduisent des capacités de fuite par rapport à une masse de référence, ce qui a pour effet de faire varier les temps de montée des signaux injectés aux entrées d'un circuit intégré et des signaux recueillis sur les sorties. De plus, l'implantation de ces ensembles électroniques par rapport au circuit dont les paramètres sont à mesurer, est réalisée sans tenir compte du fait que les signaux transmis aux broches d'entrée ou recueillis sur les broches de sorties, devraient suivre des chemins d'égales longueurs. En effet, il ne!faut pas introduire des retards différents dans les temps de transmission ou de réception des signaux appliqués aux broches d'entrées ou recueillis sur les broches de sortie. Ainsi, par exemple, une meme impulsion appliquée simultanément à deux broches dientrées différentes peut parvenir à ces broches en des temps différents et ceci a pour inconvénient de fausser les mesures. La présente invention a pour but de réaliser un appareil de mesure automatique permettant de remédier à ces inconvénients et notamment diéviter dintroduire des capacités de fuite aux entrées ou aux sorties du circuit intégré. Elle a aussi pour but de permettre d'appliquer aux entrées du circuit ou de recueillir sur les sorties des signaux ayant parcouru des lignes de transmission de longueur égale afin de ne pas introduire de retards différents dans la transmission de ces signaux. Suivant lginvention, l'appareil de mesure automatique de paramètres dynamiques de circuits électroniques comprend des moyens d'entrée permettant d'appliquer des signaux présélectionnés sur des entrées du circuit intégré subissant des mesures, et des moyens de sortie pour analyser les signaux dtentréeset de sorties de ce circuit. Cet ensemble est caractérisé en ce que les moyens d'entrée et de son- tie sont connectés aux entrées et aux sorties du circuit par l'intermédiaire de relais implantés à égales distances du circuit, au moyen de lignes de transmission de longueur égale. Suivant une réalisation avantageuse de llinvention les sorties du circuit sont connectables à des charges résistives, par l'intermédiaire de relais; ces relais et ces charges sont implantés à egales distances du circuit au moyen de lignes de transmission de longueur égale. Cet appareil permet de réduire les capacités de fuite à une valeur inférieure à 25 picofarads. II permet aussi de ne pas introduire de retards différents dans la transmission des signaux appliqués ou recueillis sur les différentes broches de chaque circuit. Dlautres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, donnés à titre exemple non limitatif et dans lesquels La Figure 1 est un schéma représentant les moyens utilisés pour la mise en oeuvre de l'appareil de mesure de l'invention. La Figure 2 est une vue en perspective montrant l'implantation des moyens précités. En référence à la figure 1, l'appareil de mesure comprend des moyens d'entrée constitués par des générateurs d'impulsions 1, 2, 3, des sources de tension ou de courants 4, 5, 6 et un calculateur 7, relié par exemple à un lecteur de bandes 8. Ces moyens dfentrée permettent diappliquer différents signaux présélectionnés, sur des entrées du circuit intégré 9 dont on a représenté partiellement les broches rentrée ou de sortie 10. Appareil de mesure comprend aussi des moyens de sortie constitués par un appareil de visualisation 11 et par une imprimante 12, reliés au calculateur 7.Ces moyens de sortie permettent d'analyser les signaux dientréeset de sorties du circuit intégré 7, par exemple en mesurant le temps de traversée du circuit ainsi que les temps de montée ou de descente des signaux recueillis sur les sorties du circuit L'appareil de visualisation peut bien entendu être associé à un chronomètre non représenté et permettant de mesurer avec précision les temps de traversée. Ces moyens d'entrée et de sortie sont connectés aux broches du circuit intégré 7 par l'intermédiaire de relais ou d'ensembles de relais 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ; chaque ensemble comporte un nombre de relais égal à celui des broches du circuit intégré ; ces relais sont répartis à égales distances du circuit au moyen de lignes de transmission de longueur égale. Les sorties du circuit peuvent être connectées à des charges résistives 21, 22, 23, 24, 25, 26 par l'intermédiaire d'ensembles de relais 27, 28 répartis à égales distances du circuit 7 ; on peut par exemple prévoir quiil y a 2 charges résistives 21, 22 par broche du circuit 7. Ces charges résistives sont elles aussi connectées aux sorties du circuit par des lignes de transmission de longueur égal e. Enfin, selon une variante de réalisation de Appareil de mesure,les