KR100526864B1 - 타임측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타임 측정 시스템을 공개한다. 그 시스템은 입력 펄스에 응답하여 소정값을 계수한 후 리셋되는 계수기; 및 상기 게수기가 리셋되면 상기 입력 펄스를 출력하기 위한 입력버퍼; 상기 입력버퍼로부터 출력된 상기 입력 펄스를 입력 받아 미리 설정된 소정수만큼 계수한 후 리셋되고 상기 미리 설정된 소정수만큼 다시 계수를 반복하는 계수수단; 상기 계수수단이 계수를 하는 동안에는 상기 입력 펄스에 따른 전압을 충전하고 유지하는 동작을 수행하고, 상기 계수수단이 리셋되면 상기 입력 펄스를 방전하는 적분수단; 및 상기 적분수단로부터 출력되는 계단파의 출력신호를 입력하고, 측정하고자 하는 특정 구간의 상기 계단파의 출력신호에 대한 전압레벨이 입력됨에 따라 상기 특정 구간의 타임을 측정하는 타임 측정 수단으로 구성되어 있다. 따라서, 종래의 타임 측정 시스템에 주기적이거나 비주적인 입력 펄스를 계단파 형태의 신호로 변환하여 입력하고, 타임 측정 시스템에 측정하고자 하는 특정 구간의 트리거 레벨들을 입력함으로써 입력 펄스의 특정 구간의 타임을 측정할 수 있다.

Description

타임 측정 시스템

본 발명은 타임 측정 시스템에 관한 것으로, 특히 비주기 펄스의 특정 구간의 타임을 정확하게 측정할 수 있는 타임 측정 시스템에 관한 것이다.

일반적인 테스트 장비는 타임 측정 시스템을 구비하고 있다.

종래의 타임 측정 시스템(time measurement system)은 특정 주기를 카운트하기 위하여 프리카운트 명령(precount command)을 사용하는데, 이 방법은 출력 파형이 시작할 때부터 카운팅이 되기 때문에 특정 주기를 카운트하기에는 난점 및 정확히 원하는 위치에 카운트되었다는 보장이 없기 때문에 측정의 정확성에 문제점이 있었다. 또한, 이러한 타임 측정 시스템은 연속주기의 측정은 가능하지만 비주기성을 갖는 신호의 일정구간 측정은 불가능하다는 단점이 있었다.

종래의 다른 타임 측정 시스템은 동기(sync) 신호를 만들어 측정 시점 앞에서 동기시킨 다음에 주기를 카운트하여 특정 구간을 측정하는 방법으로, 이 방법 또한 여러주기를 한꺼번에 측정하는 것이 아니라 한주기를 측정하여 환산하는 방법으로 측정의 정확성에 문제가 있고, 여러개의 신호 발생기가 있어야 하며 소프트웨어도 복잡해지는 단점 및 검사 시간 증가라는 장애 요소가 발생하였다.

즉, 종래의 타임 측정 시스템은 비주기 펄스의 특정 구간의 타임을 측정할 수 없었고, 측정을 할 수 있었다 하더라도 측정의 정확성에 문제가 있었다.

그래서, 종래에는 디지타이저 옵션(digitizer option)이 있는 장비를 사용하여 특정구간을 디지타이징(digiting)하여 계산함으로써 타임을 측정하였는데, 이는 고가의 장비에 한정되어 있어 장비의 호환성 문제로 인한 장비 편중 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 비주기 펄스의 특정 구간의 타임을 정확하게 측정할 수 있는 타임 측정 시스템을 제공하는데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타임 측정 시스템은 입력 펄스에 응답하여 소정값을 계수한 후 리셋되는 계수기; 및 상기 계수기가 리셋되면 상기 입력 펄스를 출력하기 위한 입력버퍼; 상기 입력버퍼로부터 출력된 상기 입력 펄스를 입력받아 미리 설정된 소정수만큼 계수한 후 리셋되고 상기 미리 설정된 소정수만큼 다시 계수를 반복하는 계수수단; 상기 계수수단이 계수를 하는 동안에는 상기 입력 펄스에 따른 전압을 충전하고 유지하는 동작을 수행하고, 상기 계수수단이 리셋되면 상기 입력 펄스를 방전하는 적분수단; 및 상기 적분수단로부터 출력되는 계단파의 출력신호를 입력하고, 측정하고자 하는 특정 구간의 상기 계단파의 출력신호에 대한 전압레벨이 입력됨에 따라 상기 특정 구간의 타임을 측정하는 타임 측정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 타임 측정 시스템을 설명하기 전에 종래의 타임 측정 시스템의 타임 측정 방법을 간단하게 설명하면 다음과 같다.

