DE19652890A1

DE19652890A1 - Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit und bei einem derartigen Verfahren verwendete Schaltung zum Erzeugen einer Zufalls-Impulsfolge

Info

Publication number: DE19652890A1
Application number: DE19652890A
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Okayasu
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: CN1159586A; US5942902A; CN1119862C; JP3410269B2; KR100235386B1; DE19652890C2; KR970048486A; JPH09171061A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung zur Verwendung bei einem IC-Testsystem, und insbesondere ein Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit, welches beim Kalibrieren einer Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung ausgeführt wird, und eine Schaltung zum Erzeugen einer Zufalls-Impulsfolge zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren.

Wie es in Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, weist eine herkömmliche Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 n Schaltungen 22 variabler Verzögerung auf, von denen die Verzö gerungszeit durch Binärdaten gebildet wird, und n Selektoren 23 zum Auswählen der jeweiligen Schaltungen 22 variabler Verzöge rung. Jeder der Selektoren 23 wählt eines von zu seinen zwei jeweiligen Anschlüssen, wie beispielsweise einem Anschluß A und einem Anschluß B, zugeführten Eingangssignalen in Antwort auf ein von einer Steuerung (nicht gezeigt) übertragenes Auswahl-Steuersignal Sc aus und gibt das ausgewählte Eingangssignal von seinem Anschluß X aus. Dem Anschluß A jedes der Selektoren 23 wird ein Ausgangssignal direkt von einer vorangehenden Schal tung zugeführt, und seinem Anschluß B wird dasselbe Ausgangssignal über die entsprechende Schaltung 22 variabler Verzögerung zugeführt. Wenn die Selektoren 22 selektiv betrie ben werden, werden entsprechende Schaltungen 22 variabler Ver zögerung, die gewünschte Verzögerungszeiten haben, unter allen n Schaltungen 22 variabler Verzögerung zueinander in Reihe ge schaltet, was die gesamte Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 auf eine bestimmte gesamte Verzögerungszeit einstellt. Die Verzögerungszeiten der Schaltungen 22 variabler Verzögerung werden durch von der Steuerung übertragene Kalibrierungsdaten bestimmt.

Die Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 erzeugt ein Aus gangssignal SO, das über eine positive Rückkoppelschleife, die ein UND-Gatter 26, ein ODER-Gatter 25 und einen Wellenform- Former 24 aufweist, zurück zu ihrem Eingangssignal SIN geführt wird.

Dem UND-Gatter 26 wird ein Schleifensignal zum Ein- oder Aus schalten der positiven Rückkoppelschleife als Eingangssignal zusätzlich zum Ausgangssignal SO zugeführt. Dem ODER-Gatter 25 wird ein Startimpuls zum Triggern der positiven Rückkoppel schleife zum Oszillieren als Eingangssignal zusätzlich zum als Ausgangssignal vom UND-Gatter 26 zugeführten Ausgangssignal SO zugeführt.

Wenn dem UND-Gatter 26 ein Schleifensignal mit hohem Pegel (logisch "1") zugeführt wird und dem ODER-Gatter 25 ein einzelner Startimpuls zugeführt wird, wird dem Eingangssignal SIN der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 ihr Ausgangssignal SO hinzugefügt, was dazu führt, daß die positive Rückkoppelschleife eine Oszillation beginnt. Da die positive Rückkoppelschleife mit einer Oszillationsperiode oszilliert, die gleich der Verzögerungszeit eines Zyklus der positiven Rückkoppelschleife ist, ist es möglich, die Verzögerungszeiten der Schaltungen 22 variabler Verzögerung zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen der Oszillationsperioden der Ausgangssignale SO, die erzeugt werden, wenn die Schaltungen 22 variabler Ver zögerung jeweils einzeln ausgewählt werden, durch Bestimmen der Oszillationsperiode eines Ausgangssignals SO, das erzeugt wird, wenn keine Schaltung 22 variabler Verzögerung ausgewählt wird, und durch Berechnen der Differenzen zwischen jenen Oszillati onsperioden. Nachdem die Verzögerungszeit der Schaltungen 22 variabler Verzögerung bestimmt ist, wird das Schleifensignal auf einen niedrigen Pegel (logisch "0") gesetzt, um zu veran lassen, daß die positive Rückkoppelschleife ein Oszillieren beendet. Die Schaltungen 22 variabler Verzögerung werden basierend auf den so bestimmten Verzögerungszeiten kalibriert.

