JP2007101293A - Signal measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パルスのTr/Tf(立ち上がり時間/立ち下がり時間)の測定に関する。 The present invention relates to measurement of Tr / Tf (rise time / fall time) of a pulse.
従来より、高周波数のパルス信号をサンプリングヘッドにより低周波数のパルス信号に変換してから、デジタイザに取り込み、パルスを測定するテスタが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a tester is known that converts a high-frequency pulse signal into a low-frequency pulse signal using a sampling head and then captures the pulse signal into a digitizer to measure the pulse (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このようなテスタを利用してパルスのTr/Tf(立ち上がり時間/立ち下がり時間)の測定を行おうとした場合、デジタイザ内のメモリに低周波数のパルス信号をデジタル化した信号を転送するためにかかる時間およびデジタル化した信号をCPUにより処理してTr/Tfを演算する時間が長くかかる。しかも、デジタイザは高価であり、またテスタ内にデジタイザを設置するための広いスペースが必要とされる。 However, when trying to measure the Tr / Tf (rise time / fall time) of a pulse using such a tester, a signal obtained by digitizing a low-frequency pulse signal is transferred to the memory in the digitizer. It takes a long time to process Tr / Tf by processing the digitized signal by the CPU. In addition, the digitizer is expensive, and a large space for installing the digitizer in the tester is required.
このように、デジタイザを利用したパルスのTr/Tfの測定は時間、コストおよびスペースの点で問題がある。 As described above, measurement of Tr / Tf of a pulse using a digitizer has problems in terms of time, cost, and space.
そこで、本発明は、デジタイザを利用しないでパルスの立ち上がり時間Trまたはパルスの立ち下がり時間Tfの測定を行うことを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to measure the pulse rise time Tr or the pulse fall time Tf without using a digitizer.
本発明にかかる信号測定装置は、入力信号が第一閾値を超えると第一信号を出力する第一信号出力手段と、入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する第二信号出力手段と、前記第一信号が検出されてから、前記第二信号が検出されるまでの時間を測定する時間測定手段とを備えるように構成される。 The signal measuring device according to the present invention includes a first signal output means for outputting a first signal when the input signal exceeds a first threshold, and a second signal when the input signal exceeds a second threshold greater than the first threshold. The second signal output means for outputting the first signal and the time measurement means for measuring the time from when the first signal is detected until the second signal is detected.
上記のように構成された信号測定装置によれば、第一信号出力手段は、入力信号が第一閾値を超えると第一信号を出力する。第二信号出力手段は、入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する。時間測定手段は、前記第一信号が検出されてから、前記第二信号が検出されるまでの時間を測定する。 According to the signal measuring apparatus configured as described above, the first signal output means outputs the first signal when the input signal exceeds the first threshold. The second signal output means outputs a second signal when the input signal exceeds a second threshold value that is greater than the first threshold value. The time measuring means measures a time from when the first signal is detected to when the second signal is detected.
本発明にかかる信号測定装置は、入力信号が第一閾値を超えると第一信号を出力する第一信号出力手段と、入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する第二信号出力手段と、前記第一信号が検出されている状態で前記第二信号が検出されなくなってから、前記第一信号が検出されなくなるまでの時間を測定する時間測定手段とを備えるように構成される。 The signal measuring device according to the present invention includes a first signal output means for outputting a first signal when the input signal exceeds a first threshold, and a second signal when the input signal exceeds a second threshold greater than the first threshold. A second signal output means for outputting a signal, and a time measuring means for measuring a time from when the first signal is no longer detected to when the first signal is no longer detected. It is comprised so that it may comprise.
上記のように構成された信号測定装置によれば、第一信号出力手段は、入力信号が第一閾値を超えると第一信号を出力する。第二信号出力手段は、入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する。時間測定手段は、前記第一信号が検出されている状態で前記第二信号が検出されなくなってから、前記第一信号が検出されなくなるまでの時間を測定する。 According to the signal measuring apparatus configured as described above, the first signal output means outputs the first signal when the input signal exceeds the first threshold. The second signal output means outputs a second signal when the input signal exceeds a second threshold value that is greater than the first threshold value. The time measuring means measures a time from when the second signal is not detected in a state where the first signal is detected to when the first signal is not detected.
