DE69206006T2

DE69206006T2 - Automatische Schrägverzerrungskalibrierung für Mehrkanalsignalquellen.

Info

Publication number: DE69206006T2
Application number: DE69206006T
Authority: DE
Inventors: Frederick Y Kawabata
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1991-02-11
Filing date: 1992-02-10
Publication date: 1996-07-25
Anticipated expiration: 2012-02-11
Also published as: DE69206006D1; EP0499174A1; US5384781A; JPH0590919A; EP0499174B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kalibrierungsverfahren, und insbesondere ein Verfahren für eine automatische Schrägverzerrungskalibrierung für Mehrkanalsignalquellen zur Korrektur von Schrägverzerrung in Signalquellen, um die beste Genauigkeit zu erhalten.
Die Korrektur von Schrägverzerrung in Signalquellen ist ein wichtiges Merkmal, da es eines der grundlegenden Zeitablauf- Charakteristika einer Signalquelle darstellt. Herkömmlicherweise wurden bisher externe Instrumente, beispielsweise Oszilloskope, zur Betrachtung von Signalen während der manuellen Einstellung einer jeden Signalquelle verwendet. Wenn die Signale gemäß der Anzeige auf dem Oszilloskop zeitlich ausgerichtet sind, ist die Schrägverzerrung zwischen den Signalquellen korrigiert. Dieses etwas umständliche manuelle Verfahren, für das ein externes Instrument erforderlich ist, läßt sich nicht häufig einfach so durchführen, da es zeitaufwendig ist, so daß sich zwischen manuellen Kalibrierungen Schrägverzerrungsfehler in den Signalen einschleichen können.
Eine dynamische Schrägverzerrungskorrektur von analoger Mehr- Kanal-Information ist aus der US-A-4,477,845 bekannt. Hierbei wird ein Trägerfrequenzsignal durch ein Modulationssignal niederer Frequenz, welches von einer gemeinsamen Quelle abgeleitet ist und einen vorbestimmten Nulldurchgang und Phasencharakteristiken hat, amplitudenmoduliert. Die Aufzeichnung des amplitudenmodulierten Trägersignals auf wenigstens zweien einer Vielzahl von Kanälen erfolgt gleichzeitig mit der Aufzeichnung der analogen Information auf den entsprechenden Kanälen. Die Wiedergabe der verschiedenen modulierten Signale aus der Vielzahl von Kanälen erfolgt gleichzeitig mit der Wiedergabe der auf den entsprechenden Kanälen aufgezeichneten analogen Information. Die vorbestimmten Charakteristiken des abgeleiteten Trägersignals und des niederfrequenteren Modulationssignals werden dazu verwendet, die wiedergegebene Information zu verarbeiten, um sie zur zeitlichen Verschiebung der aus den einzelnen Kanälen abgeleiteten Information für die Korrektur von Schrägverzerrungsfehlern zwischen den verschiedenen Kanälen zu verwenden.
Es wird daher ein automatisches Verfahren zur Schrägverzerrungskalibrierung gewünscht, das keine externen Instrumente verwendet, und das häufig ausgeführt werden kann, um Schrägverzerrungsfehler zu korrigieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein automatisches Schrägverzerrungskalibrierungsverfahren für Mehrkanalsignalquellen mit einem Paar kreuzgekoppelter Flipflops und einem Mikroprozessor zur Verfügung. Ein Paar der Signalquellenausgänge werden kreuzgekoppelt einem Paar Flipflops eingegeben, so daß ein Signal ein Flipflop taktet, wobei das andere Signal als Eingangssignal anliegt, und das andere Signal das andere Flipflop taktet, wobei dann das erste Signal als Eingangssignal anliegt. Der Mikroprozessor testet die Ausgangssignale der Flipflops, um zu bestimmen, welches Signal dem anderen vorläuft, und stellt dann das vorlaufende Signal inkrementell ein, wobei er die Ausgangssignale der Flipflops nach jedem Inkrement testet, bis ein Flipflop und dann das andere Flipflop seinen Zustand wechselt. Das Zeitintervall, während dem die Flipflops sich im selben Zustand befinden, wird durch zwei geteilt, um die Zeit des vorlaufenden Signals so einzustellen, daß es mit dem anderen Signal ausgerichtet ist.
