KR100296085B1 - 파형분석을위한방법및장치 - Google Patents

Abstract

그래프(25)상에 도시된 형태의 전기적 파형(19)을 분석하는 새로운 방법은 분석될 파형(19)을 선택하는 단계, 창형태의 영역(27 또는 29)의 경계(35 또는 37)를 설정하는 단계 및 파형(19)이 영역(27 또는 29)에 대하여 미리 정해진 위치에 있으면 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 예를 들면, 파형(19)이 실제로는 영역(29)내에 있지만 영역(29) 밖에 있어야 한다면 실패신호와 같은 신호가 발생된다. 상기 단계들은 파형(19)상의 제1 및 제2점(43 및 45;41 및 47;41 및 49;45 및 49;39 및 45)을 선택하는 단계 및 점들간의 경과시간을 결정하는 단계를 포함한다. 새로운 파형분석기(10)의 구조에 관한 상세한 내용도 공개된다.

Description

[발명의 명칭]

파형분석을 위한 방법 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 환경시험챔버 및 인쇄된 회로기판, 점선으로 도시된 부분을 시험하기 위한 관련 된 컴퓨터의 전형적인 형태와 함께 도시된 본 발명의 분석기의 개략도,

제2도는 분석될 예시적인 파형을 도시하는 그래프,

제3도는 제2도의 파형의 확대된 면을 도시하는 그래프,

제4도는 본 발명의 분석기 장치의 블록회로도,

제5a 및 5b도는 제4도 장치의 아날로그부의 블록회로도를 구성하는 도면,

제6a 및 6b도는 제4도 장치의 인터페이스부의 블록회로도를 구성하는 도면,

제7도는 제4도 장치의 중앙처리부의 블록회로도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 분석기 13 : 회로기판

17 : 컴퓨터 19 : 파형

27,29 : 영역 33 : 아날로그부

53 : 중앙처리부 55 : 인터페이스부

[발명의 상세한 설명]

[발명의 분야]

본 발명은 일반적으로 전기화에 관한 것이며, 구체적으로는 전기적 파형의 컴퓨터화된 측정 및 시험에 관한 것이다.

[발명의 배경]

전자기기 및 음극선오실로스코프의 출현이래 음극선관 또는 음극선스코프상의 신호의 실제 "궤적"을 주시함으로써 전기신호(전압 및 전류)를 관측해 왔다. 그러나, 신호주파수가 증가되고 그러한 신호의 파형이 더 복잡해짐에 따라 상기 기기는 홀륭한 파형 분석에 적합치 않게 되었다.

파형 "표본화(sampling)"가 뒤따른다. 표본화에 의한 파형분석은 공지의 장치에 의해 디지탈 방식으로 수행되고, 파형의 불연속 또는 "표본" 점들의 추출을 수반하며, 이 점들을 메모리에 저장하고 후에 분석을 위해 이들을 호출한다.

일반적인 형태의 기기들이 미국특허 제4,142,146호(Schumann 등); 제4,625,283호 (Hurley) 및 5,222,028(LaBarre 등)에 기재되어 있다. LaBarre 등 특허의 시스템 및 방법은 파형데이타를 미리 정해진 슬로프기준과 비교함으로써 파형의 후연(trailing edge)을 확인한다. 일단 후연(그리고 펄스의 단부)이 확인되면, 펄스의 시작을 정의하고, 후연과 함께 펄스파고를 정의하기 위하여 바로 선행하는 전연(leading edge)이 가정된다. 펄스파폭은 전연 50% 점과 후연 50% 점 사이의 시간으로서 계산된다. 상승시간은 신호가 정상펄스진폭의 10%에서 90%까지 상승하는데 필요한 시간으로 계산된다.

Hurley 특허는 교류전류 측정을 위한 장치 및 방법을 포함한다. 파형의 표본화는 그러한 파형이 음 및 양의 기준전압값을 교차할 때 이루어진다. Hurley의 장치 및 방법은 파형의 진폭값을 교차간의 측정된 시간간격과 연관시킨다. Hurley 특허는 불명료할 수 있는 것 또는 기준전압값을 교차하는 교류전류에 대해 그 기준에 있어서 명백한 오차일 수도 있는 것을 갖는다.

Schumann 등의 특허는 분석되는 신호가 표본화 주파수의 절반 이상인 주파수를 가질 때 특히 유용한 장치와 관련된 것이다. Schumann 등의 장치는 불규칙한 간격으로 파형을 표본화한다.

상기 특허들에 기술된 장치 및 방법이 일반적으로 의도한 바에는 적합하지만 일정한 불리한 점을 갖기도 한다. 예를 들면, LaBarre 등의 특허는 파형의 시작을 확실하게 결정하기 위하여 실제 "점"을 추출하는 대신에 특정파형 "펄스"가 시작하는 지점에 대하여 일정한 가정을 한다. 그리고 상기 특허는 다소 부정확한 기술에 의해 펄스파폭을 결정한다.

