DE60004096T2

DE60004096T2 - Digitale ueberwachung einer frequenz

Info

Publication number: DE60004096T2
Application number: DE60004096T
Authority: DE
Inventors: J. Gaetan BRACMARD
Original assignee: Atmel Corp
Current assignee: Atmel Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2020-10-18
Also published as: TW546928B; WO2001037427A1; CN1165110C; CN1391726A; JP4744758B2; NO20022345D0; KR20020061618A; HK1049928B; DE60004096D1; JP2003514317A; EP1236277A1; HK1049928A1; EP1236277B1; US6597749B1; NO20022345L; CA2388662A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft Impulsüberwachungssysteme und insbesondere Systeme zum Erfassen der Impulsbreite von empfangenen Signalen.
STAND DER TECHNIK
Die Impulsbreite von übertragenen digitalen Signalen muss innerhalb einer vorgeschriebenen Toleranz bleiben, damit die Empfangsschaltungsanordnung den Datengehalt der übertragenen Signale feststellen kann. Ein übertragenes digitales Signal kann durch Frequenzgangeffekte des Übertragungsmediums, durch Energieverlust über die Distanz, elektromagnetische Interferenz etc. verzerrt werden.
Mit Bezug auf 1 sind zwei Abtastimpulsfolgen gezeigt. Beide beginnen mit logisch niedrig und gehen auf logisch hoch über. Im Fall von logisch niedrig bezeichnet TLmin die minimale zugelassene Impulslänge eines logisch niedrigen Impulses und TLmax bezeichnet die maximale zugelassene Impulslänge für einen logisch niedrigen Impuls. Damit eine Empfangsschaltung einen Übergang von logisch niedrig auf hoch annimmt, sollte das eingehende niedrige Impulssignal innerhalb eines Zeitfensters übergehen, das durch die Differenz von TLmax und TLmin festgelegt ist. Dieses Zeitfenster ist als Übergangsfenster W0 für logisch niedrig in 1 festgelegt. Ebenso muss ein logisch hoher Impuls auch eine Impulslänge, die durch eine minimale logisch hohe Impulslänge THmin und eine maximale logisch hohe Impulslänge THmax festgelegt ist, aufweisen. Damit ein Übergang von logisch hoch zu niedrig angenommen wird, sollte der Übergang innerhalb eines Zeitfensters stattfinden, das durch die Differenz von THmax und THmin festgelegt ist. Dieses Zeitfenster ist als Übergangsfenster W1 für logisch hoch festgelegt. Wie bei den zwei Abtastimpulsfolgen von 1 gezeigt, müssen die Zeitfenster W0 und W1 für verschiedene Anwendungen nicht gleich sein, obwohl sie typischerweise innerhalb einer einzelnen Anwendung konstant bleiben sollten.
Die Empfangsschaltung umfasst eine Impulserfassungs-Teilschaltung, um die Impulslänge von empfangenen Impulssignalen zu beobachten. Die Impulserfassungsschaltung des Standes der Technik beobachtet typischerweise nur einen des logisch hohen oder logisch niedrigen Impulses eines empfangenen Signals, aber nicht beide. Dies bedeutet, dass die Impulserfassungsschaltung die Signalperiode des empfangenen Impulssignals nicht feststellen kann und somit Verschiebungen in der Signalfrequenz nicht beobachten kann. Frequenzverschiebungen in einem empfangenen Impulssignal können daher zu unerkannten Fehlern führen.
Impulserfassungsschaltungen des Standes der Technik verwenden typischerweise zwei monostabile Schaltungen, um festzustellen, ob ein empfangenes Signal für ein vorbestimmtes Übergangsfenster gültig ist. Beide monostabilen Schaltungen werden typischerweise bei der Vorderflanke eines empfangenen Impulssignals ausgelöst. Eine erste monostabile Schaltung gibt einen ersten Impuls mit einer Länge gleich der Anforderung der minimalen Impulslänge aus und die zweite monostabile Schaltung gibt einen zweiten Impuls mit einer Länge gleich der Anforderung der maximalen Impulslänge aus. Am Ende des zweiten Impulses wird das empfangene Signal mit dem ersten und dem zweiten Impuls verglichen. Wenn die Länge des empfangenen Impulses nicht innerhalb des ersten und zweiten Impulses liegt, dann wird kein Erfassungssignal ausgegeben und das empfangene Impulssignal wird ignoriert. Monostabile Schaltungen sind jedoch in einer integrierten Schaltungsanordnung schwierig zu steuern oder einzustellen. Außerdem sorgen sie nicht für eine einfache Art und Weise zum Einstellen des erforderlichen Übergangsfensters für verschiedene Anwendungen.
Diese Methode des Standes der Technik kann auch ein System verlangsamen, da die Impulserfassungsschaltung auf den Ablauf der maximalen Impulslänge wartet, bevor sie das empfangene Impulssignal überprüft. Tatsächlich wartet sie die maximale Menge an Verzögerungszeit für jedes empfangene Impulssignal, selbst wenn das empfangene Impulssignal früher übergeht und keine zusätzliche Wartezeit erfordert. Das US-Pat. 3 735 271, Leibowitz, zeigt eine Impulsbreiten-Erfassungsschaltung, die vor dem Prüfen auf ein gültiges empfangenes Impulssignal nicht die maximale zulässige Impulslänge abwartet. Die '271-Schaltung erfordert jedoch drei monostabile Schaltungen und fügt eine Verzögerung zu jedem empfangenen Impulssignal hinzu. Diese hinzugefügte Verzögerung kann tatsächlich zusätzliche Fehler verursachen. Unter der Annahme, dass die Schaltung ein Impulssignal mit einer Impulslänge empfängt, die geringfügig kürzer ist als die minimale erforderliche Impulslänge, kann die durch '271 eingeführte hinzugefügte Impulsverzögerung tatsächlich verursachen, dass die Schaltung glaubt, dass das empfangene Signal die Anforderung für die minimale Impulslänge erfüllt hat.
Außerdem umfassen weitere Impulserfassungsschaltungen des Standes der Technik die Japanische Patentzusammenfassung JP 01175409A, die eine Signalunterscheidungsvorrichtung für Impulssignale offenbart, und die Japanische Patentzusammenfassung JP 59005737A, die eine Impulsbreiten-Erfassungsschaltung offenbart.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Impulserfassungsschaltung bereitzustellen, die sowohl die Impulslänge eines empfangenen Impulssignals als auch seine Frequenz beobachtet.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Impulserfassungsschaltung bereitzustellen, die sowohl einen logisch hohen als auch logisch niedrigen Impuls eines empfangenen Impulssignals beobachtet.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Impulserfassungsschaltung bereitzustellen, die sich für eine einfache Integration in eine IC-Schaltung eignet und die ermöglicht, dass ihre zulässigen Impulsübergangsfenster W0 und W1 unabhängig voneinander oder gemeinsam von innerhalb und außerhalb der IC-Schaltung eingestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die obigen Aufgaben werden in einer Impulserfassungsschaltung erfüllt, die ein Paar von linearen Spannungsflankengeneratoren und eine Bezugsspannungsquelle zum Festlegen eines bevorzugten Impulslängenfensters für ein empfangenes Impulssignal verwendet. Die vorliegende Impulserfassungsschaltung überwacht sowohl den positiven Einschaltzyklus als auch den negativen Einschaltzyklus eines empfangenen Impulssignals. Daher kann sie Frequenzverschiebungen in den empfangenen Impulssignalen erfassen. Wenn ein positiver oder negativer Einschaltzyklus als entweder zu kurz oder zu lang befunden wird, wird er als "schlechter" Einschaltzyklus kategorisiert und ein Fehlersignal wird ausgegeben, das die interne Schaltungsanordnung eines Chips sperrt. Wenn der Einschaltzyklus innerhalb eines vorbestimmten Zeitfensters, d. h. eines bevorzugten Impulsübergangsfensters, liegt, wird er als "guter" Einschaltzyklus kategorisiert. Wenn aufgrund des Antreffens eines schlechten Einschaltzyklus ein Fehlersignal ausgegeben wird, bleibt die interne Schaltungsanordnung des Chips gesperrt, bis zwei aufeinanderfolgende gute Einschaltzyklen beobachtet werden. wenn die vorliegende Impulserfassungsschaltung zwei aufeinanderfolgende gute Impulse, d. h. einen guten hohen Impuls nach einem guten niedrigen Impuls oder einen guten niedrigen Impuls nach einem guten hohen Impuls, empfängt, gibt sie ein Freigabesignal aus, um die interne Schaltungsanordnung des Chips zu reaktivieren.
