DE2216789C3 - Verfahren und Anordnung zur Messung der Zeitparameter von Signalen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 2. Sie betrifft also die Messung der sogenannten Spitzenzeit von Signalen mit ausgeprägtem Extremwert in bezug auf zugeordnete Aufrufimpulse, vorzugsweise der Lesesignale von Speicherkerner». Die Spitzenzeit t_p eines solchen Lesesignals ist die Zeit vom Bezugszeitpunkl to (Zeitpunkt, zu dem der ansteigende Aufrufinipuls ein Zehntel seines Endwertes In erreicht) bis zum Spitzenwert der Lesesignalspannung. In diesem Zusammenhang sei auch noch die Schaltzeit t_s erläutert: Dies ist die Zeit vom Bezugszeitpunkt to bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Lesesignalspannung auf ein Zehntel ihres Spitzenwertes abgesunken ist (Fig. 1). Beide Zeitkennwerte sind wichtige Qualitätsparameter der Speicherkerne, weil man möglichst schnell arbeitende Kernspeicher anstrebt Da diese Zeitkennwerte in der Größenordnung von us und darunter liegen, liegt es nahe, elektronische Zeiimeßmethoden anzuwenden.

Es ist allgemein bekannt, kurze Zeiten aus der Spannung während dieser Zeiten geladener oder entladener Kondensatoren zu bestimmen. Erfolgt die Ladung bzw. Entladung mit konstantem Strom, so ist die Spannung der Zeit genau proportional, erfolgt sie bei konstanter Ladespannung über einen festen Widerstand, so ist sie mittels einfacher Zusammenhänge aus der Spannung bestimmbar (F. Kohlrausch, Praktische Physik, 21. Auflage, Stuttgart 1960, Bd. I, S. 137).

Die Spitzenzeit von Signalen mit ausgeprägtem Extremwert könnte über die Differention dieser Signale erhalten werden, wobei der Nulldurchgang des differenzierten Signals den Zeitpunkt des Extremums angibt und bei Anwendung der zuvor geschilderten Kondensatormethode die Ladung bzw. Entladung beendet. Die praktische Realisierung dieser mathematisch durchaus plausiblen Möglichkeit ist schwierig; Störungen oder evtl. Nebenextrema [siehe u=f(t) in Fig. 1] führen zu groben Fehlmessungen; die Steilheit und damit der Schnittpunkt des differenzierten Signals mit der Abszisse sind nicht allein vom Differentialquotienten, sondern auch von der absoluten Höhe des auszuwertenden Signals abhängig; die Differentiation führt zu einer starken Signaldämpfung, d. h., es muß ein zusätzlicher Verstärker großer Bandbreite vorgesehen werden.

Weiter ist es bekannt, durch eine Reihe paralleler Abtastkanäle zu bestimmten vorwählbaren Zeiten Amplitudenproben des Signals zu entnehmen, aus denen dann mit Hilfe eines Rechners in einem einzigen Prüfzyklus die Spitzenzeit und andere interessierende Kennwerte bestimmt werden können (.»Sampling«-Verfahren). Nachteilig ist hierbei die große Zahl der erforderlichen Sampling-Kanäle und der sonstige apparative Aufwand (DE-OS 18 08 716).

Es ist weiterhin ein Verfahren speziell zur Prüfung von Speicherkernen bekannt, das die Halb-Lesespannungs-Impulse über mehrere Ansteuerungszyklen integriert und diesen Integralwert als Maß für die Brauchbarkeit der Kerne ansieht. Eine solche Verfahrensweise ist einfach und möglicherweise auch sicher, gestattet aber lediglich Aussagen über das sogenannte Delta-Rauschen in der fertigen Matrix, jedoch keinerlei Aussagen über die Zeitparameter einzelner Kerne (DE-OS 19 41017).

Schließlich ist es bekannt, Impulskennwerte, wie Anstiegszeit, Abfallzeit und Dauer zu bestimmen, indem man die zeitlichen Bezugspunkte mittels Komparatoren von gespeicherten Werten des Impulses selbst ableitet und einer logischen Schaltung zuführt, die ihrerseits Integratoren ein- bzw. ausschaltet, deren Spannung als

Maß für die oben genannten Zeitwerte dient («hybrid pulse analyzer« nach US-PS 35 43 156). Eine Ableitung von Zeitparametern in bezug auf einen Aufrufimpuls, wie bei der Messung der sog. Spitzenzeit von Speicherkernen ist mit dieser Anordnung nicht möglich, da nur ein Eingang vorgesehen ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spitzenzeit vorzugsweise der Lesesignale von Speicherkernen einfach, eindeutig und genau nach der Kondensatorlademethode zu messen. ,

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem der Kondensator von einem Bezugszeitpunkt to an zunächst mit einem Strom Il aufgeladen, von der Erreichung eines als Bruchteil kÜ des tatsächlichen Spitzenwertes Cl vorgegebenen Wertes in der Anstiegsphase des Signals an mit der Hälfte dieses Stromes Il weiter aufgeladen und die Aufladung mit der Erreichung des gleichen vorgegebenen Wertes in der Abstiegsphase beendet wird.

