DE19820643B4

DE19820643B4 - Taktimpulsübertragungsschaltung

Info

Publication number: DE19820643B4
Application number: DE19820643A
Authority: DE
Inventors: Nobusuke Tatebayashi Seki
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1997-05-09
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2018-05-09
Also published as: DE19820643A1; JPH10308655A; US6064248A; JP3463727B2

Abstract

Taktimpulsübertragungsschaltung, mit
einer Sendeeinheit (1) zum Ausgeben eines Paars positiver und negativer Taktimpulse (Sp, Sn), um diese zu übertragen,
einer Empfangseinheit (2) zum Empfangen des von der Sendeeinheit (1) gesendeten Paars Taktimpulse (Sp, Sn), zum differenziellen Verstärken dieser Taktimpulse (Sp, Sn) und zum Ausgeben eines zweiten Paars positiver und negativer Taktimpulse (V3, V4),
zwei Taktsignalübertragungspfaden (9, 10) zum Verbinden der Sendeeinheit (1) und der Empfangseinheit (2), und
zwei Steuersignalübertragungspfaden (25, 26), um die Empfangseinheit (2) und die Sendeeinheit (1) zu verbinden, wobei
die Empfangseinheit (2) umfaßt:
– eine Empfängereinrichtung (12) zum Ausgeben des zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4) in Abhängigkeit des von der Sendeeinheit (1) über die zwei Taktsignalübertragungspfade (9, 10) zugeführten und an den Eingangsanschlüssen der Empfängereinrichtung (12) angelegten Paars Taktimpulse (Sp, Sn),
– eine erste Filtereinrichtung (21) und eine zweite Filtereinrichtung (22) zum Herausgreifen der Gleichspannungspegel des von der Empfängereinrichtung...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Taktübertragungsschaltung, die für den Einsatz bei der Übertragung von Taktimpulsen zwischen zwei Einheiten (Geräten oder Schaltungen), d.h. zum Senden und Empfangen von Taktimpulsen, die ein konstantes Tastverhältnis aufweisen, geeignet ist, wobei die beiden Einheiten durch einen Übertragungspfad wie z.B. mittels eines Kabels miteinander verbunden sind. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Taktimpulsübertragungsschaltung, die imstande ist, eine Änderung des Tastverhältnisses der Taktimpulse selbst dann automatisch korrigieren zu können, wenn das Tastverhältnis sich in einem Fall ändert, bei dem die Taktimpulse zwischen zwei Einheiten übertragen werden, die voneinander beabstandet angeordnet sind.

In der US 4,638,255 A eine Rechteckimpulsschaltung gezeigt, die mittels eines Schaltkreises eine Spannungsimpulsfolge erzeugt. Jeder Puls der Spannungsimpulsfolge hat eine Vorder- und eine Hinterflanke, wobei mindestens eine Flanke rampenförmig ansteigt. Ferner weist die Impulsschaltung noch einen Komparator mit einem Eingang für die Spannungsimpulsfolge und einem Eingang für einen Gleichspannungspegel auf. Am Ausgang des Komparators steht dann entsprechend dem Verhältnis Pegel der Spannungsimpulsfolge zu Gleichspannungspegel ein periodisches Ausgangssignal an, dessen Phase von dem Gleichspannungspegel abhängt.

Bei vielen Halbleiterbauelement-Testgeräten, die häufig auch als IC-Tester bezeichnet werden und zum Testen von unterschiedlichen Arten von Halbleiterbauelementen wie etwa von integrierten Halbleiterschaltungen (ICs bzw. Chips) ausgelegt sind, ist eine Vorrichtung zum Transportieren und Handhaben von Halbleiterbauelementen vorhanden, die mit dem Halbleiterbauelement-Testgerät verbunden ist und zum Transportieren von zu testenden oder im Test befindlichen Halbleiterbauelementen (häufig auch als DUT bezeichnet) zu einem Untersuchungsabschnitt oder Testabschnitt ausgelegt ist, wobei die getesteten Halbleiterbauelemente im Anschluß an den Test aus dem Testabschnitt herausbewegt und zu einer vorbestimmten Position transportiert werden. Eine solche Vorrichtung zum Handhaben und Transportieren von Halbleiterbauelementen wird im folgenden auch verkürzt als Handhabungseinrichtung bezeichnet. Bei einem derartigen Halbleiterbauelement-Testgerät, das im folgenden auch als IC-Tester bezeichnet wird, ist ein üblicherweise als Testkopf bezeichneter Abschnitt, der in dem Testabschnitt der Handhabungseinrichtung angeordnet ist, separat von dem eigentlichen IC-Tester, d.h. dem Testgerät-Hauptabschnitt ausgebildet, wobei der Testkopf mit dem eigentlichen IC-Tester über einen Signalübertragungspfad wie beispielsweise über ein Kabel verbunden ist.

Wenn Taktimpulse, die ein konstantes Tastverhältnis aufweisen, in Form eines Paars von Taktimpulsen, d.h. eines Taktimpulspaars übertragen werden, das ein Taktsignal mit positiven Impulsen (diese werden im folgenden auch als positive Taktimpulse bezeichnet) und ein Taktsignal mit negativen Impulsen enthält (diese werden im folgenden auch als negative Taktimpulse bezeichnet), tritt zwischen einer Sendeschaltung und einer Empfangsschaltung eine Änderung des Tastverhältnisses auf. Diese Änderung des Tastverhältnisses ist auf Asymmetrien zwischen der Länge der Signalübertragung der positiven Taktimpulse und der Länge der Signalübertragung der negativen Taktimpulse und auch auf die Größe der Übertragungsverluste hinsichtlich der positiven Taktimpulse und die Größe der Übertragungsverluste hinsichtlich der negativen Taktimpulse zurückzuführen oder kann auch durch Unterschiede in den Sende- und Empfangsschaltungen bedingt sein, die zwischen der Verzögerungszeit, die bei dem Wechsel eines Takt impulses von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel hervorgerufen wird, und der Verzögerungszeit, die bei dem Wechsel eines Taktimpulses von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel auftritt, vorhanden sind. Da diese Verschiebung des Taktverhältnisses in manchen Fällen eine Ursache für eine eventuelle Verschlechterung der zeitlichen Genauigkeit des IC-Testers darstellt, ist es erforderlich, die Verschiebung (Änderung) des Tastverhältnisses zu korrigieren.

Wenn die Taktimpulse mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit zwischen zwei Einheiten übertragen werden, die in einem IC-Tester voneinander beabstandet angeordnet sind, wird im allgemeinen ein differentielles Übertragungssystem eingesetzt, bei dem eine emittergekoppelte Logik benutzt wird, die im folgenden auch verkürzt als ECL-Logik bezeichnet wird. In 8 ist ein Beispiel für eine herkömmliche Taktimpulsübertragungsschaltung dargestellt, die gemäß dem differentiellen Übertragungssystem ausgelegt ist, bei dem eine emittergekoppelte Logik zum Einsatz kommt.

