DE19652890C2

DE19652890C2 - Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit

Info

Publication number: DE19652890C2
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: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2016-12-19
Also published as: KR100235386B1; KR970048486A; JPH09171061A; CN1159586A; DE19652890A1; US5942902A; CN1119862C; JP3410269B2

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-Erzeugungs schaltung ausgeführt wird.

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 Ausgangs signal über die entsprechende Schaltung 22 variabler Verzöge rung zugeführt. Wenn die Selektoren 22 selektiv betrieben wer den, werden entsprechende Schaltungen 22 variabler Verzögerung, die gewünschte Verzögerungszeiten haben, unter allen n Schal tungen 22 variabler Verzögerung zueinander in Reihe geschaltet, was die gesamte Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 auf ei ne bestimmte gesamte Verzögerungszeit einstellt. Die Verzöge rungszeiten der Schaltungen 22 variabler Verzögerung werden durch von der Steuerung übertragene Kalibrierungsdaten be stimmt.

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 einzel ner Startimpuls zugeführt wird, wird dem Eingangssignal SIN der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 ihr Ausgangssignal SO hinzugefügt, was dazu führt, daß die positive Rückkoppelschlei fe eine Oszillation beginnt. Da die positive Rückkoppelschleife mit einer Oszillationsperiode oszilliert, die gleich der Verzö gerungszeit eines Zyklus der positiven Rückkoppelschleife ist, ist es möglich, die Verzögerungszeiten der Schaltungen 22 va riabler Verzögerung zu bestimmen, und zwar durch Bestimmen der Oszillationsperioden der Ausgangssignale SO, die erzeugt wer den, wenn die Schaltungen 22 variabler Verzögerung jeweils ein zeln ausgewählt werden, durch Bestimmen der Oszillationsperiode eines Ausgangssignals SO, das erzeugt wird, wenn keine Schal tung 22 variabler Verzögerung ausgewählt wird, und durch Be rechnen der Differenzen zwischen jenen Oszillationsperioden.

Nachdem die Verzögerungszeit der Schaltungen 22 variabler Ver zögerung bestimmt ist, wird das Schleifensignal auf einen nied rigen Pegel (logisch "0") gesetzt, um zu veranlassen, daß die positive Rückkoppelschleife ein Oszillieren beendet. Die Schal tungen 22 variabler Verzögerung werden basierend auf den so be stimmten Verzögerungszeiten kalibriert.

Beim obigen herkömmlichen Verfahren zum Messen der Verzöge rungszeiten neigt jedoch die positive Rückkoppelschleife dann, wenn eine Quelle eines periodischen störenden bzw. zusätzlichen Signals, wie beispielsweise ein Systemtakt, in der Nähe der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 21 vorhanden ist, und wenn das Verhältnis zwischen der durch die Quelle für ein periodi sches Störsignal erzeugten Störperiode und der Oszillationspe riode der positiven Rückkoppelschleife nahe einer ganzen Zahl ist, dazu, instabil zu oszillieren, was in einer Schwankung ih rer Oszillationsperiode resultiert. Als Ergebnis können die Verzögerungszeiten der Schaltungen 22 variabler Verzögerung nicht genau gemessen werden.