Beim obigen herkömmlichen Verfahren zum Messen der Verzöge rungszeiten neigt jedoch die positive Rückkoppelschleife dann, wenn eine Quelle eines periodischen Rauschens, wie beispiels weise ein Systemtakt, in der Nähe der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 21 vorhanden ist, und wenn das Verhältnis zwischen der durch die Quelle für ein periodisches Rauschen erzeugten Rauschperiode und der Oszillationsperiode der positiven Rückkoppelschleife nahe einer ganzen Zahl ist, dazu, instabil zu oszillieren, was in einer Schwankung ihrer Oszillationsperiode resultiert. Als Ergebnis können die Verzö gerungszeiten der Schaltungen 22 variabler Verzögerung nicht genau gemessen werden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver fahren zum genauen Messen einer Verzögerungszeit zu schaffen, das nicht durch eine Interferenz beeinflußt wird, die durch ein anderes Signal oder eine durch Rauschen hervorgebrachte Störung verursacht wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung zum Erzeugen einer Zufalls-Impulsfolge zur Verwendung bei einem derartigen Verfahren zu schaffen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit einer Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung geschaffen, die ein eingegebenes Impulssi gnal für eine vorbestimmte Zeit verzögert und das verzögerte Impulssignal ausgibt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Vorsehen einer Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung zum Ausgeben einer Folge von Impulsen in zufälligen Intervallen; Zuführen eines Ausgangssignals der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung zu ihrem Eingangssignal über eine positive Rückkoppelschleife; Anlegen eines Ausgangssignals von der Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung an die positive Rückkoppel schleife, um zu veranlassen, daß die positive Rückkoppelschleife oszilliert; und Bestimmen einer Verzöge rungszeit der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung aus einer Periode, bei welcher die positive Rückkoppelschleife oszilliert.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung zur Verwendung beim obigen Verfahren fol gendes auf: einen Zufallsimpulsoszillator zum Erzeugen einer Folge von Impulsen in zufälligen Intervallen; eine Gatterschaltung zum Steuern des Durchlassens der Impulsfolge, die vom Zufallsimpulsoszillator ausgegeben wird; und einen Gatter-Impulsgenerator zum Ausgeben eines Gatterimpulses, um die Gatterschaltung zu öffnen, um die Impulsfolge durchzulas sen, die vom Zufallsimpulsoszillator ausgegeben wird; wobei der Zufallsimpulsoszillator folgendes aufweist: eine Rauschquelle; einen Differentialverstärker zum Extrahieren eines Rauschsi gnals von einem Ausgangssignal der Rauschquelle; einen Komparator zum Formen eines Ausgangssignals vom Differential verstärker in einen Impuls; eine Impulsdauer-Einstellschaltung zum Umwandeln des vom Komparator ausgegebenen Impulses in einen Impuls mit einer vorbestimmten Dauer; und eine Impulsdichte- Einstellschaltung mit einer Einstelleinrichtung zum Zuführen eines Ausgangssignals von der Impulsdauer-Einstellschaltung zur Rauschquelle durch eine negative Rückkoppelschleife, um dadurch die Impulsdauer-Einstellschaltung dazu freizugeben, eine Im pulsfolge mit zufälligen Intervallen aus zugeben, und zum Ein stellen der Quantität des Signals durch die negative Rückkop pelschleife, um die Dichte der Impulsfolge einzustellen.

Beim obigen Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit einer Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung wird ein Ausgangssignal von der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung durch die positive Rückkoppelschleife an ihr Eingangssignal angelegt, und ein Ausgangssignal von der Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung an die positive Rückkoppelschleife, um zu veranlassen, daß die positive Rückkoppelschleife oszilliert. Die Impulsfolge in Zu fallsintervallen, die zu dieser Zeit von der Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung gerade ausgegeben wird, minimiert die Wir kung eines Rauschens bezüglich der positiven Rückkoppelschlei fe. Folglich leidet die positive Rückkoppelschleife nicht an einem Rauschen und oszilliert daher mit einer stabilen Periode, ohne durch die Periode des Rauschens beeinflußt zu werden.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vor liegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar, welche ein Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanord nung, die bei einem herkömmlichen Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit verwendet wird;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanord nung, die bei einem Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit gemäß der vorliegenden Erfin dung verwendet wird; und

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, und zwar teilweise in Blockform, einer Zufallsimpulsfolge Erzeugungsschaltung in der in Fig. 2 gezeigten Schaltungsanordnung.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung, die beim her kömmlichen Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit verwen det wird, wird ein einziger Anfangsimpuls dazu verwendet, die positive Rückkoppelschleife zu triggern, damit sie ein Oszil lieren beginnt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Zufallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Im pulsfolge in zufälligen Intervallen zum herkömmlichen Schal tungsaufbau hinzugefügt, und Impulse, die von der Zufallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung ausgegeben werden, wer den an die positive Rückkoppelschleife angelegt, um zu veran lassen, daß die letztere oszilliert.

Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, weist eine Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung folgen des auf: n Schaltungen 2 variabler Verzögerung, deren Verzöge rungszeiten durch Binärdaten gebildet werden, und n Selektoren 3 zum Auswählen der jeweiligen Schaltungen 2 variabler Verzögerung. Jeder der Selektoren 3 wählt in Antwort auf ein Auswahl-Steuersignal Sc, das von einer Steuerung (nicht ge zeigt) übertragen wird, eines der Eingangssignale aus, die zu seinen zwei jeweiligen Anschlüssen, z. B. einem Anschluß A und einem Anschluß B, zugeführt werden, und gibt das ausgewählte Eingangssignal von seinem Anschluß X aus. Dem Anschluß A jedes der Selektoren 3 wird ein Ausgangssignal direkt von einer vor angehenden Schaltung zugeführt, und seinem Anschluß B wird daßelbe Ausgangssignal über die entsprechende Schaltung 2 va riabler Verzögerung zugeführt. Wenn die Selektoren 3 selektiv betrieben werden, werden entsprechende Schaltungen 2 variabler Verzögerung, die gewünschte Verzögerungszeiten haben, unter allen n Schaltungen 2 variabler Verzögerung zueinander in Reihe geschaltet, was die gesamte Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 auf eine bestimmte gesamte Verzögerungs zeit einstellt. Die Verzögerungszeiten der Schaltungen 2 va riabler Verzögerung werden durch Kalibrierdaten bestimmt, die von der Steuerung übertragen werden.

Die Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 1 erzeugt ein Aus gangssignal SO, das über eine positive Rückkoppelschleife, die ein UND-Gatter 6, ein ODER-Gatter 5 und einen Wellenform-Former 4 aufweist, zu ihrem Eingangssignal SIN zurückgeführt wird. Dem UND-Gatter 6 wird ein Schleifensignal zum Ein- oder Ausschalten der positiven Rückkoppelschleife zusätzlich zum Ausgangssignal SO als Eingangssignal zugeführt. Dem ODER-Gatter 5 werden Aus gangsimpulse von einer Zufallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung 7 zugeführt, die eine Impulsfolge in zufälligen Intervallen erzeugt.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weist die Zufallsimpulsfolge Erzeugungsschaltung 7 folgendes auf: einen Zufallsimpulsoszil lator 10 zum Erzeugen einer Impulsfolge in zufälligen Intervallen, eine Gatterschaltung 11 zum Steuern des Durchlas sens einer Impulsfolge, die vom Zufallsimpulsoszillator 10 ausgegeben wird, und einen Gatter-Impulsgenerator 12 zum Ausgeben eines Gatterimpulses, der die Gatterschaltung 11 öff net, um eine Impulsfolge durchzulassen, die vom Zufallsimpul soszillator 10 ausgegeben wird.

Der Zufallsimpulsoszillator 10 weist folgendes auf: eine Diode D1, die eine Rauschquelle ist, einen Differentialverstärker 13, der einen Kondensator C1 und einen Widerstand R1 aufweist, zum Extrahieren eines Rauschsignals von einem Ausgangssignal der Diode D1, einen Komparator 14 zum Formen eines Ausgangssignals vom Differentialverstärker 13 in einen Impuls, eine Impulsdauer-Einstellschaltung 15, die einen Inverter INV, eine Verzögerungsschaltung To und ein UND-Gatter UND aufweist, zum Umwandeln des vom Komparator 14 ausgegebenen Impulses in einen Impuls mit einer vorbestimmten Dauer, und eine Impulsdichte- Einstellschaltung 16 zum Einstellen der Dichte der erzeugten Impulse, wobei die Impulsdichte-Einstellschaltung 16 einen Puffer BUF, einen Integrierer bestehend aus einem Widerstand R2 und einem Kondensator T2, einen variablen Widerstand zum Ein stellen einer Impulsdichte und einen Differentialverstärker As aufweist.

Die Impulsdauer-Einstellschaltung 15 hat einen Ausgangsan schluß, der an die Impulsdichte-Einstellschaltung 16 ange schlossen ist, und die Impulsdichte-Einstellschaltung T6 hat einen Ausgangsanschluß, der an die Diode D1 angeschlossen ist, was eine negative Rückkoppelschleife bildet. Der Zufallsimpuls oszillator 10 beginnt zur selben Zeit, zu der er eingeschaltet wird, eine Impulsfolge in zufälligen Intervallen auszugeben. Die Quantität eines Signals, das über die negative Rückkoppel schleife zurückgeführt wird, wird durch den variablen Wider stand zum Einstellen einer Impulsdichte in der Impulsdichte- Einstellschaltung 16 eingestellt, um dadurch die Dichte einer Impulsfolge einzustellen, die vom Zufallsimpulsoszillator 10 ausgegeben wird.

