CN1632597A - 时钟信号幅度的检测方法与电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种时钟信号幅度的检测方法，该方法包括步骤：确定被测时钟信号最低幅度的预定值V1；将被测时钟信号至少分二路分别输出至一时钟频率检测电路的第一和第二触发端；所述的时钟频率检测电路分别检测第一路和第二路时钟信号，若所述两路时钟信号的频率不同，则判断被测时钟信号的幅度低于预定值V1。本发明不需要外接测试仪器，实现低成本批量测试；取消手工操作，提高批量测试效率和可重复性，避免批量测试情况下出现误操作；不使用测试探头，避免测试过程中测试探头对时钟信号造成影响，影响后级电路的工作；实现被测单元在正常工作的情况下实时监控时钟幅度。

Description

时钟信号幅度的检测方法与电路

技术领域

本发明涉及信号测试技术，特别涉及时钟信号幅度的检测方法与电路。

背景技术

通常情况下，时钟信号(随时间周期性变化的电压信号)为单板工作的基准，其地位十分重要。

目前，现有的针对时钟信号幅度的检测方法为通过示波器测量，如图1所示，从示波器上可以直接读取得到被测时钟信号的幅度参数，并判断时钟信号幅度是否高于或低于要求的值。该现有技术有如下缺点：(1)需要外接测试仪器；(2)批量测试成本高需要手工操作，降低批量测试效率和可重复性，批量测试情况下容易导致误操作；(4)测试过程中测试探头会对时钟信号造成影响，影响后级电路的工作，而且无法在设备工作时实时监控时钟幅度情况。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提供了解决上述缺点的时钟信号幅度的检测方法与检测电路。

本发明检测时钟信号幅度偏低的方法步骤如下：

确定被测时钟信号最低幅度的预定值V1；

将被测时钟信号至少分二路分别输出至一时钟频率检测电路的第一和第二触发端，所述触发端的高电平触发门限低于所述预定值V1，并满足关系：当第一路时钟信号的幅度高于所述预定值V1时，使第二路时钟信号的幅度高于所述第二触发端的高电平触发门限V2；当第一路时钟信号的幅度低于所述预定值V1时，使第二路时钟信号的幅度低于所述第二触发端的高电平触发门限V2；

所述的时钟频率检测电路分别检测第一路和第二路时钟信号，若所述两路时钟信号的频率不同，则判断被测时钟信号的幅度低于预定值V1。

在上述方法中：

被测时钟信号的幅度低于预定值V1时，发出告警信号。

所述第二路时钟信号经一分压电路后输出至所述时钟信号频率检测电路的第二触发端，使其幅度与第一路时钟信号的幅度的比值为高电平触发门限V2与预定值V1的比值。

所述时钟检测电路利用参考时钟对第一路和第二路时钟信号的脉冲个数进行计数，并根据计数值确定该两路时钟信号的频率是否相同。

本发明检测时钟信号幅度偏高的方法步骤如下：

确定被测时钟信号最高幅度的预定值V3；

将被测时钟信号至少分二路分别输出至一时钟频率检测电路的第一和第二触发端，所述触发端的高电平触发门限低于所述预定值V3，并满足关系：当第一路时钟信号的幅度高于所述预定值V3时，使第二路时钟信号的幅度高于所述第二触发端的高电平触发门限V4；当第一路时钟信号的幅度低于所述预定值V3时，使第二路时钟信号的幅度低于所述第二触发端的高电平触发门限V4；

所述的时钟频率检测电路分别检测第一路和第二路时钟信号，若所述两路时钟信号的频率相同，则判断被测时钟信号的幅度高于预定值V3。

在上述方法中：

被测时钟信号的幅度高于预定值V3时，发出告警信号。

第二路时钟信号经一分压电路后输出至所述时钟频率检测电路的第二触发端，使其幅度与第一路时钟信号的幅度的比值为高电平触发门限V4与预定值V3的比值。

所述时钟检测电路利用参考时钟对第一路和第二路时钟信号的脉冲个数进行计数，并根据计数值确定该两路时钟信号的频率是否相同。

本发明检测时钟信号幅度的电路包括一分压电路和一时钟频率检测电路，所述分压电路的第一、第二输出端分别与所述时钟频率检测电路的第一、第二触发端连接，所述时钟频率检测电路用于检测所述分压电路输出的两路时钟信号的频率，通过对所述两路时钟信号频率的比较来判断被测时钟信号幅度的偏低或偏高。