가능한 불명료함이나 오차에 대한 문제를 차치하고도, Hurley 특허에 기재된 방법은 파형이 음 및 양의 기준전압값을 교차할 때 파형을 표본화한다. 종종, 다른 순간에 표본화를 해야 될 경우도 있다.

인쇄된 회로기판을 시험하기 위한 전체적인 시스템, 예를 들면, 환경시험챔버(environ-mental test chamber)를 포함하는 시스템의 구성을 고려할 때, 알려진 선행기술의 장치들은 그러한 시스템과 일체화되기에 적합하지 않다. 그리고, 알려진 선행기술의 장치 및 방법은 다양한 파형 매개변수들, 예를 들면, 상승시간, 하강시간, 주파수, 주기, 최대 및 최소 파형값 등을 결정하는데 있어서 유연성이 떨어진다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 선행기술의 문제 및 단점을 극복하는 파형분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 파형을 따라 어디에서나 실제 "점"의 표본을 추출하는 파형 분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 펄스파폭을 정확하케 측정하는 파형분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 파형을 따라 어디에서나 하나 또는 수 개의 "점"에서 파형을 표본화하는 파형분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 다양한 파형 매개변수를 결정할 수 있는 파형분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 인쇄된 회로기판의 스트레스-시험을 위한 환경시험시스템과 쉽게 일체화될 수 있는 파형분석을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 이와 같은 목적이 달성되는 방법은 다음의 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.

[발명의 개요]

본 발명은 전자학 분야에서 널리 응용될 수 있지만, 인쇄된 전자회로기판의 시험에 특히 유용하며, 그것의 설계특성은 일반적으로 알려져 있다. 본 발명은 기판상에 나타난 파형(그리고, 이것은 반복적으로 재현될 것으로 기대된다)이 기대한 것과 같은 형태, 진폭 및 다른 매개변수들, 예를 들면 펄스파폭을 가지는가를 결정하는데 도움을 준다.

그렇지 않다면, 적어도 하드웨어 또는 소프트웨어의 결함이 있을 가능성이 있다.

새로운 방법은 그래프상에 표현된 전기적 파형을 분석하는 것에 관한 것이다.

본 방법의 일면은 그래프상에 정의된 영역에 대하여 파형의 관계를 결정하는 것을 포함한다. 본 방법의 다른 면은, 파형 상승시간, 하강시간, 파형파폭 및/또는 다른 매개 변수를 결정하는 것과 같은 일정한 분석동작을 개시하거나 종료하기 위하여 영역경계의 일정한 부분을 사용하는 것이다. 이러한 면들은 아래에서 설명될 것이다.

본 방법의 일면은 분석될 파형을 선택하고(흔히 있는 일이지만, 선택될 다중의 파형이 있는 경우) 그래프상의 영역의 경계, 예를 들면, 작은 "창형태"의 공간을 설정하는 단계들을 포함한다. 파형이 영역에 대하여 미리 정해진 지점에 있으면 신호, 예를 들면 오차신호가 발생된다.

예를 들면, 만악 파형이 영역의 외부에 있어야 하는데, 실제로는 적어도 순간적으로 영역과 일치한다면(즉, 경계상 또는 내부), 신호가 발생된다. 다른 경우, 만약 파형이 항상 영역내에 있어야 하지만, 실제로는 영역 외부에 있다면 신호가 발생된다. 전자의 경우 영역에 대하여 파형이 "수동적"이라고 하고, 후자의 경우 상기 영역에 대하여 파형이 "능동적"이라고 한다. 이러한 특징은 반복적으로 재현되는 파형을 관측할 때 유용하다. 만약 파형의 일부가 경계된 영역내로 또는 외부로 갑자기 "벗어나고" 그러한 특징이 일어나지 않아야 하는 것이라면 운전자에게 가능한 문제를 경고하는 신호가 제공될 수 있다.

바람직한 방법에 있어서, 경계는 그래프상의 제1점을 선택함으로써 설정되며, 상기 제1점은 제 1 경과시간을 나타낸다. 신호발생단계는 제 1 경과시간과 같은 시간에 파형을 표본화하는 단계를 포함한다. 제2점도 그래프상에서 선택되고 제 2 경과시간을 나타내며, 파형표본화는 제 2 경과시간과 같은 시간에 종료된다. 달리 말하면, 파형 표본화는 두 개의 비교적 밀접하게 이격된 시간들 사이에서 이루어지지만 상기 표본화는 그 시간 사이에서 한 번 이상 이루어질 수도 있다. 적어도 제1점 또는 제2점은 경계와 일치되며 바람직하게는 두 점 모두 경계와 일치된다.