Die in 8 als Beispiel gezeigte Taktimpulsübertragungsschaltung weist eine Sendeeinheit 1 (Sendeschaltung), eine Empfangseinheit 2 (Empfangsschaltung), und zwei Übertragungsleitungen 9 und 10 zum gegenseitigen Verbinden der Sendeeinheit 1 und der Empfangseinheit 2 auf. Die Sendeeinheit 1 weist einen Puffer 3, an den Eingangsimpulse angelegt werden, eine variable Verzögerungsschaltung 4, an die Ausgangsimpulse des Puffers 3 angelegt werden, ein logisches Gate bzw. eine logische Torschaltung bzw. Verknüpfungsschaltung (oder -Glied) 5, an das die Ausgangsimpulse der variablen Verzögerungsschaltung 4 und die Ausgangsimpulse des Puffers 3 angelegt werden, und einen Treiber 6 auf, an den die Ausgangsimpulse des logischen Glieds 5 angelegt werden.

Der Treiber 6 weist einen differentiellen ECL-Puffer (Puffer mit differentieller emittergekoppelter Logik) auf und gibt ein Paar von positiven Taktimpulsen Sp und negativen Taktimpulsen Sn als Reaktion auf die Ausgangsimpulse des logischen Glieds 5 ab. Weiterhin sind Widerstände 7 und 8 jeweils seriell mit den Eingangsanschlüssen der Sendeleitungen 9 und 10 verbunden, die zum Übertragen der paarweise auftretenden Taktimpulse Sp und Sn, die von dem Treiber 6 abgegeben werden, zu der Empfangseinheit 2 dienen.

Auf der anderen Seite enthält die Empfangseinheit 2 einen Empfänger 12, der einen differentiellen ECL-Puffer (ECL-Differentialpuffer) aufweist. Hierbei ist ein Abschlußwiderstand 11 zwischen die Endanschlüsse der Sendeleitungen 9 und 10 geschaltet.

Bei der herkömmlichen, in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Taktimpulsübertragungsschaltung wird eine Änderung des Tastverhältnisses der gesendeten Taktimpulse korrigiert, wobei hierzu die Änderung des Tastverhältnisses der Taktimpulse, die zu der Empfangseinheit 2 übertragen werden, erfaßt wird, indem mit Hilfe eines Oszilloskops die positiven und die negativen Taktimpulse (oder nur die positiven oder nur die negativen Taktimpulse), die von dem Empfänger 12 in der Empfangseinheit 2 abgegeben werden, überwacht werden, oder indem die Taktimpulse an eine Vergleicherschaltung angelegt werden, durch die die Taktimpulse mit Referenztaktimpulsen verglichen werden, wobei anschließend die Größe der Verzögerung der in der Sendeeinheit 1 vorhandenen, variablen Verzögerungsschaltung 4 in Abhängigkeit von der Größe der erfaßten Änderung eingestellt wird.

Wenn beispielsweise davon ausgegangen wird, daß der Einstellwert für die variable Verzögerungsschaltung 4 der Sendeeinheit 1 auf einen mittleren Wert eingestellt ist, und positive Taktimpulse, die ein Tastverhältnis von 50% aufweisen (siehe den in 9A dargestellten Signalverlauf V2), durch das logische Glied 5 aus positiven Taktimpulsen erzeugt werden, die ein Tastverhältnis von deutlich weniger als 50% aufweisen (siehe den in 9A dargestellten Signalverlauf V1), und die positiven Taktimpulse dann an den Treiber 6 zum Übertragen von positiven und negativen Taktimpulsen Sp und Sn, die jeweils ein Tastverhältnis von 50% besitzen, zu der Empfangseinheit 2 über die Sendeleitungen 9 und 10 angelegt werden, kann das Tastverhältnis der positiven Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 in der Empfangseinheit 2 abgegeben werden, annahmegemäß kleiner sein als 50%, wie dies durch den in 9A dargestellten Signalverlauf V3 veranschaulicht ist. In diesem Fall wird das Tastverhältnis der positiven Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 in der Empfangseinheit 2 abgegeben werden, so eingestellt, daß es zu 50% wird, wie dies durch einen in 9B gezeigten Signalverlauf V3 veranschaulicht ist. Diese Einstellung erfolgt hierbei dadurch, daß die Größe der Verzögerung der in der Sendeeinheit 1 vorgesehenen variablen Verzögerungsschaltung 4 auf einen großen Wert eingestellt wird, um hierdurch die Impulsbreite der von dem logischen Glied 5 abgegebenen Ausgangsimpulse zu vergrößern, wie dies durch den in 9B Signalverlauf V2 veranschaulicht ist. Der in 9B gezeigte Signalverlauf V1 ist hierbei der gleiche wie der in 9A gezeigte Signalverlauf V1.

Bei einer solchen Einstellmethode muß jedoch die Abweichung des Tastverhältnisses der von dem Empfänger 12 empfangenen Taktimpulse dadurch ermittelt werden, daß die Abweichungen des Tastverhältnisses mit Hilfe eines Oszilloskops beobachtet werden, oder daß die Taktimpulse an eine Vergleicherschaltung angelegt werden, durch die die Taktimpulse mit Referenztaktimpulsen verglichen werden, und es muß anschließend die Größe der Verzögerung der in der Sendeeinheit 1 vorhandenen variablen Verzögerungsschaltung 4 so eingestellt werden, daß die erfaßte Abweichung zu Null wird. Es stellten sich daher dahingehend Probleme, daß viele Arbeitsschritte bei dem Einstellvorgang erforderlich sind und daß die Einstellung komplex und zeitaufwendig ist.

Ferner stellt sich aufgrund einer altersbedingten Verschlechterung der variablen Verzögerungsschaltung 4 und weiterer, in der Sendeeinheit vorhandener Schaltungen das Problem, daß die Größe der Verzögerung zur Einstellung des Tastverhältnisses der Taktimpulse (d.h. der Sollwert der variablen Verzögerungsschaltung 4) Änderungen unterliegt und daß eine erneute Justierung der Verzögerungsschaltung erforderlich ist.

Die vorstehend erläuterten Probleme treten in gleichartiger Weise nicht nur bei einem IC-Tester auf, sondern stellen sich auch bei verschiedenen anderen Fällen und Einrichtungen, bei denen Taktimpulse zwischen zwei Einheiten (Geräten oder Schaltungen) mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit übertragen werden sollen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Taktimpulsübertragungsschaltung zu schaffen, die Abweichungen eines Tastverhältnisses der Taktimpulse, die von einem Sendeabschnitt zu einem Empfangsabschnitt übertragen werden, automatisch korrigieren kann.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Eine weitere Lösung ist im Patentanspruch 6 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

1 zeigt ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Taktimpulsübertragungsschaltung,

2A, 2B und 2C zeigen Darstellungen der Signalverläufe der Ausgangsimpulse V3 und V4 einer Empfangseinheit der Taktimpulsübertragungsschaltung, die in 1 dargestellt ist,

3 zeigt eine Signalverlaufsdarstellung, in der jeweilige Beispiele für eine eingangsseitige Wellenform V2 und eine ausgangsseitige Wellenform Vout eines Treibers einer Sendeeinheit dargestellt sind, die in der in 1 gezeigten Taktimpulsübertragungsschaltung vorgesehen ist,

4 zeigt eine Darstellung von Signalverläufen zur Erläuterung des Sachverhalts, daß das Tastverhältnis der Ausgangswellenform Vout des Treibers dadurch geändert wird, daß ein Schwellwert Vth geändert wird, der an den Treiber angelegt wird, der in der Sendeeinheit der in 1 dargestellten Taktimpulsübertragungsschaltung vorgesehen ist,

