[发明专利]一种时间参数测量系统

摘要

本发明公开了一种数字集成电路时间参数测量系统，通道电路单元将待测信号IN转换为时间间隔开始信号Start和停止信号Stop，以及脉冲信号RStart和RStop。然后将此四个信号分别提供给时间精测单元和时间粗测单元进行测量。其中，时间精测单元由多级延迟线和校准单元组成，用于待测信号上升沿陡峭情况下的测量。时间粗测单元由抖动屏蔽电路和工作频率互补的计数器1和计数器2组成，用于待测信号上升沿缓慢情况下的测量。系统不仅克服了现有技术高精度数字集成电路时间参数测量系统分辨率提高的困难，而且解决了通道电路比较器输出信号抖动，导致时间参数测量系统测量带宽受限的技术难点。

主权项

一种时间参数测量系统，包括：一主控单元；一通道电路单元，用于将待测信号在通道电路单元中的比较器中进行比较，输出两路脉冲信号RStart和RStop，同时，在主控单元的控制下，脉冲信号RStart和RStop在通道电路单元中的时间间隔信号产生电路中转换为时间间隔开始信号Start和停止信号Stop；其特征在于还包括：一时间精测单元，用于待测信号上升沿较陡峭，比较器输出不存在抖动的情况下的测量，由多级延迟线与编码器组成；通过互联线依次将多条延迟线串行连接构成多级延迟线，延迟线包括多个延迟单元和多个D触发器；来自上一级的时间间隔开始信号Start接第一个延迟单元，如果延迟线为第一级，则接通道电路单元输出的时间间隔开始信号Start，然后每个延迟单元对时间间隔开始信号Start依次延迟后，都接有一个D触发器，各个D触发器的D端依次接延迟单元延迟后的时间间隔开始信号Start，各个D触发器的时钟脉冲CP端都接时间间隔停止信号Stop，其复位端R都接主控单元发送来的复位信号RESET；各个延迟线上的D触发器的Q端输出送入编码器中，当时间间隔停止信号Stop到来时，各个D触发器的Q端输出锁定，得到代表时间间隔Tx内时间间隔开始信号Start经过的延迟单元个数的编码器输出N，则时间间隔Tx为： T x = N * t + ROUND ( N N 2 ) * t ΔL , 其中，ROUND表示取整运算，N2表示单级无源延迟线的延迟单元个数，tΔL为互联线的延迟时间；一时间粗测单元，用于待测信号上升沿较缓慢，比较器输出脉冲信号RStart和RStop存在抖动的情况下的测量，由抖动屏蔽电路和时间间隔测量单元组成，抖动屏蔽电路包括去抖动电路、波形恢复电路和时间间隔信号产生电路；去抖动电路包括两个去抖动D触发器、两个非门、两个可编程延迟模块、一个同步D触发器以及一个非与门；通道电路单元中比较器输出的脉冲信号RStart和RStop输入各自的去抖动D触发器的时钟脉冲CP端，两个去抖动D触发器输出Q端的输出通过各自的可编程延迟模块延迟ΔtL1ΔtL2后，分别经过一个非门后，输入到各自的复位R端，两个去抖动D触发器的数据D端都接同步D触发器的Q端输出，可编程延迟模块的延迟时间ΔtL1、ΔtL2应分别大于各自脉冲信号RStart和RStop的边沿抖动时间Δtstart、Δtstop；脉冲信号RStart和RStop经过非与门后接到同步D触发器时钟脉冲CP端，同步D触发器的复位R端接来自主控单元的同步复位信号TRI，数据D端接高电平；脉冲信号RStart和RStop各自的去抖动D触发器输出去抖动后的信号Qstart和信号Qstop；波形恢复电路包括两个JK触发器，两个JK触发器的J、K端均接高电平，复位R端接同步复位信号TRI，两个JK触发器的时钟脉冲CP端分别与两个去抖动D触发器输出Q端连接，输出去抖动后的信号Qstart和信号Qstop的恢复信号JStart和信号JStop；时间间隔信号产生电路包括两个D触发器，一个D触发器的D端接高电平Vcc，时钟脉冲CP端接信号JStart，Q端输出时间间隔开始信号JJStart；另一个D触发器的D端接信号JStart，时钟脉冲端CP接信号JStop，Q端输出时间间隔停止信号JJStop；两个D触发器的复位端R均接系统复位信号RESET；时间间隔测量单元用于测量出上升沿为一前一后的时间间隔开始信号JJStart、停止信号JJStop的时间间隔Tx。