SU545966A1 - Method for measuring delay time - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть, в частности, использовано при производстве и измерении элементов вычислительной техники.The invention relates to a measuring technique and can be, in particular, used in the production and measurement of elements of computer technology.

Известен способ измерени  времени задержки испытуемого элемента, основанный на измерении частоты собственных колеба-; НИИ замкнутого контура, причем по частоте следовани  импульсов можно определить врем  задержки испытуемого элемента.There is a method of measuring the delay time of the test element, based on measuring the natural frequency; The research institute has a closed loop, and the delay time of the test element can be determined from the pulse frequency.

Известен также способ измерени  времени задержки неинвертирующих элементов (пассивных и активных), заключающийс  в измерении частот колебаний автогенератора , образованного путем -Г- лени  положитёль ной обратной св зи, содержащей инвертирующий элемент, с выхода усилительного элемента на его вход, причем перва  частота fg определ етс  при замкнутом измер емом элементе, введенном последовательно с инвертирующим элементом в цепь обратной св зи, а друга  - при разомкнутом.There is also known a method of measuring the delay time of non-inverting elements (passive and active), which consists in measuring the oscillation frequency of the oscillator, formed by —Gain positive feedback containing the inverting element, from the output of the amplifying element to its input, the first frequency fg being determined When the measured element is closed, entered in series with the inverting element into the feedback circuit, and the other is open.

Однако известный способ позвол ет измер ть только усредненную задержку, т.е. However, the known method allows to measure only the average delay, i.e.

полусумму задержек положительного и отрицательного фронтов сигнала.half the sum of delays of positive and negative signal fronts.

Целью изобретени   вл етс  раздельное измерение времени задержки прохождени  положительного и отрицательного перепадов сигналов.The aim of the invention is to separately measure the delay time of the passage of positive and negative signal differences.

Дл  этого измер емый элемент включают до инвертирующего элемента в цепи обратной св зи при определении времени задержки отрицательного перепада сигнала tj (т.е. частоты f, ) и после - при определении времени задержки положительного перепада сигнала t (т.е. частоты f ), причем искомые величины задержек определ ют из соотношений ,--.,/,, ,,,. t;,,,/fFor this, the measured element is included before the inverting element in the feedback circuit when determining the delay time of a negative differential signal tj (i.e., frequency f,) and after, when determining the delay time of a positive signal differential t (i.e. frequency f) , with the sought delay values determined from the ratios, -., / ,, ,, ,,,. t; ,,, / f

Измерение по предложенному способу выполн ют следующим образом.The measurement according to the proposed method is carried out as follows.

Замыкают испытуемый элемент в цепи обратной св зи и определ ют собственную частоту автоколебаний в образованном контуре . Затем, включа  последовательно испытуемый элемент до и после инверткрующегр элемента в цепи обратной св зи, измер ют две частоты f и fj генерации. По расчетным формулам определ ют задержки дл Close the test element in the feedback circuit and determine the natural frequency of self-oscillations in the resulting circuit. Then, including in series the test element before and after the inverting element in the feedback circuit, two generation frequencies f and fj are measured. The calculated formulas determine the delays for

положительного и отрицательного фрокгов сигнала.positive and negative frock signal.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема устройства, при помощи которого может быть реализован предложенный способ; а фиг. 2 и 3 BpeNfeHiaie диаграммы .FIG. 1 shows a structural electrical circuit of the device with which the proposed method can be implemented; and FIG. 2 and 3 BpeNfeHiaie diagrams.

Устройство содержит последовательно соединенные элементы задержки с инверсией 1 и 2, инвертирующий элемент 3 и переключатели 4 и 5, предназначенные дл  подключени  измер емого элемента 6 в разрыв линии до или после инвертирующего элемента 3. Компоненты 1-5 образуют кольцевой генератор.The device contains series-connected delay elements with inversion 1 and 2, inverting element 3, and switches 4 and 5, designed to connect measured element 6 to the line break before or after inverting element 3. Components 1-5 form an annular generator.