종래의 타임 측정 시스템은 입력 펄스의 트리거 레벨만 입력하면 입력 펄스의 상승 천이 또는 하강 천이를 감지하여 입력 펄스의 타임을 측정할 수 있으므로, 입력 펄스가 주기 펄스인 경우에는 한 주기의 펄스 타임을 측정해서 소정주기의 펄스 타임을 계산함으로써 펄스 타임의 측정이 가능하였다. 그러나, 입력 펄스가 비주기 펄스인 경우에는 한 주기의 펄스 타임을 측정한다고 하더라도 소정주기의 펄스 타임을 정확하게 계산하는 것이 불가능하다고 할 수 있다.

도1은 본 발명의 타임 측정 시스템의 블록도로서, 소정 클럭 주기 후 신호 인가 수단(10), 카운터(20), 적분기(30), 및 타임 측정 시스템(40)으로 구성되어 있다.

소정 클럭 주기 후 신호 인가 수단(10)은 입력 펄스(Vin)가 소정 클럭 주기 후에 출력되게 한다. 카운터(20)는 적분기(30)의 충, 방전 동작을 제어하기 위한 것으로, 미리 소정값으로 설정되어 있다. 적분기(30)는 소정 클럭 주기 후 인가되는 입력 펄스(Vin)를 입력하여 카운터(20)가 미리 설정된 소정값으로부터 다운 카운팅을 하는 동안에는 충전을 하고, 카운터(20)가 리셋되면 방전을 한다. 카운터(20)는 리셋 후에 다시 설정된 값으로 되돌아간다. 타임 측정 시스템(40)은 종래의 일반적인 타임 측정 시스템으로서 입력 펄스의 트리거 레벨을 입력하면, 입력 펄스의 상승 천이 또는 하강 천이를 감지하여 입력 펄스의 타임을 측정하게 된다.

즉, 도 1의 구성은 종래의 타임 측정 시스템(40)에 소정 클럭 주기 후 신호 인가 수단(10), 카운터(20), 및 적분기(30)를 더 구비하여 구성되어 있다.

도 2는 도 1에 나타낸 소정 클럭 시간 후 신호 인가수단, 및 적분기의 실시예의 상세 구성을 나타내는 것으로, 소정 클럭 시간 후 신호 인가수단(10)은 3상태 버퍼(12) 및 프로그램 가능한 카운터(14)로 구성되고, 적분기(30)는 저항(R), 캐패시터(C), 스위치(34), 및 연산 증폭기(32)로 구성되어 있다.

프로그램 가능한 카운터(14)는 사용자가 설정해준 소정수로부터 다운 계수하여 리셋되는 것으로 입력신호(Vin)에 응답하여 다운 계수한다. 3상태 버퍼(12)는 프로그램 카운터(14)가 다운 계수하여 리셋되면 인에이블되어 입력 펄스(Vin)를 출력하고, 다운 계수하는 동안에는 디스에이블되어 입력 펄스(Vin)를 출력하지 않는다. 카운터(20)는 입력 펄스(Vin)에 응답하여 미리 설정된 소정값으로부터 다운 계수한다. 이 카운터(20)는 출력신호(Vo)가 포화상태로 가는 것을 방지하기 위한 것이다. 저항(R), 캐패시터(C), 및 연산 증폭기(32)로 구성된 적분기(30)는 입력 펄스(Vin)를 입력하여 충전하여 계단파 형태의 출력 신호(Vo)를 발생한다. 스위치(34)는 카운터(20)가 리셋되면 온되고, 카운터(20)가 다운 계수하는 동안에는 오프된다.

도 3은 도 2에 나타낸 회로의 동작을 설명하기 위한 입출력 신호 파형을 나타내는 것으로, 0에서 -V로 트리거하는 전압이 입력 펄스(Vin)가 인가된다고 하고, 프로그램 가능한 카운터(14)가 다섯번째 펄스에서 0으로 리셋되어 입력 버퍼(12)를 인에이블하고 입력 펄스(Vin)를 출력한다고 한다. 그러면, 적분기(30)는 다섯번째 펄스부터 입력하여 충전을 하게 되는데, 펄스(Vin)가 -V레벨이 되면 충전을 하고 0레벨이 되면 충전된 전압을 유지하여 도 3에 나타낸 계단파 형태의 파형이 출력된다. 그리고, 일곱 번째 펄스까지 입력하여 충전 및 유지를 반복한 후 카운터(20)가 리셋되어 스위치(34)가 온되면, 적분기(30)가 방전을 하여 출력 전압(Vo)의 레벨이 0로 떨어지게 된다. 그 후 카운터(20)는 다시 원래의 값으로 되돌아 가고 적분기(30)는 입력 펄스에 응답하여 충전하게 된다.

