CN103293467B - 信号转态侦测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种信号转态侦测电路，包含：计数模块、数字模拟转换模块、比较器以及数字取样模块。计数模块产生数字步阶信号。数字模拟转换模块将数字步阶信号转换为模拟输入信号，以传送至待测电路，以据以产生由第一稳定准位转换至第二稳定准位的输出信号，其中输出信号于第一稳定准位及第二稳定准位间包含震荡转态区段。比较器接收输出信号，与预设值比较以产生正规化的输出信号。数字取样模块对正规化的输出信号进行取样，以撷取多个脉冲信号，以于脉冲信号的数目累积至大于参考值时，判断此时数字步阶信号的对应步阶为转态点。

Description

信号转态侦测电路及方法

技术领域

本发明是有关于一种电路测试技术，且特别是有关于一种信号转态侦测电路(signaltransitiondetectioncircuit)及方法。

背景技术

测试技术是在电路或芯片制造过程中不可或缺的一环。经过精心设计的测试流程，将可对电路或芯片中许多不同的参数进行验证，以提升电路或芯片的可靠度。其中，转态点的测试亦是属于重要的测试项目。然而，在电路测试速度需求愈来愈快的情形下，往往在待测物的输出电压转态时会产生电压不稳定的现象，增加测试中判断转态点的难度。并且，测试电路的延迟效应也将明显地反映在测试的结果上，对测试的精确度造成非常大的影响。

因此，如何设计一个新的信号转态侦测电路及方法，以提升信号转态侦测的精确度，乃为此一业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号转态侦测电路及方法，以提升信号转态侦测的精确度。

因此，本发明的一方面是在提供一种信号转态侦测电路，包含：计数模块、数字模拟转换模块、比较器以及数字取样模块。计数模块产生数字步阶信号。数字模拟转换模块将数字步阶信号转换为模拟输入信号，以传送至待测电路，以根据模拟输入信号产生由第一稳定准位转换至第二稳定准位的输出信号，其中输出信号于第一稳定准位及第二稳定准位间包含震荡转态区段。比较器接收输出信号，以与预设值进行比较，以产生正规化的输出信号。数字取样模块对正规化的输出信号进行取样，以自震荡转态区段至第二稳定准位撷取多个脉冲信号，以于脉冲信号的数目累积至大于参考值时，判断此时数字步阶信号的对应步阶为转态点。

依据本发明一实施例，当脉冲信号的数目累积至大于参考值时，是使计数模块停止输出数字步阶信号。

依据本发明另一实施例，当数字步阶信号停止输出时是以最后输出的步阶为对应步阶，以判断转态点。

依据本发明又一实施例，信号转态侦测电路还包含延迟校正模块，以根据数字模拟转换模块、比较器以及数字取样模块计算延迟时间，当数字步阶信号停止输出时是以最后输出时间减去延迟时间所对应的步阶为对应步阶，以判断转态点。其中延迟时间还包含脉冲信号的累积时间。

依据本发明再一实施例，数字取样模块包含取样器、积分器以及判断单元。取样器用以对正规化的输出信号进行取样，以产生取样信号，其中取样信号包含脉冲信号。积分器用以对脉冲信号计数。判断单元用以判断脉冲信号的数目是否累积至大于参考值，以于脉冲信号的数目累积至大于参考值时，产生提示信号至计数模块。

依据本发明还具有一实施例，其中数字模拟转换模块还包含滤波器。待测电路为反相器。

依据本发明再具有的一实施例，信号转态侦测电路还包含控制模块，以控制计数模块的运作。控制模块用以设定数字步阶信号的启始电位、步阶电位、步阶宽度以及终止电位。

本发明的另一方面是在提供一种信号转态侦测方法，应用于信号转态侦测电路中，包含：产生数字步阶信号；将数字步阶信号转换为模拟输入信号，以传送至待测电路；使待测电路根据模拟输入信号产生由第一稳定准位转换至第二稳定准位的输出信号，其中输出信号于第一稳定准位及第二稳定准位间包含震荡转态区段；使输出信号与预设值进行比较，以产生正规化的输出信号；对正规化的输出信号进行取样，以自震荡转态区段至第二稳定准位撷取多个脉冲信号；以及判断脉冲信号的数目是否累积至大于参考值，以于脉冲信号的数目累积至大于参考值时，判断此时数字步阶信号的对应步阶为转态点。