Aus der DE 43 39 669 A1 ist es bekannt, einen digitalen Pseudo- Zufallscode als Modulationssignal zu verwenden. Die Druck schrift zeigt insbesondere eine Vorrichtung zum ungestörten Er fassen und Auslesen von relativ zu dieser Vorrichtung bewegli chen Transpondern. Dabei werden ein Laufzeitfilter bildende Phasenmodulatoren im Sende- bzw. Empfangspfad mit demselben Pseudo-Zufallscode angesteuert, der zweite von ihnen jedoch zeitverzögert. Eine Auswertung reflektierter Empfangssignale erfolgt durch eine Vergleich von Laufzeiten mit der Verzögerung des dem zweiten Modulator zugeführten Modulationssignals.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum genauen Messen einer Verzögerungszeit zu schaffen, das nicht durch eine Interferenz beeinflußt wird, die durch ein an deres Signal oder eine durch ein Störsignal hervorgebrachte Störung verursacht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein im unabhängigen Patentanspruch definiertes Verfahren gelöst. Dieses Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit einer Verzö gerungszeit-Erzeugungsschaltung, die ein eingegebenes Impuls signal für eine vorbestimmte Zeit verzögert und das verzögerte Impulssignal ausgibt, weist folgende Schritte auf: Eingeben eines Impulssignals zu einer Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen und Ausgeben einer Impulsfolge in zufälligen Inter vallen; Zuführen eines Ausgangssignals der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung zu ihrem Eingangssignal über eine positive Rückkoppelschleife; Anlegen eines Ausgangssignals von der Zu fallsimpuls-Erzeugungsschaltung an die positive Rückkop pelschleife, um zu veranlassen, daß die positive Rückkop pelschleife oszilliert; und Bestimmen einer Verzögerungszeit der Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung aus einer Periode, bei welcher die positive Rückkoppelschleife oszilliert.

Eine Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung zur Verwendung beim obi gen Verfahren weist folgendes auf: einen Zufallsimpulsoszilla tor zum Erzeugen einer Folge von Impulsen in zufälligen Inter vallen; eine Gatterschaltung zum Steuern des Durchlassens der Impulsfolge, die vom Zufallsimpulsoszillator ausgegeben wird; und einen Gatter-Impulsgenerator zum Ausgeben eines Gatterim pulses, um die Gatterschaltung zu öffnen, um die Impulsfolge durchzulassen, die vom Zufallsimpulsoszillator ausgegeben wird; wobei der Zufallsimpulsoszillator folgendes aufweist: eine Rauschquelle; einen Differentialverstärker zum Extrahieren ei nes Rauschsignals von einem Ausgangssignal der Rauschquelle; einen Komparator zum Formen eines Ausgangssignals vom Differen tialverstärker in einen Impuls; eine Impulsdauer- Einstellschaltung zum Umwandeln des vom Komparator ausgegebenen Impulses in einen Impuls mit einer vorbestimmten Dauer; und ei ne Impulsdichte-Einstellschaltung mit einer Einstelleinrichtung zum Zuführen eines Ausgangssignals von der Impulsdauer- Einstellschaltung zur Rauschquelle durch eine negative Rückkop pelschleife, um dadurch die Impulsdauer-Einstellschaltung dazu freizugeben, eine Impulsfolge mit zufälligen Intervallen auszu geben, und zum Einstellen der Quantität des Signals durch die negative Rückkoppelschleife, um die Dichte der Impulsfolge ein zustellen.

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 Aus gangssignal von der Zufallsimpuls-Erzeugungsschaltung an die positive Rückkoppelschleife, um zu veranlassen, daß die positi ve Rückkoppelschleife oszilliert. Die Impulsfolge in Zufallsin tervallen, die zu dieser Zeit von der Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung gerade ausgegeben wird, minimiert die Wir kung eines Störsignals bezüglich der positiven Rückkoppel schleife. Folglich leidet die positive Rückkoppelschleife nicht an einem Störsignal und oszilliert daher mit einer stabilen Pe riode, ohne durch die Periode des Störsignals beeinflußt zu werden.

Ausführungsbeispiele der vor liegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar.

