Способ определения времени задержки распространения сигнала
Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения времени распространения сигнала в цифровых интегральных схемах, времени включения. и выключения транзисторов, тиристоров и других активных элементов. Цель изобретения - расширение области применения за счет измерения времени задержки распространения сигналов в инвертирующих элементах при измеряемых неинвертирующих. Способ определения времени задержки распространения сигнала основан на формировании последовательности входных импульсов прямоугольной формы и измерении времени задержки распространения сигнала по амплитуде составляющей спектра при закорачивании и при включении исследуемого элемента при том, что делят частоту повторения входных импульсов, преобразуют полученную последовательность импульсов и последовательность входных импульсов в результирующую последовательность импульсов, амплитуда Am. гармоники спектра которой пропорциональна величине задержки распространения сигнала исследуемого элемента, и определяют время задержки распространения сигнала в исследуемом элементе в соответствии с предложенной формулой. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1, деяитель 2, формирователь 3 импульса, исследуемый элемент 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, переключатель 7, милливольтметр 8, короткозамыкатель 9. 2 ил. СО С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 25/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601709/21 (22) 02.11.88 (46) 07,09.91. Бюл. N 33 (72) В.П.Урбонас (53) 621.317 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 1262443, кл. G 01 R25/00,,1986. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ
ЗАДЕРЖКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения времени распространения сигнала в цифровых интегральных схемах, времени включения. и . выключения транзисторов, тиристоров и других активных элементов. Цель изобретения — расширение области применения sa счет измерения времени задержки распространения сигналов в инвертирующих элементах при измеряемых неинвертирующих.
Способ определения времени задержки
„„59„„1675794 А1 распространения сигнала основан на формирОВэнии последоВательности Входных импульсов прямоугольной формы и измерении времени задержки распространения сигнала по амплитуде составляющей спектра при закорачивании и при включении исследуемого элемента при том, что делят частоту повторения входных импульсов, преобразуют полученную последовател ьность импульсов и последовательность входных импульсов в результирующую последовательность импульсов, амплитуда А, гармоники спектра которой пропорциональна величине задержки распространения сигнала исследуемого элемента, и определяют время задержки распространения сигнала в исследуемом элементе в соответствии с предложенной формулой. устройство, реализующее способ, содержит генератор 1, делитель 2, формирователь 3 импульса, исследуемый элемент 4, элемент
И 5, элемент ИЛИ 6, переключатель 7, милливольтметр 8, короткозамыкатель 9; 2 ил.
1675794
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в приборах для измерения времени распространения сигнала в цифровых интегральных схемах (ЦИС),, времени включения и выключения транзисторов, тиристоров и других активных элементов, Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения измерения времени задержки распространения сигналов в инвертирующих элементах при измеряемых неинвертирующих.
На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие способ.
Устройство, реализующее способ, содержит задающий генератор 1 через делитель 2 соединенный с формирователем 3 импульса, выход кторого соединен с исследуемым элементом 4 и вторыми входами логических элементов И 5 и ИЛИ 6, к объединенным первым входам которых подключен выход исследуемого элемента 4, выходы логических элементов И 5 и ИЛИ 6 через перключатель 7 подклк1чены к входу селективного милливольтметра 8. Короткозамыкатель 9 при установке нуля включается вместо исследуемого элемента 4, Устройство работает следующим образом.
Сигнал с задающего генератора 1 с периодом То, частотой повторения Fp = 1/Tp (фиг. 2а) поступает на вход делителя 2. Последний делит частоту импульсов задающего генератора 1 íà и раз и на входе выдает
Прямоугольные импульсы длительностью То с частотой повторения F = Fp/n, периодом
Т = пТо, которые поступают на формирователь импульса, обеспечивающий формирование точной длительности импульса, равной Т/и, и необходимой амплитуды. Выходной сигнал формирователя 3 (фиг, 2б) одновременно поступает на вход исследуемого элемента 4 вторые входы логических элементов И 5 и ИЛИ 6, на первые входы которых поступает выходной сигнал исследуемого элемента 4, задержанный на время распространения сигнала относительно выходного сигнала формирователя 3 импульса, На фиг, 2в показан выходной сигнал неинвертирующего исследуемого элемента
4, а на фиг. 2е — инвертирующего.