また、本発明にかかる信号測定装置は、前記時間測定手段が、前記第一信号および前記第二信号を入力とする排他的論理和(EXOR)ゲートと、前記排他的論理和ゲートの出力およびクロック信号を入力とする論理和(AND)ゲートと、前記論理和ゲートの出力を計数するカウンタとを有するようにしてもよい。 Further, in the signal measuring apparatus according to the present invention, the time measuring means includes an exclusive OR (EXOR) gate having the first signal and the second signal as inputs, an output of the exclusive OR gate and a clock. You may make it have a logical sum (AND) gate which inputs a signal, and a counter which counts the output of the logical sum gate.
また、本発明にかかる信号測定装置は、高周波信号を等価サンプリングして低周波信号を出力する等価サンプリング手段を備え、前記低周波信号が前記入力信号であり、前記等価サンプリングのサンプリングクロックが前記クロック信号であるようにしてもよい。 The signal measuring apparatus according to the present invention further includes equivalent sampling means for equivalently sampling a high frequency signal and outputting a low frequency signal, wherein the low frequency signal is the input signal, and the sampling clock for the equivalent sampling is the clock. It may be a signal.
また、本発明にかかる信号測定装置は、前記第一信号および前記第二信号を受け、入力信号が正常に立ち上がりまたは立ち下りしたか否かを判定する判定手段を備えるようにしてもよい。 The signal measuring apparatus according to the present invention may further include a determination unit that receives the first signal and the second signal and determines whether or not the input signal has normally risen or fallen.
また、本発明にかかる信号測定装置は、前記時間測定手段の測定結果を記録する記録手段を備え、前記判定手段の判定結果に基づき、前記測定結果が記録される前記記録手段が決定されるようにしてもよい。 The signal measuring apparatus according to the present invention further comprises recording means for recording the measurement result of the time measuring means, and the recording means for recording the measurement result is determined based on the determination result of the determination means. It may be.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態にかかる信号測定装置1の構成を示す図である。信号測定装置1は、クロック信号源10、パルサ12、サンプリングヘッド(等価サンプリング手段)14、オペアンプ16、第一コンパレータ(第一信号出力手段)18L、第二コンパレータ(第二信号出力手段)18H、時間測定手段20、CPU(判定手段)32、レジスタ(記録手段)34を備える。信号測定装置1は、高周波信号(例えば、周期が100ns)を受け、Tr/Tf(立ち上がり時間/立ち下がり時間)の測定を行う。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
クロック信号源10は、クロック信号を出力する。クロック信号の周期は、高周波信号の周期よりもわずかに大きい。クロック信号の周期は、例えば、100.01 nsである。
The
パルサ12は、クロック信号を受けて、パルス信号に変換して、サンプリングヘッド14に与える。
The pulser 12 receives the clock signal, converts it into a pulse signal, and gives it to the
サンプリングヘッド14は、高周波信号を等価サンプリングして低周波信号を出力する。図2は、サンプリングヘッド14の動作の説明図である。図2(a)は、高周波信号の波形を示す図である。高周波信号の周期は100nsであるものとする。図2(b)は、パルサ12の出力するパルス信号の波形を示す図である。図2(c)に示すクロック信号(周期は100.01ns)と同期してパルス信号が出力されている。サンプリングヘッド14は、パルス信号を受けた時点p,q,r,sで、高周波信号のレベルを測定して、図2(d)に示すように出力する。ここで、等価サンプリングのサンプリングクロックがクロック信号(図2(c)参照)であるといえる。また、図2(d)に示すように、サンプリングヘッド14の出力は、高周波信号よりも周波数が低い低周波信号であるといえる。
The
ここで、時点qにおける測定値は、時点p(t=0)から0.01ns(=100.01-100)経過した時点の信号のレベルであり、時点rにおける測定値は、時点p(t=0)から0.02ns経過した時点の信号のレベルであり、時点sにおける測定値は、時点p(t=0)から0.03ns経過した時点の信号のレベルであるといえる。このように、高周波信号の周期よりも長い周期のクロック信号に基づきサンプリングを行って、高周波信号のレベルを測定できる。これが等価サンプリングである。 Here, the measured value at time point q is the level of the signal at the time when 0.01 ns (= 100.01-100) has elapsed from time point p (t = 0), and the measured value at time point r is the time point p (t = 0) Therefore, it can be said that the measured value at the time point s is the signal level at the time point 0.03 ns after the time point p (t = 0). In this way, the level of the high frequency signal can be measured by sampling based on the clock signal having a period longer than that of the high frequency signal. This is equivalent sampling.