Die vorliegende Einschaltzyklus-Überwachungsschaltung umfasst zwei Überwachungsteilschaltungen. Eine erste Teilschaltung überwacht den positiven Einschaltzyklus eines eingehenden Impulssignals und eine zweite Teilschaltung überwacht den negativen Einschaltzyklus des eingehenden Impulssignals. Da die positiven und negativen Einschaltzyklen durch separate Teilschaltungen überwacht werden, kann die vorliegende Impulserfassungsschaltung verschiedene bevorzugte Impulsübergangsfenster für positive Einschaltzyklen und für negative Einschaltzyklen unterstützen. Der Kürze halber wird hier nur die erste Teilschaltung zum Überwachen eines positiven Einschaltzyklus beschrieben. Die Schaltungsstruktur für die zweite Teilschaltung ist zur ersten Teilschaltung ähnlich und wird in der nachstehenden Beschreibung der besten Art im einzelnen erörtert.
Ein bevorzugtes Impulsübergangsfenster W1 für einen "guten" positiven Einschaltzyklus wird zuerst festgelegt. Dieses Impulsübergangsfenster wird mittels einer langsameren linearen Spannungsflanke und einer schnelleren linearen Spannungsflanke, die in Übereinstimmung arbeiten, festgelegt. Mit vergehender Zeit nimmt die Spannungsdifferenz zwischen der langsameren und der schnelleren linearen Spannungsflanke zu und diese Spannungsdifferenz wird zu einem Maß für die Einschaltzyklusdauer. Ein Fenster mit gewünschter Dauer wird durch Feststellen des Spannungswerts der langsameren linearen Spannungsflanke, wenn die Spannungsdifferenz zwischen der langsameren und der schnelleren linearen Spannungsflanke zu einer Darstellung des gewünschten Impulsübergangsfensters wird, festgelegt. Dieser festgestellte Spannungswert wird zu einer Bezugsspannung, mit der ein eingehender Takt verglichen wird. Mit anderen Worten, die Länge eines Impulsübergangsfensters kann durch Ändern der Bezugsspannung oder durch Einstellen der Steigung der linearen Spannungsflankengeneratoren zeitlich eingestellt oder verschoben werden. Die Bezugsspannung kann innerhalb der Schaltung erzeugt werden oder kann von einer Quelle außerhalb der Schaltung geliefert werden.
Wenn sich der Logikzustand eines eingehenden Takts von niedrig auf hoch ändert, werden die langsamere und die schnellere Spannungsflanke zurückgesetzt und erneut ausgelöst. Ein erster Vergleicher wird verwendet, um den ansteigenden Spannungswert der schnelleren Spannungsflanke mit der Bezugsspannung zu vergleichen. Der erste Vergleicher signalisiert, wenn die schnellere Spannungsflanke über die Bezugsspannung ansteigt. Ein zweiter Vergleicher wird verwendet, um den ansteigenden Spannungswert der langsameren Spannungsflanke mit derselben Bezugsspannung zu vergleichen. Der zweite Vergleicher signalisiert, wenn die langsamere Flanke über die Bezugsspannung ansteigt. Das empfangene Impulssignal liegt innerhalb der gewünschten Impulslänge, nur während die schnellere Spannungsflanke oberhalb der Bezugsspannung liegt und die langsamere Spannungsflanke unterhalb der Bezugsspannung liegt. Wenn ein Vergleicher anzeigt, dass diese Bedingungen nicht wahr sind, dann liegt der Einschaltzyklus des eingehenden Takts außerhalb des gewünschten Fensters und er wird als "schlechter" Einschaltzyklus kategorisiert.
Bei der Hinterflanke des empfangenen Impulses wird das Ausgangssignal der Vergleicher analysiert und das Ergebnis in einem ersten Register gespeichert. Ein zweites Register speichert das Ergebnis des vorherigen empfangenen Impulses. Der Zustand, gut oder schlecht, des aktuellen Impulses wird mit dem Zustand, gut oder schlecht, des vorherigen Impulses verglichen. Wenn der Zustand des aktuellen Impulses schlecht ist, dann wird ein Sperrsignal ausgegeben. Wenn der Zustand des aktuellen Impulses gut ist, aber der Zustand des vorherigen Impulses schlecht ist, dann bleibt das Sperrsignal ausgegeben. Wenn der Zustand des aktuellen Impulses und des vorherigen Impulses beide gut sind, dann wird ein Freigabesignal ausgegeben.
Außerdem ist eine Einleitungsschaltung enthalten, die ein konstantes Sperrsignal während der ersten paar empfangenen Impulssignale beim Start aufrechterhält. Dies gibt der internen Schaltungsanordnung Zeit, einen bekannten Zustand zu erreichen, bevor sie durch die Impulserfassungsschaltung aktiviert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt die Variation der Impulsbreite eines digitalen Signals dar.
2 & 3 zeigen die Beziehung zwischen zwei linearen Spannungsflanken.
4 ist ein Funktionsblockdiagramm der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt beispielhafte Diagramme der Spannung als Funktion der Zeit, die darstellen, wie die vorliegende Erfindung identifiziert, wenn ein Impulssignal innerhalb eines bevorzugten Übergangsfensters übergeht.
6 ist ein detaillierteres Funktionsdiagramm einer Impulsüberwachungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Schaltungsimplementierung der vorliegenden Erfindung.
BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung verwendet zwei Impulserfassungs-Teilschaltungen, um sowohl den positiven Einschaltzyklus als auch den negativen Einschaltzyklus von eingehenden Impulssignalen zu überwachen. Durch Überwachen sowohl des positiven Einschaltzyklus als auch des negativen Einschaltzyklus kann die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung feststellen, ob die gesamte Signalperiode eines empfangenen Impulssignals innerhalb vorbestimmter minimaler und maximaler Periodenzeitlängen liegt. Durch Feststellen von Verschiebungen in der Periode von empfangenen Impulssignalen kann die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung ebenso Verschiebungen in der Frequenz von empfangenen Impulssignalen feststellen.