依据本发明一实施例，信号转态侦测方法还包含一步骤：当脉冲信号的数目累积至大于参考值时，停止输出数字步阶信号。

依据本发明另一实施例，当数字步阶信号停止输出时是以最后输出的步阶为对应步阶，以判断转态点。

依据本发明又一实施例，信号转态侦测方法还包含一步骤：根据信号转态侦测电路计算延迟时间，当数字步阶信号停止输出时是以最后输出时间减去延迟时间所对应的步阶为对应步阶，以判断转态点。其中延迟时间还包含脉冲信号的累积时间。

依据本发明再一实施例，信号转态侦测方法还包含下列步骤：对正规化的输出信号进行取样，以产生取样信号，其中取样信号包含脉冲信号；对脉冲信号计数；判脉冲信号的数目是否累积至大于参考值，以于脉冲信号的数目累积至大于参考值时，产生提示信号。

依据本发明更具有的一实施例，其中产生数字步阶信号的步骤还包含设定数字步阶信号的启始电位、步阶电位、步阶宽度以及终止电位。

应用本发明的优点是在于通过信号转态侦测电路及方法，迅速地侦测信号在待测电路中的转态点，并有效克服在信号快速转换下，转态时的不稳定震荡区段与电路延迟在侦测过程中造成误差的问题，而轻易地达到上述的目的。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A为本发明一实施例中，信号转态侦测电路的方块图；

图1B为本发明一实施例中，数字取样模块更详细的方块图；

图2为本发明一实施例中，数字步阶信号的波型图；

图3A为本发明一实施例中，模拟输入信号以及输出信号的波型图；

图3B为本发明一实施例中，输出信号以及正规化的输出信号的波型图；

图3C为本发明一实施例中，正规化的输出信号以及取样后的输出信号的波型图；

图4为本发明另一实施例中，信号转态侦测电路的方块图；以及

图5为本发明一实施例中，一种信号转态侦测方法的流程图。

【主要元件符号说明】

1：信号转态侦测电路100：控制模块

101：数字步阶信号102：控制接口

103：模拟输入信号104：计数模块

105：输出信号106：数字模拟转换模块

107：正规化的输出信号108：比较器

109：取样信号110：数字取样模块

111：提示信号120：待测电路

130：取样器132：加法器

134：暂存器136：判断单元

40：延迟校正模块500：信号转态侦测方法

501-507：步骤

具体实施方式

请参照图1A。图1A为本发明一实施例中，信号转态侦测电路1的方块图。信号转态侦测电路1包含：控制模块100、控制接口102、计数模块104、数字模拟转换模块106、比较器108以及数字取样模块110。

控制模块100用以透过控制接口102控制计数模块104，以使计数模块104产生数字步阶信号101。于一实施例中，控制模块10可由一个主机中的中央处理器实现，以通过控制接102对计数模块104进行设定。请同时参照图2。图2为本发明一实施例中，数字步阶信号101的波型图。控制模块100可用以设定数字步阶信号101的启始电位、步阶电位、步阶宽度以及终止电位。其中，启始电位及终止电位决定数字步阶信号101将在两个电位间渐增或渐减，而步阶电位与步阶宽度将决定数字步阶信号101的斜率为何。于图2所绘示的实施例中，数字步阶信号101为逐步递减的形式。

请再参照图1A。数字模拟转换模块106进一步将数字步阶信号101转换为模拟输入信号103，以传送至待测电路120，并经由待测电路120的运作后产生输出信号105。于一实施例中，数字模拟转换模块106可包含滤波器，以将信号进行滤波，以避免杂讯的干扰。于本实施例中，待测电路120为一个反相器。请同时参照图3A。图3A为本发明一实施例中，模拟输入信号103以及输出信号105的波型图，其中模拟输入信号103以细线绘示，而输出信号105以粗线绘示。模拟输入信号103由于是根据图2中所绘示的数字步阶信号101产生，因此将由一个高准位逐渐递减至一个低准位。由于在本实施例中待测电路120为反相器，因此将反相地产生由第一稳定准位(低准位)转换至第二稳定准位(高准位)的输出信号105。而在输出信号105由第一稳定准位转换至第二稳定准位的期间，在电路速度较快的情形下，将产生震荡转态区段。

请再参照图1A。比较器108将接着接收输出信号105，以与一个预设值进行比较，以产生正规化的输出信号107。请同时参照图3B。图3B为本发明一实施例中，输出信号105以及正规化的输出信号107的波型图，其中输出信号105以粗线绘示，而正规化的输出信号107以点虚线绘示。在经过正规化后，原先在震荡转态区段中电压准位高低不一的信号变成如图3B所示，在高准位与低准位间震荡的信号。