オペアンプ16は、サンプリングヘッド14から低周波信号を正入力端子(+)に受け、正入力端子(+)に受けた信号の電圧から、負入力端子(−)に受けた信号の電圧を減じて増幅あるいは減衰して出力する。なお、出力は負入力端子(−)に接続されているので、オペアンプ16はボルテージフォロワを構成し、低周波信号の電圧がオペアンプ16以降に与えられることになる。
The
第一コンパレータ(第一信号出力手段)18Lは、低周波信号をオペアンプ16を介して受け、低周波信号(第一コンパレータ18Lに入力される入力信号)の電圧が第一閾値(VOL)を超えると第一信号(A)を出力する。第二コンパレータ(第二信号出力手段)18Hは、低周波信号をオペアンプ16を介して受け、低周波信号(第二コンパレータ18Hに入力される入力信号)の電圧が第二閾値(VOH)を超えると第二信号(B)を出力する。なお、第二閾値(VOH)は、第一閾値(VOL)よりも大きい。
The first comparator (first signal output means) 18L receives the low frequency signal via the
図3は、第一閾値および第二閾値の一例を説明するための図である。図3には高周波信号の波形が一周期分示してある。ここで、高周波信号の最低レベルからの高さが10%の値が第一閾値(VOL)である。高周波信号の最低レベルからの高さが90%の値が第二閾値(VOH)である。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the first threshold and the second threshold. FIG. 3 shows the waveform of the high frequency signal for one period. Here, the value of 10% of the height from the lowest level of the high-frequency signal is the first threshold value (VOL). A value at which the height from the lowest level of the high-frequency signal is 90% is the second threshold (VOH).
時間測定手段20は、第一信号(A)が検出されてから、第二信号(B)が検出されるまでの時間(立ち上がり時間Tr)を測定する。さらに、時間測定手段20は、第一信号(A)が検出されている状態で第二信号(B)が検出されなくなってから、第一信号(A)が検出されなくなるまでの時間(立ち下がり時間Tf)を測定する。
The time measuring means 20 measures the time (rising time Tr) from when the first signal (A) is detected until the second signal (B) is detected. Furthermore, the time measuring
時間測定手段20は、排他的論理和(EXOR)ゲート22、アンプ24、論理和(AND)ゲート26およびカウンタ28を有する。
The time measuring means 20 includes an exclusive OR (EXOR)
図4は排他的論理和(EXOR)ゲート22の入力と出力との関係を示す図である。排他的論理和(EXOR)ゲート22は、第一信号(A)および第二信号(B)を入力とする。すると、第一信号(A)および第二信号(B)が0である場合、および1である場合の排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力は0である。第一信号(A)が1であり、第二信号(B)が0である場合は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力は1である。なお、第一信号(A)が0である場合は、高周波信号がVOL以下であり、VOHを超えることがないため、第二信号(B)が1であることはない。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the input and output of the exclusive OR (EXOR)
アンプ24は、クロック信号源10からクロック信号を受け、増幅して論理和(AND)ゲート26に与える。
The
論理和(AND)ゲート26は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力およびクロック信号(アンプ24を介して与えられる)を入力とする。すると、論理和(AND)ゲート26は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力およびクロック信号が両方ともHighになっているときに信号を出力することになる。
The logical sum (AND)
カウンタ28は、論理和(AND)ゲート26の出力を計数する。カウンタ28のカウント(計数)結果は、レジスタ(記録手段)34に記録される。
The counter 28 counts the output of the logical sum (AND)
CPU(判定手段)32は、第一信号(A)および第二信号(B)を受け、入力信号(第一コンパレータ18Lおよび第二コンパレータ18Hに入力される低周波信号)が正常に立ち上がりまたは立ち下りしたか否かを判定する。この判定結果は、高周波信号が正常に立ち上がりまたは立ち下りしたか否かを示すものとなる。
The CPU (determination means) 32 receives the first signal (A) and the second signal (B), and the input signal (low frequency signal input to the
図5は入力信号が正常に立ち上がりまたは立ち下りしたときの高周波信号の波形(図5(a))、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力(図5(b))、第一信号(A)および第二信号(B)の値(図5(c))を示す。 FIG. 5 shows the waveform of the high frequency signal when the input signal rises or falls normally (FIG. 5A), the output of the exclusive OR (EXOR) gate 22 (FIG. 5B), the first signal ( The values of A) and the second signal (B) (FIG. 5C) are shown.