바람직한 방법에 있어서, 표본화는 하나 또는 그 이상의 비교적 짧은 시간간격 동안에만 이루어진다. 이 방법은 또한 각 표본시간에서 파형의 순간진폭을 결정하는데 사용된다. 따라서, 표본화단계는 파형의 진폭을 검출하고 검출된 진폭을 기준진폭의 미리 결정된 범위와 비교하는 단계들을 포함한다. 본 방법의 실시예에 있어서, 검출된 진폭이 기준진폭의 범위 밖에 있으면 신호(예를 들면, 오차메시지)가 발생되며, 다른 변형에 있어서는 검출된 진폭이 기준진폭의 범위내에 있으면 신호가 발생된다.

본 방법에 따른 파형분석은 "예의에 의한 분석"을 의미한다고 할 수 있다. 즉, 파형이 특정한 면에 대하여 "비정상"이 아니라면 특정한 동작이 취해지지 않는다.

본 방법은 분석될 파형의 일정한 매개변수들, 예를 들면, 주파수, 주기 등을 결정하는데 사용될 수도 있다. 상기 파형은 시간상으로 이격된 파형점들의 연속체로 구성된다고 말할 수 있다. 본 방법은 파형상의 제1 및 제2점을 선택하고 이 점들 사이의 경과 시간을 결정하는 단계들을 포함한다. 어떤 점들이 선택되는가에 따라서, 이러한 단계들은 파형의 "주기"(즉, 파형이 완전한 한 사이클을 만드는데 필요한 시간), 상승시간, 하강시간 등을 얻게 한다.

변화에 있어서, 제1점의 선택을 포함하는 단계는 제1점의 진폭의 결정을 포함하며, 제2점의 선택을 포함하는 단계는 제2점의 진폭의 결정을 포함한다. 그 다음에 제1점과 제2점 사이의 진폭의 차이가 결정된다.

예를 들어, 만약 제1점 및 제2점이 각각 파형상의 저점 및 고점이라면, 본 방법은 상승시간을 얻게 된다. 만약 이 점들이 고점 및 저점이라면(그 순서대로), 본 방법은 하강시간을 얻게 된다.

본 발명의 다른 면에 있어서, 제1점의 선택을 포함하는 단계는 제1점을 둘러싸는 그래프경계의 설정을 포함한다. 본 발명의 이 면은 파형점일 수도 있고 파형에 없을 수도 있는 "상자속의 것을 표본화한다"라고 할 수 있다. 경계는 매우 작은 영역 또는 "창"으로 불리는, 바람직하게는 다각형, 예를 들면 정사각형이나 직사각형의 형태를 가지는 것을 정의한다(본 명세서에서 "둘러싼다"는 말은 경계에 의해 포위되는 것을 의미하며 원형의 경계일 필요는 없다).

앞으로 설명하는 바와 같이, 정사각형이나 직사각형의 경계가 바람직한데 이는 그것의 네 모퉁이가 각각 2차원 그래프상에서 "X" 좌표 및 "Y" 좌표로 "확인"될 수 있기 때문이다. 그래프는 "X" 축을 가지며 표본화될 복수의 점들은 각각 시간과 관련된 "X" 좌표를 갖는다. 즉, 점은 "X" 축을 따라 어느 정도 거리에 있으며 이는 상기 점이 트리거신호(trigger signal)의 발생후 미리 정해진 시간에 발생된다는 의미이다.

제1점은 사건시간을 나타내는 "X" 좌표에 있고 경계설정단계는 "X" 축에 대하여 제 1표본시간 및 제 2 표본시간을 선택하는 단계를 포함한다. 제 1 표본시간은 사건시간보다 빠르며 제 2 표본시간은 사건시간보다 늦다. 표본화는 제 1 및 제 2 표본시간사이에 1회 또는 그 이상 이루어진다.

그래프는 또한 "Y" 축을 가지며 복수의 점은 각각 진폭과 관련된 "Y" 좌표를 가지고, 제1점은 진폭을 나타내는 "Y" 좌표에 있다. 경계설정단계는 "Y" 축에 대하여 제 1표본진폭 및 제 2 표본진폭을 선택하는 단계를 포함한다. 제 1 표본진폭은 제1점의 진폭보다 작으며 제 2 표본진폭은 제1점의 진폭보다 크다.

본 발명의 다른 면은 파형분석장치에 관한 것이다. 상기 장치는 적어도 하나의 파형을 입력하기 위한 단자를 구비한 아날로그부를 포함한다. 중앙처리부(중앙처리장치 또는 "CPU"라고도 한다)는 분석기의 운전을 제어한다. 인터페이스기판은 아날로그부와 중앙처리부 사이를 전기적으로 연결하며 상기 기판은 이들 부 사이에서 신호를 교환한다.

아날로그 입력기판(analog input board)은 시간측정을 주기적으로 개시하는 트리거회로를 가진다. 즉, 장치의 외부나 내부에서 시작되는 트리거신호가 발생될 때 특정한시간 증가가 시작된다. 인터페이스기판(interface board)은 측정시간이 미리 정해진시간과 같을 때 파형의 값을 결정하기 위한 표본화회로를 갖는다. 파형은 그것에의해 "표본화"되었다고 한다.