请再参照图1A。数字取样模块110对正规化的输出信号105进行取样，以自震荡转态区段至第二稳定准位撷取多个脉冲信号。请同时参照图3C。图3C为本发明一实施例中，正规化的输出信号107以及取样信号109的波型图，其中正规化的输出信号107以点虚线绘示，而取样信号109以粗线绘示。于一实施例中，取样频率可设定为40MHz。于其他实施例中，取样频率可依实际情形调整。因此，正规化的输出信号107在经过取样后，将在震荡转态区段至第二稳定准位产生数个脉冲信号。其中，在正规化的输出信号107由震荡转态区段进入第二稳定准位阶段时，取样信号109实质上仍为数个脉冲信号连续相接，而成为一个水平的信号。

请同时参照图1B。图1B为本发明一实施例中，数字取样模块110更详细的方块图。数字取样模块110的方块图。数字取样模块110包含取样器130、包含加法器132与暂存器134的积分器以及判断单元136。取样器130用以根据正规化的输出信号107进行取样以产生如图3C所示的取样信号109。于本实施例中，积分器包含加法器132与暂存器134，以进一步累积所取样到的脉冲信号的数目。需注意的是，于其他实施例中，积分器亦可能由其他元件形成。在积分器累积脉冲信号的数目后，将由判断单元136判断所累积的脉冲信号的数目是否大于一个参考值。举例来说，此参考值可设定为二，因此在图3C中取样到两个脉冲信号后，数字取样模块110即可输出一个提示信号111至计数模块104及控制接口102。于其他实施例中，此参考值可依需求或经验的判断设定为其他更佳的数值。于本实施例中，计数模块104在接收到提示信号111后，即停止继续产生数字步阶信号101。控制模块100透过控制接口102可得知此时数字步阶信号101最后输出的步阶为何，并判断此步阶即为使待测电路120的输出信号105转态的转态点。于其他实施例，如为增加可靠度，上述判断单元136据以判断的参考值亦可设定为较大的值，以在取样信号109达到较高的稳定度(脉冲信号数愈多即表示愈接近第二稳定准位)后才确认其对应的数字步阶信号101的步阶为转态点。

因此，本发明的信号转态侦测电路1可迅速地侦测信号在待测电路120中的转态点，并有效克服在信号快速转换下，转态时的不稳定震荡区段对判断结果造成的影响，提供一个有效且具有足够精确度的判断机制。

请参照图4。图4为本发明另一实施例中，信号转态侦测电路1的方块图。信号转态侦测电路1与图1A类似，亦包含：控制模块100、控制接口102、计数模块104、数字模拟转换模块106、比较器108以及数字取样模块110。然而于本实施例中，信号转态侦测电路1还包含延迟校正模块40。

数字模拟转换模块106、比较器108以及数字取样模块110在进行信号处理时均会造成延迟的效应。此延迟效应将使数字取样模块110在发出提示信号111时，无法对应至数字步阶信号101中正确的步阶。因此，延迟校正模块40可根据数字模拟转换模块106、比较器108以及数字取样模块110计算各个模块的延迟时间并加总。当数字步阶信号101由于数字取样模块110发出的提示信号111而停止输出时，将以最后输出时间减去延迟时间后所对应到的步阶来做为转态点判断。

于一实施例中，延迟校正模块40更减去前述的参考值所代表的脉冲数量累积的时间。因此，在参考值采用较大的值而对转态点的精确性造成影响时，亦可由延迟校正模块40进行校正。

因此，本发明的信号转态侦测电路1可迅速地侦测信号在待测电路120中的转态点，并有效克服在信号快速转换下，转态时的不稳定震荡区段与电路延迟在侦测过程中造成误差的问题，提供一个有效且具有足够精确度的判断机制。

请参照图5。图5为本发明一实施例中，一种信号转态侦测方法500的流程图。信号转态侦测方法500可应用于如图1或图4所绘示的信号转态侦测电路1中。信号转态侦测方法500包含下列步骤(应了解到，在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行)。

于步骤501，计数模块104产生数字步阶信号101。于步骤502，数字模拟转换模块106将数字步阶信号101转换为模拟输入信号103，以传送至待测电路120。于步骤503，使待测电路120根据模拟输入信号103产生由第一稳定准位转换至第二稳定准位的输出信号105，其中输出信号105于第一稳定准位及第二稳定准位间包含震荡转态区段。

