Способ измерения времени переключения

(50 С О 1 К 25/ ГОСУД АРСПО ДЕЛА БРЕТЕН НИЕ П ТОРСИ ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 586399, кл. С 01 К 25/ОО, 1977.2. Авторское свидетельство СССР 9 879497, кл. С 01 й 25/00, 1981. (54)(52) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ, основанный на Формировании и подаче иа испытуемый объект двух импульсных последовательностей, задний Фронт первой из которых в пер воиачальный момент совпадает е пе" редним фронтом второй импульсной носледовательности, последующем постепеином сдвиге переднего фронта второй импульсной последовательности в сторону первои импульснои последовательности и определении моментадостижения амплитуды выходных импульсов испытуемого объекта значенияопорного сигнала, о т л и ч а ю -щ и й с ж тем, что, с целью повышения точности, сдвиг переднего фронта второй импульсной последовательности приводят в соответствие с цифровым кодом, значение которого впервоначальный момент равно нулю,а затем наращивают при поступленииимпульсов третьей импульсной последовательности, а времж переключенияопределяют по количеству импульсовтретьей импульсной последовательности, прошедших от начала измерениядо момента равенства амплитуды выходного сигнала испытуемого объектаопорному сигналу.Изобретение относится к измери.тельной технике и может быть исполь"зовано для определения быстродействия микросхем.Известен способ, основанный на 5сравнении исследуемой частоты с опорной, выделении момента равенства Фаз,Формировании импульсов, совпадающихс моментами равенства Фаз исследуемо.го и опорного сигналов 1,10Недостатком этого способа является его низкая точность из-за трудности определения моментов равенствафаз.Известен способ, основанный наФормировании и подаче на испытуемыйобъект двух импульсных последовательностей, задний Фронт первой изкоторых в первоначальный момент совпадает с передним фронтом второй 20импульсной последовательности, последующем постепенном сдвиге переднего фронта второй импульсной после.довательности в сторону первой импульсной последовательности и определении момента достижения амплитуды выходных импульсов испытуемогообъекта значения в этот момент временного сдвига между передним Фронтом второй и задним Фронтом первой ЗОимпульсной последовательности 2.Недостатком известного способаявляется низкая его точность, связанная со сложностью измерения коротких импульсов времени между Фронтами з 5импульсов.Цель изобретения " повышение точности измерения времени переключения,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, основан- Оному на Формировании и подаче на испытуемый объект двух импульсных последовательностей, задний Фронт первой из которых в первоначальный момент совпадает с передним Фронтом ювторой импульсной последовательности, последующем постепенном сдвигепереднего Фронта второй импульснойпоследовательности в сторону первойимпульсной последовательности и определении момента достижеиия амплитуды выходных импульсов испытуемогообъекта значения опорного сигнала,сдвиг переднего Фронта второй импульсной последовательности приводят в усоответствие с цифровым кодом, значение которого в первоначальный момент равно нулю, а затем наращивают при поступлении импульсов третьей импульсной последовательности, а время переключения определяют по ко. личеству импульсов третьей импульсной последовательности, прошедших от начала измерения до момента равенства амплитуды выходного сигнала испытуемого объекта опорному сигналуеНа Фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего данный способ; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.