본 발명의 상세한 내용은 다음의 상세한 설명 및 도면에서 설명될 것이다.

[바람직한 태양의 상세한 설명]

먼저 본 새로운 방법 및 장치(10)가 특히 유용하게 사용될 수 있는 예시적인 시험챔버 시스템을 설명하고, 본 방법의 상세한 것은 다음에 설명하겠다.

방법론에 이어서 분석기(10)의 "하드웨어"적인 면이 개괄적으로 소개되고, 그 후 분석기 운전부(33,55,53)의 상세한 설명을 하겠다.

[시험챔버시스템]

제1도와 관련하여, 본 새로운 방법 및 파형분석장치(10)에 대한 예시적인 응용은(이것이 유일한 응용은 아님) 환경시험챔버(11)라고 하는 것을 포함한다. 챔버(11)의 내부온도는 몇분의 순환기준으로, 예를 들면, -50°F와 135°F 사이에서 변화될 수 있다.

상기 챔버(11)는 중요한 응용분야에 사용되기 위한 인쇄된 전자회로기판(13)을 "스트레스 스크린"하는데 사용된다. 종종, 챔버(11)내의 기판(13)은 모두 동일하다. 그러한 시험 뒤에 내재되어 있는 아이디어는 상기 스크리닝을 성공적으로 "통과"한 기판(13)은, 예를 들면, 몇 분내에 뜨거운 사막의 비행장에서 매우 차가운 대기로 상승할 수도 있는 전투기에 제공될 수 있다는 것이다.

공지의 설비에 있어서, 챔버(11)는 전자제품 테스트 시스템(PTS:15) 및 주컴퓨터(17)와 함께 사용된다. 새로운 분석기(10)는 PTS(15)와 연결된다. 시스템 운전자는 상기 기판(13)상의 여러 회로위치가 각각 일반적으로 알려졌으나 예측되는 특성을 가지며 규칙적으로 재현되는 파형을 나타내는 것으로 가정된다는 것을 알고 있다.

[방법론]

새로운 분석기(10)와 방법을 이용하여, 운전자는 파형(19)에 관한 정보를 추출할 수 있으며 상기 파형(19)이 일정한 예측되는 특성을 가지는지 관측할 수 있다. 만약 그렇지 않다면, 이것은 기판(13)에 결함이 있다는 것을 알려주는 훌륭한 지표가 될 것이다.

제 2,3 및 5A도와 관련하여, 시험설비의 운전자가 컴퓨터(17)의 스크린(21)상에 그래프 형태로 도시되는 파형(19)의 여러 면을 분석하고자 하는 것으로 가정한다. 그래프(25)는 "X" 축을 갖는데, 이것은 좌에서 우로 읽혀지며 어떤 0시간으로부터 계수되는 경과시간을 나타낸다. 상기 0시간이 어떻게 결정되는지는 아래에서 설명된다. 상기 그래프(25)는 또한 "Y" 축을 갖는데, 이것은 아래에서 위로 읽혀지며 전압이나 전류값과 같은 진폭을 나타낸다.

본 방법의 일면은 그래프(25)상에 정의된 영역(27,29)에 대한 파형(19)의 관계를 결정하는 것을 포함한다. 운전자는 선택될 다중의 파형중에서 분석하고자 하는 파형(19)을 선택한다. 운전자는 채널입력단자(31)를 아날로그부(33)로 선택함으로써 그것을 하게된다. 설명을 위하여, 도시된 파형(19)이, 비정상적이며 기판(13)에 있어서 결함을 암시하는 특징을 가지지 않는, 규칙적으로 재현되는 것이라고 가정한다.

그래프(25)상의 영역(27,29)의 경계(35,37), 예를 들면, 작은 "창형태"의 공간이 설정된다. 제2 및 3도에 도시한 바와 같이, 운전자는 두 개의 상기 영역(27,29)을 설정할수 있다. 예시적인 영역(27)은 두 개의 "X" 축 좌표, 즉, XLO1 및 XHI1을 선택함으로써 설정되며, 이들 각각은 0점으로부터 시작되는 서로 다른 시간을 나타낸다. 두개의 "Y" 축 좌표, 즉 YLO1 및 YHI1도 선택되며, 상기 "Y" 축 좌표들은 0점으로부터 측정되는 다른 두 개의 진폭을 나타낸다.

유사하게, 다른 예시적인 영역(29)은 두 개의 "X" 축 좌표, 즉 XLO2 및 XHI2를 선택함으로써 설정되며, 이들 각각은 0점으로부터 출발하는 서로 다른 시간을 나타낸다. 두 개의 "Y" 축 좌표, 즉 YLO2 및 YHI2도 선택된다. 이제 명백해진 바와 같이, 정사각형이나 직사각형의 경계(35,37)가 바람직한데 이는 그것의 네 모퉁이가 각각 2차원그래프(25)상에서 "X" 축 좌표와 "Y" 축 좌표에 의해 "확인"될 수 있기 때문이다.