Der Gatterimpulsgenerator 12 erzeugt einen Gatterimpuls mit einer vorbestimmten Dauer (Zeit) in Antwort auf einen ihm ein gegebenen einzelnen Anfangsimpuls. Die Gatterschaltung 11 gibt eine vom Zufallsimpulsoszillator 10 ausgegebene Impulsfolge zum ODER-Gatter 5 während der Dauer des Gatterimpulses aus, der vom Gatterimpulsgenerator 12 zur Gatterschaltung 11 zugeführt wird.

Wenn ein Schleifensignal mit hohem Pegel zum UND-Gatter 6 zugeführt wird, wird ein Ausgangssignal SO der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 1 über die positive Rück koppelschleife zu ihrem Eingangssignal SIN zugeführt. In Ant wort auf einen Anfangsimpuls gibt die Zufallsimpulsfolge Erzeugungsschaltung 7 eine Impulsfolge in zufälligen Interval len aus. Die positive Rückkoppelschleife der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 wird nun getriggert, um eine Oszillation durch die zum ODER-Gatter 5 zugeführte Impulsfolge zu beginnen. Da die Impulsfolge in zufälligen Intervallen an die positive Rückkoppelschleife der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 1 angelegt wird, leidet die positive Rückkoppelschleife nicht an einem Rauschen und oszilliert daher mit einer stabilen Periode, ohne durch die Periode eines Rauschens beeinflußt zu werden. Folglich kann die Verzögerungszeit der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 genau gemessen werden.

Nachdem die Verzögerungszeit der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 gemessen worden ist, wird das zum UND-Gatter 6 zugeführte Schleifensignal auf einen niedrigen Pegel eingestellt, was dazu führt, daß die positive Rückkoppelschleife ein Oszillieren aufhört.

Während die Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung 7 derart darge stellt ist, daß sie die in Fig. 3 gezeigte Schaltungsanordnung aufweist, ist die Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung 7 nicht auf die dargestellten Details beschränkt, sondern kann irgendeine andere Schaltungsanordnung sein, insoweit sie eine Impulsfolge in zufälligen Intervallen erzeugen kann.

Es soll verstanden werden, daß, obwohl die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung in der vorangehenden Be schreibung aufgezeigt worden sind, die Offenbarung lediglich darstellender Art ist und Änderungen beim Aufbau der Teile in nerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche durchge führt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit einer Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung, die ein eingegebenes Verzögerungssignal für eine vorbestimmte Zeit verzögert und das verzögerte Impulssignal ausgibt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Vorsehen einer Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung zum Ausgeben einer Impulsfolge in zufälligen Intervallen;
Zuführen eines Ausgangssignals der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung zu ihrem Eingangssignal über eine posi tive Rückkoppelschleife;
Anlegen eines Ausgangssignals von der Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung an die positive Rückkoppelschleife, um zu veranlassen, daß die positive Rückkoppelschleife oszil liert; und
Bestimmen einer Verzögerungszeit der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung aus einer Periode, bei welcher die po sitive Rückkoppelschleife oszilliert.

2. Zufallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung, die folgendes aufweist:
einen Zufallsimpulsoszillator zum Erzeugen einer Im pulsfolge in zufälligen Intervallen;
eine Gatterschaltung zum Steuern des Durchlassens der Impulsfolge, die vom Zufallsimpulsoszillator ausgegeben wird; und
einen Gatter-Impulsgenerator zum Ausgeben eines Gatter impulses, um die Gatterschaltung zu öffnen, um die Impuls folge durchzulassen, die vom Zufallsimpulsoszillator ausge geben wird;
wobei der Zufallsimpulsoszillator folgendes aufweist:
eine Rauschquelle;
einen Differentialverstärker zum Extrahieren eines Rauschsignals aus einem Ausgangssignal der Rauschquelle;
einen Komparator zum Formen eines Ausgangssignals vom Differentialverstärker in einen Impuls;
eine Impulsdauer-Einstellschaltung zum Umwandeln des vom Komparator ausgegebenen Impulses in einen Impuls mit einer vorbestimmten Dauer;
eine Impulsdichte-Einstellschaltung mit einer Einstell einrichtung zum Zuführen eines Ausgangssignals von der Impulsdauer-Einstellschaltung zur Rauschquelle über eine negative Rückkoppelschleife, um dadurch die Impulsdauer- Einstellschaltung dazu freizugeben, eine Impulsfolge in zufälligen Intervallen auszugeben, und zum Einstellen der Quantität des Signals über die negative Rückkoppelschleife, um die Dichte der Impulsfolge einzustellen.