도 3에 나타낸 것과 같은 파형이 타임 측정 시스템의 입력으로 인가되고, 타임 측정 시스템(40)에 사용자가 트리거 레벨을 설정해주면 타임 측정 시스템(40)을 특정 구간의 타임을 측정하게 된다. 예를 들면, 도 3에 나타낸 계단파의 레벨들이 각각 V1, V2, V3, V4라고 하면, 주기(T)의 타임의 측정하기 위해서는 세 번째 레벨과 네 번째 레벨의 전압 값인 V3과 V4를 각각 입력시켜 주면된다. 그리고, 계단파의 레벨의 값(V1)은 아래의 식에 의해서 결정되고, 시간(Tp)은 도 3의 경우에는 고정된 값으로 쉽게 구할 수 있다.

[수학식]

V1 = V×Tp / R×C

즉, 계단파의 레벨의 값(V1)은 전압(V)과 시간(Tp)을 곱한 값에 저항(R)과 캐패시터(C)를 곱한 값으로 나눈 값이 된다. 도 3에 나타낸 입력 펄스의 경우에는 상기 식을 이용하여 레벨(V1)값을 구하고, 그 값에 정수배를 하면 레벨들(V2, V3, V4)의 값을 구할 수 있다. 다시 말하면, 충전시의 입력 펄스의 레벨 구간이 고정된 경우에는 식에 의해서 출력 전압의 각 레벨들의 값을 구할 수 있다.

그러나, 만일 입력 펄스의 포지티브 구간과 네거티브 구간이 아주 상이하게 변화하는 경우에는 측정 장비를 이용하여 입력 신호에 대한 계단판 형태의 출력 신호(Vo)의 레벨을 측정하고, 타임 측정 시스템(40)에 측정하고자 하는 구간의 트리거 레벨을 입력하면 된다.

즉, 트리거 레벨은 계산에 의해서 얻어질 수도 있고, 측정에 의해서 얻어질 수도 있다.

상술한 본 발명의 타임 측정 시스템(40)은 주기적인 펄스이든, 비주기적인 펄스이든간에 특정 구간의 타임을 측정하는 것이 가능하다.

도 4는 시뮬레이터에 의해서 얻어진 입력 펄스에 대한 출력 신호의 파형을 나타내는 것으로, 주기적인 입력 펄스(Vin)에 대하여 계단파 형태로 상승하는 출력 신호(Vo)를 발생하는 것을 나타낸다.

따라서, 본 발명의 타임 측정 시스템은 종래의 타임 측정 시스템에 주기적이거나 비주기적인 입력 펄스를 계단파 형태의 신호로 변환하여 입력하고, 타임 측정 시스템에 입력 펄스의 특정 구간에 해당하는 출력신호의 트리거 레벨들을 입력함으로써 입력 펄스의 특정 구간의 타임을 측정할 수 있다.

도1은 본 발명의 타임 측정 시스템의 블록도이다.

도2는 도1에 나타낸 소정 클럭 주기 후 신호 인가수단 및 적분기의 구성을 나타내는 것이다.

도3은 도2에 나타낸 구성의 입력 펄스(Vin)에 대한 출력 신호(Vo)의 파형을 나타내는 파형도이다.

도4는 시뮬레이터에 의해서 얻어진 입력 펄스에 대한 출력 신호의 파형을 나타내는 것이다.

Claims (2)

1. 입력 펄스에 응답하여 소정값을 계수한 후에 리셋되는 계수기; 및

   상기 계수기가 리셋되면 상기 입력 펄스를 출력하기 위한 입력버퍼;

   상기 입력버퍼로부터 출력된 상기 입력 펄스를 입력받아 미리 설정된 소정수만큼 계수한 후 리셋되고 상기 미리 설정된 소정수만큼 다시 계수를 반복하는 계수수단;

   상기 계수수단이 계수를 하는 동안에는 상기 입력 펄스에 따른 전압을 충전하고 유지하는 동작을 수행하고, 상기 계수수단이 리셋되면 상기 입력 펄스를 방전하는 적분수단; 및

   상기 적분수단로부터 출력되는 계단파의 출력신호를 입력하고, 측정하고자 하는 특정 구간의 상기 계단파의 출력신호에 대한 전압레벨이 입력됨에 따라 상기 특정 구간의 타임을 측정하는 타임 측정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 타임 측정 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 적분수단은

   상기 입력 버퍼의 출력단자에 연결된 일측을 가진 저항;

   포지티브 입력단자가 접지전압에 연결되고 상기 저항의 타측에 네거티브 입력단자에 연결되어 출력신호를 발생하는 출력단자를 가진 연산 증폭기; 및

   상기 연산증폭기의 네거티브 입력단자와 출력단자 사이에 연결된 캐패시터; 및

   상기 계수수단이 계수를 하는 동안에는 오프되고 상기 계수수단이 리셋되면 온되는 상기 캐패시터의 양측에 연결된 스위치를 구비한 것을 특징으로 하는 타임 측정 시스템.