만약 파형(19)(그리고, 종종 파형상의 특정점)이 영역(27,29)에 대하여 미리 정해진 지점에 있을 경우 오차신호와 같은 신호를 발생시키기 위하여 각각의 영역(27,29)이 설정된다. 좀 더 구체적으로, 영역(29)은 파형(19)의 점(39)이 영역(29) 의부에 있어야 된다는 인식과 함께 설정된다. 그러나, 만약 파형(19)이 적어도 순간적으로 영역(29)과 일치된다면(경계(37)상 또는 그러한 영역(29)내), 즉 파형의 점(39)이 영역(29)내로 들어 간다면, 파형(19)의 공급원인 기판(13)에 결함이 있을 수 있다. 이러한 것이 일어날 수 있는 경우에 파형(19)이 영역(29)에 대하여 수동적이라고 한다.

반면에, 영역(27)은 파형(19)의 점(41)이 영역(27) 내부에 있어야 한다는 인식과 함께 설정된다. 만약 파형(19)의 점(41)이 영역(27)의 외부로 나가면 신호가 발생될 것이다. 이 후자의 경우, 파형(19)이 상기 영역(27)에 대하여 능동적이라고 한다.

본 방법의 이러한 면은 단지 파형(19) 또는 파형(19)의 점(39,41)이 특정한 작은 영역(29,27)내에 존재하는가 그렇지 않은가를 확인함으로써 어떤 유용한 분석정보가 얻어질수 있다는 아이디어에 근거한 것이다. 이것은 본 새로운 방법의 정성적인 면이라고할 수 있다.

경계설정 및 표본화되고 분석될 파형점(39,41) 선택의 문제는 다른 방식으로 고찰될수 있다. 제1점, 예를 들면, 파형(19)상의 점(41,39)의 선택은 파형점(41)을 둘러싸는 그래픽경계(35)의 설정을 포함한다. 본 발명의 이런 면은 "상자속의 것을 표본화한다"라고 할 수 있다. 경계(35 또는 37)에 의해 정의되는 매우 작은 영역(27 또는 29)은 바람직하게 다각형과 같은 형태를 갖는다. 그러나, 본 명세서에서 "둘러싼다"라는 말은 다각형, 원형 또는 다른 어떤 경계에 의해 포위된다는 것을 의미한다.

본 방법의 다른 면은 정량적이라고 할 수 있다. 즉, 이것은 파형(19)이 그래프(25)의특정한 영역(27,29)내에 존재하는가를 단지 결정하기 보다는 파형값을 얻는 것과 관계있다.

"상자속에 있는 점"이라는 개념을 더 고려하면, 표본화될 하나 또는 복수의 점의 각각은 "사건시간"을 나타내는 시간과 관련된 "X" 좌표를 갖는다. 즉, 점은 "X" 축을따라 일정한 거리에 있고, 즉 "0시간" 후의 미리 정해진 시간에 있다. 아래에서 더설명되는 바와 같이, "0시간"은 트리거신호의 발생을 나타낸다.

제3도에 도시된 바와 같이, 점(41)은 표본화를 위해 선택되고 상기 점(41)은 사건시간 "ET"에서 발생되며, 진폭 "YP"를 갖는다. 점(41) 주위에 경계(35)를 설정할 때, 제 1 및 제 2 표본시간(시간 XLO1 및 XHI1)은 각각 사건시간보다 빠르고 또한 늦다. 표본화는 제 1 및 제 2 표본시간들 사이에서 1회 또는 그 이상 이루어진다. 유사하게, 제 1 및 제 2 표본진폭(진폭 YLO1 및 YHI1)은 각각 제1점(41)의 진폭보다 작고 또한 크다.

상기한 바로부터, 적어도 제 1 좌표(XLO1) 또는 제 2 좌표(XHI1)는 경계(35)와 일치되며, 바람직하게는, 모든 좌표(XLO, XHI, YLO 및 YHI)가 경계(35)와 일치된다는 것이 명백하다. 좌표와 경계가 일치될 때 장치(10)와 방법의 사용이 훨씬 용이하다. 그러나, 다소 복잡한 소프트웨어(컴퓨터 프로그래밍)에 의해 경계와 일치하지 않는 좌표를 "정의"하는 것도 가능하다. 이러한 변화가 본 발명에 의해 숙고된다.

영역 경계를 설정하는 문제로 돌아가서, 경계는 그래프상의 제1 및 제2점, 예를 들면, XLO1 및 XHI1을 선택함으로써 설정되며, 이들은 각각 제 1 및 제 2 경과시간을 나타낸다. 신호발생단계는 제 1 경과시간(XLO1)과 같은 시간에 파형(19)을 표본화하고 제 2 경과시간(XHI1)과 같은 시간에 상기 표본화를 종료하는 단계를 포함한다.