5 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von Signalverläufen an wesentlichen Teilen, die zur Erläuterung einer Ausführungsform der Betriebsweise der in 1 dargestellten Taktimpulsübertragungsschaltung dient,

6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung von Wellenformen an wesentlichen Abschnitten und dient zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Arbeitsweise der in 1 dargestellten Taktimpulsübertragungsschaltung,

7 zeigt ein Schaltbild, das ein zweites Ausführungsbeispiel der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Taktimpulsübertragungsschaltung veranschaulicht,

8 zeigt ein Schaltbild, in dem ein Beispiel für eine herkömmliche Taktimpulsübertragungsschaltung veranschaulicht ist, und

9A und 9B zeigen Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der herkömmlichen Taktimpulsübertragungsschaltung, die in 8 gezeigt ist.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 werden nachfolgend einige Ausführungsbeispiele der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Taktimpulsübertragungsschaltung in größeren Einzelheiten erläutert.
1 zeigt ein Schaltbild, in dem ein erstes Ausführungsbeispiel der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Taktimpulsübertragungsschaltung dargestellt ist. Zur Vereinfachung der Erläuterung sind hierbei Abschnitte und Elemente, die in 1 gezeigt sind und den in 8 dargestellten Abschnitten oder Elementen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 8 versehen, und es entfällt deren nochmalige Erläuterung, soweit dies nicht erforderlich ist.
Die Taktimpulsübertragungsschaltung weist gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Sendeeinheit (Sendeschaltung) 1, eine Empfangseinheit (Empfangsschaltung) 2, zwei Taktimpulsübertragungsleitungen 9 und 10 zum Übertragen eines Paars von, bzw. von paarweise vorliegenden, positiven Taktimpulsen Sp und negativen Taktimpulsen Sn von der Sendeeinheit 1 zu der Empfangseinheit 2, und zwei Steuersignalübertragungsleitungen 25 und 26 zum Übertragen von Steuersignalen von der Empfangseinheit 2 zu der Sendeeinheit 1 auf.
Die Sendeeinheit 1 umfaßt einen ersten Puffer 3, an den Eingangsimpulse angelegt werden, einen Treiber 6, an den die von dem Puffer 3 abgegebenen Ausgangsimpulse über eine Zeitkonstantenschaltung 20 angelegt werden, einen zweiten Puffer 27 und einen dritten Puffer 28, an die jeweils die Steuersignale von der Empfangseinheit 2 über die Steuersignalübertragungsleitungen 25 und 26 angelegt werden einen differentiellen Verstärker bzw. Differenzverstärker 30 zum differentiellen Verstärken der Ausgangssignale der Puffer 27 und 28, einen Integrator 36 zum Integrieren eines von dem Differenzverstärker 30 abgegebenen Ausgangssignals, und einen vierten Puffer 40, in den das von dem Integrator 36 abgegebene Ausgangssignal eingespeist wird.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der erste Puffer 3, an den die Eingangsimpulse angelegt werden, als in emittergekoppelter Logik ausgeführter differentieller Puffer bzw. Differenzpuffer ausgelegt bzw. enthält einen solchen differentiellen ECL-Puffer. Der erste Puffer 3 wird hierbei aber lediglich als Puffer mit einem einzigen Ausgang benutzt, bei dem lediglich die nicht invertierenden Eingangs/Ausgangsanschlüsse benutzbar sind. Die Zeitkonstantenschaltung 20 ist als eine RC-Zeitkonstantenschaltung ausgebildet, die eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einer Kapazität aufweist und die zwischen einen Ausgangsanschluß des ersten Puffers 3 und einen gemeinsamen elektrischen Potentialpunkt (Masse bzw. Erde) geschaltet ist. Der zweite, dritte und vierte Puffer 27, 28 und 40 sind analoge Puffer, wobei bei jedem dieser Puffer sein invertierender Eingangsanschluß mit seinem Ausgangsanschluß verbunden ist. Bei diesen Puffern wird demzufolge das Eingangssignal jeweils an seinen nicht invertierenden Eingangsanschluß angelegt.
Der Treiber 6 weist einen in emittergekoppelter Logik ausgeführten differentiellen Puffer bzw. Differenzpuffer (bzw. Differenzpufferverstärker) auf. Ein Impulssignal, dem durch die Zeitkonstantenschaltung 20 eine vorbestimmte Zeitkonstante aufgeprägt worden ist, wird an einen nicht invertierenden Anschluß des Treibers 6 angelegt, wohingegen das von dem vierten Puffer bzw. Pufferverstärker 40 abgegebene Ausgangssignal an einen invertierenden Anschluß des Treibers 6 als eine Schwellenspannung (diese wird im weiteren Text noch näher erläutert) angelegt wird. Der Treiber 6 erzeugt als Reaktion auf diese Eingangssignale jeweils als Paar auftretende positive Taktimpulse Sp und negative Taktimpulse Sn. Mit den Eingangsanschlüssen der Übertragungsleitungen 9 und 10 sind jeweils Widerstände 7 bzw. 8 in Serie geschaltet, wobei die Übertragungsleitungen 9 und 10 zum Zuführen der von dem Treiber 6 als Paare abgegebenen Taktimpulse Sp und Sn zu der Empfangseinheit 2 dienen.
Der Differenzverstärker 30 enthält einen Operationsverstärker 35. Ein von dem zweiten Puffer (Pufferverstärker) 27 abgegebenes Ausgangssignal wird an einen invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 30 über einen Widerstand 31 angelegt, wohingegen ein von dem dritten Puffer bzw. Pufferverstärker 28 abgegebenes Ausgangssignal an einen nicht invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 30 über einen Widerstand 32 angelegt wird. Weiterhin ist ein Widerstand 33 zwischen den Ausgangsanschluß und den invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 30 geschaltet. Ein Widerstand 34 ist zwischen den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Differenzverstärkers 30 und Massepotential geschaltet. Der in der vorstehend erläuterten Weise aufgebaute und verschaltete Differenzverstärker 30 dient als eine Fehlererfassungsschaltung. Wenn die Spannung eines von dem zweiten Puffer 27 abgegebenen Ausgangssignals gleich V7 ist, die Spannung eines von dem dritten Puffer 28 abgegebenen Ausgangssignals gleich V8 ist, jeder der Widerstandswerte der Widerstände 31 und 32 jeweils gleich R1 ist, und jeder der Widerstandswerte der Widerstände 33 und 34 jeweils gleich R2 ist, ist die Spannung V9, die an dem Ausgangsanschluß des Differenzverstärkers 30 auftritt, gleich V9 = (R2/R1) (V8 – V7), wie dies dem Fachmann geläufig ist.