Mit Bezug auf 2 verwendet jede der zwei Impulserfassungs-Teilschaltungen ein Paar von linearen Spannungsflanken, um die Impulsdauer eines empfangenen Logikimpulssignals zu messen. Die Diagramme VoTLf und VoTLs zeigen beispielhafte Ausgangssignale von zwei linearen Spannungsflankengeneratoren, die zum Beobachten eines empfangenen logisch niedrigen Impulses verwendet werden. Die den logisch niedrigen Impuls erfassende Teilschaltung umfasst einen Generator für eine langsamere lineare Spannungsflanke, der das Ausgangssignal VoTLs erzeugt, und einen Generator für eine schnellere lineare Spannungsflanke, der das Ausgangssignal VoTLf erzeugt. Sowohl die schnellere als auch die langsamere lineare Spannungsflanke werden beim Empfang eines logisch niedrigen Impulses zurückgesetzt und beginnen, bei einer vorbestimmten Spannung/zweiten Rate linear anzusteigen. Diese Rate kann durch Einstellen der Stärke, d. h. der Stromerzeugungsfähigkeit, der einzelnen linearen Spannungsflankengeneratoren eingestellt werden. Ein Bezugssignal Vref legt die maximale zulässige Zeit TLmax für einen logisch niedrigen Impuls fest und legt auch die minimale zulässige Zeit TLmin für einen logisch niedrigen Impuls fest. Die Zeitgrenze TLmin wird am Schnittpunkt von Vref mit VoTLf festgelegt und die Zeitgrenze TLmax wird am Schnittpunkt von Vref mit VoTLs festgelegt. Wie gezeigt, ist die minimale Zeitdauer TLmin für einen logisch niedrigen Impuls durch die schnellere lineare Spannungsflanke VoTLf festgelegt und die maximale Zeitdauer TLmax für einen logisch niedrigen Impuls ist durch die langsamere lineare Spannungsflanke VoTLs festgelegt. Die Differenz zwischen TLmax und TLmin legt die Zeitgrenzen für ein gewünschtes Übergangsfenster W0 für logisch niedrig fest. Die Breite von W0 kann durch Erhöhen oder Senken von Vref oder durch Ändern der Steigung von einem oder beiden von VoTLf und VoTLs eingestellt werden. Wenn ein empfangener logisch niedriger Impuls innerhalb des durch W0 festgelegten Übergangsfensters auf logisch hoch übergeht, wird er als "guter" empfangener Impuls kategorisiert, wenn er jedoch außerhalb W0 übergeht, dann wird er als "schlechter" empfangener Impuls kategorisiert.
Mit Bezug auf 3 sind beispielhafte Diagramme von linearen Spannungsflanken VoTHs und VoTHf, die zum Überwachen der Länge des logisch hohen Impulses eines empfangenen Impulssignals verwendet werden, gezeigt. Die Signale VoTHs und VoTHf beginnen, beim Empfange eines logisch hohen Impulses linear anzusteigen. Wie vorher legt der Schnittpunkt der schnelleren Spannungsflanke VoTHf und der Bezugsspannung Vref die minimale Zeitdauer TLmin für eine Impulsbreite, in diesem Fall eine positive Impulsbreite, fest. Ebenso legt der Schnittpunkt von Vref und der langsameren linearen Spannungsflanke VoTHs die maximale Dauer einer positiven Impulsbreite fest. Die Differenz der maximalen zulässigen Impulsdauer TLmax und der minimalen Impulsdauer TLmin legt die Grenzen für ein gewünschtes Übergangsfenster W1 von logisch hoch auf logisch niedrig fest. Im vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das bevorzugte Übergangsfenster W1 kürzer als W0, aber dies ist für die Erfindung nicht entscheidend. In vielen Fällen kann es erwünscht sein, dass W1 und W0 ein ähnliches Zeitfenster festlegen. Es sollte jedoch beachtet werden, dass sowohl W0 von 2 als auch W1 von 3 eine Funktion derselben Bezugsspannung Vref sind. Obwohl es für die Erfindung nicht entscheidend ist, dass sowohl W0 als auch W1 auf dasselbe Bezugssignal Vref reagieren, ist dies bevorzugt, da es die gleichzeitige Steuerung von sowohl W0 als auch W1 vereinfacht. Die Breite von W1 kann auch durch Einstellen von einem oder beiden von VoTHf und VoTHs eingestellt werden.
Somit kann die vorliegende Impulserfassungsschaltung Zeitabweichungen in sowohl logisch hohen als auch logisch niedrigen Zyklen einer empfangenen Impulsfolge erfassen. Dies ermöglicht, dass sie nicht nur feststellt, wenn ein Logikimpuls außerhalb seines bevorzugten Übergangsfensters liegt, sondern auch, wenn sich seine Periode und daher seine Frequenz über annehmbare Grenzen hinaus verschiebt.
Mit Bezug auf 4 ist ein Blockdiagramm einer Schaltung, die sich zum Implementieren der vorliegenden Erfindung eignet, gezeigt. Ein Überwachungsblock 15 für logisch niedrig überwacht empfangene logisch niedrige Impulse und ein Überwachungsblock 11 für logisch hoch überwacht empfangene logisch hohe Impulse. Die Überwachungsblöcke 15 und 11 für sowohl logisch niedrig als auch logisch hoch empfangen vorzugsweise dasselbe Bezugssignal Vref und beide empfangen ein Impulssignal, das durch das empfangene Taktsignal CLKin veranschaulicht ist.
Jeder der Überwachungsblöcke 11 und 15 für logisch hoch und logisch niedrig umfasst in sich ein Paar von linearen Spannungsflanken und ein Mittel zum Vergleichen seiner jeweiligen linearen Spannungsflanken mit dem Bezugssignal Vref. Der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig umfasst beispielsweise einen ersten Generator für eine langsamere lineare Spannungsflanke, der ein Ausgangssignal VoTLs ähnlich dem in 2 gezeigten erzeugt, und umfasst einen zweiten Generator für eine schnellere Spannungsflanke, der ein Ausgangssignal VoTLf erzeugt, das ebenfalls zu jenem von 2 ähnlich ist. Sein erster und sein zweiter linearer Spannungsflankengenerator werden beim Empfang eines logisch niedrigen Impulses zurückgesetzt und beginnen, linear anzusteigen. Ihre jeweiligen Ausgangssignale VoTLs und VoTLf steigen weiter linear an, während der empfangene Impuls auf logisch niedrig liegt. Wenn das empfangene Signal CLKin auf logisch hoch übergeht, werden die Werte von VoTLf und VoTLs mit dem Bezugssignal Vref verglichen. Wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem CLKin auf logisch hoch übergegangen ist, VoTLf auf einem höheren Potential lag als Vref und VoTLs auf einem niedrigeren Potential lag als Vref, dann ging CLKin innerhalb des gewünschten Übergangsfensters W0 über. Der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig sendet daher ein Signal für einen "guten Impulszyklus" zu einem Register 13 für logisch niedrig. Wenn andererseits zu dem Zeitpunkt, zu dem CLKin auf logisch hoch überging, das Signal VoTLf nicht höher war als Vref oder das Signal VoTLs nicht niedriger war als Vref, dann war der Logikimpuls entweder zu kurz oder zu lang und ein Signal für einen "schlechten Impulszyklus" wäre zum Register 13 für logisch niedrig gesandt worden. Das Register 13 für logisch niedrig speichert das Ergebnis vom Überwachungsblock 15 für logisch niedrig bis zum nächsten logisch niedrigen Impulszyklus und liefert das Ergebnis zu einem Kennzeichengenerator 19.