moyens d'analyste des signaux entrées et de sorties sont connectés au circuit par l'intermédiaire diatténuateurs de tension 29, 30, 31 constitués chacun par des résistances et un condensateur ajustable non référencés. Le nombre de ces atténuateurs est égal à celui des broches du circuit intégré. Appareil comprend aussi des ensembles intermédiaires de relais 32, 33, 34, 35, 36 connectés entre les ensembles de relais précédemment décrits et les moyens d'entrée et de sortie. Les générateurs de signaux 1, 2, 3 sont commandés par le calculateur% selon les ordres que ce calculateur reçoit du lecteur de bandes 8. Ces gêné rateurs de signaux peuvent entrer en fonctionnement, séparément ou simultanément, et ils fournissent aux entrées du circuit imprimé des impulsions dont la fréquence ou la durée sont fixées en fonction des ordres de commandes reçus du calculateur ; il est bien évident que ces commandes pourraient être manuelles. Ainsi, par exemple, le générateur 1 va envoyer sur l'une des broches dtentrée du circuit intégré, une ou plusieurs impulsions dont la forme, la durée et la fréquence sont prédéterminées. Le choix de la broche à laquelie doivent être appliquées ces impulsions, conditionne la fermeture de lXun des relais des ensembles de relais tel que 13 et 20 et de lXun des relais des ensembles intermédiaires de relais, tel que 31. Cette fermeture est commandée par le calculateur 7, à travers des liaisons non représentées. La multiplication du nombre de relais interposés entre un générateur et une broche permet diabaisser la capacité parasite à une valeur inférieure à 20 picofarads pour chaque broche. -A cette fin, les relais utilisés sont des relais à lame souple, à contacts secs, dont la-capacité est inférieure à 2 picofarads et la résistan 10 ce supérieure à 9. 10 ohms, entre contacts ouverts. Les impulsions qui parviennent sur les broches d'entrées du circuit intégré, peuvent être observées sur une voie 38 de l'appareil de visualisation 11 reliées à une borne de sortie de l'un des atténuateurs tels que 29, après que l'un des relais de chaque ensemble 17, 18, 35, ait été fermé. La fermeture de ces relais est bien entendu commandée par le calculateur 7, en fonction de la broche vers laquelle lun des générateurs 1, 2 ou 3, envoie des impulsions. Selon les mesures à effectuer, certaines sorties du circuit intégré peuvent être connectées aux charges résistives 21-26, grâce à la fermeture de l'un des relais des ensembles 27, 28. Cette fermeture est commandée par le calculateur 7, selon la sortie qui doit être connectée à une charge en fonction des mesures à effectuer. Les signaux de sorties du circuit intégré, que ces sorties soient connectées ou non à une charge, peuvent être observés sur la voie 37 de l'appareil de visualisation 11, après fermeture pour la sortie concernée, de l'un des relais de chaque ensemble 16, 34. Cette fermeture est commandée comme précédemment par le calculateur 7, mais il est bien évident que tout autre moyen de commande pourrait intervenir sans sortir du cadre de I a invent ion. Enfin,les sources de tension ou de courant 4, 5, 6, permettent diappli- quer aux différentes broches d'entrée du circuit, des tensions ou des courants variables, grace à la fermeture de l'un des relais des ensembles 19, 36 et 20, sous la commande du calculateur 7 ; les relais 19 sont fermés avant les relais 36 ; afin d'augmenter la durée de vie des relais 19, les tensions ou des courants ne leur sont- appliqués qu'auprès leur fermeture. Un tel relais39 permet de relier certaines des broches au potentiel de référence 40. Ainsi, gracie à l'appareil qui vient d'être décrit, il est possible d'appliquer à tout circuit intégré des signaux d'entrée très variés. II est également possible d'alimenter ces circuits avec des tensions ou des courants de valeurs différentes et de mesurer sur les sorties les temps de traversée des signaux dientrée, les temps de montée ou de descente des signaux d'entrée ou de sortie etc.. Ces différentes mesure peuvent être effectuées grâce à l'appareil de visualisation 11, en même temps que les résultats peuvent être imprimés par l'imprimante 12. En référence à la figure 2, les relais des différents ensembles sont implantés à des distances égales du circuit intégré 9 dont les broches 10 sont engagées dans un connectéur 41 ; ce connecteur est fixé sur un disque circu laire 42 portant des tronçons de conducteurs imprimés 43, de longueur égale. Le nombre de ces tronçons correspond à celui des broches du circuit, ciest- à-dire vingt quatre dans l'exemple décrit. En regard de ces tronçons de conducteurs 43 et sous le disque 42, autour du même axe XXt de ce disque, sont