在上述电路中：

所述时钟频率检测电路的第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号最低幅度的预定值V1，所述分压电路用于使第二输出端输出的时钟信号的幅度与第一输出端输出的时钟信号的幅度的比值等于所述第二触发端的高电平触发门限V2与V1的比值。

所述时钟频率检测电路的第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号最高幅度的预定值V3，所述分压电路用于使第二输出端输出的时钟信号的幅度与第一输出端输出的时钟信号的幅度的比值等于所述第二触发端的高电平触发门限V4与V3的比值

本发明的有益效果：(1)不需要外接测试仪器，实现低成本批量测试；(2)取消手工操作，提高批量测试效率和可重复性，避免批量测试情况下出现误操作；(3)不使用测试探头，避免测试过程中测试探头对时钟信号造成影响，影响后级电路的工作(4)实现被测单元在正常工作的情况下实时监控时钟幅度。

附图说明

图1是现有技术检测时钟信号幅度的示意图；

图2是本发明实施例一的电路原理框图；

图3是本发明的时钟频率检测电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本发明的实施例一是对时钟幅度偏低的失效模式进行检测，如图2所示，本发明的检测包括2个部分，由电阻R1以及R2组成的分压电路，以及采用某种电路结构构成的时钟频率检测电路。该时钟频率检测电路具有第一和第二触发端，第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号输出幅度的最低要求V1。被测时钟信号分三路输出，第一路时钟信号C1直接输出至所述时钟频率检测电路的第一触发端，第二路时钟信号C2经所述分压电路的电阻R1后输出至第二触发端，另外一路信号输出至其他电路作为基准。时钟频率检测电路的功能是检测被测时钟信号的频率是否一致，其一般工作原理为：当其输入电压高于高电平门限时，将该信号判别为数字“1”，当其输入电压低于低电平门限时，将该信号判别为数字“0”。当输入电压处于高电平门限以及低电平门限之间时，则信号被判别为“0”或者“1”呈随机分布。时钟频率检测电路的一种实现方法如图3所示，该时钟频率检测电路利用参考时钟对时间门进行控制，将固定时间门内被检测信号的脉冲个数进行计数，并在时间门关闭时将计数器的值送到锁存器进行锁存，则两个锁存器内的数据与被检信号的频率成正比关系。根据已知参考时钟的频率，利用公式：频率＝计数器值/参考时钟周期，可以计算得到被检信号的频率。

本发明的工作原理为：根据被测系统的设计要求，可以得出被测时钟信号输出幅度的最低电压要求V₁，结合时钟频率检测电路的高电平触发门限V₂(V₁＞V₂)选取电阻R₁、R₂的值使其满足等式： $V_2=V_1\×\frac{R2}{R1+R2},$ 则当信号C1低于V₁时，C2信号的幅度已经低于时钟检测电路的第二触发端的高电平触发门限V2，此时第二触发端不能被可靠触发，所以计数得到的值与C1不同，因此时钟频率检测电路检测到C1、C2两路信号频率将不相同，此时系统可以判断被测时钟信号幅度低于预定值，做出告警或其他相应处理；而当信号C1高于于V₁时，C2信号的幅度也高于时钟检测电路的第二触发端的高电平触发门限V2，此时第一和第二触发端均被可靠触发，所以计数得到的值相同，因此时钟频率检测电路检测到C1、C2两路信号频率将相同，此时系统可以判断被测时钟信号幅度在正常的幅度范围。

上述的时钟频率检测电路可以采用目前多种公有技术实现；而分压电路可以采用多个电阻串联、并联构成，但是其等效电路与本发明相同。

实施例二

本发明的实施例二是对时钟幅度偏高的失效模式进行检测，其电路和工作原理大致与实施例一相同，不同之处在于：时钟频率检测电路的第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号输出幅度的最高要求V1，根据时钟频率检测电路的第二触发端的高电平触发门限V2(V1＞V2)选取电阻R₁、R₂的值，使其满足等式： $V_2=V_1\×\frac{R2}{R1+R2},$ 则当信号C1的幅度高于V₁时，C2信号的幅度已经高于时钟检测电路的第二触发端的高电平触发门限V2，此时第一、第二触发端被可靠触发，所以计数得到的值与C1相同，因此时钟频率检测电路检测到C1、C2两路信号频率将相同，此时系统可以判断被测时钟信号幅度高于预定值V1，做出告警或其他相应处理；而当信号C1的幅度低于V₁时，C2信号的幅度也低于时钟检测电路的第二触发端的高电平触发门限V2，此时第二触发端不能被可靠触发，所以计数得到的值与根据C1得到的计数值不相同，此时系统可以判断被测时钟信号幅度在正常的幅度范围。

