CN216118413U

CN216118413U - 一种时间测量电路

Info

Publication number: CN216118413U
Application number: CN202122614881.4U
Authority: CN
Inventors: 张军强; 胡国庆
Original assignee: Beijing Huafeng Equipment Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Huafeng Equipment Technology Co ltd
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-03-22
Anticipated expiration: 2031-10-28

Abstract

本实用新型属于半导体测试领域，具体提供了一种时间测量电路。该时间测量电路包括：前端调理电路和后端测量电路，所述前端调理电路和所述后端测量电路连接；其中，所述前端调理电路用于接收待测的模拟信号并输出待测的数字信号；所述后端测量电路用于接收所述待测的数字信号以对所述待测的数字信号进行时间测量。基于本实用新型提供的技术方案，避免了线缆传输过程对模拟信号的衰减，以提高时间测量的准确性。

Description

一种时间测量电路

技术领域

本实用新型涉及半导体测量技术领域，特别是指一种时间测量电路。

背景技术

在半导体测量中，经常需要测量高速时间(例如纳秒级)下的脉冲宽度、信号边沿、信号延迟等。一般的，上述时间测量电路为图1示出的电路，该电路由待测器件发出待测信号110，该待测信号110通过线缆传输至测量电路120中，即图1中虚线框示出的部分。测量电路120包括模拟信号转换电路121、数字脉宽测量122以及译码逻辑电路123。但是，在这种情况下，待测信号由线缆传输至测量电路的过程中，会受到线缆对信号的衰减，进而影响测量准确性。

实用新型内容

鉴于现有技术的以上问题，本实用新型提供一种时间测量电路，避免了线缆传输过程对信号的衰减，提高了时间测量的准确性。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提供一种时间测量电路，包括：前端调理电路和后端测量电路，所述前端调理电路和所述后端测量电路连接；其中，所述前端调理电路用于接收待测的模拟信号并输出待测的数字信号；所述后端测量电路用于接收所述待测的数字信号以对所述待测的数字信号进行时间测量。

由上，通过设计前端调理电路，在靠近原始待测的模拟信号处利用前端调理电路将该待测的模拟信号转换为待测的数字信号，避免了通过线缆传输模拟信号时造成的信号衰减，从而提高了时间测量的准确性。另外，本实用新型提供的方案，将前端调理电路和后端测量电路进行分离设计，还可以有效避免数字信号对模拟信号的干扰。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述前端调理电路包括：

滤波电路、数模转换器和电压比较器；

所述滤波电路的输入端用于接收所述待测的模拟信号，所述滤波电路的输出端与所述电压比较器的输入端连接；

所述电压比较器的输入端还与所述数模转换器的输出端连接；其中，所述数模转换器用于获取基准电压信号；

所述电压比较器的输出端为所述前端调理电路的输出端。

由上，通过利用电压比较器对滤波电路滤波后的信号与数模转换器输出的基准电压信号进行处理，可以将待测的模拟信号转化为待测的数字信号。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述后端测量电路包括：

译码控制电路、时间测量模块和通讯模块；

所述译码控制电路的输入端为所述后端测量电路的输入端，所述译码控制电路的输出端与所述后端时间测量模块的输入端连接；

所述通讯模块的通讯端与所述译码控制电路的输入端和/或输出端连接，用于使所述时间测量电路外部的信号通过所述通讯端与所述译码控制电路进行信号交互。

由上，提供了一种可以与外部通讯的后端测量电路，从而保证信号的丰富性。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述后端测量电路还包括：晶体振荡器，与所述时间测量模块的输入端连接，用于提供所述时间测量电路所需的时钟信号。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述电压比较器为高速电压比较器。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述前端调理电路和所述后端测量电路通过线缆连接。

作为第一方面一种可能的实现方式，所述待测的模拟信号数量为1或者2。

作为第一方面一种可能的实现方式，当所述待测的模拟信号数量为1时，所述时间测量电路用于测量待测信号各种状态的持续时间。

作为第一方面一种可能的实现方式，当所述待测的模拟信号数量为2时，所述时间测量电路用于测量两个待测信号的时间差。

本实用新型的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为现有技术提供的脉冲宽度测量电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的时间测量电路的电路连接图；

图3为本实用新型实施例提供的待测的模拟信号衰减示意图；

图4为本实用新型实施例提供的时间测量电路的原理框图。

具体实施方式

说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本实用新型实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。

说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。

本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本实用新型实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

下面参见各图，对本实用新型提供的一种时间测量电路进行详细说明。

如图2所示，为本实用新型实施例提供的时间测量电路的电路连接图。在本实施例中，该时间测量电路包括前端调理电路210和后端测量电路220。其中，作为一种可选的实现方式，该前端调理电路210和后端测量电路220可以通过线缆连接。作为另外一种可选的实现方式，该前端调理电路210和后端测量电路220还可以直接通过接口连接。

如图2示出的，待测器件发出待测的模拟信号，该待测的模拟信号首先输入至前端调理电路210中，通过该前端调理电路210的处理，输出待测的数字信号。该待测的数字信号通过线缆传输至后端测量电路220以实现对该待测的数字信号的相关时间测量。其中，本实施例中的数字信号可以为任意中类的数字信号，本实用新型不对数字信号的具体类型作出限制，例如，该数字信号可以为低电压差分信号(Low Voltage Differential Signaling，LVDS)；再例如，该数字信号还可以为低压正发射极耦合逻辑信号(Low Voltage PositiveEmitter-Couple Logic，LVPECL)。