Der Integrator 36 weist einen Operationsverstärker 39 auf. Ein von dem Differenzverstärker 30 abgegebenes Ausgangssignal wird an einen invertierenden Eingangsanschluß des Integrators 36 angelegt, wohingegen ein nicht invertierender Eingangsanschluß des Integrators 36 mit dem Massepotential verbunden ist. Darüber hinaus ist eine Kapazität (Kondensator) 37 zwischen den Ausgangsanschluß und den invertierenden Eingangsanschluß des Integrators 36 geschaltet, und es ist der Ausgangsanschluß des Integrators 36 mit einem nicht invertierenden Eingangsanschluß des vierten Puffers bzw. Pufferverstärkers 40 verbunden.
Die Empfangseinheit 2 enthält ihrerseits einen Empfänger 12, der einen in emittergekoppelter Logik ausgeführten differentiellen Puffer bzw. Differenzpufferverstärker (-stufe) umfaßt, eine erste Integratorschaltung 21 zum Integrieren eines Ausgangssignals (positive Taktimpulse), das von einem nicht invertierenden Ausgangsanschluß des Empfängers 12 abgegeben wird, einen fünften Puffer bzw. Pufferverstärker 23, an den ein von der ersten Integratorschaltung 21 abgegebenes Ausgangssignal angelegt wird, eine zweite Integratorschaltung 22, die zum Integrieren eines Ausgangssignals (negative Taktimpulse) dient, das von einem invertierenden Ausgangsanschluß des Empfängers 12 abgegeben wird, und einen sechsten Puffer bzw. Pufferstufe 24, an den ein von der zweiten Integratorschaltung 22 abgegebenes Ausgangssignal angelegt wird. Weiterhin ist ein Abschlußwiderstand 11 zwischen Abschlußanschlüsse bzw. Endanschlüsse der beiden Übertragungsleitungen 9 und 10 geschaltet, die zum Übertragen der Taktimpulse dienen.
Sowohl die erste Integratorschaltung 21 als auch die zweite Integratorschaltung 22 sind jeweils als RC-Integratorschaltungen ausgebildet, bei denen ein Widerstand seriell in den Signalpfad eingefügt ist und ein Kondensator zwischen den Signalpfad und die Masse geschaltet ist. Die RC-Integratorschaltungen wirken somit wie Tiefpaßfilter. Sowohl der fünfte als auch der sechste Puffer bzw. Pufferverstärker 23 und 24 sind jeweils durch einen analogen Puffer bzw. Pufferverstärker gebildet, bei denen der invertierende Eingangsanschluß mit dem Ausgangsanschluß verbunden ist. Die von den Integratorschaltungen 21 und 22 erzeugten, integrierten Ausgangssignale werden somit jeweils an die nicht invertierenden Eingangsanschlüsse dieser Puffer 23 bzw. 24 angelegt.
Die Übertragungsleitung 9, die zum Übertragen der positiven Taktimpulse Sp dient, ist an einen nicht invertierenden Eingangsanschluß des Empfängers 12 angeschlossen, wohingegen die Übertragungsleitung 10, die zum Übertragen der negativen Taktimpulse Sn dient, mit einem invertierenden Eingangsanschluß des Empfängers 12 verbunden ist. Die Taktimpulse, die jeweils von dem nicht invertierenden bzw. dem invertierenden Ausgangsanschluß des Empfängers 12 abgegeben werden, werden an eine in der nächsten Stufe vorhandene Schaltung angelegt und werden weiterhin, wie bereits vorstehend dargelegt, an die nicht invertierenden Eingangsanschlüsse des fünften Puffers 23 und des sechsten Puffers 24 über die erste Integratorschaltung 21 bzw. die zweite Integratorschaltung 22 angelegt.
Ein Ausgangsanschluß des fünften Puffers 23 ist mit der (einzigen) Übertragungsleitung 25 zum Übertragen von Steuersignalen verbunden, wohingegen ein Ausgangsanschluß des sechsten Puffers 24 mit der weiteren Übertragungsleitung 26 zum Übertragen der Steuersignale verbunden ist. Eine Gruppe der Steuersignale (diese wird im weiteren Text in größeren Einzelheiten erläutert) wird folglich von dem fünften Puffer 23 zu dem zweiten, in der Sendeeinheit 1 befindlichen Puffer 27 über die eine Übertragungsleitung 25 übertragen, wohingegen die andere Gruppe von Steuersignalen von dem sechsten Puffer 24 zu dem dritten, in der Sendeeinheit 1 vorhandenen Puffer 28 über die andere Übertragungsleitung 26 geleitet wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem differentiellen Puffer (ECL-Differentialpuffer) die Spannung (Potential) des hohen Pegels auf ungefähr –0,8 V eingestellt, wohingegen die Spannung des niedrigen Pegels auf ungefähr –1,8 V festgelegt ist. Der jeweilige Gleichspannungspegel (der mittlere Wert) der positiven Taktimpulse V3 und der negativen Taktimpulse V4, die von dem Empfänger 12, der einen differentiellen, in emittergekoppelter Logik ausgeführten Puffer aufweist, abgegeben werden, ändert sich daher in Abhängigkeit von dem Wert des Tastverhältnisses DF, was aus den in 2 dargestellten Signalverläufen leicht ersichtlich ist.
In 2A ist ein Beispiel sowohl für den Signalverlauf V3 der positiven Taktimpulse als auch für den Signalverlauf V4 der negativen Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, für einen Fall dargestellt, bei dem das Tastverhältnis DF kleiner ist als der Standardwert von 50%. In diesem Fall ist der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert) des Signalverlaufs (Wellenform) V3 naturgemäß kleiner als der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert) des Signalverlaufs V4. Folglich gilt:
Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V3 < Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V4 (1)
In 2B ist ein Beispiel sowohl für den Signalverlauf V3 der positiven Taktimpulse als auch für den Signalverlauf V4 der negativen Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, für einen Fall gezeigt, bei dem das Tastverhältnis DF gleich groß ist wie der Standardwert von 50%. In diesem Fall ist der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert = –1,3 V) des Signalverlaufs V3 naturgemäß gleich groß wie der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert = –1,3 V) des Signalverlaufs V4. Folglich gilt: Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V3 = Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V4 (2)
In 2C ist ein Beispiel für den Signalverlauf V3 der positiven Taktimpulse und den Signalverlauf V4 der negativen Taktimpulse gezeigt, die von dem Empfänger 12 in einem Fall abgegeben werden, bei dem das Tastverhältnis DF größer ist als der Standardwert von 50%. In diesem Fall ist der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert) des Signalverlaufs V3 naturgemäß größer als der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert) des Signalverlaufs V4. In diesem Fall gilt folglich: Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V3 > Gleichspannungspegel des Signalverlaufs V4 (3)
