DE2752331C2

DE2752331C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Impulsübertragungseigenschaften von in der Impulstechnik verwendeten elektrischen Schaltungen

Info

Publication number: DE2752331C2
Application number: DE19772752331
Authority: DE
Inventors: István Bódy; Gyula Estély; István Kalocsai; Vlagyimir Krizs; Mihály Markó; Géza Mezei; Zoltán Mohos; Ferenc Papp; István Szemler; István Szemök; Jenö Budapest Vértesi
Original assignee: ELEKTRONIKUS MEROEKESZUELEKEK GYARA 1631 BUDAPEST HU
Current assignee: ELEKTRONIKUS MEROEKESZUELEKEK GYARA 1631 BUDAPEST HU
Priority date: 1977-06-10
Filing date: 1977-11-23
Publication date: 1983-10-20
Also published as: HU179957B; DE2752331A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ermittlung der Impulsübertragungseigenschaften von in der Impulstechnik verwendeten elektrischen Schallungen, bei welchem auf den Eingang einer zu prüfenden elektrischen Schaltung über einen anpassenden Eingangsschalter ein sich periodisch wiederholendes Sprungfunktionssignal geschaltet wird und aus dem Signal a;n Ausgang der zu prüfenden Schaltung über einen an diesen Ausgang angeschlossenen anpassenden Ausgangsschalter unter Verwendung eines abtastenden Meßkopfes ein snodifiziertes Antwortsignal gewonnen wird.

Die Messung der Impulsüberiragungseigenschafien von elektrischen Schaltungen, insbesondere die von integrierten Schaltungseinheiten isl während deren Herstellung, Bedienung und Kontrolle als Hauptforderung zu betrachten.

Infolge der Verbesserung der hochfrequenten Eigenschaften der zu prüfenden Schallung isl es von zunehmender Bedeutung, über deren Impulsübertragungseigenschaften (z.B. Anstiegsfianken im Bereich von 0.01 bis 0,1 nsec) ausreichende Erfahrungen zu gewinnen. Bei der exakten Bestimmung von sich so schnell vollziehenden elektrischen Erscheinungen rücken die begrenzte Genauigkeit der Meßgeräte, die Genauigkeit der Messungen und die Meßverhältnisse immer mehr in den Vordergrund. Die Meßgeschwindigkeil, d. h. das Auflösevermögen der Meßverfahren wird klar durch die Unvollkommenheit der Meßgeräte sowie durch jene Meßverhältnisse beschränkt, welche die zu prüfenden Parameter beeinflussen können.

Durch die Zeitschrift Electronic Engineering. August 1966, Seiten 516 bis 519 ist ein Meßsysiem bekannt geworden, bei welchem die Übertragungsfunktion einer zu prüfenden elektrischen Schaltung dadurch gemessen wird, daß schnelle Impulse auf den Eingang der zu prüfenden Schaltungen gegeben und umschaltbar diese Impulse und die entsprechenden Impulse am Ausgang der zu prüfenden Schaltung auf eine abtastende Meßeinrichtung gegeben werden. Die abtastende Meßeinrichtung ist über einen Λ/D-Wandler mit einem Rechner verbunden, der seinerseits mit einer Anzeigevorrichtung zur Darstellung der Übertragungsfunktion in Form von Amplitude und Phase über der Frequenz verbunden ist.

Unter den bekannten, zur Messung der dynamischen Eigenschaften oder Impulseigenschaften von elektrischen Schaltungen geeigneten Vorrichtungen isl aufgrund systemtechnischen Aufbaus und spezifischer Qualitäten das Prüfsystem von E.-H. Research Laboratories Inc. (Vereinigte Staaten von Amerika). Typ Dynamic Modular System, Modell 10001, (Prospekt der Firma E-H Research Laboratories Inc., 1972). an erster Stellf und

als Ausgangspunkt der Erfindung zu erwähnen..Bei die-5zm System werden der zu prüfenden mehrpoligen elektrischen Schaltung durch koaxiale Schalter Prüfimpulse eines Impulsgenerators zugeführt. Die Antwortsignale werden durch koaxiale Ausgangsschalter, welche ähnlich wie die koaxialen Schalter der Eingangsseite ausgebildet sind, zu einer Probeentnahmeeinheit weitergeführt.