应理解，此处的时间测量可以为对待测信号任意时间的测量，本实用新型不对其进行限制。例如：当待测信号的数量为1时，此时可以测量待测信号上升沿或下降沿持续的时间等。再例如：当待测信号的数量为2时，此时可以测量两个待测信号边沿的时间差等。

在本实施例中，可以参见图3，图3中虚线部分为待测器件发出的原始待测的模拟信号的波形，图3中实线部分为该原始待测的模拟信号经过线缆传输被衰减后的信号。由图3可以看出，虚线所示的信号从电压V₂到电压V₁所经历的时间为Δt₁，实线所示的信号从电压V₂到电压V₁所经历的时间为Δt₂，因此，可以看出，线缆对模拟信号的衰减较为严重，往往会出现时间测量误差。基于此，本实用新型通过设计前端调理电路210，在近端(可以理解为接近原始待测信号端)将待测的模拟信号转换为待测的数字信号，再将待测的数字信号通过线缆传输至后端测量电路220进行时间测量，以避免线缆对待测的模拟信号造成的衰减，从而保证了原始待测信号的真实性，进而保证了时间测量的准确性。

如图4所示，为本实用新型的一实施例提供的时间测量电路的原理框图，下面结合图4对本实施例中的时间测量电路的工作原理进行详细介绍。

在本实施例中，前端调理电路210包括滤波电路211、数模转换器212和电压比较器213。其中，滤波电路211的输入端接收待测器件发出的待测模拟信号并对该待测的模拟信号进行滤波处理。滤波电路211的输出端与电压比较器213连接，用于将滤波处理后的模拟信号传输至电压比较器213中。电压比较器213的输入端还与数模转换器212连接，用于接收数模转换器212发送的基准电压信号。其中，该基准电压信号为模拟信号。电压比较器213用于将接收到的基准电压信号和接收到的滤波处理后的模拟信号进行处理以获得所述待测的模拟信号对应的数字信号，下文称为待测的数字信号。将该待测的数字信号通过线缆传输至后端测量电路220中进行相关测量。

在本实施例中，后端测量电路220包括译码控制电路221、时间测量模块222、通讯模块223和晶体振荡器224。其中，译码控制电路221的输入端接收前端调理电路210通过线缆传输的待测的数字信号，并对该待测的数字信号进行译码锁存等处理，然后将处理后的数字信号发送至时间测量模块222中进行相关时间测量。另外，译码控制电路221还可以与通讯模块连接，用于使时间测量电路外部的信号与所述译码控制电路221信号的交互，即可以将时间测量电路外部的信号传输至译码控制电路221进行译码锁存处理，还可以将经译码控制电路221处理后的信号传输至时间测量电路外部以实现其他处理。在本实施例中，所述通讯模块223可以为数字总线等。晶体振荡器224与时间测量模块222连接，用于为时间测量模块222提供所需的时钟时间。

应理解，在其他实施例中，若不需要与外部通讯，则该后端测量电路220可以不包含通讯模块223。同样的，在其他实施例中，若不需要提供时钟时间，则后端测量电路220可以不包含晶体振荡器224。

基于本实用新型提供的时间测量电路，通过设计前端调理电路，在接近原始待测信号端将原始的模拟信号转换为数字信号，避免了通过线缆传输过程中对模拟信号的衰减，提高了时间测量的准确性。另外，本实用新型提供的技术方案，通过将前端调理电路和后端测量电路分离设计，并通过线缆连接，可以有效避免高频的数字信号对模拟信号的影响，使测量端的信号尽可能还原初始信号，进一步提高测量的准确性。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本实用新型的保护范畴。

Claims

1.一种时间测量电路，其特征在于，包括：

前端调理电路和后端测量电路，所述前端调理电路和所述后端测量电路连接；

其中，所述前端调理电路用于接收待测的模拟信号并输出待测的数字信号；

所述后端测量电路用于接收所述待测的数字信号以对所述待测的数字信号进行时间测量。

2.根据权利要求1所述的时间测量电路，其特征在于，所述前端调理电路包括：

滤波电路、数模转换器和电压比较器；

所述电压比较器的输出端为所述前端调理电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的时间测量电路，其特征在于，所述后端测量电路包括：

译码控制电路、时间测量模块和通讯模块；

4.根据权利要求3所述的时间测量电路，其特征在于，所述后端测量电路还包括：晶体振荡器，与所述时间测量模块的输入端连接，用于提供所述时间测量电路所需的时钟信号。

5.根据权利要求2所述的时间测量电路，其特征在于，所述电压比较器为高速电压比较器。

6.根据权利要求1所述的时间测量电路，其特征在于，所述前端调理电路和所述后端测量电路通过线缆连接。

7.根据权利要求1所述的时间测量电路，其特征在于，所述待测的模拟信号数量为1或者2。

8.根据权利要求7所述的时间测量电路，其特征在于，当所述待测的模拟信号数量为1时，所述时间测量电路用于测量待测信号各种状态的持续时间。

9.根据权利要求7所述的时间测量电路，其特征在于，当所述待测的模拟信号数量为2时，所述时间测量电路用于测量两个待测信号的时间差。