Ebenso umfasst der Überwachungsblock 11 für logisch hoch in sich eine dritte, langsamere lineare Spannungsflanke, die ein Ausgangssignal VoTHs ähnlich zu dem in 3 gezeigten erzeugt, und eine vierte, schnellere lineare Spannungsflanke, die ein Ausgangssignal VoTHf ähnlich zu jenem von 3 erzeugt. Der Überwachungsblock 11 für logisch hoch umfasst auch ein Mittel zum Vergleichen von VoTHs und VoTHf mit der Bezugsspannung Vref. Wenn das Eingangssignal CLKin einen logisch hohen Impuls erzeugt, werden die dritte und die vierte lineare Spannungsflanke zurückgesetzt und beginnen, jeweilige Ausgangssignale VoTHs und VoTHf zu erzeugen, während das Signal CLKin auf logisch hoch bleibt. Wenn das Eingangssignal CLKin zurück auf logisch niedrig übergeht, werden die Werte von VoTHf und VoTHs mit der Bezugsspannung Vref verglichen. Wenn zu dem Zeitpunkt, zu dem CLKin auf logisch niedrig überging, VoTHf auf einem höheren Potential lag als Vref und VoTHs auf einem niedrigeren Potential lag als Vref, dann ging CLKin innerhalb W1 über und ein Signal für einen "guten Impulszyklus" wird zu einem Register 17 für logisch hoch gesandt. Wenn im Gegenteil zu dem Zeitpunkt, zu dem CLKin auf logisch niedrig überging, VoTHf nicht höher war als Vref oder VoTHs nicht niedriger war als Vref, dann war der Übergang entweder zu lang oder zu kurz und fand nicht innerhalb W1 statt. In diesem Fall würde ein Signal für einen "schlechten Impulszyklus" an das Register 17 für logisch hoch ausgegeben werden. Das Register 17 für logisch hoch speichert das Ergebnis der Überwachungseinrichtung 11 für logisch hoch bis zum nächsten logisch hohen Impulszyklus und liefert die gespeicherten Ergebnisse zum Kennzeichengenerator 13.
Ein Taktkennzeichengenerator 19 vergleicht das Ergebnis des aktuellsten Impulszyklus mit jenem des vorherigen Impulszyklus. Wenn sowohl der aktuelle Impulszyklus als auch der vorherige Impulszyklus ein Signal für einen "guten Impulszyklus" erhielten, dann erzeugt der Kennzeichengenerator 19 ein Freigabesignal. Wenn der aktuelle Impulszyklus ein Signal für einen "schlechten Impulszyklus" erhielt, dann gibt der Kennzeichengenerator 19 ungeachtet des Zustands des vorherigen Taktzyklus ein Sperrsignal aus. Wenn der aktuelle Impulszyklus ein Signal für einen "guten Impulszyklus" erhielt, aber der vorherige Impulszyklus ein Signal für einen "schlechten Impulszyklus" erhielt, dann erzeugt ein Kennzeichengenerator 19 ein Sperrsignal. Die Freigabe- und Sperrsignale, die vom Kennzeichengenerator 19 erzeugt werden, können direkt an andere Schaltungen, die auf die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung ansprechen, angelegt werden, oder er kann durch eine Einleitungsschaltung 21 torgesteuert werden.
Die Einleitungsschaltung 21 umfasst ein Taktgebermittel und kann das Ausgangssignal des Kennzeichengenerators 19 selektiv zum Ausgangssignal CLK_FLG zum Anlegen an andere Schaltungen, die auf die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung ansprechen, übertragen oder ein Sperrsignal an das Ausgangssignal CLK_FLG anlegen.
Die Einleitungsschaltung 21 ist vorzugsweise für Startbedingungen reserviert. Während des Starts können die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung und die anderen Schaltungen, die auf die vorliegende Impulsüberwachungsschaltung ansprechen, eine Einstellperiode erfordern, um stabile Startbedingungen zu erzielen. Die Einleitungsschaltung 21 sieht daher beim Start eine Warteperiode vor, um einer anderen Schaltungsanordnung Zeit zu geben, um ihre stabilen Startbedingungen zu erreichen. Während des Starts leitet die Einleitungsschaltung 21 durch Übertragen eines Sperrsignals auf der Ausgangsleitung CLK_FLG für eine vorbestimmte Menge an Zeit oder eine vorbestimmte Menge an CLKin-Zyklen eine Warteperiode ein. Am Ende der Warteperiode gestattet die Einleitungsschaltung 21 dann, dass das Ausgangssignal des Kennzeichengenerators 19 frei auf die Ausgangsleitung CLK_FLG übertragen wird.
Mit Bezug auf 5 ist ein graphisches Beispiel der Wechselwirkung des Überwachungsblocks 11 für logisch hoch, des Überwachungsblocks 15 für logisch niedrig, des Bezugssignals Vref, des Ausgangssignals des Taktkennzeichengenerators 19 und des Eingangsimpulssignals CLKin gezeigt. Das Eingangssignal CLKin ist als aus sieben logisch hohen und logisch niedrigen Impulsen mit unterschiedlichen Impulslängen bestehend dargestellt. Die Wechselwirkung des Bezugssignals Vref zusammen mit den Überwachungsblöcken 11 und 15 legt fest, ob die Impulslängen von CLKin innerhalb die vorbestimmten Übergangsfenster W0 und W1 fallen. Bevorzugte Übergangsfenster W0 und W1 sind als schattierte Flächen gezeigt und die Zahlenwerte 0 und 1 kennzeichnen symbolisch das Ergebnis des in jedem der Überwachungsblöcke 11 und 15 enthaltenen Mittels zum Vergleichen ihrer jeweiligen linearen Spannungsflanken mit der Bezugsspannung Vref.
In 5 ist der Überwachungsblock 11 für logisch hoch gezeigt, der eine schnellere lineare Spannungsflanke 35 und eine langsamere lineare Spannungsflanke 31 verwendet, um die logisch hohen Impulse P1, P3, P5 und P7 des Signals CLKin zu beobachten. Wie gezeigt, beginnen die jeweiligen linearen Spannungsflanken 31 und 35 beim Empfang eines logisch hohen Impulses von CLKin, linear anzusteigen. Die Werte der linearen Spannungsflanken 31 und 35 sind kontinuierlich mit dem Bezugssignal Vref verglichen dargestellt, aber es ist nicht entscheidend, dass die linearen Spannungsflanken 31 und 35 kontinuierlich mit dem Bezugssignal Vref verglichen werden. Es reicht aus, dass zumindest die Werte der linearen Spannungsflanken 31 und 35 zu dem Zeitpunkt, zu dem ein logisch hoher CLKin-Impuls endet, mit dem Bezugssignal Vref verglichen werden. Im vorliegenden Beispiel entsprechen die Zahlen 0 und 1 über der linearen Spannungsflanke 35 den Vergleichsergebnissen der schnelleren linearen Spannungsflanke 35 mit der Bezugsspannung Vref. Ein Wert von 0 zeigt an, dass die lineare Spannungsflanke 35 unterhalb Vref liegt, und ein Wert von 1 zeigt an, dass die lineare Spannungsflanke 35 oberhalb Vref liegt. Im vorliegenden Beispiel zeigen die Zahlen 0 und 1 unterhalb der langsameren linearen Spannungsflanke 31 auch das Ergebnis der Vergleichsergebnisse der langsameren linearen Spannungsflanke 31 mit der Bezugsspannung Vref an. Ein Wert von 1 zeigt an, dass die lineare Spannungsflanke 31 unterhalb Vref liegt, und ein Wert von 0 zeigt an, dass sie oberhalb Vref liegt.
Ebenso ist der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig gezeigt, der eine schnellere lineare Spannungsflanke 45 und eine langsamere lineare Spannungsflanke 41 verwendet, um die logisch niedrigen Impulse P2, P4 und P6 des Signals CLKin zu beobachten. Die jeweiligen linearen Spannungsflanken 41 und 45 beginnen den linearen Anstieg beim Empfang eines logisch niedrigen Impulses von CLKin. Im vorliegenden Beispiel werden die linearen Spannungsflanken 41 und 45 kontinuierlich mit dem Bezugssignal Vref verglichen, aber, falls erwünscht, können sie nur am Ende eines logisch niedrigen Impulses mit Vref verglichen werden. Wie im vorherigen Fall entsprechen die Zahlen 0 und 1 oberhalb der linearen Spannungsflanke 45 den Vergleichsergebnissen der schnelleren linearen Spannungsflanke 45 mit der Bezugsspannung Vref und die Zahlen 0 und 1 unterhalb der linearen Spannungsflanke 41 geben das Ergebnis der Vergleichsergebnisse der langsameren linearen Spannungsflanke 41 mit der Bezugsspannung Vref an. Bei Anwendung auf die schnellere lineare Spannungsflanke 45 gibt ein Vergleichswert von 0 an, dass sie unterhalb Vref liegt, und ein Vergleichswert von 1 gibt an, dass sie oberhalb Vref liegt. Hinsichtlich der langsameren linearen Spannungsflanke 41 gibt jedoch ein Wert von 1 an, dass sie unterhalb Vref liegt, und ein Wert von 0 gibt an, dass sie oberhalb Vref liegt.