Die Prüfgenauigkeit ist im Grunde genommen durch zwei Faktoren bestimmt. Der erste Faktor ist die Genuuigkeit der bei der Messung verwendeten Geräte. Der andere Faktor, der im folgenden eingehend erklärt wird, besteht darin, daß beim Messen das Prüfsignal mit dem am Eingang der zu prüfenden mehrpoligen Schaltung tatsächlich vorhandenen Signal nicht identisch ist, und auch die Abtastsignale sind mit den Ein-/Ausgangssignalen der zu prüfenden mehrpoligen Schaltung nicht identisch.

Wegen des bestimmten physischen Abstandes des Impulsgenerators von dem zu prüfenden Mehrpol sind koaxiale Kabel, aber aucli Schalter einzuschalten. Ähnlich werden zwischen dem Ausgang des zu prüfenden Mehrpols und dem Abtastort koaxiale Kabel und Schalter eingeschaltet.

Auf Kabel, welche die Signale der zu prüfenden Schaltung zuleiten, und welche diese von der Schaltung wegführen, kann nicht verzichtet werden. Es stellt sich die Forderung, daß die Länge dieser Kabel so stark wie möglich reduziert wird. Es ist ein bestimmter Maximalwert zu berücksichtigen, der nicht überschritten werden kann. Die durch die Kabel und Schaller hervorgerufenen Verzerrungen wurden mit symmetrischen Anordnungen auf ein Minimum verringert. Diese Methode ist bei Impedanzmessungen gut zu verwenden; die auftretenden Verzerrungen der Meßwerte bei der Messung von dynamischen Parametern können aber auf diesem Wege nicht vermindert werden.

Zur Beleuchtung des Problems wird auf Fig. 1 Bezug genommen, wo di° Verzerrungen bei der mit dem bekannten System durchgeführten Messung der Impulsanstiegszeit und der Impulsverzögerung auf einer übertriebenen Skala dargestellt sind.

Das Prüfsignal ist durch einen Impulsgenerator erzeugt. Dieses Signal stellt eine im Zeitpunkt I₁₁ auftretende Impulskante [Diagramm a)] mit entsprechender Am-

festgestellt werden, daß w_b φ m_s und m_c 4= m_g , und daß die tatsächliche Verzögerung der Schaltung ipd_x = t_c — r₄ vom abgetasteten Wert tpd_z = t_g-i_f abweicht.

Derartige Verzerrungen sind bei Messung dynamischer ^Darameter, die bei einem Bruchteil von Nanosekunden auftreten, mit den gemessenen Parametern vergleichbar und sie können, unabhängig von den spezifischen Eigenschaften der Meßgeräte, die Unauswertbarkeit und sogar mangelnde Reproduzierbarkeit der Messung hervorrufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß unter geringstmöglichem technischen Aufwand und entsprechend geringem Kosten-

aufwand der Einfluß des nichtidealen Übertragungsmaßes der Meßanordnung auf das Meßergebnis, insbesondere in einem Meßbereich, der dem unter 10 Nanosekunden liegenden Zeitbeieich entspricht, auf ein Minimum reduziert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das von dem Ausgang des Eingangsschalters an den Eingang der zu prüfenden elektrischen Schaltung gelegte Signal unter Verwendung eines über eine bekannte Übertragungsfunktion verfügenden weiteren Meßkopfes durch Probeentnahme gemessen und als Ergebnis dieser Messung ein modifiziertes Meßsignal gewonnen wird, di'ß vor oder nach der Herstellung des modifizierten Antwortsignals anstelle der zu prüfenden Schaltung eine an den Ausgang des Eingangsschalters und an den Eingang des Ausgangsschalters angepaßte konzentrische Kabelstrecke angeschlossen wird, der Eingang der Kabelstrecke mit dem Sprungfunktionssignal beschickt wird, daß über den Ausgangsschalter unter Verwendung

des Meßkopfes ein Bezugssignal gewonnen wird, daß das modifizierte Meßsignal, das modifizierte Antwortsignal und das Bezugssignal in digitale Form umgewandelt und gespeichert werden, und die gesuchten Eigenschaften der zu prüfenden Schaltung aus den gespeicherten digitalen

