192911. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés többcsatornás, gyors komparátorrendszer logikai jelek dinamikus vizsgálatára
3 192911 4 A találmány tárgya több csatornán érkező, gyors változási! logikai jelek nagy időfelbontású analízisére szolgál. Különösen jól felhasználható video A/D konverterek konverziós idejének mérésénél. A digitális technikában gyakori méréstechnikai probléma több digitális kimenet egyidejű vizsgálata, araikor tudni akarják, hogy adott időpillanatban a kimenetek milyen logikai szinten vannak. Ez a probléma jelentkezik pl. analóg/digitális konverterek vizsgálatakor. Az analóg/digitális konverterek egyik legfontosabb jellemzője a konverziós idő. Ez az idő mutatja, hogy a konverzió megkezdésének időpillanatától számítva menynyi idő múlva jelenik meg a helyes kód a digitális kiraeneteken. Ilyen mérési feladat az eszközöket gyártó cégeknél olyan nagy tömegben jelentkezik, hogy azt csak mérőautomatákkal tudják megoldani. Ma már a 100 MHz működési frekvenciájú konverterek sem ritkák. A feladat megoldását megnehezíti a vizsgált eszköz és a mérést végző berendezés (számítógép) sebességének különbsége. A gyakorlatban kétféleképpen képzelhető el a megoldás. Az elsőnél a vizsgált eszközt folyamatosan működtetik a névleges sebességével és a kapott információkat egy gyors memóriában íratják. Ezután a memóriát a kiértékelő számítógép feldolgozási sebességének megfelelő ütemben kiolvassák és elvégzik a kiértékelést. E módszer hátránya az, hogy az ilyen nagysebességű memóriák igen drágák. Továbbá, ha az adott beállításnál a konverter nem megfelelőnek bizonyult, az új paraméterek beállítása után a teljes memória beíratási folyamatot meg kell ismételni. Ez a mérési időt lényegesen megnövli. Az időfelbontást a memória sebessége határozza meg. A másik eljárás az, hogy a konvertert szakaszosan működtetik. A találmány tárgya több csatornán érkező gyorsváltozású logikai jelek nagy időfelbontású analízisére szolgál. Különösen jól felhasználható video A/D konverterek konverziós idejének mérésénél. A névleges működési frekvenciával csak egyetlen konverziót végeznek el, ezután kiértékelés következik, majd újabb konverzió jön és így tovább. Ennek előnye egyrészt, hogy a kiértékelés sebességéhez hangolható az eszköz működtetése, és szükség esetén egy mérés után is megváltoztathatják a működtetési paramétereket, ami végső soron gyorsítja a mérést, másrészt nincs szükség drága gyors működésű memóriára. Az eljárásnál a szakaszos működtetés miatt fontos az, hogy a konverzió kezdete után létrejött digitális kód kialakulásának pontos idejét ismerjék. Ennek érdekében a konverter kimenetének kapuzott figyelése szükséges, hogy egy t adott időpillanatban meg tudják állapítani, milyen érték van a kimeneten. Ennek egyik lehetséges módja az, hogy az adott t időpillanatban a vizsgált kimeneteken egyidőben tárba íratást végeznek. Ebben az esetben könnyen el tudják dönteni a tár tartalmából, hogy a beírás pillanatában milyen logikai szint volt a bemeneteken. A módszernek azonban hátrányai is vannak. Az ilyen tárak a beírandó adattal szemben követelményeket is támasztanak. Szükségük van előkészítési időre (setup time), éB tartási időre (hold time). Ezek azt jelentik, hogy mennyi idővel kell az adatnak az órajel beíró éle előtt és után a bemeneten jelen lenni a biztos beírás érdekében. Ezek pl. átlagos TTL áramköröknél 10 nsec nagyságrendűek, tehát az időbeli felbontás korlátozott. Hátránya továbbá, hogy komparálási szint nem változtatható, így csak egy áramkörcsaládba tartozó eszközök vizsgálhatók. A másik lehetőség a jel komparátorral történő feldolgozása. A komparátor analóg bemenettel és kétállapotú kimenettel rendelkezik. A kimeneti állapotot a bemenetre jutó feszültség és a referencia bemenetén lévő refenrencia feszültség viszonya határozza meg. A találmány tárgyát az ábrák alapján ismertetjük, ahol 1. ábra Komparátor kimeneti feszültség hullámalakja 2. ábra A találmány szerinti komparátorrendszer egy csatornájának elvi elrendezése 3. ábra A találmány szerinti komparétorrendszer működési idődiagramja 4. ábra A találmány szerinti komparétorrendszer gyakorlati alkalmazása 8 bites video A/D konverter konverziós idejének mérésénél Az 1. ábra egy komparátor kimeneti hullámalakját ábrázolja, amelynek 1 időtengelye, 2 bemeneti feszültség tengelye, 3 referencia feszültség-, továbbá komparátor 4 kimeneti feszültség tengelye van. Az időben gyorsan változó bemeneti jel esetén a kimeneten egy gyors impulzussorozat jelenik meg. Ebből az impulzus sorozatból kell az adott t időpillanatban megfelelő logikai szintet kapuzni. Ez a kapuzási lehetőség több gyári komparátornál biztosítva van. Ezek az eszközök a legtöbbször úgy vannak kialakítva, hogy működésük sorén bizonyos fokozataik telítésbe mennek. Ez egyszerűsíti a felépítésűket, de a feléledési idő miatt csökkenti a működési sebességet. További hátrányuk ezeknek az eszközöknek az, hogy késleltetési idejük a bemeneti túlvezérlés függvénye. Előny a komparálási szint változtathatósága. Ma már ismertek telítődő áramkörrészeket nem tartalmazó, emiatt gyors komparátorok is, amelyek ECL technikára épülnek. Ezeknél kapuzási lehetőség is van (pl. a Plessey cég SP Borozatú komparátorai). Ma még drágák és sebességük ns nagyságrendű felbontást tesz lehetővé. A találmány tárgya olyan többcsatornás, azonos felépítésű csatornákból álló, gyors 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