図5(a)を参照して、(1)入力信号が正常に立ち上がった場合は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力が0→1→0と変化し、第一信号(A)および第二信号(B)の値は、(0,0)→(1,0)→(1,1)と変化する。CPU32は、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(0,0)→(1,0)→(1,1)と変化すれば、(1)入力信号が正常に立ち上がった、と判定する。
Referring to FIG. 5A, (1) when the input signal rises normally, the output of the exclusive OR (EXOR)
図5(a)を参照して、(2)入力信号が正常に立ち下がった場合は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力が0→1→0と変化し、第一信号(A)および第二信号(B)の値は、(1,1)→(1,0)→(0,0)と変化する。CPU32は、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(1,1)→(1,0)→(0,0)と変化すれば、(2)入力信号が正常に立ち下がった、と判定する。
Referring to FIG. 5A, (2) when the input signal falls normally, the output of the exclusive OR (EXOR)
図6は入力信号が正常に立ち上がらないまたは立ち下がらないときの高周波信号の波形(図6(a))、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力(図6(b))、第一信号(A)および第二信号(B)の値(図6(c))を示す。 FIG. 6 shows the waveform of the high-frequency signal when the input signal does not normally rise or fall (FIG. 6A), the output of the exclusive OR (EXOR) gate 22 (FIG. 6B), and the first signal. The values (A) and the second signal (B) are shown (FIG. 6 (c)).
図6(a)を参照して、(3)入力信号が正常に立ち上がらない場合(信号のレベルがVOLを超えてから、VOHを超えないで、VOL未満となる)は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力が0→1→0と変化し、第一信号(A)および第二信号(B)の値は、(0,0)→(1,0)→(0,0)と変化する。CPU32は、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(0,0)→(1,0)→(0,0)と変化すれば、(3)入力信号が正常に立ち上がらない、と判定する。
Referring to FIG. 6A, (3) when the input signal does not rise normally (the signal level exceeds VOL, does not exceed VOH, and becomes less than VOL), an exclusive OR ( EXOR) The output of the
図6(a)を参照して、(4)入力信号が正常に立ち下がらない場合(信号のレベルがVOH未満となってから、VOL未満とならないで、VOHを超える)は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力が0→1→0と変化し、第一信号(A)および第二信号(B)の値は、(1,1)→(1,0)→(1,1)と変化する。CPU32は、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(1,1)→(1,0)→(1,1)と変化すれば、(4)入力信号が正常に立ち下がらない、と判定する。
Referring to FIG. 6A, (4) when the input signal does not fall normally (after the signal level becomes less than VOH, it does not become less than VOL and exceeds VOH), an exclusive OR (EXOR) The output of the
レジスタ(記録手段)34は、時間測定手段20の測定結果を記録する。レジスタ(記録手段)34は、Trレジスタ34a、Tfレジスタ34b、Tr-Errorレジスタ34c、Tf-Errorレジスタ34dを有する。
The register (recording unit) 34 records the measurement result of the
CPU32が、時間測定手段20のカウンタ28の出力を、(1)入力信号が正常に立ち上がった、と判定した場合は、Trレジスタ34aに、(2)入力信号が正常に立ち下がった、と判定した場合は、Tfレジスタ34bに、(3)入力信号が正常に立ち上がらない、と判定した場合は、Tr-Errorレジスタ34cに、(4)入力信号が正常に立ち下がらないと判定した場合は、Tf-Errorレジスタ34dに記録する。