Die Spannungsflanken 31, 35, 41 und 45 sind als am Ende des jeweiligen logisch hohen oder logisch niedrigen CLKin-Impulses, den sie beobachten, zurückgesetzt dargestellt, aber dies ist für die Erfindung nicht entscheidend. Die Spannungsflanken 31, 35, 41 und 45 können weiterhin nach dem Ende des jeweiligen logisch hohen oder logisch niedrigen Impulses, den sie beobachten, linear ansteigen. Sie sollten jedoch durch den Beginn eines neuen jeweiligen logisch hohen oder logisch niedrigen Impulses zurückgesetzt werden.
Mit Bezug auf die Impulse P1 bis P7 halten die schnelleren linearen Spannungsflanken 35 und 45 einen Vergleichswert von 0 aufrecht, während sie linear ansteigen, bis sie die untere Grenze ihres jeweiligen bevorzugten Übergangsfensters erreichen, welches durch eine schattierte Fläche angegeben ist. Diese untere Grenze ist durch ihre jeweilige Kreuzung mit dem Bezugssignal Vref markiert. Die schnelleren linearen Spannungsflanken 35 und 45 halten dann einen Vergleichswert von 1 aufrecht, sobald sie Werte erreicht haben, die größer sind als Vref. Im Gegensatz dazu halten die langsameren linearen Spannungsflanken 31 und 41 einen Vergleichswert von 1 aufrecht, während sie linear ansteigen, bis sie die obere Grenze ihres jeweiligen bevorzugten Übergangsfensters erreichen, das durch die schattierte Fläche angegeben ist. Diese obere Grenze ist durch ihre jeweilige Kreuzung mit dem Bezugssignal Vref markiert. Die langsameren linearen Spannungsflanken 31 und 41 halten dann einen Vergleichswert von 0 aufrecht, sobald sie Werte erreichen, die größer sind als Vref. Die Wahl dessen, ob ein Wert von 1 angibt, dass eine lineare Spannungsflanke oberhalb oder unterhalb Vref liegt, ist willkürlich. Im vorliegenden Beispiel wird ein Vergleichswert von 1 bei den schnelleren linearen Spannungsflanken 35 und 45 verwendet, um anzugeben, dass sie oberhalb Vref liegen, während ein Vergleichswert von 1 bei den langsameren linearen Spannungsflanken 31 und 41 verwendet wird, um anzugeben, dass sie unterhalb Vref liegen. Diese willkürliche Wahl wurde so getroffen, dass die bevorzugten Übergangsbereiche der Überwachungsblöcke 11 und 15 durch ihre jeweiligen Blöcke für die schnellere und langsamere lineare Spannung, die beide gleichzeitig einen Vergleichswert von 1 aufweisen, gekennzeichnet werden würden.
Mit Bezug auf den logisch hohen Impuls P1 zeigt der Überwachungsblock 11 für logisch hoch, dass P1 endete, während sowohl die langsamere lineare Spannungsflanke 31 als auch die schnellere lineare Spannungsflanke 35 einen Vergleichswert von 1 hatten. Daher ging P1 innerhalb seines bevorzugten Übergangsfensters über und er erhält einen Impulszustand G, der einen "guten Impulszyklus" angibt. Der Kennzeichengenerator 19 empfängt dieses Ergebnis und vergleicht es mit dem vorherigen Zyklus. Im vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass der vorherige Zyklus auch ein guter Impulszyklus war, und der Kennzeichengenerator 19 gibt folglich ein Freigabesignal EN aus.
Der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig verfolgt den logisch niedrigen Impuls P2. Es ist gezeigt, dass der Impuls P2 endet, während die schnellere lineare Spannungsflanke 45 und die langsamere lineare Spannungsflanke 41 beide einen Vergleichswert von 1 aufweisen. Dies gibt an, dass P2 innerhalb seines bevorzugten Übergangsfensters endete, und er erhält daher auch einen Zustand G, der einen "guten Impulszyklus" angibt. Der Kennzeichengenerator 19 empfängt diesen G-Zustand und vergleicht ihn mit dem Zustand des vorherigen Impulses P1. Da sowohl der aktuelle Impuls P2 als auch der vorherige Impuls P1 einen G-Zustand aufweisen, gibt der Kennzeichengenerator wieder ein Freigabesignal EN aus.
Es ist gezeigt, dass der logisch hohe Impuls P3 endet, während die langsamere lineare Spannungsflanke 31 einen Vergleichswert von 1 aufweist, aber die schnellere lineare Spannungsflanke 35 einen Vergleichswert von 0 aufweist. P3 endete daher, bevor er seinen bevorzugten Übergangsbereich erreichte. Der Überwachungsblock 11 für logisch hoch kategorisiert ihn folglich als "schlechten Impulszyklus" und gibt ihm einen Zustand B. Beim Empfang des Ergebnisses des Zustands B vom Überwachungsblock 11 gibt der Kennzeichengenerator 19 ein Sperrsignal DIS aus.
Der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig beobachtet dann den nächsten Impuls P4. Bis der Impuls P4 endet, ist die langsamere lineare Spannungsflanke 41 bereits oberhalb Vref angestiegen und erhielt einen Vergleichswert von 0. Da die langsamere lineare Spannung 41 und die schnellere lineare Spannungsflanke 45 nicht beide einen Vergleichswert von 1 aufweisen, wenn P4 endet, stellt der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig fest, dass P4 nicht innerhalb seines bevorzugten Übergangsfensters endete, und gibt ihm einen B-Zustand, der einen "schlechten Impulszyklus" angibt. Beim Empfang des Ergebnisses des Zustands B vom Überwachungsblock 15 gibt der Kennzeichengenerator 19 ein Sperrsignal DIS aus.
Es ist gezeigt, dass der logisch hohe Impuls P5 innerhalb seines bevorzugten Übergangsbereichs übergeht, wie durch die linearen Spannungsflanken 35 und 31 festgestellt. Der Überwachungsblock 11 für logisch hoch kategorisiert ihn daher als "guten Impulszyklus" und gibt ihm einen guten Zustand G. Der Kennzeichengenerator 19 empfängt diesen G-Zustand und vergleicht ihn mit dem Zustand des unmittelbar vorhergehenden Impulses P4. Da P4 einen schlechten Zustand B hatte, gibt der Kennzeichengenerator 19 trotz dessen, dass der aktuelle Impuls P5 ein guter Impuls ist, ein Sperrsignal DIS an seinem Ausgang aus. Dies liegt daran, dass beim derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Kennzeichengenerator 19 kein Freigabesignal ausgibt, bis er zwei aufeinanderfolgende gute cLKin-Impulse empfängt.