disposées des plaques verticales de circuits imprimés 44 ; chacune de ces plaques porte respectivement llun des relais des ensembles 16, 19, 20, 27, 28, 36 ainsi que deux charges résistives telles que 21, 22 et un atténuateur tel que 29 correspondant à chacune des broches du circuit. Les relais qui jouent le même role dans l'appareil occupent bien entendu un même emplacement sur les différentes plaques ; il en va de même des charges résistives et des atténuateurs. Ainsi, des tronçons de conducteurs de longueurs égales, des connexions non représentées et de longueurs égales, permettent de relier les différents éléments de chaque plaque verticale à chacune des broches 10 du circuit 9. Les sources de tension ou de courant 4, 5, 6 et la masse de référence 40 sont connectées aux ensembles de relais 19 par l'intermédiaire de quatre 47 anneaux conducteurs 45, 46,/48 représentés en coupe sur la figure et séparés par une matière isolante 64. Ces anneaux portent des bornes de connexions 49, en nombre égal à celui des broches et régulièrement réparties sur la face de chaque anneau. Ces bornes permettent de relier les sources à l'ensemble des relais 19 portés par les plaques 44, par l'intermédiaire des relais 36 et de connexions non représentées. Les générateurs 1, 2, 3 sont connectés aux relais 20 portés par les cartes verticales 40, par l'intermédiaire des ensembles interrX;g,diaires de relais 31, 32, 33 contenus dans le boitier 50. Les cinq sorties/de chacun de ces ensembles de relais sont reliées aux ensembles de relais 13, 14, 15. A l'intérieur de ces ensembles, par exemple, dans ensemble 13, lesrelais sont groupés en sous ensembles 54, 55, 56, 57, 58. Chacun de ces sous ensembles de relais est porté par l'une des plaques verticales des cinq groupes de trois plaques de circuits imprimés 51, 52 ou 53 deux de ces groupes ne sont pas représentés sur la figure.La sortie de chaque relaisde chaque sous ensemble est reliée respectivement par une connexion non représentée, à un relasde l'ensemble de relais 20, porté par lune des plaques 44. Enfin, les sorties des relais appartenant aux ensembles de relais 16 et 18 sont respectivement reliées à des broches de connexions régulièrement réparties sur des anneaux 61, 62 en matière isolante. Ces broches sont reliées à un boitier central 63 contenant les relais intermédiaires 34, 35 assurant la liaison avec les voies 37 et 38 de l'appareil de visualisation 11. Gracie à cette implantation des éléments de l'appareil, le circuit est alimenté par les sources et les générateurs, au moyen de lignes de transmis sion d'égale iongueur. Les sorties peuvent être reliées à des charges à travers des connexions identiques et l'observation des signaux dientrée ou de sortie se fait elle aussi grâce à des connexions de longueur égal. La transmission des signaux aux entrées du circuit, se fait selon des temps égaux pour chaque broche du circuit. De la même manière, l'observation des signaux dientréesou de sorties, grace à l'appareil de visualisation, se fait elle aussi à travers des connexions de longueur égale pour toutes les broches du circuit. L'appareil décrit permet ainsi des mesures de paramètre de circuits intégrés à 24 broches dientrée ou de sortie, mais il est bien évident que ce nombre peut être différent. REVENDICAT IONS 1/ Appareil de mesure automatique de paramètres dynamiques de circuits électroniques comprenant des moyens d'entrée permettant d'appliquer des signaux présélectionnés sur des entrées du circuit subissant des mesures et des moyens de sortie pour analyser les signaux d'entrée et de sortie de ce circuit, caractérisé en ce que les moyens rentrée et de sortie de l'appareil sont connectés aux broches d'entrée et de sortie du circuit par l'intermédiaire de lignes de transmission de longueur égale et par des relais implantés à égales distances de ce circuit; 2/ Ensemble de mesures automatiques conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qutil comprend en outre des charges résistives connectables aux sorties du circuit par l'intermédiaire de relais, ces relais et ces charges sont implantés à égales distances du circuit intégré, au moyen de lignes de transmission de longueur égale 3/ Ensemble de mesures automatiques conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des atténuateurs de tension et des moyens d'analyse des signaux dlentrée connectés aux broches de ce circuit par ltin- termédiaire de lignes de transmission de longueur égale. 4/ Ensemble de mesures automatiques conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que les relais sont des relais à lame souple, de capacité inférieure à 2 picofarads et d'impédance supérieure à 9. 1010 ohms.