实施例三

本发明的实施例三结合实施例一与实施例二，可以同时检测时钟信号幅度的偏高或偏低，即将被测时钟信号分四路输出，第一、第二路时钟信号分别直接输出至第一时钟检测电路和第二时钟检测电路的第一触发端，第三、第四路时钟信号分别经第一和第二分压电路输出至所述第一时钟检测电路和第二时钟检测电路的第二触发端；第一时钟检测电路和第一分压电路的设置与实施例一相同，第二时钟检测电路和第二分压电路的设置与实施例二相同。

Claims (11)

1、一种时钟信号幅度的检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：

确定被测时钟信号最低幅度的预定值V1；

将被测时钟信号至少分二路分别输出至一时钟频率检测电路的第一和第二触发端，所述触发端的高电平触发门限低于所述预定值V1，并满足关系：当第一路时钟信号的幅度高于所述预定值V1时，使第二路时钟信号的幅度高于所述第二触发端的高电平触发门限V2；当第一路时钟信号的幅度低于所述预定值V1时，使第二路时钟信号的幅度低于所述第二触发端的高电平触发门限V2；

所述的时钟频率检测电路分别检测第一路和第二路时钟信号，若所述两路时钟信号的频率不同，则判断被测时钟信号的幅度低于预定值V1。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，被测时钟信号的幅度低于预定值V1时，发出告警信号。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二路时钟信号经一分压电路后输出至所述时钟频率检测电路的第二触发端，使其幅度与第一路时钟信号的幅度的比值为高电平触发门限V2与预定值V1的比值。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时钟检测电路利用参考时钟对第一路和第二路时钟信号的脉冲个数进行计数，并根据计数值确定该两路时钟信号的频率是否相同。

5、一种时钟信号幅度的检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：

确定被测时钟信号最高幅度的预定值V3；

将被测时钟信号至少分二路分别输出至一时钟频率检测电路的第一和第二触发端，所述触发端的高电平触发门限低于所述预定值V3，并满足关系：当第一路时钟信号的幅度高于所述预定值V3时，使第二路时钟信号的幅度高于所述第二触发端的高电平触发门限V4；当第一路时钟信号的幅度低于所述预定值V3时，使第二路时钟信号的幅度低于所述第二触发端的高电平触发门限V4；

所述的时钟频率检测电路分别检测第一路和第二路时钟信号，若所述两路时钟信号的频率相同，则判断被测时钟信号的幅度高于预定值V3。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，被测时钟信号的幅度高于预定值V3时，发出告警信号。

7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，第二路时钟信号经一分压电路后输出至所述时钟频率检测电路的第二触发端，使其幅度与第一路时钟信号的幅度的比值为高电平触发门限V4与预定值V3的比值。

8、如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述时钟检测电路利用参考时钟对第一路和第二路时钟信号的脉冲个数进行计数，并根据计数值确定该两路时钟信号的频率是否相同。

9、一种时钟信号幅度的检测电路，其特征在于，它包括一分压电路和一时钟频率检测电路，所述分压电路的第一、第二输出端分别与所述时钟频率检测电路的第一、第二触发端连接，所述时钟频率检测电路用于检测所述分压电路输出的两路时钟信号的频率，通过对所述两路时钟信号频率的比较来判断被测时钟信号幅度的偏低或偏高。

10、如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述时钟频率检测电路的第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号最低幅度的预定值V1，所述分压电路用于使第二输出端输出的时钟信号的幅度与第一输出端输出的时钟信号的幅度的比值等于所述第二触发端的高电平触发门限V2与V1的比值。

11、如权利要求9所述的电路，其特征在于，所述时钟频率检测电路的第一和第二触发端的高电平触发门限低于被测时钟信号最高幅度的预定值V3，所述分压电路用于使第二输出端输出的时钟信号的幅度与第一输出端输出的时钟信号的幅度的比值等于所述第二触发端的高电平触发门限V4与V3的比值。

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