JP2573226B2 - 信号時間測定装置 - Google Patents

信号時間測定装置

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JP2573226B2 JP14323287A JP14323287A JP2573226B2 JP 2573226 B2 JP2573226 B2 JP 2573226B2 JP 14323287 A JP14323287 A JP 14323287A JP 14323287 A JP14323287 A JP 14323287A JP 2573226 B2 JP2573226 B2 JP 2573226B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば半導体装置の出力信号波形相互間
の時間差を自動測定するための装置に用いられる信号時
間測定装置に関する。
(従来の技術) この種の従来のたとえば2チャンネル用の信号時間測
定装置は第6図に示すように構成されていた。即ち、6
0,70は入力信号用同軸ケーブル、61,71は信号入力端
子、62,72は入力インピーダンス整合用抵抗、63,73は入
力緩衝増幅器、64はスタート用レベル比較器、65はスタ
ートトリガレベル設定回路、74はストップ用レベル比較
器、75はストップトリガレベル設定回路、66,76はスロ
ープ選択回路、67はゲートパルス発生回路、68はゲート
回路、69はマスタークロック発生回路、77はクロックパ
ルスカウンタである。
上記装置において、第1チャンネルの系統の入力端子
61の入力信号S1と第2チャンネルの系統の入力端子71の
入力信号S2とが第7図に示すように同期している場合
と、第8図に示すように非同期の場合について動作を説
明する。入力信号S1は、スタートトリガレベル設定回路
65により設定されたスタートトリガレベルをスロープ選
択回路66により選択された正のスロープ(波形の立上り
傾斜)が横切るときにトリガ信号に変換される。また、
入力信号S2は、ストップトリガレベル設定回路75により
設定されたストップトリガレベルをスロープ選択回路76
により選択された負のスロープ(波形の立下り傾斜)が
横切るときにトリガ信号にされる。そして、上記2つの
二値化のタイミング差に応じた二波形間の時間差T1,T2,
T3,…を有するゲートパルスがゲートパルス発生回路67
で発生し、このゲートパルスのパルス幅が周期t0のマス
タークロックによりクロックパルスカウンタ77で計数さ
れ、この計数出力N(N1,N2,N3,…)とt0との乗算によ
り前記時間差T1,T2,T3…が求められる。この場合、入力
信号S1,S2が同期していれば、T1=T2=T3=…であるの
で正確な測定が可能であるが、非同期の場合にはT1,T2,
T3…がばらつく(本例ではT1≠T2、T3≠T4、T1=T3、T2
=T4となる場合を示している)ので測定値がばらついて
しまうという問題があり、しかも信号波形がさらに複雑
になると上記のような測定が不可能になってしまう。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記したように非同期の入力信号について
は波形間時間差を正確に測定できず、複雑な波形につい
ては測定が不可能になるという問題点を解決すべくなさ
れたもので、非同期の入力信号についても波形間時間差
などを正確に測定でき、複雑な波形についても測定が可
能になる信号時間測定装置を提供することを目的とす
る。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明の信号時間測定装置は、複数チャンネルのそれ
ぞれにおいて入力信号の波形の立上り傾斜または立下り
傾斜のいずれかで所定のトリガレベルにより定まるタイ
ミングでトリガ信号を発生させ、且つ、このトリガ信号
の発生毎にトリガ信号の発生累積数に応じてアドレスが
指定されるクロックデータメモリに対して各チャンネル
に共通に設けられたクロックパルスカウンタの出力を書
き込ませるようにし、上記クロックパルスカウンタには
基準となる1つのチャンネルにおける特定のトリガ信号
の発生時からの経過時間に応じた数のマスタークロック
をカウント入力として与えるようにしてなることを特徴
とする。
(作用) 各チャンネルの入力信号についてトリガ信号発生タイ
ミングに関する時間データが実時間でメモリに取り込ま
れるようになり、このデータを用いて入力信号波形の周
期とか二波形間の位相差などのような時間に関する多種
多様なパラメータを計算により簡単に求めることが可能
になる。したがって、同期した二入力信号だけでなく、
非同期の二入力信号の波形間の位相差や複雑な入力信号
波形の時間データを求めることが可能になる。
(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明
する。
第1図はnチャンネル用の信号時間測定装置を示して
おり、11〜1nは第1〜第nチャンネルの入力信号S1〜Sn