于步骤504，比较器108使输出信号105与预设值进行比较，以产生正规化的输出信号107。于步骤505，数字取样模块110对正规化的输出信号107进行取样，以自震荡转态区段至第二稳定准位撷取多个脉冲信号。于步骤506，判断脉冲信号的数目是否累积至大于参考值。当脉冲信号的数目尚未累积至大于参考值时，流程将继续于回至步骤505进行取样并于步骤506进行判断。而当脉冲信号的数目尚未累积至大于参考值时，流程将进行至步骤507，判断此时数字步阶信号101的对应步阶为转态点。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种信号转态侦测电路，其特征在于，包含：

一计数模块，用以产生一数字步阶信号；

一数字模拟转换模块，用以将该数字步阶信号转换为一模拟输入信号，以传送至一待测电路，以根据该模拟输入信号产生由一第一稳定准位转换至一第二稳定准位的一输出信号，其中该输出信号于该第一稳定准位及该第二稳定准位间包含一震荡转态区段；

一比较器，用以接收该输出信号，以与一预设值进行比较，以产生一正规化输出信号；

一数字取样模块，对该正规化输出信号进行取样，以自该震荡转态区段至该第二稳定准位撷取多个脉冲信号，以于所述多个脉冲信号的数目累积至大于一参考值时，使该计数模块停止输出该数字步阶信号；以及

一延迟校正模块，以根据该数字模拟转换模块、该比较器以及该数字取样模块计算一延迟时间，当该数字步阶信号停止输出时是以一最后输出时间减去该延迟时间所对应的一步阶为一对应步阶，以判断一转态点。

2.根据权利要求1所述的信号转态侦测电路，其特征在于，该延迟时间还包含所述多个脉冲信号的一累积时间。

3.根据权利要求1所述的信号转态侦测电路，其特征在于，该数字取样模块还包含：

一取样器，用以对该正规化输出信号进行取样，以产生一取样信号，其中该取样信号包含所述多个脉冲信号；

一积分器，以用以对所述多个脉冲信号计数；以及

一判断单元，用以判断所述多个脉冲信号的数目是否累积至大于该参考值，以于所述多个脉冲信号的数目累积至大于该参考值时，产生一提示信号至该计数模块。

4.根据权利要求1所述的信号转态侦测电路，其特征在于，该数字模拟转换模块还包含一滤波器。

5.根据权利要求1所述的信号转态侦测电路，其特征在于，该待测电路为一反相器。

6.根据权利要求1所述的信号转态侦测电路，其特征在于，还包含一控制模块，以控制该计数模块的运作。

7.根据权利要求6所述的信号转态侦测电路，其特征在于，该控制模块用以设定该数字步阶信号的一启始电位、一步阶电位、一步阶宽度以及一终止电位。

8.一种信号转态侦测方法，其特征在于，应用于一信号转态侦测电路中，包含：

产生一数字步阶信号；

将该数字步阶信号转换为一模拟输入信号，以传送至一待测电路；

使该待测电路根据该模拟输入信号产生由一第一稳定准位转换至一第二稳定准位的一输出信号，其中该输出信号于该第一稳定准位及该第二稳定准位间包含一震荡转态区段；

使该输出信号与一预设值进行比较，以产生一正规化输出信号；

对该正规化输出信号进行取样，以自该震荡转态区段至该第二稳定准位撷取多个脉冲信号；

判断所述多个脉冲信号的数目是否累积至大于一参考值，以于所述多个脉冲信号的数目累积至大于该参考值时，停止输出该数字步阶信号；以及

根据该信号转态侦测电路计算一延迟时间，当该数字步阶信号停止输出时是以一最后输出时间减去该延迟时间所对应的一步阶为一对应步阶，以判断一转态点。

9.根据权利要求8所述的信号转态侦测方法，其特征在于，该延迟时间还包含所述多个脉冲信号的一累积时间。

10.根据权利要求8所述的信号转态侦测方法，其特征在于，还包含下列步骤：

对该正规化输出信号进行取样，以产生一取样信号，其中该取样信号包含所述多个脉冲信号；

对所述多个脉冲信号计数；以及

判断所述多个脉冲信号的数目是否累积至大于该参考值，以于所述多个脉冲信号的数目累积至大于该参考值时，产生一提示信号。

11.根据权利要求8所述的信号转态侦测方法，其特征在于，产生该数字步阶信号的步骤还包含设定该数字步阶信号的一启始电位、一步阶电位、一步阶宽度以及一终止电位。