[发明专利]边沿触发器亚稳态观测系统及其观测方法

说明书

本发明提供了一种边沿触发器亚稳态观测系统及其观测方法，包括：一种边沿触发器亚稳态观测系统，包括：脉冲信号源、延迟器A、延迟器B、触发器、NRZ/RZ变换器、误码测试单元和示波器；在触发器的D端和CP端分别接入了延迟器A和延迟器B，用示波器读出延迟器A和延迟器B的输入延迟间隔τ₀₁。NRZ/RZ变换器设于触发器Q端和误码测试单元之间；用误码测试单元对触发器Q端脉冲上跳沿和CP端脉冲上升沿分别进行计数。本发明优点在于：该观测系统简单易行、可靠性高，对从事边沿触发器亚稳态特性研究的工程技术人员和教学人员具有重要的参考价值。

技术领域

本发明涉及亚稳态观测技术领域，特别涉及一种边沿触发器亚稳态观测系统。

背景技术

触发器作为一种高速的存贮记忆元件，广泛地运用于当代IT硬件电路与系统中。为实现对输入数据的可靠存贮，要求输入数据在时钟上升沿前后的建立时间和保持时间区域保持恒定，否则将发生亚稳态，造成触发器中存贮数据的误码。在对触发器内部电路研究和触发器跨时钟域应用中，人们常需要观测亚稳态发生过程。但由于亚稳态过程属随机过程，在实际工作中很难观测得到。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种边沿触发器亚稳态观测系统，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种边沿触发器亚稳态观测系统，包括：脉冲信号源、延迟器A、延迟器B、触发器、NRZ/RZ变换器、误码测试单元和示波器；

在触发器的D端和CP端分别接入了延迟器A和延迟器B，用示波器读出延迟器A和延迟器B的输入延迟间隔τ₀₁。

NRZ/RZ变换器设于触发器Q端和误码测试单元之间；

用误码测试单元对触发器Q端脉冲上跳沿和CP端脉冲上升沿分别进行计数，然后按公式得出该输入激励情况下的误码率δ₀₁。

误码测试单元由NI采集卡和Labview软件构成，

LABVIEW编程时，只需将NI采集卡端口采集进来的数据进行上升沿判别，用移位寄存器连续计数，并编写清零端。

NI采集卡端口采集的数据进行上升沿判别程序中，先用索引数组VI将两个端口的数据区分开，再分别使用布尔值转换(逐点)VI进行上升沿判别，该VI中，方向选择false-true。清零端采取在条件结构为假时将数据0写入到移位寄存器的办法，达到数据清零的目的。

进一步地，脉冲信号源输出0～5V方波，占空比50％，频率100Hz。移相器R＝100Ω。

一种边沿触发器亚稳态观测系统的观测方法，包括以下步骤：

步骤1，通过示波器观测，使触发器的D端上跳沿与触发器CP端上升沿间距|τ₀₁||τ_01L|。

步骤2，实现对|τ₀₁|在建立时间范围内的递减扫描。

步骤3，当|τ₀₁||τ_01L|时，在触发器Q端用示波器可观察到误码波形，此时可由示波器读出τ₀₁值，由误码测试单元读出δ₀₁值。

步骤4，随着|τ₀₁|的减小，δ₀₁值将逐渐单调增大。当|τ₀₁||τ_01H|时，δ₀₁值将达到100％。继续减小|τ₀₁|直至为0时，δ₀₁值将始终保持100％值。