SU473959A1 - Способ определени времени задержки распространени сигнала инвертитующих схем - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к радиоэлектронике , к области измерени  электрических параметров цифровых схем.

Дл  разработчика аппаратуры большой интерес представл ет измерение среднего времени задержки распространени  (ty р. ) сигнала в цифровых схемах, так как И1менно оно определ ет задержку распространени  сигнала в последовательных цеп х и входит в обобщенный критерий оценки качества интегральных схем (произведение средних мощности рассеивани  и времени задержки распространени ). Под средним временем задержки инвертирующей схемы понимают усредневное значение времени переключени  схемы от состо ни  «О к состо нию «1 (Ij,, ) и от «1 к «О (). Эти три величины св заны соотношением з.). (з) )

Кроме того, в р де случаев, например, при существенном различии времен переключени  зр зр. полезно знать каждое из этих времен . Подавл ющее большинство выпускаемых интегральных схем представл ет собой инвертирующие каскады. По этой причине наибольший интерес представл ет измерение t з.р., зр зр инвертирующих cxe. Кроме

того, измерение времени задержки неинвертнрующих схем проще и может быть осуществлено измерением разности периодов генерации двух колец, одно из которых отличаетс  включением измер емой схемы.

Известные методы измерени  ...р. можно

разделить на три группы: непосредственное измерение временных параметров с помощью специальной аппаратуры; метод требует применени  сложной аппаратуры, по ча стотным свойствам превосход щей на пор док измер емые элементы; косвенный метод измерени  временных парайтетров, использующий кольцевой генератор и парафазный каскад, недостатком его  вл ютс  высокие требовани  к парафазному каскаду по точности и

стабильности временных параметров; косвенный метод измерени  /з.р. с помощью измерени  периода генерации кольца; метод прост, но позвол ет измер ть значение параметра , среднее дл  всех схем, включенных в

кольцо, т. е. не вы вл ет различи  задержек между отдельными схема ми.

Целью изобретени   вл етс  определение значений времени задержки распространени  сигнала дл  каждой из инвертирующих

схем, параметры которых измер ютс , и иовыщение точности измерений.

Это достигаетс  тем, что по предлагаемому спо1собу измер ют периоды генерацш колец , составленных из нечетного числа последовательно соединенных схем, причем дл 

измерений берут «а одну схему больше, чем входит в кольцо, из общего набора схем последовательно составл ют кольца, измен   комбинацию схем так, чтобы кажда  схема только один раз оказалась невключе-ниой в кольцо, измер ют период генерации каждого из составленных колец И вычисл ют среднее врем  задержки распространени  сигнала каждой инвертирующей схемы.

Кроме того, дл  измерени  времени задержки распространени  сигнала при переключении инвертирующих схем из одного. логического состо ни  в другое дополнительно измер ют длительность импульса и вычисл ют отдельно врем  задержки распространени  сигнала / и г.|° дл  каждой инве1ртирующей схемы.

Далее, когда измерение более длинных временных интервалов может быть осуществлено с большей точностью, то во все кольца, кроме одного, выключаетс  элемент задержки и производитс  на одно измерение больше.

На чертеже приведена схема, иллюстрирующа  предла1гаемый способ определени  среднего времени задержки распространени  сигнала дл  каждой инвертирующей схемы или tl° , или °р .

На чертеже обозначено: 1-б-инвертирующие схемы, дл  которых «производитс  измерение временных параметров; 7 - измеритель периода генерации кольца; 8 - измеритель длительности импульса.

Способ реализуют следующим образом.

При определении среднего времени задержки раопространеви  сигнала инвертирующей схемы по предлагаемому cnocoi6y отбирают четное количество схем, последовательно исключа  по одной из схем, составл ют кольца и измер ют их периоды релаксационных колебаний. Так на чертеже изображены шесть колец при шести измер емых схемах, в которых последовательно исключены из измерений схемы 1-6. Операци  составлени  колец может быть реализована путем последовательного замещени  одной из схем в кольце последовательно соединенных всех измер емых схем коммутирующим элементом (перемычкой).