を導く同軸ケーブルである。上記信号時間測定装置にお
いて、21は第1チャンネル用の入力端子、31は上記入力
端子21と接地端との間に接続されたインピーダンス整合
用抵抗、41は上記入力端子21の入力信号を増幅する入力
緩衝増幅器、51は上記増幅器41の出力信号が比較入力と
なるレベル比較器、61は上記レベル比較器51の基準入力
となるトリガレベルを発生するトリガレベル設定回路、
71は上記レベル比較器51の出力信号波形の正のスロープ
(立上り傾斜)または負のスロープ(立下り傾斜)をス
ロープ選択制御信号入力に応じて選択するスロープ選択
回路、81は上記スロープ選択回路71の出力信号をトリガ
信号に変換するトリガ信号発生回路、91は上記トリガ信
号発生回路81のトリガ出力を計数して後述するクロック
データメモリ111用のアドレスデータを発生するアドレ
スカウンタ回路、101は上記トリガ信号発生回路81のト
リガ出力に基いて上記クロックデータメモリ111用のク
ロックデータロード信号を発生するクロックデータロー
ド信号発生回路である。上記クロックデータメモリ111
は、後述するクロックパルスカウンタ12の内容が上記ア
ドレスデータにより指定されるアドレスに上記ロード信
号によって書き込まれる。
上記第1チャンネルの系統と同様に、第2チャンネル
〜第nチャンネルの系統においても、入力端子22〜2n
インピーダンス整合用抵抗32〜3n、入力緩衝増幅器42
4n、レベル比較器52〜5n、トリガレベル設定回路62
6n、スロープ選択回路72〜7n、トリガ信号発生回路82
8n、アドレスカウンタ回路92〜9n、クロックデータロー
ド信号発生回路102〜10n、クロックデータメモリ112〜1
1nが設けられている。さらに、各チャンネル系統に共通
に、各チャンネル系統のトリガ信号TRG1〜TRGnが入力し
てスタートトリガ選択制御信号入力に応じて基準とすべ
き1個のチャンネルのトリガ信号を選択するスタートト
リガ選択回路13と、マスタークロック(周期t0)を発生
するマスタークロック発生回路14と、上記スタートトリ
ガ選択回路13の出力に同期してゲートを開き、マスター
クロックを通過させるクロックパルスゲート回路15と、
このクロックパルスゲート回路15の出力パルス列をカウ
ントアップして前記クロックデータメモリ111〜11nのい
ずれかに書き込まれるクロックデータを発生する前記ク
ロックパルスカウンタ12が設けられている。
次に、第2図を参照して上記信号時間測定装置の動作
を説明する。各チャンネル系統における入力緩衝増幅器
41〜4nの各出力信号に対して第2図中に示すようにトリ
ガレベルの設定およびスロープ選択が行われ、且つ、た
とえば第1チャンネルのトリガ信号TRG1が基準として選
択された場合、この第1チャンネルのトリガ信号TRG1
第1発目でクロックパルスゲート回路15が開いた状態に
なり、マスタークロックの通過が開始する。したがっ
て、各チャンネルにおいてトリガ信号TRG1〜TRGnが発生
した時点でのクロックパルスカウンタ12のカウント値N
は、前記基準として選択された第1チャンネルのトリガ
信号TRG1の第1発目の発生タイミングからの時間(=カ
ウント値×t0)に対応しており、このカウント値Nは各
チャンネル毎にトリガ信号に基いて発生するロード信号
により書き込み制御されるクロックデータメモリ111〜1
1nのうちの1個に書き込まれる。本例では、第1チャン
ネルのトリガ信号TRG1が発生した時点でのカウント値N
5,N7,N10…が各時点でのアドレスカウンタ回路91の出力
によりアドレス指定されるクロックデータメモリ111
それぞれ書き込まれ、同様に、第2チャンネルのクロッ
クデータメモリ112にはカウント値N3,N8,N12…がそれぞ
れ書き込まれ、第nチャンネルのクロックデータメモリ
11nにはカウント値N1,N2,N4,N6,N9,N11…がそれぞれ書
き込まれる。
上記したように、各チャンネルの入力信号S1〜Snの時
間データをリアルタイムに入手でき、このデータに基い
て図示しない演算回路により多種多様の波形パラメータ
を計算することができる。
たとえば、第1チャンネルの入力信号S1の波形周期の
平均値T0は、クロックデータメモリ111へのデータ取り
込み回数をnとすれば となり、この入力信号S1の周波数fは1/T0となる。ま
た、この入力信号S1における隣り合う周期の平衡度η
は、 となる。また、各チャンネルの波形相互間の時間差は、
第1チャンネルと第2チャンネルとの間ではN3×t0、第
1チャンネルと第nチャンネルとの間ではN1×t0、第2
チャンネルと第nチャンネルとの間では(N3−N1)×t0
のような簡単な計算で求めることが可能である。
また、2チャンネル用の信号時間測定装置において、
第3図に示すように入力信号S1,S2が完全に同期してお
り、第1チャンネルでは正のスロープを選択し、第2チ
ャンネルでは負のスロープを選択し、第1チャンネルを
基準として図示のようにカウント値N1…を得た場合に
は、次に示すように入力信号の位相(時間間隔)など多
種多様なパラメータを求めることが可能である。たとえ