Элемент задержки с инверсией 1 содержит линию задержки 7 и логический элемент 8, имеющий входы 9 и 10 и выполн ющий функцию И-НЕ по высоким уровн м. Вход 10 соединен с выходом переключател  S и входит в состав основной цепи кольцевого генератора. Вход 9 соединен с выходом эле мента 1 и обеспечивает замыкание дополнительной цепи обратной св зи. Выход 11 ло гического элемента 8 соединен с входом линии задержки 7.An inversion delay element 1 contains a delay line 7 and a logic element 8, which has inputs 9 and 10 and performs the function of NAND at high levels. Input 10 is connected to the output of switch S and is part of the main circuit of the ring oscillator. Input 9 is connected to the output of element 1 and provides the closure of an additional feedback circuit. The output 11 of the logic element 8 is connected to the input of the delay line 7.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Когда контакты переключателей 4 и 5 наход тс  в верхнем положении, то измер емый элемент 6 не включен в пепь кольцевого генератора, лини  12 соединена с линией 13, а лини  14 элемента 3-е входом 10 элемента 8. Если контакты пере:Ключател  4 наход тс  в нижнем, положении, а контакты переключател  5 - в верхнем, то измер емый, элемент 6 включай в разрыв между лини ми 12 и 13 Если положение контактов изменить на противоположное, то измер емый элемент 6 оказываетс  включен ным в разрыв между лини ми 14 и 10.When the contacts of switches 4 and 5 are in the upper position, the measured element 6 is not included in the ring generator's pendon, line 12 is connected to line 13, and line 14 of the element is the 3rd input 10 of element 8. If the re: Key 4 switches TC in the lower position, and the contacts of the switch 5 in the upper, then measured, element 6 is included in the gap between lines 12 and 13. If the position of the contacts is reversed, then the measured element 6 is included in the gap between lines 14 and 10.

Основна  цепь кольцевого генератора состоит из последовательно соединешшх замкнутых в кольце компонентов 1-5. Дополнительна  цепь обратной св зи образуетс  путем соединени  выхода элемента 1 с его входом 9. Основна  цепь кольцевого генератора и дополнительна  цепь обратной св зи имеют нечетное колГичество инвертирующих элементов, благодар  чему в генераторе отсутствует состо ние устойчивого равновеси  и обеспечиваетс  режим генерации незатухающих релаксационных колебаний.The main circuit of the ring oscillator consists of series-connected components 1-5 in a ring. An additional feedback circuit is formed by connecting the output of element 1 to its input 9. The main circuit of the ring generator and the additional feedback circuit have an odd number of inverting elements, so that the generator does not have a stable equilibrium state and provides a mode for generating undamped relaxation oscillations.

В кольцевом генераторе посто нно цкркулируют импульсы, длительность которых определ етс  временем задержек элемента Ij а период - суммарным временем задержки всех элементов, включенных в кольцевой генератор.In a ring generator, pulses are constantly circulating, the duration of which is determined by the element delay time Ij and the period is the total delay time of all the elements included in the ring generator.

Измерение времен задержек положитель- ного tJ и отрицательного t перепадов измер емого элемента 6 производ т следующим образом.The measurement of the delay times of the positive tJ and negative t differences of the measured element 6 is carried out as follows.

1.Переключатели 4 и 5 устанавливают в верхнее положение, при котором измер емый элемент 6 не включен в цепь циркул ции . С помощью частотомера, подключенного к выходу элемента 1, измер етс  частота о 5 при которой период циркул ции TQ определ етс  суммой задержек в элементах1. The switches 4 and 5 are set to the upper position, in which the measured element 6 is not included in the circulation circuit. Using a frequency meter connected to the output of element 1, a frequency of about 5 is measured at which the circulation period TQ is determined by the sum of the delays in the elements

1 и 2 (задержкой элемента 3 пренебрегаем1 and 2 (the delay of element 3 is neglected

Частота f следующим образом св зана с параметрами устройства:The frequency f is related to the device parameters as follows:

V() , (О V (), (O

где t, t - задержка элемента 1 при передаче положительного и отрицательного перепадов соотвеи ственно,where t, t is the delay of element 1 in the transmission of positive and negative differences, respectively,

tg - задержка элемента 2 при передаче отрицательного перепада.tg is the delay of element 2 when transmitting a negative differential.