Aus dem vorstehend geschilderten Sachverhalt ist ersichtlich, daß ein Fehler des Tastverhältnisses DF dadurch erfaßt werden kann, daß der Gleichspannungspegel oder Gleichstrompegel des Signalverlaufs V3 mit dem Gleichspannungspegel oder Gleichstrompegel des Signalverlaufs V4 verglichen wird.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung des vorstehend erläuterten Sachverhalts konzipiert. Wie vorstehend erläutert, ist die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehende Taktimpulsübertragungsschaltung so aufgebaut, daß in der Empfangseinheit 2 die erste Integratorschaltung 21 und die zweite Integratorschaltung 22 vorgesehen sind, daß die positiven Taktimpulse, die von dem nicht invertierenden Ausgangsanschluß des Empfängers 12 abgegeben werden, durch die Integratorschaltung 21 integriert werden, wohingegen die negativen Taktimpulse, die an dem invertierenden Anschluß des Empfängers 12 abgegeben werden, durch die Integratorschaltung 22 integriert werden, und daß der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert, d.h. Mittelwert) des Signalverlaufs V3 der positiven Taktimpulse und der Gleichspannungspegel (mittlerer Wert) des Signalverlaufs V4 der negativen Taktimpulse ermittelt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung ist in der Sendeeinheit 1 die vorstehend erläuterte RC-Zeitkonstantenschaltung 20 zwischen dem ersten Puffer 3 und dem Treiber 6 eingefügt. Durch diese RC-Zeitkonstantenschaltung 20 wird jeder der eingangsseitigen Taktimpulse in einen trapezförmigen Verlauf umgewandelt, da die vordere Flanke und die hintere Flanke des jeweiligen eingangsseitigen Taktimpulses durch die RC-Zeitkonstantenschaltung mit einer Neigung versehen werden. Diese eingangsseitigen Taktimpulse, die jeweils einen trapezförmigen Signalverlauf aufweisen, werden an den nicht invertierenden Anschluß des Treibers 6 angelegt. An dem invertierenden Anschluß des Treibers 6 liegt die Schwellwertspannung Vth an. Diese Schwellwertspannung Vth ist so eingestellt, daß jedes Tastverhältnis DF der positiven und der negativen Taktimpulse V3 und V4, die von dem in der Empfängereinheit 2 vorgesehenen Empfänger 12 abgegeben werden, jeweils den Standardwert von 50% annimmt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des Treibers 6 für den Fall erläutert, daß die Taktimpulse V2, die jeweils einen trapezförmigen Verlauf besitzen, an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt werden und daß die Schwellwertspannung Vth an den invertierenden Anschluß des Treibers 6 angelegt ist.
Wenn angenommen wird, daß sich der Signalverlauf V2 der trapezförmigen Taktimpulse, die an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt sind, nach oben und unten mit gleich großer Amplitude ändert, wie dies in 4A gezeigt ist, und zwar bezogen auf einen Wert von –1,3 V als zentralem Wert, und daß das Tastverhältnis DF gleich 50% ist, wird das Tastverhältnis DF der ausgangsseitigen Wellenform bzw. des Ausgangssignals Vout des Treibers 6, wie in 4B gezeigt ist, kleiner als 50% (DF < 50%), wenn die Schwellwertspannung Vth, die an den invertierenden Anschluß des Treibers 6 angelegt ist, größer ist als –1,3 V (Vth > 1,3 V). Wenn die Schwellwertspannung Vth gleich –1,3 V ist (Vth = –1,3 V), wird das Tastverhältnis DF des von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangssignals Vout gleich 50% (DF = 50%), wie dies in 4C dargestellt ist. Wenn die Schwellwertspannung demgegenüber kleiner wird als –1,3 V (Vth < –1,3 V), wird das Tastverhältnis DF des von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangssignals Vout größer als 50% (DF > 50%), wie dies in 4D dargestellt ist.
Aus den in 4 dargestellten Signalverläufen und anhand der vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß das Tastverhältnis DF des Ausgangssignals dann, wenn die Schwellwertspannung Vth, die an den invertierenden Anschluß des Treibers 6 angelegt ist, größer wird, im Gegensatz hierzu kleiner wird, und daß das Tastverhältnis DF des Ausgangssignals des Treibers 6 dann, wenn die Schwellwertspannung Vth kleiner werden sollte, im Gegensatz hierzu größer wird. Damit ist ersichtlich, daß das Tastverhältnis DF des von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangssignals dadurch auf einen geeigneten Wert gesteuert werden kann, daß die Größe der Schwellwertspannung Vth geändert wird.
Bei dem ersten, in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die positiven Taktimpulse V3 und die negativen Taktimpulse V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, jeweils an die RC-Integratorschaltungen 21 bzw. 22 angelegt, um hierdurch ihre jeweiligen Gleichspannungspegel (Mittelwerte) V5 und V6 zu detektieren. Diese erfaßten Gleichspannungspegel V5 und V6 werden als die Steuersignale an den zweiten und den dritten Puffer 27 und 28, die in der Sendeeinheit 1 vorgesehen sind, über die Übertragungsleitungen 25 und 26 sowie über den fünften bzw. den sechsten Puffer 23 bzw. 24 angelegt. Das von dem zweiten Puffer 27 abgegebene Ausgangssignal V7 wird somit zu einer Spannung, die gleich groß wie der Gleichspannungspegel V5 der positiven Taktimpulse V3, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, oder proportional zu diesem Gleichspannungspegel V5 ist. Das von dem dritten Puffer 28 abgegebene Ausgangssignal V8 wird zu einer Spannung, die gleich groß ist wie der Gleichspannungspegel V6 der negativen Taktimpulse V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, oder die proportional zu diesem Gleichspannungspegel V6 ist. Zur Vereinfachung der Erläuterung ist hierbei der Verstärkungsfaktor sowohl des fünften als auch des sechsten, jeweils in der Empfangseinheit 2 vorhandenen Puffers 23 und 24 jeweils auf Eins eingestellt, und es ist auch der Verstärkungsfaktor sowohl des zweiten als auch des dritten, jeweils in der Sendeeinheit 1 vorhandenen Puffers 27 und 28 jeweils auf Eins eingestellt. Hierbei wird davon ausgegangen, daß das von dem zweiten Puffer 27 erzeugte Ausgangssignal V7 gleich groß ist wie der Gleichspannungspegel V5 der positiven Taktimpulse V3, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, und daß das von dem dritten Puffer 28 abgegebene Ausgangssignal V8 gleich groß ist wie der Gleichspannungspegel V6 der negativen Taktimpulse V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden.
Die Ausgangsspannung V9 des Differenzverstärkers 30, in den die Ausgangssignale V7 und V8 von diesen Puffern 27 und 28 eingespeist werden, läßt sich, wie bereits vorstehend angegeben, durch die nachstehend angeführte Gleichung darstellen: V9 = (R2/R1) (V8 – V7) (4)