B случае неинвертирующего элемента 4 выходной сигнал логического элемента И 5 . п редста вл яет выходной сигнал формирователя 3 импульсов, укороченный на время задержки распространения при включении (фиг, 2г), т.е; тИ - То — Т0,1, (1) а выходной сигнал логического элемента
ИЛИ 6 (фиг. Зд) (2) ТИЛИ = То + т1,0 где t>,o — время задержки распространения сигнала при выключении, Для определения значения to,1 и tl,o используют соотношение
2Е п1Ит
ЯП1 2 (3) где Š— амплитуда сигнала„
"5 Q — 2к F — угловая частота повторения сигнала;
m — номер гармоники; г — длительность импульса, 25 Am (з!п km cos km
2Е Т0,1
То (4) — cos kmsln kate
to,1
То
Так как sinless = О, cosk л = (— 1) то моk, дуль амплитуды гармоник rn = k.u
Am — Sin k.n
2 Е 101
K ll То (5) 35 ПрИ То)) т0,1макс ЛЕГКО ОбЕСПЕЧИВаЕтСя условие < д 0,1 макс < О 25
40 То (6) что позволяет с погрешностью не более 1 принимать
sin km =kit
tO.Ñ t0,1
Т То (7) В этом случае получают
50 пТ, А Т
2Е 2Е (8) Как следует из (5), для увеличения амплитуды гармоники Ап измерения проводить це55 лесообразно при наименьших значениях и, т.е. и =2.
Значение k для обеспечения неравенства (7) в наиболее широком диапазоне значения to,1 следует принимать минимальным, т.е. k = 1, В этом случае
2О Учитывая, что 0=2 F =2л/и Т, и из (1) вставив значение г = то, для гармоник m =k п, где k=1,2, 3.„, получают
1675794
А! =2 —. Sill л! и (1 О) 5 где l - 1, 2, 3,... номер гармоники, по амплитуде которой проводится определение Е.
Для уменьшения аддитивной составляющей погрешности измерения необходимо проводить при наибольших значениях амп- 50 литуды Al. Для этого необходимо обеспеm-! чить в (10) sin — - 1, для чего значение и ! должно удовлетворять
I Фз п, I —
r.n
2 где s = 1, 2, 3, 4..., r = 1, 3, 5, 7... о,! = — Аг.
То (9)
Ео
Аналогичными расчетами доказывается, что задержка распространения сигнала при выключении t1,о также определяется выраже- 5 нием (9), т.е. время задержки to,< прямо и ропарционал ьно амплитуде второй гармоники выходного напряжения логического элемента И 5.
В случае инвертирующего исследуемо- 10 го элемента 4 на выходе логического элемента И 5 появляется сигнал с длительностью tin = t>,0 (фиг. 2ж), а на выходе логического элемента ИЛИ 6 — сигнал с длительностью хили = nTO — to,! (фиг. 2э). 15
Подставив в (3} значения хи и хили, можно показать, что в обоих случаях время задержки распространения сигнала инвертирующего элемента определяется по амплитуде m-й гармоники и описывается выражениями (9).
Перед началом измерения проводится установка нуля временной шкалы, для чего вместо исследуемого элемента 4 ставится короткозамыкатель и подстройкой длитель-25 ности импульсов формирователя 3 импульсов добиваются минимального значения амплитуды гармоники Am на выходе логического элемента И 5 или логического элемента ИЛИ 6 по минимальным показаниям 30 селективного милливольтметра 8.
После этого проводится определение амплитуды Е результирующего напряжения на выходе логических элементов И 5 и ИЛИ
6 с помощью любого измерителя амплитуды 35 испульсов (осциллограф, импульсный вольтметр) или селективного милливольтметра 8 по амплитуде других гармоник, чем измеряемая. В этом случае, учитывая, что х = —, 40
Т
A из (3) получают
Значение Е из (11) подставив в (9), получают л
sn — — Т, (12) Как показано, измерения наиболее целесообразно проводить при наименьших значениях, т,е. n = 2, k = 1.
Тогда при = 1 выражение (12) принимает вид
1 Az
t = — — Т. л А! (13) л 1
sn.А л l А! где Š— амплитуда импульсов результирующей последовательности;
Т вЂ” период повторения импульсов;
Am — амплитуда m-й гармоники результирующей последовательности импульсов;
А! — амплитуда гармоники при замене исследуемого элемента короткозамыкателем;
I — номер гармоники, по которой определяется Е;
n — коэффициент деления, После этого вместо короткозамыкателя
9 вставляется исследуемый элемент 4 и по показаниям милливольтметра 8, согласно указанным выражениям, определяется время задержки распространения сигнала.
Формула изобретения
Способ определения времени задержки распространения сигнала, основанный на формировании последовательности входных импульсов прямоугольной формы и измерении времени задержки распространения сигнала по амплитуде составляющей спектра при эакорачивании и при включении исследуемого элемента, о.тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения, делят частоту повторения входных импульсов, преобразуют полученную последовательность импульсов и последовательность входных импульсов в результирующую последовательность импульсов, амплитуда Am гармоники спектра которой пропорциональна величине задержки распространения сигнала исследуемого элемента, определяют время задержки распространения сигнала в исследуемом элементе согласно выраже- . нию т = TAm/2Е, а в неинвертирующем исследуемом элементе согласно выражению
1675794
ИЬс 5
Ucbu.9f
Ии М
I х НЛИб
Составитель В,Величкин
Редактор Н.Бобкова Техред М,Моргентал Корректор В.Гирняк
Заказ 2999 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