When the
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
図7は、入力信号が正常に立ち上がったときのタイムチャートである。図7(a)はサンプリングヘッド14の出力波形、図7(b)はクロック信号の波形、図7(c)は第一コンパレータ18Lが出力する第一信号の波形、図7(d)は第二コンパレータ18Hが出力する第二信号の波形、図7(e)は排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力波形、図7(f)はカウンタ28の出力の説明図である。
FIG. 7 is a time chart when the input signal rises normally. 7A shows the output waveform of the
高周波信号の立ち上がり時間Trは、高周波信号がVOLを超えてからVOHを超えるまでの時間である。図2を参照して説明したように、クロック信号1個につき、高周波信号においては0.01nsが経過することに相当する。そこで、図7(a)を参照して、立ち上がり時間Trは、0.01ns×3 = 0.03nsである。 The rise time Tr of the high frequency signal is the time from when the high frequency signal exceeds VOL until it exceeds VOH. As described with reference to FIG. 2, this corresponds to the passage of 0.01 ns in the high-frequency signal for each clock signal. Therefore, referring to FIG. 7A, the rise time Tr is 0.01 ns × 3 = 0.03 ns.
サンプリングヘッド14は高周波信号を受け、クロック信号(図7(b)参照)に同期して、等価サンプリングを行い、低周波信号(図7(a)参照)を出力する。低周波信号(入力信号)はオペアンプ16を介して第一コンパレータ18Lおよび第二コンパレータ18Hに与えられる。
The
低周波信号のレベルがVOL未満のときは、第一信号(図7(c)参照)も第二信号(図7(d)参照)も出力されない。すなわち、第一コンパレータ18Lの出力も第二コンパレータ18Hの出力もLowである。よって、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力もLowである(図7(e)参照)。
When the level of the low frequency signal is less than VOL, neither the first signal (see FIG. 7C) nor the second signal (see FIG. 7D) is output. That is, both the output of the
しかし、低周波信号のレベルがVOLを超えると、第一信号(図7(c)参照)が出力される。すなわち、第一コンパレータ18Lの出力がHighになる。第二信号(図7(d)参照)はまだ出力されないので、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がHighとなる。ただし、排他的論理和(EXOR)ゲート22の処理は低速であるため、第一コンパレータ18Lの出力がHighになった瞬間よりもやや遅れて、第一コンパレータ18Lの出力がHighになったことを検出し、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がHighになる(図7(e)参照)。
However, when the level of the low frequency signal exceeds VOL, the first signal (see FIG. 7C) is output. That is, the output of the
やがて、低周波信号のレベルがVOHを超えると、第二信号(図7(d)参照)も出力される。すなわち、第二コンパレータ18Hの出力もHighになる。よって、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がLowになる。ただし、排他的論理和(EXOR)ゲート22の処理は低速であるため、第二コンパレータ18Hの出力がHighになった瞬間よりもやや遅れて、第二コンパレータ18Hの出力がHighになったことを検出し、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がLowになる(図7(e)参照)。
When the level of the low frequency signal eventually exceeds VOH, the second signal (see FIG. 7D) is also output. That is, the output of the