Alternativ wird, sobald das erste Flipflop seinen Zustand ändert, das vorlaufende Signal so eingestellt, daß es das nachlaufende Signal bildet, und dann dekrementell eingestellt, bis eines der Flipflops seinen Zustand ändert. Das Zeitintervall zwischen der Zustandsänderung des ersten Flipflops in jeder Richtung wird gemittelt, um die passende Schrägverzerrungseinstellung für die Quelle des ursprünglich vorlaufenden Signals zu bestimmen.
Die Aufgaben, Vorteile und weitere neuartigen Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Ansprüchen und Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems zur automatischen Schrägverzerrungskalibrierung einer Mehrkanalsignalquelle gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm des Systems aus Fig. 1 zur Veranschaulichung des Betriebs gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 3 ein Flußdiagramm des Betriebs des Systems aus Fig. 1 gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 4 ein alternatives Teil-Ablaufdiagramm des Betriebs des Systems aus Fig. 1 gemäß vorliegender Erfindung;
Fig. 5 ein Diagramm, das den Betrieb der vorliegenden Erfindung gemäß dem Ablaufdiagramm aus Fig. 4 veranschaulicht.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 1 ist eine Mehrkanalsignalquelle 10 dargestellt, mit einer Signalquelle 12 für Kanal A und einer Signalquelle 14 für Kanal B zur Erzeugung von Ausgangssignalen K A, K B. Die Ausgangssignale der Signalquellen 12, 14 werden von einem Schalter SW1 entweder an die Ausgänge K A, K B oder an eine Kalibrierungsschaltung 16 geleitet. Ein Paar kreuzgekoppelter Flipflops 18, 20 empfangen die Ausgangssignale X, Y der Signalquellen 12, 14 als Eingangssignale, wobei X mit dem D-Eingang des ersten Flipflops 18 und dem Takteingang des zweiten Flipflops 20 gekoppelt ist, und Y mit dem Takteingang des ersten Flipflops 18 und dem D-Eingang des zweiten Flipflops 20 gekoppelt ist. Die Q-Ausgangssignale A, B der Flipflops 18, 20 werden als Eingangssignale an entsprechende Halteschaltungen 22, 24 gelegt, deren Ausgangssignale ein Schrägverzerrungssignal SKA, SKB bilden, das die relativen Positionen einer definierten Flanke der Eingangseignale X, Y darstellt.
Ein Mikroprozessor 26 liefert Steuersignale CTLA, CTLB an die entspechenden Signalquellen 12, 14, die einen absoluten Signalverzögerungswert für jede Quelle erstellen. Der Mikroprozessor 26 legt auch ein SCHRÄG_KAL-Signal an den Schalter SW1, der bestimmt, ob die Signale von den Signalquellen 12, 14 an die Ausgänge K A, K B geleitet oder der Kalibrierungsschaltung 16 eingegeben werden. Schließlich liefert der Mikroprozessor 26 ein Taktsignal SMPL an die Takteingänge der Halteschaltungen 22, 24, um die Ausgangssignale der Flipflops 18, 20 zu halten, um das Schrägverzerrungssignal zu erzeugen, und setzt die Halteschaltungen zurück, nachdem jede Abtastung des Schrägverzerrungssignals vom Mikroprozessor verarbeiten worden ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, befindet sich, wenn eine positive Vorderflanke des Y-Signals derselben Flanke des X-Signals vorläuft, wie in Position (1) gezeigt, das Ausgangssignal A des ersten Flipflops 18 auf einem niedrigen Pegel, während sich das Ausgangssignal B des zweiten Flipflops 20 auf einem hohen Pegel befindet. Alternativ befindet sich, wenn die positive Vorderflanke des Y-Signals derselben Flanke des X-Signals nachläuft, wie in Position (2) gezeigt, das Ausgangssignal A des ersten Flipflops 18 auf einem hohen Pegel, während sich das Ausgangssignal B des zweiten Flipflops auf einem niedrigen Pegel befindet. Diese Werte A, B werden vom Mikroprozessor 26 durch das Signal SMPL in die Halteschaltungen 22, 24 getaktet, um das Schrägverzerrungssignal SKA, SKB für den Mikroprozessor zu bilden. Alternativ kann das Taktsignal SMPL für die Halteschaltungen 22, 24 entfallen, wobei der Mikroprozessor 26 die Ausgangssignale der Halteschaltungen für eine festgelegte Zeitperiode liest, nachdem die Halteschaltungen durch das RST- Signal zurückgesetzt wurden.