달리 말하면, 파형의 표본화는 비교적 밀접하게 이격된 시간, 본 실시예에서는 XLO1 및 XHI1, 사이에서만 이루어진다. 그러나, 상기 표본화는 그 시간들 사이에서 1회이상 이루어질 수 있다. 본 새로운 장치(10)는 특정한 장치 구성에 따라서 50나노초당1회 또는 500나노초당 1회씩 표본화가 이루어질 수 있다.

본 바람직한 방법은 각각의 표본시간에 파형(19)의 순간진폭을 결정하는데도 사용된다. 따라서, 표본화단계는 점(41)과 일치하는 좌표(YP)에서 상기 파형을 표본화함으로써파형(19)의 진폭을 검출하는 단계를 포함한다. 검출된 진폭은 기준진폭의 미리 정해진 범위와 비교된다.

본 방법의 특정한 한 변화에 있어서, 검출된 진폭이 기준진폭의 범위 밖에 있으면 신호(예를 들면, 실패 중지)가 발생된다. 실패중지신호(failure interrupt signal)는 PTS(15)로 전달되며 실패일, 번지, 발생시간 등의 정보를 포함한다. 다른 변형에 있어서, 검출된 진폭이 기준진폭의 범위내에 있으면 신호가 발생된다.

제3도와 관련하여, 점(41)의 검출된 진폭이 기준진폭(YLO1 및 YHI1)의 범위 밖에 있으면 신호가 발생된다. 점(39)을 고려하면, 점(39)의 검출진폭이 기준진폭(YLO2 및 YHI2)의 범위 내에 있으면 신호가 발생된다.

본 방법에 따른 파형분석은 "예외에 의한 분석"과 관련된 것이라고 할 수 있다. 즉, 파형(19)이 특정한 면에 대하여 "비정상"이지 않다면 특정한 동작이 취해지지 않는다.

특히 제2도와 관련하여, 본 방법은 분석될 파형(19)의 일정한 매개변수, 예를 들면,주파수, 주기 등을 결정하는데 사용될 수 있다. 본 방법은 파형(19)상의 제 1 및 제2점을 선택하고 이 점들 사이의 경과시간을 결정하는 단계들을 포함한다. 어떤 점들이 선택되는가에 따라서, 이 단계들은 파형의 "주기"(즉, 파형이 완전한 한 사이클을 만드는데 필요한 시간), 상승시간, 하강시간 등을 얻게 한다.

실례로서(그리고, 이어지는 한쌍의 점들 각각 사이의 경과시간이 결정되었다고 가정한다), 점들(43 및 45)의 선택은 상승시간은 제공하고, 점들(41 및 47)의 선택은 하강시간을 제공하고, 점들(41 및 49)의 선택은 주기를 제공하고, 점들(45 및 49)의 선택은 주파수를 제공한다. 고려중인 파형(19)은 각각의 완전한 파형의 반복에 대하여 두 개의 하강과 상승을 갖는다. 한 번의 완전한 반복은 두 "사이클"을 가지며, 따라서 주파수를 얻기 위해서 점들(39 및 45)를 지시한다.

상승시간의 결정과 관련하여, 점들(43 및 45)은 파형(19)이 각각 저진폭 및 고진폭일때이다. 매개변수를 결정하기 위하여 진폭의 결정 및 진폭의 차이(상승시간의 계산에 있어서는 최대차이)가 필요하다.

[분석기 "하드웨어" 개관]

본 발명의 다른 면은 파형분석장치(10)에 관한 것이다. 제4도와 관련하여, 상기 장치(10)는 수개의 단자(31)를 구비한 아날로그부(33)를 포함하며, 각각의 단자는 별개의 파형(19)을 입력하기 위한 것이다. 중앙처리부(53; 중앙처리장치 또는 "CPU"라고도 한다)는 분석기(10)의 운전을 제어한다. 인터페이스부(55)는 아날로그부(33)와 중앙 처리부(53)를 전기적으로 연결하며, 상기 기판은 이들 부(33,53) 사이에서 신호를 교환한다.

[아날로그 입력부]

제 5A-5B도와 관련하여, 아날로그 입력부(33)는 시간측정을 주기적으로 개시하는 트리거회로(57)를 갖는다. "0시간" ("X" 축에 대하여 점으로 나타낸다)은 트리거신호의 발생과 일치한다. 즉, 트리거신호가 발생될 때 특정한 시간종가가 시작되며, 상기 신호는 회로(59)를 통한 외부에서 또는 장치(10)내에서 시작된다. 내부 트리거가 사용될 때, 트리거는 "Y" 축을 따라서도 선택된 진폭점에서 시간측정을 시작한다.