論理和(AND)ゲート26は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力およびクロック信号(アンプ24を介して与えられる)の論理和をとって出力する(図7(f)参照)。カウンタ28は、論理和(AND)ゲート26の出力を計数する。図7(f)の例でいえば、計数の結果は(クロック信号が)3個である。計数の結果は、第一信号が排他的論理和(EXOR)ゲート22により検出されてから、第二信号が排他的論理和(EXOR)ゲート22により検出されるまでの時間を測定したものといえる。図2を参照して説明したように、クロック信号1個につき、高周波信号においては0.01nsが経過することに相当するので、第一信号が検出されてから、第二信号が検出されるまでの時間は、0.01ns×3 = 0.03nsであることがわかる。これは、高周波信号の立ち上がり時間Tr=0.03nsと一致している。すなわち、時間測定手段20のカウンタ28は、第一信号が検出されてから、第二信号が検出されるまでの時間を測定することにより、高周波信号の立ち上がり時間Trを測定している。
The logical sum (AND)
第一信号(A)および第二信号(B)の値が(0,0)→(1,0)→(1,1)と変化したことから、CPU32は、(1)入力信号が正常に立ち上がった、と判定する。よって、カウンタ28による計数の結果は((クロック信号が)3個)、Trレジスタ34aに記録される。
Since the values of the first signal (A) and the second signal (B) have changed from (0,0) → (1,0) → (1,1), the CPU 32 (1) input signal is normal It is determined that it has stood up. Therefore, the count results by the counter 28 (three (clock signals)) are recorded in the
なお、(3)入力信号が正常に立ち上がらない場合(信号のレベルがVOLを超えてから、VOHを超えないで、VOL未満となる)も、図7(b)〜(e)の波形は同様である。ただし、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(0,0)→(1,0)→(0,0)と変化するため、CPU32は、(3)入力信号が正常に立ち上がらなかった、と判定する。よって、カウンタ28による計数の結果は((クロック信号が)3個)、Tr-Errorレジスタ34cに記録される。
Note that the waveforms in FIGS. 7B to 7E are the same even when (3) the input signal does not rise normally (the signal level exceeds VOL, does not exceed VOH, and becomes less than VOL). It is. However, since the values of the first signal (A) and the second signal (B) change from (0,0) → (1,0) → (0,0), the CPU 32 (3) the input signal is normal. It is determined that it did not stand up. Therefore, the result of counting by the counter 28 (three (clock signals)) is recorded in the Tr-
図8は、入力信号が正常に立ち下がったときのタイムチャートである。図8(a)はサンプリングヘッド14の出力波形、図8(b)はクロック信号の波形、図8(c)は第一コンパレータ18Lが出力する第一信号の波形、図8(d)は第二コンパレータ18Hが出力する第二信号の波形、図8(e)は排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力波形、図8(f)はカウンタ28の出力の説明図である。
FIG. 8 is a time chart when the input signal falls normally. 8A shows the output waveform of the
高周波信号の立ち下がり時間Tfは、高周波信号がVOH未満となってからVOL未満となるまでの時間である。図2を参照して説明したように、クロック信号1個につき、高周波信号においては0.01nsが経過することに相当する。そこで、図8(a)を参照して、立ち上がり時間Tfは、0.01ns×3 = 0.03nsである。 The falling time Tf of the high frequency signal is the time from when the high frequency signal becomes less than VOH until it becomes less than VOL. As described with reference to FIG. 2, this corresponds to the passage of 0.01 ns in the high-frequency signal for each clock signal. Therefore, referring to FIG. 8A, the rise time Tf is 0.01 ns × 3 = 0.03 ns.