Wie in Fig. 3 gezeigt, überträgt der Mikroprozessor 26 zum Starten der Schrägverzerrungssequenz den SCHRÄG_KAL-Befehl an den Schalter SW1, so daß die Ausgangssignale der Signalquellen 12, 14 der Kalibrierungsschaltung 16 eingegeben werden. Durch den SMPL-Befehl vom Mikroprozessor werden die Ausgangssignale der Flipflops 18, 20 in die Halteschaltungen 22, 24 übertragen, um das Schrägverzerrungssignal SKA, SKB zu erzeugen. Auf der Grundlage der Zustände von SKA, SKB inkrementiert der Mikroprozessor 26 die Signalverzögerung CTL des X- oder Y-Signals, welches als vorlaufendes Signal bestimmt wurde, indem er das passende Steuersignal, CTLA oder CTLB, inkrementiert. Der Mikroprozessor 26 setzt die Halteschaltungen 22, 24 zurück und tastet dann die Ausgänge A, B der Flipflops 18, 20 erneut ab, um festzustellen, ob eines der beiden Flipflops als Reaktion auf die inkrementelle Verzögerungsänderung der Quelle des vorlaufenden Signals seinen Zustand geändert hat. Dieser Prozess wird wiederholt, bis eines der Flipflops 18, 29 seinen Zustand ändert, wobei zu diesem Zeitpunkt der Wert des sich ändernden Steuersignals CTL als erster Verzögerungswert T1 gespeichert wird. Das sich ändernde Steuersignal CTL läuft im Anschluß an den oben beschriebenen Prozess weiter, bis das andere Flipflop 18, 20 seinen Zustand ändert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wert des sich ändernden Steuersignals CTL als zweiter Zeitwert T2 gespeichert. Der Mikroprozessor 26 bestimmt dann den Mittelpunkt zwischen T1 und T2 und setzt das sich ändernde Steuersignal CTL auf den bestimmten Wert, wodurch die Schrägverzerrungskalibrierung abgeschlossen wird.
Alternativ wird, wie in Fig. 4 gezeigt, wenn T1 des sich andernden Steuersignals CTL erst einmal bestimmt ist, das sich ändernde Steuersignal derart eingestellt, daß die Signalquelle 12, 14, die ursprünglich die Quelle des vorlaufenden Signals war, definitiv die Quelle des nachlaufenden Signals wird, wie es durch die Zustände der Flipflops 18, 20 angezeigt wird. Dann wird CTL dekrementiert, bis eines der Flipflops 18, 20 seinen Zustand ändert, und dieser Wert von CTL wird als T2 aufgezeichnet. Dann wird CTL, wie vorher, auf den Mittelwert von T1 und T2 gesetzt. Dies ist eine Verfeinerung des in Fig. 3 dargestellten Prozesses, welche durch die Tatsache erforderlich wird, daß es für einige Flipflops, wie in Fig. 5 gezeigt, eine definitive Differenz in den Zeiten gibt, zu denen die Flipflops ihren Zustand ändern, in Abhängigkeit von der Richtung, in der das sich ändernde Steuersignal CTL inkrementiert/dekrementiert wird. Eine Anwendung des Prozesses aus Fig. 3 ergibt für derartige Flipflops im Extremfall eine Zeit T2' als zweite Zeit zur Mittelung; wird jedoch von der entgegengesetzten Richtung angenähert, ist T2 weitaus größer als T2', und in der Tat ist sogar die Zeit T1' größer als T2'. Daher wird durch den Prozess aus Fig. 4 sichergestellt, daß diesen Veränderungen der Bauteil-Charakteristiken Rechnung getragen wird, um die bestmögliche Mittelung für die Einstellung des sich ändernden Steuersignals zu erhalten, um den geringsten Betrag einer tatsächlichen Schrägverzerrung zwischen den zwei Signalquellen 12, 14 zu erzeugen.
Da der Kalibrierungsvorgang unter Mikroprozessorsteuerung abläuft und keine Eingriffe eines Bedieners erfordert, kann die Kalibrierung so häufig wie gewünscht ohne Störung durchgeführt werden. Die einzige Eingabe eines Bedieners wäre die Einstellung der Frequenz des Prozesses der automatischen Schrägverzerrungskalibrierung, oder alternativ die manuelle Inituerung des Kalibrierungsprozesses.
Somit stellt die vorliegende Erfindung eine automatische Schrägverzerrungskalibrierung für eine Mehrkanalsignalquelle, die kreuzgekoppelte Flipflops zusammen mit einem Mikroprozessor verwendet, um zu bestimmen, welches Signal dem anderen vorausläuft! und dann die Verzögerung des vorlaufenden Signal einstellt, bis die zwei Signale zeitlich ausgerichtet sind, wodurch die Schrägverzerrung zwischen den Signalen korrigiert wird.