Signalen unter Verwendung der bekannten Übertragungsfunktion des weiteren Meßkopfes ermittelt werden. Es war zu erkennen, daß die erwähnten Verzerrungen durch zusätzliche

Vereinfachung der Meßanordnung nicht beseitigt werden können. Bei der Beseitigung der

plitude und einer Flankensteilheit />?,, dar. Diese Impuls- 45 Verzerrungen ist von der Prüfung der Verzerrungen im kante tritt an einem der Eingänge der zu prüfenden Schal- Zeitbereich abzusehen, damit die eigenen Parameter des

Prüfsystems exakt in Betracht gezogen werden können. Im Sinne der Erfindung werden die dynamischen Parameter einer elektrischen Schaltung auf solche Weise gemessen, daß außer der Messung des Antwortsignals über eine Meßleilung das Eingangssignal der geprüften elektrischen Schaltung gemessen wird.

Es wird ferner das Antwortsignal am Ausgang einer Etaionschaltung mit idealen Eigenschaften angenäherten Übertragungseigenschaften gemessen, wobei die Meßverhältisse mit denen bei der Prüfung der elektrischen Schaltung gleich sind. Danach werden der gemessene Wert des Prüfsignals, das Antwortsignal der elektrischen Prüfschaltung und das gemessene Antwortsignal der Etabo lonschaltung gespeichert. Aus den gespeicherten Daten werden transformierte Funktionen der gemessenen Signale aufgrund von Funktionstransformation einzeln erzeugt. Aus den transformierten Funktionswerten wird die für die Übertragungseigenschaften der elektrischen Schaltung typische Menge festgestellt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsfbrm des Verfahrens werden die Messungen durch Abtastungen durchgeführt.

lung im Zeitpunkt i_h mit einer Flankensteilheit m_h auf [Diagramm b)]. Zwecks Vereinfachung und Deutlichkeit sind nur die linearen Verzerrungen in Betracht gezogen. Das Antwortsignal auf das Eingangssignal erscheint am Ausgang der Meßschaltung im Zeitpunkt ;,. als eine Impulskante mit einer Flankensteilheit /»!,. [Diagramm c)]. Das Prüfsignal der Schaltung erreicht auf anderem Weg einen der Meßköpfe im Zeitpunkt I₁, [Diagramm d)], also mit einer Verzögerung von i_d-l_b. Das Ausgangssignal der Schaltung erreicht im Zeitpunkt I₁. einen anderen Meßkopf mit einer Verzögerung von /,, -r, [Diagramm e)]. Der eine Kanal eines Signalformanaiysators tastet das Prüfsignal vom Eingang der Meßschaltung im Zeilpunkt i_f als eine Impulskante mit einer Flankensteilheit nij [Diagramm f)] ab. Ein anderer Kanal tastet das obige Ausgangssignal im Zeitpunkt i_g als eine Impulskante mit einer Flankensteilheit m„ [Diagramm g)] ab.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die durch das Äbtastgerät abgetasteten Signalformen von der Form der am Eingang und Ausgang der zu prüfenden Schaltung tatsächlich erscheinenden Signale in Flankensteilheit und Auftrittszeitpunkt abweicht. Aufgrund von Fig. 1 kann

Eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der ermittelten Impulsübertragungseigenschaften mit entsprechenden Bezugswerten verglichen werden und durch Eingriff in die zu prüfende Schaltung diese auf minimale Unterschiede zwischen den jeweiligen Eigenschaften und den entsprechenden Bezugswerten eingestellt wird.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung mit einem Signalgenerator, dessen Ausgang an den Eingang eines Eingangsschalters angeschlossen ist, ein Ausgang des Eingangsschalters an den Eingang der zu prüfenden Schaltung angeschlossen ist, der Ausgang der zu prüfenden Schallung über einen Ausgangsschalter mit einem Meßkopf verbunden ist, ist erfindungsgemäß derart aufgebaut, daß ein Ausgang des Eingangsschalters an einen weiteren Meßkopf angeschlossen ist, daß zwischen einen Ausgang des Eingangsschalters und einen Eingang des Ausgangsschalters wenigstens zeitweise eine konzentrische Kabelstrecke geschaltet ist, die diese beiden Punkte auf kürzestem Weg derart verbindet, daß gleichzeitig die Impedanzanpassung gesichert wird, daß die Meßköpfe an eine Ahtasteinheit angeschlossen sind, deren Ausgang über einen Analog-Digital-Wandler an einen Speicher angeschlossen ist, daß der Speicher zur Auswertung der gespeicherten digitalen Daten mit einem Prozessor verbunden ist und daß der Prozessor über ein Schnittstellen-System mit den Eingangs- und Ausgangsschaltern und der Abtasteinheit verbunden ist.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Vorrichtung ist derart aufgebaut, daß der Prozessor über das Schnittstellen-System mit einem Rechner verbunden ist, der mit einer Ausgabeeinheit versehen ist, und daß an den Prozessor eine Anzeigeeinheit angeschlossen ist.

Vorteilhaft ist das Schnittstellen-System mit einem Stellglied verbunden, dessen Ausgang an einem Einstelleingang der zu prüfenden Schaltung angeschlossen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine Anzahl von Diagrammen zur Darstellung der Verzerrungswirkungen (Stand der Technik),

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 3 die Meßanoi Jnung mit Darstellung der elektrischen Meßschaltung,

Fig. 4 eine Variante der Anordnung nach Fig. 3, wobei die elektrische Prüfschaltung durch ein ideales Anschlußkabel dargestellt ist,

Fig. 5 eine Anzahl von Diagrammen zur Darstellung der mit der Messung kombinierten Rechnungsmethode, und

Fig. 6 ein Blockschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Fig. 2 ist das vereinfachte Blockschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es sind die zur Durchführung der Messung unbedingt erforderlichen Einheiten angegeben. Die Vorrichtung enthält einen Signalgenerator 1, einen mit dessen Ausgang verbundenen Eingangsschalter 2, einen Ausgangsschalter 3, mit welchem eine Sperrung einer geprüften elektrischen Schaltung 8 erzielt wird, eine Abtasteinheit 4 zur Signalabtastung, deren Meßkopf 5 mit dem Eingangsschalter 2 und deren Meßkopf 6 mit dem Ausgangsschalter 3 verbunden sind, einen an den Ausgang der Abtasteinheit 4 angeschlossenen Speicher 11, einen mit dem Speicher 11 verbundenen und den ganzen Meßvorgang steuernden Prozessor 12 und eine mit dem Prozessor verbundene periphere Einheit 13. Die zu prüfende elektrische Schaltung 8 ist zwischen den Eingangsschalter 2 und den Ausgangsschalter 3 geschaltet, und ihre Stromversorgung erfolgt durch eine Speiseeinheit 7. Zwischem dem Eingangsschalter 2 und dem Ausgangsschalter 3 ist ein ideale elektrische Übertragungseigenschaften aufweisender Kopplungsvierpol geschaltet, der bei der einfachsten Ausführung aus einer konzentrierten Kabelstrecke 9 mit niedriger Dämpfung besteht, deren geometrische Abmessungen sich denen der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 annähern.

Der Eingangsschalter 2 und der Ausgangsschalter 3 können z. B. koaxial aufgebaut werden, damit zwischen ihren Eingangs- und Ausgangspunkten eine gute hochfrequente Verbindung sichergestellt ist.

Ein Ausgang 23 des Eingangsschalters 2 ist über ein Meßkabel 10 auf den Meßkopf 5. ein Ausgang 22 auf die Kabelstrecke 9 und ein Ausgang 21 auf den Eingang der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 geschaltet. An den

Ausgängen 21, 22 und 23 treten praktisch die gleichen • Meßsignale auf.