サンプリングヘッド14は高周波信号を受け、クロック信号(図8(b)参照)に同期して、等価サンプリングを行い、低周波信号(図8(a)参照)を出力する。低周波信号(入力信号)はオペアンプ16を介して第一コンパレータ18Lおよび第二コンパレータ18Hに与えられる。
The
低周波信号のレベルがVOHを超えているときは、第一信号(図8(c)参照)も第二信号(図8(d)参照)も出力される。すなわち、第一コンパレータ18Lの出力も第二コンパレータ18Hの出力もHighである。よって、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力はLowである(図8(e)参照)。
When the level of the low-frequency signal exceeds VOH, both the first signal (see FIG. 8C) and the second signal (see FIG. 8D) are output. That is, both the output of the
しかし、低周波信号のレベルがVOH未満になると、第二信号(図8(d)参照)が出力されなくなる。すなわち、第二コンパレータ18Hの出力がLowになる。第一信号(図8(c)参照)はまだ出力されているので、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がHighとなる。ただし、排他的論理和(EXOR)ゲート22の処理は低速であるため、第二コンパレータ18Hの出力がLowになった瞬間よりもやや遅れて、第二コンパレータ18Hの出力がLowになったことを検出し(第二信号が検出されなくなる)、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がHighになる(図8(e)参照)。
However, when the level of the low frequency signal becomes less than VOH, the second signal (see FIG. 8D) is not output. That is, the output of the
やがて、低周波信号のレベルがVOL未満になると、第一信号(図8(c)参照)も出力されなくなる。すなわち、第一コンパレータ18Lの出力もLowになる。よって、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がLowになる。ただし、排他的論理和(EXOR)ゲート22の処理は低速であるため、第一コンパレータ18Lの出力がLowになった瞬間よりもやや遅れて、第一コンパレータ18Lの出力がLowになったことを検出し(第一信号が検出されなくなる)、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力がLowになる(図8(e)参照)。
Eventually, when the level of the low frequency signal becomes less than VOL, the first signal (see FIG. 8C) is not output. That is, the output of the
論理和(AND)ゲート26は、排他的論理和(EXOR)ゲート22の出力およびクロック信号(アンプ24を介して与えられる)の論理和をとって出力する(図8(f)参照)。カウンタ28は、論理和(AND)ゲート26の出力を計数する。図8(f)の例でいえば、計数の結果は(クロック信号が)3個である。計数の結果は、第一信号が排他的論理和(EXOR)ゲート22により検出されている状態で第二信号が排他的論理和(EXOR)ゲート22により検出されなくなってから、第一信号が排他的論理和(EXOR)ゲート22により検出されなくなるまでの時間を測定したものといえる。図2を参照して説明したように、クロック信号1個につき、高周波信号においては0.01nsが経過することに相当するので、第一信号が検出されている状態で第二信号が検出されなくなってから、第一信号が検出されなくなるまでの時間は、0.01ns×3 = 0.03nsであることがわかる。これは、高周波信号の立ち下がり時間Tf=0.03nsと一致している。すなわち、時間測定手段20のカウンタ28は、第一信号が検出されている状態で第二信号が検出されなくなってから、第一信号が検出されなくなるまでの時間を測定することにより、高周波信号の立ち下がり時間Tfを測定している。
The logical sum (AND)
第一信号(A)および第二信号(B)の値が(1,1)→(1,0)→(0,0)と変化したことから、CPU32は、(2)入力信号が正常に立ち下がった、と判定する。よって、カウンタ28による計数の結果は((クロック信号が)3個)、Tfレジスタ34bに記録される。
Since the values of the first signal (A) and the second signal (B) have changed from (1,1) → (1,0) → (0,0), the
なお、(4)入力信号が正常に立ち下がらない場合(信号のレベルがVOH未満となってから、VOL未満とならないで、VOHを超える)も、図8(b)〜(e)の波形は同様である。ただし、第一信号(A)および第二信号(B)の値が(1,1)→(1,0)→(1,1)と変化するため、CPU32は、(4)入力信号が正常に立ち下がらなかった、と判定する。よって、カウンタ28による計数の結果は((クロック信号が)3個)、Tf-Errorレジスタ34dに記録される。
(4) Even when the input signal does not fall normally (the signal level becomes less than VOH and then does not become less than VOL and exceeds VOH), the waveforms shown in FIGS. It is the same. However, since the values of the first signal (A) and the second signal (B) change from (1,1) → (1,0) → (1,1), the CPU 32 (4) input signal is normal. It is determined that it did not fall. Therefore, the result of counting by the counter 28 (three (clock signals)) is recorded in the Tf-
本発明の実施形態によれば、デジタイザを使用しなくても、低コストかつ低速な第一コンパレータ18L、第二コンパレータ18Hおよび時間測定手段20を使用することにより、パルスのTr/Tf(立ち上がり時間/立ち下がり時間)の測定を行うことができる。
According to the embodiment of the present invention, the Tr / Tf (rise time of the pulse) can be obtained by using the low-cost and low-speed
A 第一信号
B 第二信号
VOL 第一閾値
VOH 第二閾値
1 信号測定装置
10 クロック信号源
12 パルサ
14 サンプリングヘッド(等価サンプリング手段)
16 オペアンプ
18L 第一コンパレータ(第一信号出力手段)
18H 第二コンパレータ(第二信号出力手段)
20 時間測定手段
22 排他的論理和(EXOR)ゲート
24 アンプ
26 論理和(AND)ゲート
28 カウンタ
32 CPU(判定手段)
34 レジスタ(記録手段)
34a Trレジスタ
34b Tfレジスタ
34c Tr-Errorレジスタ
34d Tf-Errorレジスタ
A 1st signal B 2nd signal
VOL First threshold
16
18H Second comparator (second signal output means)
20 Time measuring means 22 Exclusive OR (EXOR)
34 registers (recording means)
Claims (6)