Wie gezeigt, erhält der logisch niedrige Impuls P6 auch einen guten Zustand G vom Überwachungsblock 15 für logisch niedrig. Wiederum liegt dies daran, dass P6 innerhalb seines bevorzugten Übergangsbereichs überging, der durch die schattierte Fläche gekennzeichnet ist. Der Kennzeichengenerator 19 empfängt den G-Zustand vom Impuls P6 und vergleicht ihn mit dem Zustand des unmittelbar vorangehenden Impulses P5. Da sowohl der aktuelle Impuls P6 als auch der vorherige Impuls P5 beide einen G-Zustand aufweisen, gibt der Kennzeichengenerator 19 ein Freigabesignal EN an seinem Ausgang aus. Dasselbe ist für den Impuls P7 der Fall, der vom Überwachungsblock 11 für logisch hoch für den Übergang während einer Zeit, in der beide linearen Spannungsflanken 35 und 31 einen Vergleichswert von 1 aufweisen, einen G-Zustand erhält. Der Kennzeichengenerator 19 vergleicht den Impuls P7 mit dem Impuls P6, und da beide einen G-Zustand aufweisen, behält der Kennzeichengenerator 19 sein Freigabesignal EN an seinem Ausgang bei.
Mit Bezug auf 6 ist eine erste Schaltungsimplementierung des Blockdiagramms von 4 gezeigt. Alle Elemente in 6, die zu jenen von 4 ähnlich sind, sind mit ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet und sind vorstehend beschrieben. Es soll selbstverständlich sein, dass es viele Implementierungen für das Funktionsblockdiagramm von 4 gibt und dass die in 6 gezeigte Struktur ein derzeit bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist und die vorliegende Erfindung nicht begrenzt. Falls erwünscht, könnten die linearen Spannungsflanken innerhalb der Überwachungsblöcke 11 beispielsweise durch einen digitalen Zähler dargestellt werden und das Funktionsblockdiagramm von 4 in einer Software, in einem programmierbaren Logikbauelement, einem FPGA oder einem anderen auf dem Fachgebiet bekannten Wiedergabeverfahren implementiert werden.
Der Überwachungsblock 11 für logisch hoch umfasst einen Generator 35 für eine schnellere lineare Spannungsflanke und einen Generator 31 für eine langsamere lineare Spannungsflanke. Die Ausgangsspannungsflanke aus dem Generator 31 für die langsamere Spannungsflanke weist eine niedrigere Steigung auf als das Ausgangssignal aus dem Generator 35 für die schnellere lineare Spannungsflanke. Beide linearen Spannungsflankengeneratoren 31 und 35 sind vorzugsweise aktiv hohe Vorrichtungen und reagieren auf einen logisch hohen Impuls am Eingangssignal CLKin durch Einleiten ihrer jeweiligen Ausgangsspannungsflanken. Das Ausgangssignal aus der linearen Spannungsflanke 31 wird an den invertierenden Eingang eines ersten Differenzverstärkers 33 angelegt. Der nicht-invertierende Eingang des Differenzverstärkers 33 empfängt eine Eingangsbezugsspannung Vref. Der Differenzverstärker 33 hält daher ein logisch hohes Ausgangssignal aufrecht, bis das Ausgangssignal von der langsameren linearen Spannungsflanke 31 über Vref ansteigt. An diesem Punkt schaltet das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 33 auf logisch niedrig um. Im Gegensatz dazu wird das Ausgangssignal des Generators 35 für die schnellere lineare Spannungsflanke an den nicht-invertierenden Eingang eines zweiten Differenzverstärkers 37 angelegt und Vref wird an den invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 37 angelegt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 37 bleibt daher auf logisch niedrig, bis das Ausgangssignal aus der schnelleren linearen Spannungsflanke 35 über Vref ansteigt. An diesem Punkt schaltet das Ausgangssignal aus dem Differenzverstärker 37 auf logisch hoch um. Wie vorstehend erläutert, ist der bevorzugte Übergangsbereich durch den Zeitraum gekennzeichnet, während dessen das Ausgangssignal aus der langsameren linearen Spannungsflanke 31 unterhalb Vref liegt und das Ausgangssignal aus der schnelleren linearen Spannungsflanke oberhalb Vref liegt. Unter diesen Bedingungen weisen das Ausgangssignal aus dem ersten Differenzverstärker 33 und dem zweiten Differenzverstärker 37 beide gleichzeitig ein logisch hohes Ausgangssignal auf. Ein UND-Gatter 39 gibt logisch hoch aus, wenn beide Differenzverstärker 33 und 37 ein logisch hohes Ausgangssignal aufweisen, was anzeigt, dass der beobachtete Impuls innerhalb seines bevorzugten Übergangsbereichs liegt.
Die Struktur des Überwachungsblocks 15 für logisch niedrig ist ähnlich zu jener des Überwachungsblocks 11 mit nur unbedeutenden Änderungen. Im Fall des Überwachungsblocks 15 für logisch niedrig sind ein Generator 41 für eine langsamere lineare Spannungsflanke und ein Generator 45 für eine schnellere lineare Spannungsflanke aktiv niedrige Vorrichtungen und reagieren auf einen logisch niedrigen Impuls am Eingangssignal CLKin. Wenn CLKin auf einen logisch niedrigen Impuls umschaltet, reagieren die Generatoren 41 und 45 sowohl für die schnellere als auch die langsamere lineare Spannungsflanke durch Erzeugen ihrer jeweiligen Ausgangsspannungsflanken. Die Ausgangssteigung des Generators 45 für die langsamere Spannungsflanke ist niedriger als die Steigung des Generators 41 für die schnellere lineare Spannungsflanke. Das Ausgangssignal des Generators 41 für die langsamere Spannungsflanke wird an den invertierenden Eingang eines dritten Differenzverstärkers 43 angelegt und die Eingangsbezugsspannung Vref wird an den nicht-invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 43 angelegt. Der Differenzverstärker 43 gibt logisch hoch aus, bis das Ausgangssignal aus der langsameren linearen Spannungsflanke 41 über Vref ansteigt. Andererseits wird das Ausgangssignal aus der schnelleren linearen Spannungsflanke 45 an den nicht-invertierenden Eingang eines vierten Differenzverstärkers 47 angelegt und Vref wird an seinen invertierenden Eingang angelegt. Der Differenzverstärker 47 gibt daher logisch niedrig aus, bis das Ausgangssignal aus dem Generator 41 für die schnellere lineare Spannungsflanke über Vref ansteigt. Das bevorzugte Übergangsfenster ist durch den Zeitraum festgelegt, während dessen beide Differenzverstärker 43 und 47 gleichzeitig ein logisch hohes Ausgangssignal aufweisen. Ein zweites UND-Gatter 49 stellt fest, wenn beide Differenzverstärker 43 und 47 ein logisch hohes Ausgangssignal aufweisen.
Das resultierende Ausgangssignal aus den UND-Gattern 39 und 49 wird vorzugsweise zu jeweiligen Speicherbauelementen 13 und 17 gesandt, die im derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Register implementiert sind. Wenn es nicht notwendig ist, dass der aktuelle Impuls mit dem vorherigen Impuls verglichen wird, dann sind die Speicherbauelemente 13 und 17 jedoch nicht erforderlich. Der Kennzeichengenerator 19 empfängt das Ausgangssignal vom Registerspeicher 13 für logisch niedrig und vom Registerspeicher 17 für logisch hoch und vergleicht die aktuellen Impulsergebnisse mit den vorherigen Impulsergebnissen. Der Kennzeichengenerator 19 gibt vorzugsweise als Reaktion darauf, dass CLKin zwei aufeinanderfolgende Impulse aufweist, die innerhalb ihres jeweiligen bevorzugten Übergangsbereichs übergingen, ein Freigabesignal EN aus.