Sie wird auch durch eine Anordnung gelöst, welche

- einen ersten Vergleicher zur Feststellung des Bezugszeitpunktes, an dessen einem Eingang eine dem Aufrufimpuls proportionale Spannung und auf dessen anderem Eingang ein Referenzpotential von einem Zehntel des Endwertes des Aufrufimpulses anliegt und dessen Ausgang über eine erste monostabile Kippschaltung an den ersten Eingang einer bistabilen Kippschaltung angeschlossen ist;

- einen zweiten Vergleicher, an dessen einem Eingang das Signal und an dessen anderem Eingang ein vorgegebener Bruchteil Art/des tatsächlichen Spitzenwertes t/des Signals anliegt und dessen Ausgang einmal Ober einen Negator und eine zweite monostabile Kippschaltung an den zweiten Eingang der bistabilen Kippschaltung und zum anderen an >s einem Eingang eines zweiten UND-Gliedes angeschlossen ist;

- eine bistabile Kippschaltung, deren nach einem Impuls an ihrem ersten Eingang ein Ausgangssignal führender Ausgang an einen Eingang eines ersten UND-Gliedes angeschlossen ist;

- ein erstes UND-Glied, dessen Eingänge an den ersten Ausgang der bistabilen Kippschaltung und an einen Torimpulsgeber und dessen Ausgang an eine erste Konstantstromquelle angeschlossen sind, welehe einen Kondensator mit einem Strom Il lädt, und

- ein zweites UND-Glied, dessen Eingänge an den Ausgang des zweiten Vergleichers und an den Torimpulsgeber und dessen Ausgang an eine zweite Kontaktstromquelle angeschlossen sind, welche den

Kondensator mit einem Strom -^ lädt,

aufweist

Es ist zweckmäßig, wenn dem Kondensator in den Anordnungen zur Messung der Spitzen- und Schaltzeit ein Impulsdehner zur Erleichterung der Spannungsmessung nachgeschaltet ist

Die Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß die vorzugsweise zu messenden Lesesignale von Speicherkernen in einem gewissen Bereich beiderseits des Extremums symmetrisch sind, so daß sich die bei anderen Verfahren problematische Bestimmung des Spitzenpunktes auf eine Mittelwertbildung reduzieren läßt. Dazu ist lediglich ein Optimum für den am zweiten Vergleicher einzustellenden Bruchteil des tatsächlichen ft? Signal-Spitzenwertes hinsichtlich der Symmetrieforderung (fordert großen Bruchteil) und der Signalsteilheit (fordert kleinen Bruchteil), welche wiederum auf die Hysterese des Schwellwertschalters Einfluß hat, zu bestimmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Anordnung zur Messung der Spitzenzeit von Speicherkern-Lesesignalen als Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Abbildungen zeigen

F i g. 1 den Verlauf des Aufrufimpulses /= f(t),
den Verlauf des Lesesignals u= f(t)imd
den Verlauf der Kondensatorspannung U_c= f(t%

Fig.2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anordnung.

In einem ersten Vergleicher 1 wird aus dem Aufrufimpuls der Meßanordnung, welcher einem Aufrufimpuls eines Kernspeichers entspricht, der definitionsgemäße Bezugszeitpunkt fo abgeleitet Er ist definiert als der Zeitpunkt, zu dem der ansteigende Aufrufimpuls ein Zehntel seines Endwertes In erreicht hat, so daß den beiden Eingängen des ersten Vergleichers 1 eine dem Aufrufimpuls I entsprechende Spannung und ein Referenzpotential von einem Zehntel des Aufrufimpuls-Endwertes zugeleitet werden müssen. Das Ausgangssignal des ersten Vergleichers 1 setzt über eine erste monostabile Kippschaltung 2 eine bistabile Kippschaltung 3 in einen solchen Schaltzustand, daß ihr an ein erstes UND-Glied 4 angeschlossener Ausgang 5 ein Ausgangssignal führt. Liegt auch am anderen Eingang des UND-Gliedes 4 ein Torimpuls des Torimpulsgebers 6 an, welcher die Auswahl des zu messenden Lesesignals aus einer Vielzahl solcher Signale besorgt, so wird eine erste Konstantstromquelle 7 veranlaßt, einen Kondensator 8 mit einem konstanten Strom Il aufzuladen. Erreicht das Lesesignal u an einem zweiten Vergleicher 9 einen vorgegebenen Bruchteil, beispielsweise A;=0,8, des gespeicherten tatsächlichen Spitzenwertes Üeines vorangegangenen Lesesignals, so wird über ein zweites UND-Glied 10, an dem gleichfalls der Torimpuls des Torimpulsgebers 6 anliegt, eine zweite Konstantstromquelle 11 veranlaßt, den Kondensator 8 mit einem Strom — -y zu »laden«, d. h., der Kondensator 8 wird vom Zeitpunkt fi an effektiv nur noch mit dem Strom —^ geladen. Dies geschieht so