Die Wirkung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung wird anhand der Fig. 3 und 4 klar. Vom Signalgenerator 1 wird ein Meßsignal mit bekannter Form, im allgemeinen ein Rechtecksignal zum Eingang der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 geführt. In Fig. 3 sind die zur Messung unmittelbar erforderlichen Einheiten dargestellt. An den Ausgängen 21 und 23 des Eingangsschalters 2 erscheint ebenfalls das Meßsignal des Signalgenerators 1, welches in den Fig. 3 und 4 als Meßsignal ./', bezeichnet ist. Das Meßsignal läuft durch die elektrische Schaltung 8 und am Ausgang der Schaltung 8. also am Eingang 31 des Ausgangsschalters 3. tritt ein Antwortsignal /₃ auf. Das Antwortsignal ./j läuft durch den Aus-

gangsschalter 3 sowie den Meßkopf 6 und erscheint am Eingang 41 der Abtasteinheit 4 als modifiziertes Antwortsignal.^. Das Meßsignal/, verläuft vom Ausgang 23 des Eingangsschalters 2 durch das Meßkabel 10 und den Meßkopf 5 und erscheint am Eingang 42 der Abtastein-

heit 4 als modifiziertes Meßsignal J₁. Die elektrischere Übertragungsfunktionen der in Fig. 2 dargestellten Einheiten sind in Fig. 3 gesondert angegeben, wobei F₁ (p) die Übertragungsfunktion der elektrischen Schaltung zwischen dem Ausgang 23 und dem Eingang42, F_}{p) die gesuchte Übertragungsfunktion der zwischen den Ausgang 21 und den Eingang 31 geschalteten zu prüfenden elektrischen Schaltung8 und F₄{p) die gesamte Übertragungsfunktion der zwischen den Eingang 31 und den Eingang 41 geschalteten Kopplungsschaltung bezeichnen.

Fig. 4 zeigt den Fall, bei welchem anstelle der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 die Kabelstrecke 9 eingeschaltet ist. Da der Übertragungsfaktor der Kabelstrecke 9 als ideal, d.h. als 1 bestimmt worden ist, ist es so möglich, die eigenen Übertragungsfunktionen der an der Messung beteiligten Elemente festzustellen. Im weiteren wird vorausgesetzt, daß an den Ausgängen 22 und 23 das Meßsignal /, auftritt. Infolge der Einschaltung des Kopplungsvierpols 9 erscheint am Eingang 41 der Ab-

tasteinheit 4 statt des modifizierten Antwortsignals /₄ ein Bezugssignal/,.

Unter Berücksichtigung der vorherigen Messungen werden die Messung und die damit kombinierten Rechnungen wie folgt durchgeführt. Mit der Abtasteinheit 4

sind das modifizierte Meßsignal/₂, das modifizierte Antwortsignal /₄ und das Bezugssignal /₅ zu messen. Die Zeitfunktionen dieser Signale werden im Speicher 11 gespeichert (Fig. 2). Unter Verwendung einer entsprechen-

den Funktionstransformation (z.B. Laplace'sche Transformation) werden hierauf die transformierten Funktionen J₂(p), ft(p) und f_f(p) gebildet. Es ist bekannt, daß die Übertragungsfunktion irgendeiner elektrischen Kette der Quotient aus der an ihrem Ausgang vorhandenen transformierten Funktion und der an ihrem Eingang vorhandenen transformierten Funktion ist.

Unter der Voraussetzung, daß während der Messung das Meßkabel 10 und der Meßkopf 5 unverändert bleiben, kann deren Übertragungsfunktion F₁ (p) als bekannt vorausgesetzt werden, da bei Aussteuerung des Ausgangs 23 mit dem Einheitssprung (oder mit der Dirac'schen Funktion) die Übertragungsfunktion F,(/?) bestimmt, und danach im Speicher 11 gespeichert werden kann. Die transformierte Funktion des Meßsignals/, isl:

Es ist weiter zu erkennen, daß

Ι'Λρ)