2.Переключатель 4 устанавливают в нижнее положение, а 5 остаетс  в верхнем. Измер емый элемент 6 оказываетс  включенным в разрыв пепи до инвертирующего элемента 3. С помощью частотомера измер етс  частота, соответствующа  периоду Т.2. Switch 4 is set to the lower position, and 5 remains in the upper position. The measured element 6 is included in the break of the pip to the inverting element 3. With the help of a frequency meter, the frequency corresponding to the period T is measured.

(см. фиг. 2), а именно,(see Fig. 2), namely,

f, vr, .t5.t; VT,-t; (2)f, vr, .t5.t; VT, -t; (2)

Лериод Т, больше периода Т на величину задержки передачи отрицательного перепада tj в измер емом элементе 6, так как величина tj входит составной частью в период циркул ции. При этом задержка положительного перепада в измер емом элементе 6, как видно на фиг. 2, принципиально не имеет значени .Leriod T is greater than period T by the value of the delay in transmitting negative differential tj in measured element 6, since the value tj is an integral part of the circulation period. At the same time, the delay of the positive differential in the measured element 6, as seen in FIG. 2 is fundamentally irrelevant.

3.Переключатель 4 устанавливают в верхнее положение, 5 в нижнее, благодар  чему измер емый элемент 6 оказываетс  ьключенным в разрыв цепи после инвертирующего элемента 3.3. Switch 4 is set to the upper position, 5 to the lower position, due to which measured element 6 is turned on to break the circuit after inverting element 3.

С помощью частотомера измер етс  частота fg соответствующа  периоду Tg . Ие временной диаграмл/гы (см. фиг. 3) видно, чтоUsing a frequency meter, the frequency fg is measured corresponding to the period Tg. OE temporal diagram / ge (see Fig. 3) shows that

f, ;i/r -./ t% t;.t;. t- ./ o)f,; i / r -. / t% t; .t ;. t- ./ o)

Период Тд больше периода Т на величину задержки передачи положительного перепада tj в измер емом элементе.The period TD is greater than the period T by the value of the transmission delay of the positive differential tj in the measured element.

Задержка отрицательного перепада в измер емом элементе в этом случае не вли ет на период циркул ции Т .The delay of the negative differential in the measured element in this case does not affect the circulation period T.

4.Вычисл ют искомые величины tj а. t Из формул (1), (2) и (3) следует:4. Calculate the sought tj values. t From formulas (1), (2) and (3) it follows:

Claims (1)

C vn-/ t; ) Формула изобретени  Способ измерени  времени задержки неинвертирующих элементов (пассивных, активных ) заключающийс  в измерении частоты колебаний автогенератора, образованного путем введени  положительной обратной св зи, содержащей инвертирующий элемент с выхода усилительного элемента на его вход, причем перва  частота определ етс  при замкнутом измер емом элементе, введенном последовательно с инвертирующим элементом в цепь обратной св зи, а друга } - при разомкнутом, отличающийс  тем, что, с целью раздельного измерени  времени задержки прохождени  попожительного и отрицательного перепадов сигналов, измер емый элемент включают до инвертирующего элемента в цепи обратной св зи при определении времени задержки отрицательного перепада сигнала tj, (т.е. частоты f) и после - при определении времени задержки положительного перепада сигнала tj (т.е. частоты fj ), причем искомые величины задержек определ ют из соотношений ,- v, t,.,,C vn- / t; () The invention of the method for measuring the delay time of non-inverting elements (passive, active) consisting in measuring the oscillation frequency of the oscillator generated by introducing positive feedback containing the inverting element from the output of the amplifying element to its input, the first frequency being determined with the measuring element closed entered in series with the inverting element in the feedback circuit, and the friend} when open, characterized in that, for the purpose of separate measurement of time delays in passing the positive and negative signal differences, the measured element is included before the inverting element in the feedback circuit when determining the delay time of the negative signal differential tj, (i.e., frequency f) and after when determining the delay time of the positive signal differential tj (t i .e. frequencies fj), and the desired values of the delays are determined from the relations, - v, t,. 8eight 7Г7G ..I..I UU /2/ 2 7474 U,U, Фиг2Fig2 Фиг.ЗFig.Z