Das Ausgangssignal aus dem Kennzeichengenerator 19 wird vorzugsweise an eine Einleitungsschaltung 21 angelegt, die das Ausgangssignal aus dem Kennzeichengenerator 19 während einer Startperiode ausblendet und es gegen ein Sperrsignal DIS austauscht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt logisch hoch am Ausgangssignal CLK-FLG ein Freigabesignal EN dar und logisch niedrig an CLK FLG stellt ein Sperrsignal DIS dar. Ein UND-Gatter 53 blendet selektiv das Ausgangssignal aus dem Kennzeichengenerator 19 für eine vorbestimmte Menge an Zeit oder eine vorbestimmte Anzahl von Impulsen am Signal CLKin aus. Eine Zeitsteuerschaltung 51 legt fest, wann das Ausgangssignal aus dem Kennzeichengenerator 19 auszublenden ist.
7 bietet eine detailliertere Schaltungsebenenimplementierung der Strukturen von 4 und 6. Alle Elemente, die zu jenen von 4 und 6 ähnlich sind, weisen ähnliche Bezugszeichen auf und sind vorstehend beschrieben. Die Generatoren 31 und 35 für die schnellere und die langsamere lineare Spannungsflanke können eine ähnliche Implementierung aufweisen. Jeder weist beispielsweise eine jeweilige konstante Stromquelle 61 und 67 auf, die selektiv ein jeweiliges kapazitives Mittel 63 und 68 aufladen können. Das Ausgangssignal von jedem Generator für die lineare Spannungsflanke wird an jeweiligen Übergängen 66 und 68 entnommen, die ihre jeweiligen konstanten Stromquellen und kapazitiven Mittel verbinden. Die Steigung einer Ausgangsspannungsflanke an einem der Übergänge 66 oder 68 ist durch die Stärke ihrer jeweiligen Stromquelle 61/67 und die Kapazität ihres jeweiligen kapazitiven Mittels 63/68 festgelegt. Unter der Annahme der Kapazität des kapazitiven Mittels 63 und 69 kann die Flankenrate der Knoten 66 und 68 durch Ändern der Stärke der jeweiligen konstanten Stromquellen 61 und 67 eingestellt werden. Im vorliegenden Beispiel wird die Stärke der konstanten Stromquellen 61 und 67 durch jeweilige Steuersignale C1 und C2 gesteuert. Somit kann man die Differenz der Flankenrate an den Knoten 66 und 68 einstellen und dadurch W0 einstellen, indem die Steuerleitungen C1 und C2 eingestellt werden. Dies bietet einen weiteren Freiheitsgrad, da man nun die Größe des bevorzugten Übergangsfensters entweder durch Ändern von Vref oder durch Ändern von C1 und C2 einstellen kann.
Ein erster Schalter 65 kann das Spannungspotential am Knoten 66 selektiv zurücksetzen. Ebenso kann ein zweiter Schalter 71 das Spannungspotential am Knoten 68 selektiv zurücksetzen. Da die linearen Spannungsflanken 31 und 35 auf einen logisch niedrigen Impuls an CLKin reagieren sollen, sind die Schalter 65 und 66 als aktiv niedrige Bauelemente gezeigt, die auf ein logisch niedriges Eingangssignal reagieren.
Die linearen Spannungsflanken 41 und 45 des Überwachungsblocks 11 für logisch hoch sind als im Wesentlichen mit derselben Struktur wie die linearen Spannungsflanken 31 und 35 des Überwachungsblocks 15 für logisch niedrig dargestellt. Die Grundunterschiede bestehen darin, dass die linearen Spannungsflanken 41 und 45 als auf ein zweites Paar von jeweiligen Stromsteuersignalen C3 und C4 reagierend gezeigt sind und die Schalter 85 und 91 als aktiv hohe Bauelemente gezeigt sind. Daher würden die Schalter 85 und 91 auf logisch hoch an CLKin reagieren und ermöglichen, dass der Überwachungsblock 11 positive Impulse an CLKin verfolgt.
Die Speicherregister 13 und 17 sind als D-Flip-Flops, die durch CLKin getaktet werden, implementiert dargestellt. Dies ermöglicht, dass sie das Ergebnis ihres jeweiligen UND-Gatter-Eingangs 36 und 49 an dem Punkt, an dem CLKin übergeht, zwischenspeichern. Wenn der Überwachungsblock 15 für logisch niedrig beispielsweise einen logisch niedrigen Impuls an CLKin verfolgt, ändert sich das Ausgangssignal aus dem UND-Gatter 39 mit der Zeit von logisch niedrig auf logisch hoch, wenn die Länge des logisch niedrigen CLKin-Impulses in ihren bevorzugten Übergangsbereich gelangt. Wenn die Länge des logisch niedrigen CLKin-Impulses über ihren bevorzugten Übergangsbereich hinaus bestehen bleibt, dann würde das UND-Gatter 39 wieder von logisch hoch auf logisch niedrig geändert werden. Indem das Register 13 für logisch niedrig beim Übergang von CLKin von einem logisch niedrigen auf einen logisch hohen Impuls getaktet wird, wird ermöglicht, dass das Register 13 den aktuellen Zustand des UND-Gatters 39 zwischenspeichert. Ebenso wird das Register 17 für logisch hoch beim logisch niedrigen Übergang von CLKin getaktet, um den Zustand des UND-Gatters 49 einzuspeichern, wenn ein überwachter logisch hoher CLKin-Impuls auf logisch niedrig übergeht.
Somit weist eines der Speicherregister 13 und 17 auch den Zustand eines aktuellen CLKin-Impulses auf und das andere weist den Zustand des vorherigen CLKin-Impulses auf. Da ein guter Zustand G durch logisch hoch dargestellt wird und ein schlechter Zustand B durch logisch niedrig dargestellt wird, wird ein aktueller guter CLKin-Impuls, der einem vorherigen guten CLKin-Impuls folgt, dargestellt, wenn beide Speicherregister 13 und 17 an ihren jeweiligen Ausgängen logisch hoch aufweisen. Der Kennzeichengenerator 19 ist durch ein UND-Gatter 73 dargestellt und gibt ein logisch hohes Freigabesignal EN nur dann aus, wenn beide Speicherregister 13 und 17 ein logisch hohes Ausgangssignal aufweisen, und gibt ansonsten ein logisch niedriges Sperrsignal DIS aus.