Aufgrund der Beziehung (2) kann das gesuchte Antwortsignal J₃(P) bestimmt werden zu:

Ap ) = ^l- -^r-H (3)

Durch Substitution der Beziehung (1) für./,(/>) erhält man:

h(P)-

Auf der rechten Seite der Beziehung (4) treten nur die aus den gemessenen Werten errechneten transformierten Funktionen und die bekannte Menge F_x(p) auf. Auf solche Weise kann das am Ausgang der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 talsächlich auftretende Antwortsignal /', indirekt bestimmt werden. Aufgrund des berechneten Wertes ist die Bestimmung der Übertragungsfunktion F₁(P) der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 möglich. Wenn die geprüften Parameter mit dem zeitlichen Ablauf des Antwortsignals/, im Zusammenhang stehen, kann mit der inversen Transformalion der transformierten FunktionJ₃(p) auch die Zeitfunktion J₃(r) bestimmt werden.

Fig. 5 zeigt ein einfaches Beispiel der oben beschriebenen, mit Rechnen kombinierten Messung. Hier ist der Vorgang der Berücksichtigung des Prüfsignals /, und des modifizierten Prüfsignals J₂ gezeigt.

Fig. 5a stellt die ZeitfunktionJ₁(I) des modifizierten Prüfsignals /, dar. welche eine Anstiegssteilheit /;i, hat, und deren charakteristischer Punkt (Anstieg auf 50 %) im Zeitpunkt/, liegt. Fig. 5 b zeigt die transformierte Funktion J₂(P) = L[J₂(I)¹, (Spektralfunktion). Die Fig. 5c und 5d zeigen die Werte des Real- und Imaginärteiles der als bekannt angenommenen Übertragungsfunktion Fj(p) im Frequenzbereich.

Unter Berücksichtigung der Beziehung (1) kann die transformierte Funktion ./,(/>) des Prüfsignals ausgedrückt werden, die in Fig. 5e dargestellt ist. Durch Anwendung der inversen Laplace'schen Transformation der Funktion /,(/») in Fig. 5e erhält man die tatsächliche Zeitfunktion/,(/) des Prüfsignals/, (Fig. 5f). Es ist zu erkennen, daß der Wert von 50% der Zeitfunktion /,(f) im Zeitpunkt /₃ erreicht ist, und daß das Signal eine Flankensteilheit Ot₃ hat, die größer ist als «j,. Beim Vergleich der Fig. 5 fund Fig. 5 a ist zu erkennen, daß das Prüfsignal /, so verzerrt worden isl, daß seine Flankensteilheit abgenommen hat, und es mit einer Verzögerung von /, -?₃ erscheint.

Zur Durchführung der Laplace'schen und Fourier'-sehen Transformation sind zur Zeit schon zahlreiche Maschinenprogramme vorhanden, und hinsichtlich der Erfindung sind die Funktionstransformation der gespeicherten Werte aus Zeitfunktionen irgendwelcher Form oder die inverse Transformation als bekannte Operationen anzunehmen.

Alle weiteren, zur Bestimmung der Übertragungsfunktion der zu prüfenden elektrischen Schaltung 8 erforderlichen Operationen können in gleicher Weise mit der im Zusammenhang mit Fig. 5 beschriebenen Methode vorgenommen werden. Es ist der Beziehung (4) zu entnehmen, daß die gemessenen Parameter zur Beseitigung der durch die Meßverhältnisse hervorgerufenen Verzerrungen ausreichen und auch zur genauen Bestimmung der gesuchten Mengen ausreichend sind.

Fig. 6 zeigt ein Blockschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung, das im wesentlichen dem vereinfachten Blockschema in Fig. 2 entspricht. Die zu prüfende elektrische Schaltung 8 ist hier eine mehrpolige Schaltung. Diese Anordnung enthält mehrere Signalgeneratoren,

z. B. Signalgeneratoren 1 α und 1 h, mehrpolige Eingangsschalter 2 und Ausgangsschalter 3, eine vielkanalige Abtasteinheit 4, Speiseeinheiten Ta und Ib und ein Schnittstellen-System 16, welches vom Ausgang des Prozessors 12 alle Einheiten steuert.