Claims

1. Vorrichtung zur automatischen Schrägverzerrungskalibrierung für eine Mehrkanalsignalquelle (10), mit:

einer Vorrichtung (16) zum Erzeugen eines Schrägverzerrungssignals (SKA, SKB) , das angibt, welches von zwei Eingangssignalen (X, Y) von der Mehrkanalsignalquelle ein voreilendes Signal ist;

einer Vorrichtung (26), die auf das Schrägverzerrungssignal anspricht, um eine Verzögerung (CTL) für das voreilende Signal zu verändern, um das Zeitverhältnis zwischen dem voreilenden Signal und dem anderen Signal der beiden Eingangssignale inkrementiert zu verändern;

einer Vorrichtung (26), die aus den Veränderungen im Schrägverzerrungssignal als Reaktion auf das Andern der Verzögerung einen kalibrierten Wert für die Verzögerung bestimmt, so daß die beiden Eingangssignale zeitlich miteinander ausgerichtet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Erzeugungsvorrichtung ein Paar Flipflops (18, 20) aufweist, deren Eingänge kreuzweise gekoppelt sind, so daß eines der beiden Eingangssignale an den D-Eingang des ersten Flipflops und den Takteingang des zweiten Flipflops gelegt wird, und das andere der beiden Eingangssignale an den Takteingang des ersten Flipflops und den D-Eingang des zweiten Flipflops gelegt wird, wobei die Ausgangssignale (A, B) der Flipflops das Schrägverzerrungssignal bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Erzeugungsvorrichtung des weiteren ein Paar Zwischenspeicher (22, 24) aufweist, die mit entsprechenden der Flipflops gekoppelt sind, um die Ausgangssignale der Flipflops zur Eingabe an die Änderungs- und Bestimmungsvorrichtung zu speichern.

4. Verfahren zum Durchführen einer automatischen Schrägverzerrungskalibrierung in einer Mehrkanalsignalquelle (10), folgende Schritte umfassend:

Bestimmen, aus einem Paar von Eingangssignalen (X, Y) von der Mehrkanalsignalquelle, eines Schrägverzerrungssignals (SKA, SKB), das angibt, welches des Eingangssignalpaares ein voreilendes Signal ist;

Inkrementieren einer Verzögerung (CTL) in der Quelle des voreilenden Signals, während weiterhin aus dem Schrägverzerrungssignal bestimmt wird, welches Signal des Eingangssignalpaares das voreilende Signal ist; und Einstellen der Verzögerung in der Quelle auf einen kalibrierten Wert, wenn das voreilende Signal zeitlich mit dem anderen Signal des Eingangssignalpaares ausgerichtet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der Schritt des Bestimmens folgende Schritte umfaßt:

Anlegen des Paares Eingangssignale in kreuzweise gekoppelter Weise an ein Paar Flipflops (18, 20), so daß eines der Eingangssignale an den D-Eingang des ersten Flipflops und den Takteingang des zweiten Flipflops gelegt wird und das andere der Eingangssignale an den Takteingang des ersten Flipflops und den D-Eingang des zweiten Flipflops gelegt wird, wobei die Ausgangssignale (A, B) der Flipflops das Schrägverzerrungssignal ergeben; und

Bestimmen anhand des Schrägverzerrungssignals, welches der Eingangssignale das voreilende Signal ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Inkrementierschritt folgende Schritte umfaßt:

Inkrementieren der Verzögerung der Quelle des voreilenden Signals;

Bestimmen anhand des Schrägverzerrungssignals, ob das Ausgangssignal eines der Flipflops seinen Zustand als Reaktion auf die inkrementierte Verzögerung ändert;

Gleichsetzen eines ersten Verzögerungswertes (T1) mit dem Wert der Verzögerung, wenn das Ausgangssignal eines der Flipflops seinen Zustand ändert;

Wiederholen der Schritte des Inkrementierens und Bestimmens, bis das andere der Flipflops seinen Zustand ändert; und

Gleichsetzen eines zweiten Verzögerungswertes (T2) mit dem Wert der Verzögerung, wenn das Ausgangssignal des anderen der Flipflops seinen Zustand ändert;

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Einstelischritt folgende Schritte umfaßt:

Berechnen des kalibrierten Wertes ((T1+T2)/2) aus dem ersten und dem zweiten Wert; und

Einstellen der Verzögerung auf den kalibrierten Wert.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Inkrementierschritt folgende Schritte umfaßt:

Inkrementieren der Verzögerung der Quelle des voreilenden Signals;

Einstellen der Verzögerung, so daß das voreilende Signal definitiv ein nachlaufendes Signal wird;

Dekrementieren der Verzögerung;

Bestimmen anhand des Schrägverzerrungssignals, ob das Ausgangssignal eines der Flipflops seinen Zustand als Reaktion auf die dekrementierte Verzögerungändert; und Gleichsetzen eines zweiten Verzögerungswertes (T2) mit dem Wert der Verzögerung, wenn das Ausgangssignal des anderen der Flipflops seinen Zustand ändert.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Einstellschritt folgende Schritte umfaßt:

Berechnen des kalibrierten Wertes ((T1+T2)/2) für die Verzögerung aus dem ersten und dem zweiten Wert; und Einstellen der Verzögerung auf den kalibrierten Wert.