Wenn daher die Tastverhältnisse DF sowohl der positiven Taktimpulse V3 als auch der negativen Taktimpulse V4, die jeweils von dem Empfänger 12 abgegeben werden, jeweils kleiner sind als 50% ergibt sich aus der vorstehend angegebenen Gleichung (41, daß die Spannung V9 größer wird als Null (V9 > 0) da die Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen V7 und V8 des zweiten und des dritten Puffers 27 und 28, d.h. die Gleichstrompegel der Taktimpulse V3 und V4, zu V8 > V7 führt, wie dies unter Bezugnahme auf 2A bereits erläutert ist. Wenn demgegenüber die jeweiligen Tastverhältnisse DF der positiven Taktimpulse V3 und der negativen Taktimpulse V4 gleich 50% sind, ergibt sich aus der vorstehenden Gleichung (4), daß die Spannung V9 gleich Null ist (V9 = 0), da hinsichtlich der Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen V7 und V8 des zweiten und des dritten Puffers 27 bzw. 28, d.h. hinsichtlich der Gleichspannungspegel der Taktimpulse V3 und V4 die Situation V7 = V8 vorliegt, wie dies vorstehend unter Bezugnahme auf 2B bereits erläutert ist.
Wenn im Gegensatz hierzu die jeweiligen Tastverhältnisse DF der positiven und der negativen Taktimpulse V3 und V4 größer sein sollten als 50%, ergibt sich aus der vorstehend genannten Gleichung (4), daß die Spannung V9 kleiner wird als Null (V9 < 0), da hinsichtlich der Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen V7 und V8 des zweiten und des dritten Puffers 27 bzw. 28, d.h. hinsichtlich der Gleichspannungspegel der Taktimpulse V3 und V4 die Situation vorliegt, daß V8 kleiner ist als V7, wie dies vorstehend bereits unter Bezugnahme auf 2C dargelegt ist.
Die von dem Differenzverstärker 30 abgegebene Ausgangsspannung V9 wird an den Integrator 36 angelegt. Die von dem Integrator 36 abgegebene Ausgangsspannung V10 ergibt sich dann, wenn der Kapazitätswert der Kapazität 37 gleich C ist und wenn der Widerstandswert des Widerstands 38 gleich R ist, gemäß der nachfolgenden Gleichung in der für den Fachmann bekannten Weise wie folgt: V10 = (–1/RC) ∫V9dt (5)
Die von dem Integrator 36 abgegebene Ausgangsspannung V10 wird an den invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 über den vierten Puffer 40 als die Schwellwertspannung Vth abgegeben, wie dies vorstehend bereits unter Bezugnahme auf 3 dargelegt ist.
In den 5A bis 5F sind für einen Fall, bei dem die Tastverhältnisse DF der positiven und der negativen Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, von einem Wert DF < 50% auf DF = 50% geändert wird (5A und 5B), folgende Signalverläufe gezeigt: die Änderung der integrierten Ausgangssignale (Gleichspannungspegel) V5 und V6 der ersten Integratorschaltung 21 und der zweiten Integratorschaltung 22 (und damit der Verlauf der Ausgangsspannungen V7 und V8 des zweiten Puffers 27 und des dritten Puffers 28) (siehe 5C und 5D), der Verlauf der Änderung der von dem Differenzverstärker 30 abgegebenen Ausgangsspannung (5E), und der Verlauf der jeweiligen Änderung der von dem Integrator 36 abgegebenen Ausgangsspannung V10 (d.h. der Schwellwertspannung Vth) (siehe 5F).
In den 6A bis 6F sind für einen Fall, bei dem die jeweiligen Tastverhältnisse DF der positiven und negativen Taktimpulse V3 und V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, von dem Wert DF > 50% auf DF = 50% geändert werden (6A und 6B), die folgenden Signalverläufe gezeigt: der Verlauf der Änderung der integrierten Ausgangssignale (Gleichspannungspegel) V5 und V6 der Integratorschaltungen 21 und 22 (und damit der Verlauf der Änderung der Ausgangsspannungen V7 und V8 der Puffer 27 und 28) (siehe 6C und 6D), der Verlauf der Änderung der von dem Differenzverstärker 30 abgegebenen Ausgangsspannung (6E), und der Verlauf der Änderung der von dem Integrator 36 abgegebenen Ausgangsspannung V10 (und damit die Änderung der Schwellwertspannung Vth) (siehe 6F).
Wenn somit jeder Signalverlauf V2 der trapezförmigen Taktimpulse, die an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt werden, sich nach oben und unten mit einer gleich großen Amplitude, bezogen auf den Wert –1,3 V als eine zentrale bzw. mittlere Spannung, ändert, wie dies in 4A gezeigt ist, und wenn das Tastverhältnis der Taktimpulse hierbei gleich 50% ist, verringert sich der Schwellwert Vth allmählich, wie dies in 5F gezeigt ist, wenn das jeweilige Tastverhältnis DF der positiven und der negativen Taktimpulse V3 und V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, kleiner ist als der Standardwert von 50% (DF < 50%). Wie bereits vorstehend unter Bezugnahme auf die 4 erläutert ist, erhöht sich das Tastverhältnis DF der von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangsspannung daher allmählich auf den Wert von 50% und gelangt dann in einen symmetrischen Zustand. Da somit die Spannungen V7, V8 und V9 die Gleichungen erfüllen: V7 = V8 und V9 = 0, wird die Schwellwertspannung bzw. der Schwellwert Vth demzufolge zu –1,3 V. Das Tastverhältnis DF der von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangsspannung Vout wird demzufolge bei 50% gehalten, und es ändert sich die Ausgangsspannung Vout nach oben und unten mit einer gleich großen Amplitude (0,5V), bezogen auf die mittlere Spannung von –1,3 V, so daß die Ausgangsspannung einen konstanten Bereich von –1,8 V bis –0,8 V belegt.
Wenn demgegenüber das jeweilige Tastverhältnis DF der Taktimpulse V3 und V4, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, größer ist als der Standardwert von 50%, vergrößert sich der Schwellwert Vth allmählich, wie dies in 6F gezeigt ist. Das Tastverhältnis DF der von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangsspannung verringert sich somit allmählich bis auf 50% und gelangt dann in einen symmetrischen, d.h. ausgewogenen Zustand. Da folglich die Spannungen V7, V8 und V9 die folgenden Gleichungen erfüllen: V7 = V8 und V9 = 0, wird der Schwellwert Vth folglich zu –1,3 V. Das Tastverhältnis DF der von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangsspannung Vout wird folglich bei 50% gehalten, und es ändert sich die Ausgangsspannung Vout nach oben und unten mit einer gleich großen Amplitude (0,5 V), bezogen auf –1,3 V als die mittlere Spannung, so daß die Ausgangsspannung einen konstanten Bereich von –1,8 V bis –0,8 V belegt.