устройство, реализующее данный способ, состоит из основного генератора 1 прямоугольных импульсов, связанного через блок 2 регулируемой задержки синхронизации с синхрогенератором 3 прямоугольных импульсов. Выходы основного генератора 1 и синхрогенератора 3 соединены с входами исследуемого объекта 4, выход которо го через амплитудный преобразователь 5 соединен с первым входом блока 6 сравнения напряжений, второй вход которого соединен с выходом источника 7 опорного напряжения. Выход блока 6 сравнения напряжений соединен с управляющим входом электронного ключа 8, канальный вход которого подключен к выходу генератора 9 импульсов квантования, Канальный выход электронного ключа 8 связан с входом счетчика 10 импульсов выход которого в двоичном коде соединен с входом цифроаналогового преобразователя 11, а выход в двоично-десятичном коде - с входом блока 12 дешифрации и индикации, Выход цифроаналогового преобразователя 11 подключен к управляющему входу блока 2 регулируемой задержки синхронизации,На выходе осно ного генератора 1 Формируется первая импульсная последовательность (Фиг.2 а). Одновременно синхросигнал поступает через блок 2 регулируемой задержки синхронизации на синхрогенератор 3, который вырабатывает вторую импульсную последовательность (фиг,2,б), поступающую вместе с сигналом (фиг.2 а) на входы исследуемого объекта 4. В исходном состоянии задний фронт сигналов (Фиг.2 а) совпадает во времени с передним фронтом сигналов фиг,2 б), поэтому выходной сигнал (фиг.2 в) объекта 4 имеет минимальный логический уровень, выходной сигнал (фиг.2 г)577 с=к и,3 1 150 амплитудного преобразователя 5 равен нулю, электронный ключ 8 открыт действием управляющего напряжения с выхода блока 6 сравнения напряжений (Фиг.2 д), и сигнал выхода генера тора 9 импульсов квантования (третья импульсная последовательность) поступает на вход счетчика 10 импульсов (фиг.2 е).В начале измерения счетчик имнуль; 10 сов 10 начинает подсчитывать количество входных импульсов квантования, дискретно изменяя в сторону увеличения двоичный код числа на входецифроаналогового преобразователя 11, 15 что вызывает соответствующее дискрет. ное изменение аналогового сигнала на выходе цифроаналогового преобразователя 11 (Фиг.2 ж). Ступенчатое изменение величины сигнала на управ ляющем входе блока 2 регулируемой задержки синхронизации вызывает пропорциональный дискретный сдвиг по фазе сигнала синхрогенератора 3 относительно сигнала основного генера тора 1 и постепенное увеличение амплитуды выходного сигнала объекта 4 (фиг,2 в). Процесс продолжается до тех пор, пока время задержки меж. ду передним фронтом первой последовательности и задним Фронтом второй последовательности станет равным 1времени переключения, тогда амплитуда выходного сигнала объекта 4 достигнет заданный максимальный35 уровень. В результате этого напря 11жение на выходе амплитудного преобразователя 5 достигает уровня напряжения источника опорного напряжения 7 (фиг.2 г), что вызывает изменение 40 уровня выходного сигнала блока 6 сравнения напряжений (Фиг.2 д) и эапирание электронного ключа 8, ЗаФиксированное счетчиком 10 число И импульсов третьей последовательности пррпорционально времени задержки, а следовательно, и времени переключения г. измеряемого полупроводникового прибора или интегральной микросхемы (объекта 4). Приэтом время переключения в общем случае определяется по формуле где К - коэффициент пропорциональности между числом импульсов квантования и величинойвремени задержки.Период повторения импульсов третьей последовательности выбирают с учетом обеспечения устойчивой работы счетчика 10 и цифроаналогового преобразователя 11 при условии получения максимального быстродействия и может быть намного .больше периода повторения импульсов первой и второй последовательности. За базовый образец в данной области техники принят способ измерения динамических временных параметров интегральных микросхем, заложенный в устройстве ИИС 1010/01. Сопоставительный анализ базового образца и предлагаемого способа позволяет выявить следующие преимущества последнего: повышение точности измерения на 2 порядка за счет перехода на новый способ измерения и увеличение разрешающей способности при использовании серийного прецизионного 16-разрядного цифроаналогового преобразователя до 2 =65536 единиц из 1 бмерения, расширение диапазона измеряемых временных интервалов примерно в 2,5 раза при одинаковой дискрет. ности за счет большего количества уровней дискретизации.1150577 рек Зак Патент", г.ужгород, ул,Проектн а Составитель Н,Коновалктор В.Ковтун Техред Т.Фанта 37/35 Тираж 748 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 1 13035, Москва, Ж, Раушская