ば、入力信号S1の立上りから入力信号S2の立下りについ
ては、 により各サイクル毎の時間間隔が求まり、nサイクル分
の平均値T0となる。同様に、入力信号S2の立下りから入力信号S1
立上りについては、 により各サイクル毎の時間間隔が求まり、nサイクル分
の平均値T0となる。
また、2チャンネル用の信号時間測定装置において、
第4図に示すように入力信号S1,S2が同期しておらず、
第1チャンネルでは正のスロープを選択し、第2チャン
ネルでは負のスロープを選択し、第1チャンネルを基準
として図示のようにカウント値N1……を得た場合には、
次に示すように入力信号S1,S2の位相(時間間隔)など
多種多様なパラメータを求めることが可能である。
たとえば、入力信号S1の立上りから入力信号S2の立下
りまでの時間は、各サイクル毎に により求まり、奇数番サイクル、偶数番サイクルのそれ
ぞれn個分の平均値T0(1)、T0(2)は となる。同様に、入力信号S2の立下りから入力信号S1
立上りまでの時間は、各サイクル毎に により求まり、奇数番サイクル、偶数番サイクルのそれ
ぞれn個分の平均値T0(1)、T0(2)は となる。
また、2チャンネル用の信号時間測定装置において、
各チャンネルに同期して複雑な波形(たとえば第5図に
示すような減衰振動波形)の入力信号S1,S2が入力し、
各チャンネルのトリガレベルを同一に設定し、第1チャ
ンネルでは正のスロープを選択し、第2チャンネルでは
負のスロープを選択し、第1チャンネルを基準として図
示のようにカウント値を得た場合にも、前記したと同様
に多種多様なパラメータを計算により求めることが可能
である。
なお、上記実施例において、マスタークロックは測定
可能な時間分解能を決定するものであり、10nsの時間分
解能が必要であればt0=10nsのマスタークロック(100M
Hz)が必要である。また、これに対応して、クロックデ
ータメモリ111〜11nは、たとえば10〜20ビットのクロッ
クデータ16K語程度記憶し得る容量を有するものを使用
すればよい。
[発明の効果] 上述したように本発明の信号時間測定装置によれば、
各チャンネルの入力信号の時間データを実時間でメモリ
に取り込むことができるので、このメモリのデータを用
いて入力信号波形についての時間に関する多種多様なパ
ラメータを計算により簡単に求めることができる。この
場合、同期した二入力信号だけでなく、非同期の二入力
信号の波形間の時間差や複雑な入力信号波形の時間デー
タを求めることができるので、本発明装置は多くの信号
時間測定分野で使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の信号時間測定装置の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は第1図の装置における動作例を説明
するために示す信号波形およびタイミングを示す図、第
3図乃至第5図はそれぞれ2チャンネル用の信号時間測
定装置における相異なる動作例を説明するために示す
図、第6図は従来の信号時間測定装置を示すブロック
図、第7図および第8図はそれぞれ第6図の装置におけ
る相異なる動作例を説明するために示す図である。 51〜5n……レベル比較器、61〜6n……トリガレベル設定
回路、71〜7n……スロープ選択回路、81〜8n……トリガ
信号発生回路、91〜9n……アドレスカウンタ回路、101
〜10n……クロックデータロード信号発生回路、111〜11
n……クロックデータメモリ、12……クロックパルスカ
ウンタ、13……スタートトリガ選択回路、14……マスタ
ークロック発生回路、15……クロックパルスゲート回
路。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数チャンネルのそれぞれにおいて入力信
    号の波形の立上り傾斜または立下り傾斜のいずれかで所
    定のトリガレベルにより定まるタイミングでトリガ信号
    を発生させ、かつ、このトリガ信号の発生毎にトリガ信
    号の発生累積数に応じてアドレスが指定されるクロック
    データメモリに対して各チャンネルに共通に設けられた
    クロックパルスカウンタの出力を書き込ませるように
    し、上記各チャンネルに共通のクロックパルスカウンタ
    には基準となる1つのチャンネルにおける特定のトリガ
    信号の発生時からの経過時間に応じた数のマスタークロ
    ックをカウント入力として与えるようにしてなることを
    特徴とする信号時間測定装置。
  2. 【請求項2】前記各チャンネルのクロックデータメモリ
    にそれぞれ書き込まれた複数の時間データに基いて所定
    のパラメータを計算する回路をさらに具備してなること
    を特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の信号時間
    測定装置。
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