194417. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés nagypontosságú és nagyfelbontású sokcsatornás elektronikus időzítésre
A találmány tárgya eljárás és berendezés nagypontosságű és nagyfelbontású sokcsatornás elektronikus időzítésre. A találmány szerinti eljárás során sokcsatornás időzítő rendszert méréstechnikai és szabályozástechnikai tevékenységek kombinálásával és optimalizálásával állítunk elő. A találmány szerinti berendezés, az eljárás ismérvei szerint tetszőleges elektronikus eszközök, részegységek alkalmazásával valósítja meg a pontos időzítést. Mint ismeretes, számos elektronikai rendszer egyik legfontosabb alapeleme egy többlépcsős programozható időcsatoma, azaz egy időzítőrendszer. Időzitőrendszer alatt a jelen leírás szerint olyan funkcionális elektronikus egységet ártünk, amely tetszőleges frekvenciájú (pl. 50-100 MHz) és pontosságú (pl. 107 —10-9) időalapjel ütemében, azzal szinkron kapcsolatban tetszőleges „n” számú időzítőcsatornán előállít olyan időzítőjeleket,, amelyek az időalapjelhez képest, ül. annak periodikusan is kitüntetett valamely időpontjához képest tetszőlegesen programozhatóan beállítható időlépcsőkkel (időfelbontással) késleltetett időpülanatban jelennek meg. A milaoelektronika fejlődésével a VLSI mértékű bonyolultságú integrált áramkörök gyorsfunkcionális tesztelése az alábbi műszaki parametrikus követelményeket igényli : A meréd periódusidő értéke 10 ns-20 ns (50MHz-100MHz), az időzítőcsatornák „n” száma: 16—32, az időfelbontás legkisebb egysége 10 ps— -100 ps vagy jobb, az időzítés tartománya 0-1000 US, az időzítés pontossága l-3%+100 ps, vagy jobb. Ezen műszaki paraméterek teljesítése számos,itt nem jelzett további műszaki problémát vet fel, a jelen találmány tárgya csupán az időzítőrendszerre korlátozódik. A jelenleg ismert leggyorsabb bipoláris áramkörrendszerekkel megvalósított időin tervallum-méréi pontosságát a rendelkezésre álló áramkörök, alkatelemek saját felső határfrekvenciája és a mérési zaj-jitter korlátozza. Például az ECL-100 k típusú áramkörökkel stabilan mérhető átlagolással 10 ps nagyságrendű időfelbontási érték. Viszont az átkapcsolási jelenségek korlátozásai miatt a nulla időérték körüli mérési értékek (pl. 500 ps alatt) nem stabilak, vagy egyáltalán nem is mérhetők le. Megfelelően stabil időeltolás alkalmazásával, amikoris a mérendő időtartamot abba az értéktartományba toljuk, ahol az átlag■időintervallummérés már stabil, például 1-3 ns felett, létrehozható az a nagystabilitású és nagyfelbontású (10 ps jitter) mérőelem, amelyre alapozni lehet egy egész szabályozórendszert. Az átlag-időintervallummérés hibája (have) az alábbi: bave' kC ahol ■= he a kvantálási hiba pl. lehet 1 ns (1 GHz-es mérőjel esetén), k az átlagolás) tényező. A fenti képlet alapján jól láthatóan k = 104 átlagolás) tényező mellett a h,ve átlag-időintervallummérés hibájának értéke 10 ps tartományba esik, a gyakorlatban 1-3 ns feletti mérési alsó határt meghaladó időtartamok esetén a mérés már stabilan megvalósítható, így egy szabályozórendszer alapját is képezheti. Ismeretes olyan műszaki megoldás is, amelyet pl. a HU 179.957 lajstromszámú szabadalmi leírás ismertet. Az ott leírt eljárás és berendezés dinamikus paraméterek nagypontosságú mérésére szolgál olymódon hogy a mérési körülmények és a mérőautomata saját hibáit eliininálja a mérési eredményektől. Ezen főfunkció mellett visszaszabályozás segítségével melléktermékként nagypontosságú időzítést is lehetővé tesz. Hátránya ennek a megoldásnak, hogy a mérést az összevont időzítő és kimeneti csatorna végén végzi és ennek alapján avatkozik be a csatorna kimeneti egységébe. A gyakorlatban ez a hiányosság a következő következményekkel jár: A kívánt időzítést nagypontossággal be kell programozni és több kimeneti vonalra el kell vezetni, majd a kimeneti vonalakon át kimeneti jeleket kell létrehozni. Igaz ugyan, hogy a kimenet) vonalak jelének igen pontos lemér ésével létre lehet hozni igen fuiom visszaszabályozást, azt azonban minden egyes kimeneti vonal minden egyes programozott időzítésénél végre kell hajtani. Uj időzítés beállításánál a mérési-szabályozási ciklusokat meg kell ismételni. Ez a jelenség akkor válik kritikussá, amikor a beállítandó időzítések legkisebb ideje pl. 500 ps, amely már azonos vagy kisebb, mint az időzítő és kimeneti csatornát megvalósító alkatrészek késleltetési idejének saját szórása. Az ismert megoldás hátránya abból adódik, hogy az időzítő csatornák kimeneteit külön-külön nem méri és szabályozza, azaz a teljes időzítő rendszer csak ■ egyetlen szabályozott kör. Ennek következtében a mérési alkalmazás szempontjából tekinthető hasznos idő — vagyis amikor a teljes időzítő rendszer garantáltan pontos és a vizsgált eszközök, hálózatok mérését végzi -.jelentés mértékben lecsökken. A berendezés esetleg jóval több időt fordít önmaga mérésére és visszaszabályozására, mint a tényleges hasznos mérési idő, hatásfoka tehát nem kielégítő. A találmány szerinti megoldás célul tűzte ki az ismert megoldások hiányosságainak megszüntetését és olyan nagypontosságú és nagyfelbontású sokcsatornás időzítőrendszer létrehozását, amely sok időzítő csatornával és ennél általában sokkal több kimeneti vonallal rendelkezik és a kimeneti pontokon tetszőlegesen beállított és tetszőleges gyakorisággal átprogramozott időzítések: esetén garantálja az időpontosságot olyan esetben, amikor a legkisebb átmeneti időzítés értéke kisebb, mint a teljes rendszert megvalósító alkatrészek késleltetési idejének a szórása, továbbá hogy viszonylag rövid idő alatt kerüljön sor az időzítő rendszer önhitelesítésére és a teljes idő nagy része .hasznos idő” legyen, azaz a pontos időzítő rendszer a vizsgált eszközök, hálózatok mérését végezze. A találmány szerinti megoldás azon a felismerésen alapul, hogy egy, időzítő jeleket előállító időzítő csatornákból, valamint adatcsatornák információját az előírt időzítéssel megjelenítő kimeneti csatornákból felépített időzítő rendszer programozott időzítésének pontossága, mind a kimeneti csatornákról és mind az időzítő csatornákról kicsatolható jelek jelalakjainak egymáshoz képesti időzítéseinél a maximális hasznos idő alatt szükséges nagy pontosságra úgy növelhető, hogy az időzítő csatornákat egy mérő és csatornánkénti szabályozó hurokkal látjuk el és a szabályozást egy meghatározott jelalak kijelölt időpontjára végezzük, majd a kimeneti csatornákat fa ellátjuk mérő és csatornánkénti szabályozó hurokkal és a szabályozást célszerűen ugyanahhoz a referenda időponthoz viszonyítjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