Da das Tastverhältnis der Taktimpulse, die an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt werden (und damit das Tastverhältnis der von dem Treiber 6 abgegebenen Ausgangsspannung Vout), folglich auf diese Weise dadurch geändert werden kann, daß die Schwellwertspannung Vth geändert wird, die an den invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt wird, können die jeweiligen Tastverhältnisse der positiven und der negativen Taktimpulse, die von dem Empfänger 12 abgegeben werden, folglich selbst dann, wenn das Tastverhältnis der Taktimpulse (V1), die an die Sendeeinheit 1 angelegt werden, bereits geändert worden ist, so gesteuert werden, daß sie den Standardwert von 50% besitzen.
Wenn das Taktverhältnis der Taktimpulse, die an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt werden, weiterhin so eingestellt ist, daß sie einen Sollwert besitzen, der sich von dem Standardwert von 50% unterscheidet, wird die Schwellwertspannung Vth, die an den invertierenden Eingangsanschluß des Treibers 6 angelegt wird, auf einen Spannungswert eingestellt, der dem Sollwert des Tastverhältnisses entspricht. Da die von dem Differenzverstärker 30 abgegebene Ausgangsspannung V9 in diesem Fall einen vorbestimmten Spannungswert besitzt, der sich von 0V unterscheidet, weist auch der Schwellwert Vth einen vorbestimmten Spannungswert auf, der sich von –1,3V unterscheidet.
In 7 ist ein Schaltbild dargestellt, in dem ein weiteres Ausführungsbeispiel der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden Taktimpulsübertragungsschaltung gezeigt ist. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Taktimpulsübertragungsschaltung so aufgebaut, daß die Zeitkonstantenschaltung 20, der Differenzverstärker 30, der Integrator 36 und der vierte Puffer 40 von der Sendeeinheit 1 zu der Empfangseinheit 2 verschoben sind, und daß ein in emittergekoppelter Logik ausgeführter differentieller Puffer bzw. Differenzpufferverstärker 41, der zum Korrigieren des Tastverhältnisses dient, an der Ausgangsseite des in der Empfangseinheit 2 vorhandenen Empfängers 12 angeordnet ist, so daß der Vorgang der Korrektur des Tastverhältnisses, der bei dem vorstehend erläuterten, ersten Ausführungsbeispiel in der Sendeeinheit 1 ausgeführt wird, nun in der Empfangseinheit 2 stattfindet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher eine RC-Zeitkonstantenschaltung 20, die den gleichen Aufbau wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, auf der Ausgangsseite des in der Empfangseinheit 2 vorgesehenen Empfängers 12 eingefügt und dient dazu, die von dem Empfänger 12 abgegebenen positiven oder negativen Taktimpulse in Taktimpulse umzuwandeln, die eine trapezförmige Wellenform besitzen. Diese trapezförmigen Taktimpulse werden an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des differentiellen Puffers bzw. Differenzpufferverstärkers 41 angelegt. Ferner wird eine Schwellwertspannung Vth an den invertierenden Eingangsanschluß des differentiellen Puffers 41 angelegt und es wird die Schwellwertspannung Vth so geändert, daß die jeweiligen Tastverhältnisse DF der positiven und der negativen Taktimpulse V3 und V4, die von dem differentiellen Puffer 41 angegeben werden, so gesteuert werden, daß sie jeweils den Standardwert von 50% annehmen.
Da der Vorgang der Einstellung des Tastverhältnisses hierbei in gleicher Weise abläuft wie bei dem vorstehend erläuterten ersten Ausführungsbeispiel, wird dieser Vorgang im folgenden nicht nochmals erläutert.
Da die Erfassung und die Korrektur des Tastverhältnisses DF der Taktimpulse, die zu der Empfangseinheit 2 übertragen worden sind, bei einem solchen Aufbau vollständig in der Empfangseinheit 2 ausgeführt werden können, ist es im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel nicht notwendig, die beiden Übertragungsleitungen 25 und 26 zum Übertragen der Steuersignale vorzusehen. Als Ergebnis dessen ergibt sich der Vorteil, daß der Aufbau der Schaltung vereinfacht werden kann und daß die Kosten verringert werden können, da hierbei weiterhin auch der zweite und der dritten Puffer 27 und 28 nicht erforderlich sind.
Wie aus den vorstehenden Erläuterungen ersichtlich ist, ist die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehende Taktimpulsübertragungsschaltung so aufgebaut, daß Fehler des Tastverhältnisses der von der Empfangseinheit empfangenen Taktimpulse in Form einer Differenz zwischen den Gleichspannungspegeln (Mittelwerte) der positiven und der negativen Taktimpulse erfaßt werden, und daß die Differenz zwischen den Gleichspannungspegeln integriert wird und zur Zuführung zu dem Treiber oder zu dem differentiellen Puffer (bzw. Pufferstufe) als eine Schwellwertspannung benutzt wird derart, daß das Tastverhältnis der von dem Treiber oder von dem differentiellen Puffer abgegebenen Taktimpulse automatisch korrigiert werden kann. Es ergibt sich somit ein Vorteil dahingehend, daß die Korrektur von Fehlern des Tastverhältnisses sehr einfach ausgeführt werden kann.
Da ferner bei der vorliegenden Erfindung Fehler des Tastverhältnisses der Taktimpulse automatisch korrigiert werden können, ergibt sich folglich auch nicht das im Stand der Technik vorhandene, und durch eine alterungsbedingte Verschlechterung begründete Problem, daß sich die Größe der Verzögerung zur Einstellung, d.h. Festlegung des Tastverhältnisses der Taktimpulse ändert. Folglich zeigt sich der Vorteil, daß eine manuelle Neueinstellung einer Schaltung, wie etwa eine erneute Justierung der Größe der Verzögerung zu keinem Zeitpunkt notwendig ist.
Bei der beschriebenen Taktimpulsübertragungsschaltung können folglich Fehler des Tastverhältnisses der gesendeten Taktimpulse automatisch korrigiert werden. In der Empfangseinheit 2 werden die paarweise vorliegenden, positiven und negativen Taktimpulse Sp und Sn, die von einer Sendeeinheit 1 zugeführt werden, von einem Empfänger 12 aufgenommen, der als Reaktion hierauf positive und negative, jeweils paarweise auftretende Taktimpulse V3 und V4 erzeugt. Die Gleichspannungskomponenten dieser positiven und negativen Taktimpulse werden durch eine erste Integratorschaltung bzw. durch eine zweite Integratorschaltung ermittelt und bei einem Ausführungsbeispiel über zwei Übertragungsleitungen 25 und 26 jeweils zu der Sendeeinheit 1 übertragen. In der Sendeeinheit 1 wird der Unterschied zwischen den Gleichspannungspegeln der positiven und negativen Taktimpulse ermittelt und integriert. Der integrierte Wert wird an einen Treiber 6 als Schwellwertspannung Vth angelegt. Der Treiber 6 vergleicht das Ausgangssignal einer Zeitkonstantenschaltung 20 mit der Schwellwertspannung Vth und erzeugt in Abhängigkeit hiervon die positiven und negativen Taktimpulse Sp und Sn, und überträgt diese zu der Empfangseinheit 2.