더 구체적으로, 아날로그부(33)는 A1-A4, B1-B4로 나타낸 각각의 동축입력(31)당 하나씩 총 8개의 다른 입력을 받아들일 수 있다. 또한 외부 트리거신호를 위한 입력(61)이 있다. 입력(31)에 연결되는 외부 다중화기(multiplexer)를 이용함으로써 수천개의 다른 파형(19)이 관측될 수 있다. 아날로그부(33)는 모든 채널회로 및 트리거회로(57,59)를 제공하며, 부가하여, 아날로그 파형표본을 인터페이스부(55)로 보내기 전에 수치화한다.

입력채널회로(63)는 입력채널파형에 대하여 신호검사, 선택 및 다중화를 제공한다. 상기 채널회로는 아래에서 설명된다. 파형(19)은 차동다중화기(differential multiplexer; 65)에 인가되며 중앙처리부(53)에서 온 제어신호는 각각 채널 A 및 B 다중화기(65a 및 65b)로부터 동일한 수치번호(1 내지 4)를 선택한다. 선택된 신호쌍은 각각 채널 A 및 B 풀스케일조정회로(full scale adjust circuits; 67a 및 67b)에 인가된다.

각각의 풀스케일조정회로(67)는 그 채널에 대한 풀스케일 요건을 만족시키기 위하여 프로그램된 수만큼 파형(19)의 진폭을 분할한다. 특히, 각각의 회로는 5,2.5,1 또는 0.5볼트의 풀스케일을 도시하기 위하여 파형을 분할한다.

스케일된 파형(19)은 표본화를 위하여 아날로그-디지탈 변환기 및 래치회로(latch circuits; 69a,69b)로 인가된다. 후자 회로(69)의 각각은 각각의 프로그램된 표본시간에 대하여 파형(19) 진폭의 표본을 변환하고 트랩(trap)한다. 그리고 각각의 표본시간에 대하여, 변환된 데이타는 저장을 위해 인터페이스부(55)로 보내진다.

트리거회로(57)는 파형관측을 위하여 의부 또는 내부트리거를 START선(71)에 인가시킨다. 그것은 클록이 "0시간"으로부터 주행하기 시작하고, 그래픽 문자로, 시간이"X" 축을 주행하기 시작하는 때를 결정한다. 아날로그부(33)는 채널 A 차동다중화기(65a)에서 나온 출력("XUXA"로 표시)을 증폭기/비교기(COMPA)로 인가시킨다. 유사하게, 채널 B 차동다중화기에서 나온 출력("XUXB"로 표시)은 증폭기/비교기(COMPB)로 인가된다.

트리거레벨래치(trigger level latch; 73)는 프로그램된 전압레벨을 각각의 트리거 증폭기(COMPA, COMPB 및 COMPE)로 출력한다. 상기 증폭기(COMPA, COMPB 및COMPE)에서 나온 양 및 음의 출력은 트리거선택회로(75)에 인가된다. 상기 회로(75)는 프로그램된 트리거공급원 및 분석기프로파일(analyzer profle)에서 운전자에 의해 만들어진 트리거슬로프엔트리(trigger slope entries)에 따라 트리거입력을 선택한다. 선택된 비교기신호가 능동적으로 될 때, 트리거회로는 START신호를 인터페이스부(55)로 전송한다.

[인터페이스부]

제 6A 및 6B도와 관련하여, 인터페이스부(55)는 중앙처리부(53)와 통신하는 래치회로(77) 및 디코더회로(79)를 갖는다. 상기 래치회로(77) 및 디코더회로(79)는 아날로그부(33) 및 인터페이스부(55)에서 사용하기 위하여 중앙처리부(53)로부터 온 데이타 및 제어신호를 디코드한다.

번지클록(address clock; 81)은 번지화회로 및 변환표본화공정을 위하여 시간측정을 제공한다. 상기 클록(81)은 프로그램된 표본률을 저장하고 인터페이스부(55)를 위하여 클록신호를 발생시킨다. 아날로그부(33)의 트리거선택회로(75)가 START신호를 전송할 때 클록(81)이 시작된다.

영역(27,29)과 같은 창형태의 영역에 대하여 위치관계를 가지고 있는 점(41)과 같은 현재의 관측점을 위하여 변환길이 계수기(conversion length counter; 83)는 프로그램화된 표본수를 저장한다. 계수기(83)는 아날로그부(33)의 변환회로(69)로 ADCONV 신호를 전송한다. 상기 ADCONV 신호는 각 채널로부터 파형점(예를 들면, 점(41))을 나타내는 신호를 "트랩"하고 인터페이스부(55)의 포착메모리(acquisition memory; 87)에 저장하기 위하여 상기 신호를 ADC 버스상에 래치한다.

계수기(83)는 표본화가 이루어지는 동안의 시간이 미리 프로그램된 제 2 경과시간, 예를 들면, XHI1과 같아질 때 ADEND 신호를 중앙처리부(53)로 전송한다. 그러면, 중앙처리부(53)는 표본화된 값의 진폭이 프로그램된 한계의 내부 또는 외부인지를 결정한다.