lange, bis das Lesesignal nach Überschreitung seines Spitzenwertes Ü wieder den Wert kÜ unterschreitet, das Ausgangssignal des zweiten Vergleichers 9 fortfällt, die zweite Konstantstromquelle 11 die Ladung des Kondensators 8 einstellt und gleichzeitigem Negator 12 nunmehr ein Ausgangssignal führt, das über eine zweite monostabile Kippschaltung 13 die bistabile Kippschaltung 3 umschaltet, so daß auch die UND-Bedingun'; am ersten UND-Glied 4 fortfällt und auch die erste Konstantstromquelle 7 die Ladung des Kondensators 8 einstellt. Die erreichte Kondensator-Endspannung Ua_P istnur unter der Bedingung, daß der über dem Niveau Art/liegende Abschnitt des Lesesignals symmetrisch zum Spitzenwert Ü ist, der Spitzenzeit proportional. Ein nachgeschalteter Impulsdehner 14 erleichtert die Messung der Kondensatorspannung.

Eine Variante der Anordnung nach F i g. 2 gestattet in einfacher Weise die Messung der Schaltzeit t_s von Lesesignalen, indem am zweiten Vergleicher 9 der Bruchteil Ar=O₁I eingestellt und das zweite UND-Glied 10 sowie die zweite Konstantstromquelle 11 weggelassen bzw. durch Unterbrechung der Verbindung zwischen den Baugruppen 9 und 10 ausgeschaltet werden.

Hiurzu 2 Bliiit

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung der Zeit, in der ein Signal von einem Bezugszeitpunkt, bei dem ein zugeordneter Aufrufimpuls ein Zehntel seines Spitzenwertes erreicht hat, bis zu seinem eigenen Spitzenwert ansteigt, vorzugsweise bei Lesesignaien von Speicherkernen durch Ladung eines Kondensators mit konstantem Strom und Messung der ι ο Kondensatorspannung, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (S) von dem Bezugspunkt (to) an zunächst mit einem Strom Il aufgeladen, von der Erreichung eines als Bruchteil (ku) des tatsächlichen Spitzenwertes (Cf) vorgegebenen Wertes in der Anstiegsphase des Signals an mit der Hälfte dieses Stromes h weiter aufgeladen und die Aufladung mit der Erreichung des gleichen vorgegebenen Wertes in der Abstiegsphase beendet wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !,gekennzeichnet durch

- einen ersten Vergleicher (1) zur Feststellung des Bezugszeitpunktes, an dessen einem Eingang eine dem Aufrufimpuls proportionale Spannung und an dessen anderem Eingang ein Referenzpotential von einem Zehntel des Endwertes des Aufrufimpulses anliegt und dessen Ausgang über eine erste monostabile Kippschaltung (2) an den ersten Eingang einer bistabilen Kippschaltung (3) angeschlossen ist;

- einen zweiten Vergleicher (9), an dessen einem Eingang das Signal und an dessen anderem Eingang ein vorgegebener Bruchteil (kÜ) des tatsächlichen Spitzenwertes (0) des Signals anliegt und dessen Ausgang einmal über einen Negator (12) und eine zweite monostabile Kippschaltung (13) an den zweiten Eingang der bistabilen Kippschaltung (3) und zum anderen an einen Eingang eines zweiten UND-Gliedes (10) angeschlossen ist;

- eine bistabile Kippschaltung (3), deren nach einem Impuls an ihren ersten Eingang ein Ausgangssignal führender Ausgang (5) an einen Eingang eines ersten UND-Gliedes angeschlossen ist;

- ein erstes UND-Glied (4), dessen Eingänge an den ersten Ausgang der bistabilen Kippschaltung (3) und an einen Torimpulsgeber (6) und dessen Ausgang an eine erste Konstantstromquelle (7) angeschlossen sind, welche einen Kondensator (8) mit einem Strom Il lädt und

- ein zweites UND-Glied (10), dessen Eingänge an den Ausgang des zweiten Vergleichers (9) und an den Torimpulsgeber (6) und dessen Ausgang an eine zweite Konstantstromquelle (11) angeschlossen sind, welche den Kondensator (8) mit

einem Strom — -y lädt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- f>o zeichnet, daß dem Kondensator (8) ein Impulsdehner (14) zur Erleichterung der Spannungsmessung nachgeschaltet ist.