Claims

Taktimpulsübertragungsschaltung, mit einer Sendeeinheit (1) zum Ausgeben eines Paars positiver und negativer Taktimpulse (Sp, Sn), um diese zu übertragen, einer Empfangseinheit (2) zum Empfangen des von der Sendeeinheit (1) gesendeten Paars Taktimpulse (Sp, Sn), zum differenziellen Verstärken dieser Taktimpulse (Sp, Sn) und zum Ausgeben eines zweiten Paars positiver und negativer Taktimpulse (V3, V4), zwei Taktsignalübertragungspfaden (9, 10) zum Verbinden der Sendeeinheit (1) und der Empfangseinheit (2), und zwei Steuersignalübertragungspfaden (25, 26), um die Empfangseinheit (2) und die Sendeeinheit (1) zu verbinden, wobei die Empfangseinheit (2) umfaßt: – eine Empfängereinrichtung (12) zum Ausgeben des zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4) in Abhängigkeit des von der Sendeeinheit (1) über die zwei Taktsignalübertragungspfade (9, 10) zugeführten und an den Eingangsanschlüssen der Empfängereinrichtung (12) angelegten Paars Taktimpulse (Sp, Sn), – eine erste Filtereinrichtung (21) und eine zweite Filtereinrichtung (22) zum Herausgreifen der Gleichspannungspegel des von der Empfängereinrichtung (12) ausgegebenen zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4), und eine erste Pufferschaltung (23) und eine zweite Pufferschaltung (24) zum Übertragen der Gleichspannungspegel (V5, V6), die von der ersten Filtereinrichtung (21) und der zweiten Filtereinrichtung (22) an die Sendeeinheit (1) über die zwei Steuersignalübertragungspfade (25, 26) ausgegeben wurden, und die Sendeeinheit (1) umfaßt: – eine Zeitkonstantenschaltung (20) zur Erzielung eines schrägen Verlaufs der vorderen Flanke und der hinteren Flanke jedes Taktimpulses, – einen Treiber (6) zum Vergleichen des von der Zeitkonstantenschaltung (20) abgegebenen Ausgangssignals (V2) mit einem Schwellwertsignal (Vth), das einen vorbestimmten Spannungswert besitzt und Ausgeben des Paars Taktimpulse (Sp, Sn) in Abhängigkeit eines Unterschieds zwischen dem Ausgangssignal (V2) der Zeitkonstantenschaltung (20) und dem Schwellwertsignal (Vth), und zum Übertragen des Paars Taktimpulse (Sp, Sn) an die Empfangseinheit (2), – eine Differenzverstärkereinrichtung (30) zum Ermitteln einer Differenz zwischen den Gleichspannungspegeln, die von der ersten und der zweiten in der Empfangseinheit (2) vorhandenen Pufferschaltung (23, 24) über die zwei Steuersignalübertragungspfade (25, 26) gesendet wurden, um hierdurch einen Fehler des Tastverhältnisses des zweiten Paars, von der Empfängereinrichtung (12) in der Empfangseinheit (2) ausgegebener, Taktimpulse (V3, V4) zu erfassen, und – eine Integratoreinrichtung (36) zum Integrieren eines Ausgangssignals (V9) der Differenzverstärkereinrichtung (30), wobei der integrierte Wert an den Treiber (6) als die Schwellwertspannung (Vth) angelegt wird, um dadurch das Tastverhältnis des Paars Taktimpulse (Sp, Sn), die die Ausgangssignale des Treibers (6) darstellen, entsprechend der Schwellwertspannung zu ändern.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Sendeeinheit (1) vorhandene Treiber (6) durch einen differentiellen Puffer gebildet ist, der das Paar Taktimpulse (Sp, Sn) in Abhängigkeit von dem an seinen einen Eingangsanschluß angelegten Ausgangssignal (V2) der Zeitkonstantenschaltung (20) und der an seinen anderen Eingangsanschluss angelegten Schwellwertspannung (Vth) der Integratoreinrichtung (36) erzeugt, die in der Empfangseinheit (2) vorhandene Empfängereinrichtung (12) durch einen differentiellen Puffer gebildet ist, der das zweite Paar Taktimpulse (V3, V4) in Abhängigkeit von dem Paar Taktimpulse (Sp, Sn) erzeugt, die von dem in der Sendeeinheit (1) vorhandenen Treiber (6) zugeführt und an seine beiden Eingangsanschlüsse angelegt sind, und die erste Filtereinrichtung (21) und die zweite Filtereinrichtung (22) eine erste Integratorschaltung (21) und eine zweite Integratorschaltung (22) zum Integrieren des zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4) sind, um den mittleren Spannungswert der Gleichspannungspegel zu erfassen.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Pufferschaltung (27) und eine vierte Pufferschaltung (28) zwischen den beiden Eingangsanschlüssen der Differenzverstärkereinrichtung (30) und den beiden Steuersignalübertragungspfaden (25, 26) eingefügt sind.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Pufferschaltung (40) zwischen der Integratoreinrichtung (36) und dem in der Sendeeinheit (1) vorhandenen Treiber (6) vorgesehen ist.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Sendeeinheit (1) vorhandene Treiber (6) und die in der Empfangseinheit (2) vorgesehene Empfängereinrichtung (12) durch einen in emittergekoppelter Logik ausgeführten differentiellen Puffer gebildet sind.
Taktimpulsübertragungsschaltung mit einer Sendeeinheit (1) zum Ausgeben eines Paars positiver und negativer Taktimpulse (Sp, Sn), um diese zu übertragen, einer Empfangseinheit (2) zum Empfangen des von der Sendeeinheit (1) gesendeten Paars Taktimpulse (Sp, Sn), zum differenziellen Verstärken dieser Taktimpulse und zum Ausgeben eines zweiten Paars positiver und negativer Taktimpulse (V3, V4), und zwei Taktsignalübertragungspfade (9, 10) zum Verbinden der Sendeeinheit (1) und der Empfangseinheit (2), wobei die Empfangseinheit (2) aufweist: – eine Empfängereinrichtung (12) zum Ausgeben von positiven oder negativen Taktimpulsen in Abhängigkeit von den von der Sendeeinheit (1) über die zwei Taktsignalübertragungspfade (9, 10) zugeführten Paars Taktimpulse (Sp, Sn), die an Eingangsanschlüsse der Empfängereinrichtung (12) angelegt sind, – eine Zeitkonstantenschaltung (20) zur Erzielung eines schrägen Verlaufs der vorderen Flanke und der hinteren Flanke jedes von der Empfängereinrichtung (12) abgegeben Taktimpulses, – einen differentiellen Puffer (41) zum Vergleichen des Ausgangssignals (V2) der Zeitkonstantenschaltung (20) mit einem Schwellwertsignal (Vth), das einen vorbestimmten Spannungswert besitzt, und zum Ausgeben des zweiten Paars positiver und negativer Taktimpulse (V3, V4) in Abhängigkeit von dem Unterschied zwischen dem Ausgangssignal (V2) der Zeitkonstantenschaltung (20) und dem Schwellwertsignal (Vth), – eine erste Filtereinrichtung (21) und eine zweite Filtereinrichtung (22) zum Herausgreifen der Gleichspannungskomponenten des von dem differentiellen Puffer (41) ausgegebenen zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4), – eine Differenzverstärkereinrichtung (30) zum Ermitteln einer Differenz zwischen den Gleichspannungspegel (V5, V6), die von der ersten Filtereinrichtung (21) und der zweiten Filtereinrichtung (22) ausgegeben werden, um hieraus einen Fehler im Tastverhältnis (DF) des von dem differentiellen Puffer (41) ausgegebenen zweiten Paars Taktimpulse (V3, V4) zu erfassen, und – eine Integratoreinrichtung (36) zum Integrieren eines Ausgangssignals (V9) der Differenzverstärkereinrichtung (30), wobei der integrierte Wert dem differentiellen Puffer (41) als Schwellwertspannung (Vth) zugeführt wird, um dadurch das Tastverhältnis des Paars Taktimpulse (V3, V4), die die Ausgangssignale des differentiellen Puffers (41) darstellen, entsprechend der Schwellwertspannung zu ändern, und die Sendeeinheit (1) umfaßt: – einen Treiber (6) zum Ausgeben des Paars Taktimpulse (Sp, Sn) in Abhängigkeit von an seinen Eingangsanschlüssen angelegten Taktimpulsen.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Pufferschaltung (23) zwischen die erste Filtereinrichtung (21) und einen der beiden Eingangsanschlüsse der in der Empfangseinheit (2) vorhandenen Differenzverstärkereinrichtung (30) eingefügt ist und die zweite Pufferschaltung (24) zwischen die zweite Filtereinrichtung (22) und den anderen der beiden Eingangsanschlüsse der in der Empfangseinheit (2) vorhandenen Differenzverstärkereinrichtung (30) eingefügt ist.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pufferschaltung (40) zwischen die Integratoreinrichtung (36) und den differentiellen Puffer (41) eingefügt ist.
Taktimpulsübertragungsschaltung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Sendeeinheit (1) vorhandene Treiber (6) und die in der Empfangseinheit (2) vorgesehene Empfängereinrichtung (12) und der differentielle Puffer (41) durch einen unter Verwendung emittergekoppelter Logik ausgeführten differentiellen Puffer gebildet sind.