Claims

Impulsüberwachungsschaltung zum Überwachen eines Impulses mit erstem Logikzustand und eines Impulses mit zweitem Logikzustand, mit: einer ersten Impulserfassungsvorrichtung (11) zum Überwachen des Impulses mit erstem Logikzustand und einer zweiten Impulserfassungsvorrichtung (15) zum Überwachen des Impulses mit zweitem Logikzustand; einem Logiksignal-Eingangsknoten zum Empfangen eines Logiksignals, das zwischen dem Impuls mit erstem Logikzustand und dem Impuls mit zweitem Logikzustand abwechselt; einem Bezugsspannungs-Eingangsknoten zum Empfangen einer Bezugsspannung; wobei die erste Impulserfassungsvorrichtung (11) umfasst einen ersten Spannungsflankengenerator (31), der mit dem Logiksignal-Eingangsknoten gekoppelt ist, zum Erzeugen einer ersten linearen Spannungsflanke beim Empfang des Impulses mit erstem Logikzustand; einen zweiten Spannungsflankengenerator (35), der mit dem Logiksignal-Eingangsknoten gekoppelt ist, zum Erzeugen einer zweiten linearen Spannungsflanke beim Empfang des Impulses mit erstem Logikzustand; ein erstes Spannungspegel-Erfassungsmittel (33) mit einem ersten Eingangsknoten, der mit dem Bezugsspannungs-Eingangsknoten gekoppelt ist, und mit einem zweiten Eingangsknoten, der zum Empfangen der ersten linearen Spannungsflanke gekoppelt ist, wobei das erste Spannungspegel-Erfassungsmittel zum Ausgeben eines ersten Erfassungssignals als Reaktion darauf, dass die erste lineare Spannungsflanke ein Potential unterhalb der Bezugsspannung aufweist, wirksam ist; ein zweites Spannungspegel-Erfassungsmittel (37) mit einem ersten Eingangsknoten, der mit dem Bezugsspannungs-Eingangsknoten gekoppelt ist, und mit einem zweiten Eingangsknoten, der zum Empfangen der zweiten linearen Spannungsflanke gekoppelt ist, wobei das zweite Spannungspegel-Erfassungsmittel zum Ausgeben eines zweiten Erfassungssignals als Reaktion darauf, dass die zweite lineare Spannungsflanke ein Potential oberhalb der Bezugsspannung aufweist, wirksam ist; ein erstes Decodiermittel (39), das mit dem ersten und dem zweiten Spannungspegel-Erfassungsmittel gekoppelt ist, welches zum Ausgeben eines ersten Signals für einen guten Zustand als Reaktion darauf, dass das erste Erfassungssignal mit dem zweiten Erfassungssignal zusammenfällt, wirksam ist; wobei die zweite Impulserfassungsvorrichtung (15) umfasst: einen dritten Spannungsflankengenerator (41), der mit dem Logiksignal-Eingangsknoten gekoppelt ist, zum Erzeugen einer dritten linearen Spannungsflanke beim Empfang des Impulses mit zweitem Logikzustand am Eingangsknoten; einen vierten Spannungsflankengenerator (45), der mit dem Logiksignal-Eingangsknoten gekoppelt ist, zum Erzeugen einer vierten linearen Spannungsflanke beim Empfang des Impulses mit zweitem Logikzustand am Eingangsknoten; ein drittes Spannungspegel-Erfassungsmittel (43) mit einem ersten Eingangsknoten, der mit dem Bezugsspannungs-Eingangsknoten gekoppelt ist, und mit einem zweiten Eingangsknoten, der zum Empfangen der dritten linearen Spannungsflanke gekoppelt ist, wobei das dritte Spannungspegel-Erfassungsmittel zum Ausgeben eines dritten Erfassungssignals als Reaktion darauf, dass die dritte lineare Spannungsflanke ein Potential unterhalb der Bezugsspannung aufweist, wirksam ist; ein viertes Spannungspegel-Erfassungsmittel (47) mit einem ersten Eingangsknoten, der mit dem Bezugsspannungs-Eingangsknoten gekoppelt ist, und mit einem zweiten Eingangsknoten, der zum Empfangen der vierten linearen Spannungsflanke gekoppelt ist, wobei das vierte Spannungspegel-Erfassungsmittel zum Ausgeben eines vierten Erfassungssignals als Reaktion darauf, dass die vierte lineare Spannungsflanke ein Potential oberhalb der Bezugsspannung aufweist, wirksam ist; und ein zweites Decodiermittel (49), das mit dem dritten und dem vierten Spannungspegel-Erfassungsmittel gekoppelt ist, welches zum Ausgeben eines zweiten Signals für einen guten Zustand als Reaktion darauf, dass das dritte Erfassungssignal mit dem vierten Erfassungssignal zusammenfällt, wirksam ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die zweite lineare Spannungsflanke eine größere Steigung aufweist, als die erste lineare Spannungsflanke.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Bezugsspannung zu einem Zeitmaß proportional ist, wobei die Spannungsdifferenz zwischen der zweiten linearen Spannungsflanke und der ersten linearen Spannungsflanke zur Impulsdauer des Impulses mit erstem Logikzustand proportional ist, wobei der vorbestimmte Zeitbereich durch den Zeitraum definiert ist, während dem das erste Erfassungssignal mit dem zweiten Erfassungssignal zusammenfällt.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Impulserfassungsvorrichtung ferner ein erstes Speichermittel (17) zum Speichern des Ausgangssignals des ersten Decodiermittels umfasst.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 4, wobei das erste Speichermittel (17) das Ausgangssignal des ersten Decodiermittels als Reaktion auf die Entfernung des Impulses mit erstem Logikzustand speichert.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, welche ferner einen Kennzeichengenerator (19) aufweist, der mit dem ersten und dem zweiten Decodiermittel gekoppelt ist, wobei der Kennzeichengenerator zum Ausgeben eines Freigabekennzeichensignals als Reaktion darauf, dass das erste Signal für einen guten Zustand mit dem zweiten Signal für einen guten Zustand zusammenfällt, wirksam ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 6, wobei das Ausgeben des Freigabekennzeichensignals mit einer Logikzustandsänderung an dem Logikeingangsknoten synchron ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 6, welche ferner ein erstes und ein zweites Speichermittel (17, 13) aufweist, wobei das erste Speichermittel (17) zum Speichern des Ausgangssignals des ersten Decodiermittels (39) gekoppelt ist und das zweite Speichermittel (13) zum Speichern des Ausgangssignals des zweiten Decodiermittels (49) gekoppelt ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 8, wobei das erste Speichermittel (17) das Ausgangssignal des Decodiermittels (39) als Reaktion auf die Entfernung des Impulses mit erstem Logikzustand speichert.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 8, wobei das gespeicherte Ausgangssignal des ersten (17) und des zweiten (13) Speichermittels mit dem Kennzeichengenerator (19) gekoppelt ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 10, welche ferner einen Einleitungseinstellzeitgeber (21) aufweist, der zum Empfangen des Ausgangssignals des Kennzeichengenerators (19) gekoppelt ist, wobei der Einleitungseinstellzeitgeber (21) zum selektiven Übertragen von einem eines Sperrsignals und des Ausgangssignals des Kennzeichengenerators (19) zu einem Freigabeausgangsknoten wirksam ist, wobei der Einleitungseinstellzeitgeber (21) zum Übertragen des Sperrsignals zum Freigabeausgangsknoten für eine vorbestimmte Anzahl von Logikzustandsimpulsen an dem Logiksignal-Eingangsknoten als Reaktion auf einen anfänglichen Strom von Logikzustandsimpulsen an dem Logiksignal-Eingangsknoten wirksam ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 11, welche ferner zum Übertragen des Sperrsignals zu dem Freigabeausgang als Reaktion auf eine Abwesenheit der Logikzustandsänderung an dem Logiksignal-Eingangsknoten für eine vorbestimmte Menge an Zeit wirksam ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 8, wobei das erste (17) und das zweite (13) Speichermittel digitale Register sind.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Differenz zwischen den Steigungen des ersten und des zweiten Spannungsflankengenerators (31, 35) anders ist als die Spannungsdifferenz zwischen den Steigungen des dritten und des vierten Spannungsflankengenerators (41, 45).
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 14, wobei das erste, das zweite, das dritte und das vierte Spannungspegel-Erfassungsmittel (33, 37, 43, 47) Differenzverstärker sind.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Spannungsflankengenerator (31, 35) vor der Erzeugung der ersten und der zweiten linearen Spannungsflanke zurückgesetzt werden.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, welche ferner einen ersten Steigungssteuerknoten aufweist, der mit dem ersten Spannungsflankengenerator (31) gekoppelt ist, wobei der Steigungssteuerknoten zum Ändern der Steigung der Ausgangsspannungsflanke des ersten Spannungsflanken-Ausgangssignals wirksam ist.
Impulsüberwachungsschaltung nach Anspruch 17, welche ferner einen zweiten Steigungssteuerknoten aufweist, der mit dem zweiten Spannungsflankengenerator (35) gekoppelt ist, wobei der zweite Steigungssteuerknoten zum Ändern der Steigung der Ausgangsspannungsflanke des zweiten Spannungsflankengenerators wirksam ist, wobei der zweite Steigungssteuerknoten vom ersten Steigungssteuerknoten unabhängig ist.