入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する第二信号出力手段と、
前記第一信号が検出されてから、前記第二信号が検出されるまでの時間を測定する時間測定手段と、
を備えた信号測定装置。 First signal output means for outputting the first signal when the input signal exceeds the first threshold;
Second signal output means for outputting a second signal when an input signal exceeds a second threshold value greater than the first threshold value;
Time measuring means for measuring the time from when the first signal is detected to when the second signal is detected;
A signal measuring device.
入力信号が前記第一閾値よりも大きい第二閾値を超えると第二信号を出力する第二信号出力手段と、
前記第一信号が検出されている状態で前記第二信号が検出されなくなってから、前記第一信号が検出されなくなるまでの時間を測定する時間測定手段と、
を備えた信号測定装置。 First signal output means for outputting the first signal when the input signal exceeds the first threshold;
Second signal output means for outputting a second signal when an input signal exceeds a second threshold value greater than the first threshold value;
Time measuring means for measuring the time from when the second signal is no longer detected while the first signal is detected until the first signal is no longer detected;
A signal measuring device.
前記時間測定手段は、
前記第一信号および前記第二信号を入力とする排他的論理和(EXOR)ゲートと、
前記排他的論理和ゲートの出力およびクロック信号を入力とする論理和(AND)ゲートと、
前記論理和ゲートの出力を計数するカウンタと、
を有する信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 1 or 2,
The time measuring means includes
An exclusive OR (EXOR) gate having the first signal and the second signal as inputs, and
A logical sum (AND) gate that receives the output of the exclusive OR gate and a clock signal; and
A counter that counts the output of the OR gate;
A signal measuring device.
高周波信号を等価サンプリングして低周波信号を出力する等価サンプリング手段を備え、
前記低周波信号が前記入力信号であり、
前記等価サンプリングのサンプリングクロックが前記クロック信号である、
信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 3,
Equivalent sampling means for equivalently sampling high frequency signals and outputting low frequency signals,
The low frequency signal is the input signal;
The sampling clock for the equivalent sampling is the clock signal.
Signal measuring device.
前記第一信号および前記第二信号を受け、入力信号が正常に立ち上がりまたは立ち下りしたか否かを判定する判定手段を備えた信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 1 or 2,
A signal measuring apparatus comprising: a determination unit that receives the first signal and the second signal and determines whether the input signal has normally risen or fallen.
前記時間測定手段の測定結果を記録する記録手段を備え、
前記判定手段の判定結果に基づき、前記測定結果が記録される前記記録手段が決定される、
信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 5,
Recording means for recording the measurement result of the time measuring means,
Based on the determination result of the determination means, the recording means for recording the measurement result is determined.
Signal measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005289765A JP2007101293A (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Signal measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005289765A JP2007101293A (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Signal measuring apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=38028389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005289765A Withdrawn JP2007101293A (en) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | Signal measuring apparatus |
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JP (1) | JP2007101293A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013148463A (en) * | 2012-01-19 | 2013-08-01 | Yokogawa Electric Corp | Battery remaining capacity detecting device and method |
CN113884852A (en) * | 2021-08-27 | 2022-01-04 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | I2C link signal testing method and circuit |
-
2005
- 2005-10-03 JP JP2005289765A patent/JP2007101293A/en not_active Withdrawn
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