Eine bedeutende Einzelheit der Vorrichtung ist, daß der Prozessor 12 über das Schnittstellen-System 16 auch mit einem Stellglied 15 in Verbindung steht, dessen Ausgang unmittelbar oder über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Servosystem mit der zu prüfenden elektrisehen Schaltung 8 verbunden ist. Der Prozessor 12 kann durch das Schnittstellen-System 16 auch mit einem externen Rechner zusammengeschaltet worden, so daß die Anordnung mit nur wenig vervielfachten Bauelementen aufgebaut und in dem Prozessor 12 nicht programmierte Probleme lösen kann. Das Schnittstellen-System 16 ist weiter mit einer peripheren Ausgabeeinheit 17 und einer peripheren Eingabeeinheil 18 verbunden, welche die Eingabe der Meßaufgabe und die Ausgabe der erforderlichen Meßergebnisse in entsprechender Form ermöglichen.

Die Vorrichtung in Fig. 6 weicht im wesentlichen von den vorher erwähnten nicht ab. Es werden also die zu prüfende elektrische Schaltung 8 zwischen die Schalter 2 und 3 geschaltet, und die durch die Meßaufgabe bestimmten Prüfsignal an die entsprechenden Eingänge geführt. Die Abiasieinheit erfaßt an den Ausgängen mit Hilfe von Meßköpfen 6a...6h die Antwortsignale. Gleichzeitig erfaßt die Abtasteinheit 4 mit einem Meßkanal Aa die Prüfsignale. Ein Meßkanal 4Λ bildet die bei der Einschaltung der Kabelstrecke 9 entstandenen Bezugs-Antwortsignale. Die Abtasteinheit 4 steht mit dem Speicher Il in Verbindung, der im Verhältnis zum Speicher der Fig. 2 eine nicht gesondert angegebene Digitalisierungseinheit besitzt, welche die aus den einzelnen Meß-

bo kanälen stammenden, abgebildeten analogen Signale digitalisiert. Die digitalisierten Informationen gehen in Speicherplätze entsprechender Anzahl. Die periphere Einheit 13 ist im vorliegenden Falle durch einen Monitor dargestellt, wo die während der Messung entstehenden Zwischensignale und Endsignale beliebig dargestellt werden können. Der Prozessor 12 trägt die Rechnungsergebnisse ebenfalls in den Speicher 11 ein.

Da der Prozessor als Zielrechner ausgebildet ist, ist er

nur zur Lösung von im voraus programmierten Operationen geeignet. Der Rechner 14 ermöglicht aber die Ausdehnung des Meßprozesses nach beliebigen Wünschen, einschließlich der Steuerung des Systems.

Das Stellglied 15 ermöglicht die Einstellung der Parameter der elektrischen Schaltung 8 aufgrund der vorgeschriebenen Spezifikation. Hier müssen mit dem Rechner 14 oder dem Prozessor 12 die spezifischen Daten der elektrischen Eigenschaften der geprüften elektrischen Schaltung 8 mitgeteilt werden. Der Rechner 14 oder der Prozessor 12 vergleicht die tatsächlichen Daten mit diesen spezifischen Daten, und sie steuern das Stellsignal IS auf solche Weise und solange an, bis die einzelnen Parameter der geprüften elektrischen Schaltung 8, z.B. durch Einstellung von Polstellen, Potentiometern usw., in einem solchen Maße modifiziert werden, daß die Ab-

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weichung zwischen den tatsächlichen und den spezifischen Werten minimal wird.

Bei einfachen Meßaufgaben, z.B. bei Messung der Anstiegszeit oder der Verzögerung, kann statt der Laplace'schen oder der Fourier'schen Transformation auch eine vereinfachte Transformation vorgenommen werden, welche die Eigenschaften der Meßstellen als eine einfache Verzögerung berücksichtigt.