번지화회로(89)는 영역(27)과 같은 각각의 관측영역에 대하여 제 1 저장번지를 제공하는 시작번지화래치를 포함한다. 포착메모리회로(87)는 변환으로부터 변환된 데이타 표본을 저장한다. 상기 메모리회로(87)는 채널입력(31)당 60 Kbyte의 저장용량을 제공한다. 채널 A 및 B 데이타래치(77a,7b])는 변환된 표본데이타를 중앙처리부(53)로 가는 데이타버스(85)상에 인가한다.

측정된 시간이 미리 정해진 시간과 같을 때 파형(19)의 순간값의 표본을 "추출"할 시점에 대하여 계수기(83)는 아날로그-디지탈 변환기(69)에 신호한다. 표본화를 시작하고 종료하는 시간은 프로그램가능하며 운전자에 의해 제어될 수 있다. 파형(19)은 그것에 의해 "표본화"되었다고 한다. 상기 표본화된 데이타는 스크린(21)상에 그래픽으로 표현되도록 분석기(10)에 의해 인터페이스버스를 따라 PTS 주컴퓨터(17)로 전송된다.

[중앙처리부]

제7도와 관련하여, 중앙처리부(53)는 포착메모리회로(87)를 번지화하고 각각의 관측점(41)의 창형태의 영역(27)에 대하여 변환된 데이타를 읽는다. 상기 부(53)는 미리프로그램된 "Y" 축 진폭, 예를 들면, YLO1 및 YHI1에 대하여 변환된 데이타가 한계이탈 실패인지를 점검한다. 부가하여, 상기 부(53)는 스크린(21)상에 도시하기 위하여 표본데이타를 주컴퓨터로 전송한다.

마이크로프로세서(91)는 기억된 지시에 따라 장치(10)를 운전한다. 운전 및 한계매개 변수는 PTS 주컴퓨터(17)로부터 인터페이스버스(93)를 통하여 받는다. 상기 부(53)는 각각의 관측점 영역(27)에 대하여 표본화된 데이타를 읽어서 파형(19)이 적절한 한계내에 있는지 특정한 한계 밖에 있는지를 확인한다. 만약 실패가 검출되면, 상기 부(53)는 실패를 도시하는 주컴퓨터(17)에 실패중지를 전송하고 실패파일에 그것을 저장한다.

직렬포트회로(95)는 분석기(10)를 위한 직렬통신 인터페이스 및 페이징(paging)을 제공한다. 페이징 입력에 의하여 외부장치(예를 들면, 디지탈 파형발생기)는 분석기(10)가 파형매개변수를 다음 신호세트로 페이지하도록 한다. 상기 부(53)는 그 다음 저장된 매개변수에 접근하고 그 운전을 계속한다. 주변번지화회로(97)는 추가의 다중화를 위한 16개의 번지선(98)을 제공한다. 중앙처리부(53)는 이 선들(98)과 아날로그(33)의 차동다중화번지 선(99)을 동기 시킨다.

본 발명의 원리가 구체적인 태양과 관련되어 설명되었지만, 이 설명은 실시예를 목적으로 만들어진 것이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아님이 명확히 이해되어야 한다.

Claims (10)

1. 그래프상에 도시된 회로기판 전기적 파형의 이상을 분석하기 위하여 장치의 사용자에 의하여 사용되는 방법에 있어서,

   분석될 파형을 선택하는 단계;

   영역의 경계를 정의하기 위하여 사용자에 의해 선택되는 그래프상의 X 및 Y 좌표를 설정하는 단계;

   선택된 파형이 사용자에 의해 정의된 영역에 대하여 소정 위치에 있으면 결함신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 신호는 결함신호이며 파형이 영역과 일치되면 신호가 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 신호는 결함신호이며 파형이 영역의 외부에 있으면 신호가 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 설정단계는 제 1 경과시간을 나타내는 그래프상의 제 1의 X 좌표를 선택하는 단계를 포함하며, 신호발생단계는 제 1 경과시간과 같은 시간에 파형을 표본화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 제 2 경과시간을 나타내는 그래프상의 제 2의 X 좌표를 선택하는 단계 및 제 2 경과시간과 같은 시간에 파형의 표본화를 종료하는 단계를 포함하는것을 특정으로 하는 방법.
6. 제4항에 있어서, 제1점이 사용자에 의해 정의된 영역과 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제5항에 있어서, 제2점이 사용자에 의해 정의된 영역과 일치하는 것을 특정으로 하는 방법.
8. 제4항에 있어서, 표본화단계는 파형의 진폭을 검출하는 단계 및 검출된 진폭을 사용자에 의해 선택된 기준진폭의 범위와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 발생단계는 검출된 진폭이 사용자에 의해 선택된 기준진폭의 범위 밖에 있으면 결함신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제8항에 있어서, 발생단계는 검출된 진폭이 사용자에 의해 선택된 기준진폭의 범위 안에 있으면 결함신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.