В результате измерений периодов генераций каждого кольца получаютс  шесть значений периодов дл  шести .различных наборов схем, по которым может быть составлена система из шести уравнений с шестью неизвестными , решение которой в общем виде выражаетс  формулой

1 г 1

:Ц- Г:

где з.р..- среднее врем  задержки распространени  сигнала дл  t-ой схемы; Гу (Г; - период релаксационных Колебаний дл  /-ГО (i-ro) кольца, причем Т -период кольца, из которого была исключена i-а  схема; п - число схем в наборе.

Таким образом, в конце цикла измерений рассчитывают параметры з.р. дл  всех участвовавших в измерении схем.

Достоинством предлагаемого способа  вл етс  то, что единственным прибором, использующимс  при определении .  вл етс  измеритель периода. Такие приборы имеют весьма высокую точность измерений. Причем за счет применени  цифрового делител  частоты возможно измерение не периода релаксационных колебаний кольца, а более длинного интервала времени или соответствующей частоты.

Кроме того, процесс определени  ts.p. по

предлагаемому способу легко подаетс  автоматизации . Дл  этого необходимы простые коммутирующие, регистрирующие и вычислительные устройства. Процесс измерени  не требует применени  эталонных элементов,

ручных подборов более высокочастотных по сравнению с из.мер емыми элементами и возможен в широком температурном диапазоне.

Дл  раздельного определени  t° и ° дл  каждой схемы необходимо измерить любые две величины из трех следующих: период генерации, длительность положительного интервала , длительность отрицательного интервала . Например, кроме измерени  периода, дополнительно измер ют длительность импульса . В этом случае количество .неизвестных и количество уравнений удваиваетс . Решение такой системы уравнений в общем виде дл  положительной логики (состо нию «1 логического элемента соответствует сигнал высокого уровн ) дает дл  i.j следующее выражение:

г-1

1-1

1°,.. S (-1) + T,.-S l-l-(-l)- з.р..+ / 1J-1

+ S (-1)- (-1)/+1 ;з.р., i i+lj i+l

где i (j) - номер схемы (, 2, 3,... n;

, 2, 3,..., п); г- (ТУ ) - длительность положительного импульса на выходе схемы с максимальным но.мером при соединении схем в пор дке возрастани  номеров дл  кольца, в котором отсутствует i-а  (/-а ) схема;

4.p;-Среднее врем  задержки распространени  сигнала, определенное на основе измерений периодов генераций колец.

При малых длительност х положительных и отри1цательных интервалов измерение их, которое вызывает технические труд|Ности, может быть заменено измерением их соотнощений или разности, что дл  расчета этих величин вполне достаточно.

Дл  повышени  точности измерений в тех случа х, когда измерени  более длительных временных интервалов могут быть осуществлены с больщей точностью, измерени  периода или длительности им.пульса производ т дл  колец, в которые дополнительно последовательно с измер емыми схемами включен элемент задержки. Кроме того, одно из измерений повтор ют дл  кольца без элемента задерж ки (точность последнего измерени  может быть повышена путем многократных измерений).

Врем  задержки определ ют по результатам измерений периода (длительности) дл  колец, отличающихс  только элементом задержки . Затем его исключают из всех остальных результатов измерени . Дальнейшие определени  параметров инвертирующих элементов производ т, как указано выше.

Предмет изобретени 

Claims (3)

1. Способ определени  времени задержки распространени  сигнала инвертирующих Схем путем составлени  кольца из нечетного числа лоследовательно соединенных инвертирующих схем, измерени  периода генерации и вычислени , отличающийс  тем, что, с целью получени  значени  среднего времени

задержки распространени  сигнала дл  каждой из инвертирующих схем, дл  измерений берут на одну схему больше, чем входит в кольцо, из общего набора схем доачедовательно составл ют кольца, измен   комбинацию схем тНКим образом, чтобы кажда  схема только один раз оказывалась невключенной в кольцо, измер ют период операции каждого из составленных колец и вычисл ют

среднее врем  задержки распространени  сигнала каждой инзертирующей схемы.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что измер ют дополнительно длительность импульса и вычисл ют отдельно врем  задержки сигнала при переключении из одного состо ни  в другое дл  каждой инвертирующей схемы.

3.Способ по пп. 1 II 2, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений,

во все кольца, кроме одного, включают элемент задержки и производ т на одно измерение больше.