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

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung, die bei einem Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Schaltungsanordnung 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 Zu fallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Impuls folge in zufälligen Intervallen zum herkömmlichen Schaltungs aufbau hinzugefügt, und Impulse, die von der Zufallsimpulsfol ge-Erzeugungsschaltung ausgegeben werden, werden an die positi ve Rückkoppelschleife angelegt, um zu veranlassen, 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 Verzöge rung. Jeder der Selektoren 3 wählt in Antwort auf ein Auswahl- Steuersignal Sc, das von einer Steuerung (nicht gezeigt) über tragen wird, eines der Eingangssignale aus, die zu seinen zwei jeweiligen Anschlüssen, z. B. einem Anschluß A und einem An schluß B, zugeführt werden, und gibt das ausgewählte Eingangs signal von seinem Anschluß X aus. Dem Anschluß A jedes der Se lektoren 3 wird ein Ausgangssignal direkt von einer vorangehen den Schaltung zugeführt, und seinem Anschluß B wird dasselbe Ausgangssignal über die entsprechende Schaltung 2 variabler Verzögerung zugeführt. Wenn die Selektoren 3 selektiv betrieben werden, werden entsprechende Schaltungen 2 variabler Verzöge rung, die gewünschte Verzögerungszeiten haben, unter allen n Schaltungen 2 variabler Verzögerung zueinander in Reihe ge schaltet, was die gesamte Verzögerungszeit-Erzeugungsschaltung 1 auf eine bestimmte gesamte Verzögerungszeit einstellt. Die Verzögerungszeiten der Schaltungen 2 variabler Verzögerung wer den durch Kalibrierdaten bestimmt, die von der Steuerung über tragen 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 er zeugt.

Wie es in Fig. 3 gezeigt ist, weist die Zufallsimpulsfolge- Erzeugungsschaltung 7 folgendes auf: einen Zufallsimpulsoszil lator 10 zum Erzeugen einer Impulsfolge in zufälligen Interval len, eine Gatterschaltung 11 zum Steuern des Durchlassens einer Impulsfolge, die vom Zufallsimpulsoszillator 10 ausgegeben wird, und einen Gatter-Impulsgenerator 12 zum Ausgeben eines Gatterimpulses, der die Gatterschaltung 11 öffnet, um eine Im pulsfolge durchzulassen, die vom Zufallsimpulsoszillator 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 Impulsdau er-Einstellschaltung 15, die einen Inverter INV, eine Verzöge rungsschaltung To und ein UND-Gatter UND aufweist, zum Umwan deln des vom Komparator 14 ausgegebenen Impulses in einen Im puls mit einer vorbestimmten Dauer, und eine Impulsdichte- Einstellschaltung 16 zum Einstellen der Dichte der erzeugten Impulse, wobei die Impulsdichte-Einstellschaltung 16 einen Puf fer 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 16 hat einen Ausgangsanschluß, der an die Diode D1 angeschlossen ist, was eine negative Rückkoppelschleife bildet. Der Zufallsimpulsoszillator 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 ei ner vorbestimmten Dauer (Zeit) in Antwort auf einen ihm einge gebenen 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 zuge führt wird, wird ein Ausgangssignal SO der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung 1 über die positive Rückkoppelschleife zu ihrem Eingangssignal SIN zugeführt. In Antwort auf einen An fangsimpuls gibt die Zufallsimpulsfolge-Erzeugungsschaltung 7 eine Impulsfolge in zufälligen Intervallen 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, lei det die positive Rückkoppelschleife nicht an einem Störsignal und oszilliert daher mit einer stabilen Periode, ohne durch die Periode eines Störsignals 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 Rückkoppelschlei fe 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.

Claims

Verfahren zum Messen einer Verzögerungszeit einer Verzögerungs zeit-Erzeugungsschaltung (1), die ein eingegebenes Impulssignal um eine vorbestimmte Zeit verzögert und ein verzögertes Im pulssignal (SO) ausgibt, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Eingeben eines Impulssignals in eine Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung (7) zum Erzeugen und Ausgeben einer Im pulsfolge in zufälligen Intervallen;
Zuführen des Ausgangssignals (SO) der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung (1) zu ihrem Eingangssignal (SIN) über eine positive Rückkoppelschleife;
Anlegen des Ausgangssignals der Zufallsimpuls- Erzeugungsschaltung (7) an die positive Rückkoppelschleife, um zu veranlassen, daß die positive Rückkoppelschleife oszilliert; und
Bestimmen einer Verzögerungszeit der Verzögerungszeit- Erzeugungsschaltung (1) aus einer Periode, bei welcher die posi tive Rückkoppelschleife oszilliert.