Die Messung von integrierten elektrischen Schaltungen ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu dessen Durchführung geeigneten Vorrichtung dadurch präzisiert worden, daß die durch die unbedingt benötigten Prüfschaltungen hervorgerufenen Verzerrungen der Signale berücksichtigt und damit die Meßergebnisse von den Meßverhältnissen unabhängig gemacht worden sind.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

5. Verfahren zur Ermittlung der Impulsübertragungseigenschaften von in der Impulstechnik verwendeten elektrischen Schaltungen, bei welchem auf den Eingang einer zu prüfenden elektrischen Schaltung über einen anpassenden Eingangsschalter ein sich periodisch wiederholendes Sprungfunktionssignal geschaltet wird und aus dem Signal am Ausgang der zu prüfenden Schaltung über einen an diesen Ausgang angeschlossenen anpassenden Ausgangsschalter unter Verwendung eines abtastenden Meßkopfes ein modifiziertes Antwortsignal gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Ausgang des Eingangsschalters (2) an den Eingang der zu prüfenden elektrischen Schaltung (8) gelegte Signal unter Verwendung eines über eine bekannte Übertragungsfunktion verfügenden weiteren Meßkopfes (5) durch Probeentnahme gemessen und als Ergebnis dieser Messung ein modifiziertes Meßsignal (/₂) gewonnen wird, daß vor oder nach der Herstellung des modifizierten Anwortsignals (/₄) anstelle der zu prüfenden Schaltung (8) eine an den Ausgang des Eingangsschallers (2) und an den Eingang des Ausgangsschalters (3) angepaßte konzentrische Kabelstrecke (9) angeschlossen wird, der Eingang der Kabelstrecke (9) mit dem Sprungfunktionssignal beschickt wird, daß über den Ausgangsschalter (3) unter Verwendung des Meßkopfes (6) ein Bezugssignal (/₅) gewonnen wird, daß das modifizierte Meßsignal (/₂), das modifizierte Antwortsignal (/₄) und das Bezugssignal (/,) in digitale Form umgewandelt und gespeichert werden, und die gesuchten Eigenschaften der zu prüfenden Schaltung (8) aus den gespeicherten digitalen Signalen unter Verwendung der bekannten Übertragungsfunktion des weiteren Meßkopfes (5) ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der ermittelten Im-Pulsübertragungseigenschaften mit entsprechenden Bezugswerten verglichen werden und durch Eingriff in die zu prüfende Schaltung (8) diese auf minimale Unterschiede zwischen den jeweiligen Eigenschaften und den entsprechenden Bezugswerten eingestellt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Signalgenerator, dessen Ausgang an den Eingang eines Eingangsschalters angeschlossen ist, ein Ausgang des Eingangsschalters an den Eingang der zu prüfenden Schaltung angeschlossen ist, der Ausgang der zu prüfenden Schaltung über einen Ausgangsschalter mit einem Meßkopf verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang des Eingangsschalters (2) an einen weiteren Meßkopf (5) angeschlossen ist, daß zwischen einen Ausgang des Eingangsschalters (2) und einen Eingang des Augangsschalters (3) wenigstens zeitweise eine konzentrische Kabelstrecke (9) geschaltet ist, die diese beiden Punkte auf kürzestem Weg derart verbindet, daß gleichzeitig die Impedanzanpassung gesichert wird, daß die Meßköpfe (5,6) an eine Abtasteinheit (4) angeschlossen sind, deren Ausgang über einen Analog-Digital-Wandler an einen Speicher (11) angeschlossen ist, daß der Speicher (11) zur Auswertung der gespeicherten digitalen Daten mit einem Prozessor (12) verbunden ist und daß der Prozessor(12) über ein Schnittstellen-System (16) mit den Eingangs- und Ausgangsschaltern (2,3) und der Abtasteinheit (4) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (12) über das Schnittstellen-System (16) mit einem Rechner (14) verbunden ist, der mit einer Ausgabeeinheil (17) versehen ir.t, und daß an den Prozessor (12) eine Anzeigeeinheit (13) angeschlossen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnittstellen-System (16) mit einem Stellglied (15) verbunden ist, dessen Ausgang an einen Einstelleingang der zu prüfenden Schaltung (8) angeschlossen ist.