用于简单地测量在两个相同频率的数字的时钟信号之间的相位偏移的方法和电路技术

说明一种用于简单地测量在第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2之间的相位偏移ΔT的方法，所述第一时钟信号CLK1和所述第二时钟信号CLK2分别具有周期T0。所述方法包括以下步骤：将所述第一时钟信号馈入所述混频器的第一输入端中；将所述第二时钟信号馈入所述混频器的第二输入端中；将所述混频器的输出端馈入低通滤波器中；测量所述低通滤波器的输出信号，例如借助于归一化到所述混频器的运行电压V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于简单地测量在两个相同频率的数字的时钟信号之间的相位偏移的方法和电路


[0001]本专利技术涉及一种用于简单地测量在具有相同的频率的数字的信号之间的相位偏移/时间偏差的方法。此外，本专利技术涉及一种用于简单地测量在具有相同的频率的数字的信号之间的相位偏移/时间偏差的电路。

技术介绍

[0002]现代的电子的信号处理通常需要对单个的处理步骤精确的在时间上的控制或者在集成的开关电路内部的小的时间差的准确的测量或者产生。在多种情况下，为此目的而产生具有相同的周期持续时间T0的两个或者更多数字的时钟信号，但是，所述两个或者更多数字的时钟信号按定义地彼此相对地相移。以下根据图1和图2对这一点进行图解说明。
[0003]用这样的系统的设计也总是可解决在生产条件下借助于自动的测试设备(英语：automatic test euipment，ATE)证明正确的功能(也就是说，相位偏移)和遵循指定的公差的任务。
[0004]在此，以下的问题通常特别难以解决：
[0005]1)如何实现对相关的内部信号的获取而在此不会太多地改变其特性如时间变化曲线或者幅度？
[0006]2)用哪些测量仪可以足够准确地和经济地测量必需的参数？
[0007]3)必需的测量仪是ATE的组成部分或者它们可以在必要时集成到其中？
[0008]现有技术
[0009]大多当前的出版物集中在集成在芯片中的电路，用所述电路可以测量在数字的电路中的确定的信号路径的延迟。通过这些测量，由生产决定的或者由老化决定的缺陷由于它们对所考虑的信号路径的延迟的作用应被识别出。该方法作为对其他的常见的面向缺陷的方法(如SCAN或者IDDQ)的补充考虑。对此有代表性的是：出版物Gibran L.Jaya等人的《A High
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Resolution On
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Chip Propagation Delay Measurement Scheme》，IEEE国际SoC设计会议，2015年11月2
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3日，第143
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144页；Bishnu Prasad Das，Hidetoshi Onodera，《On
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Chip Measurement of Rise/Fall Gate Delay using Reconfigurable Ring Oscillator》，IEEE电路和系统汇刊II：Express Briefs，第61卷，第3期，2014年第183
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187页；Songwei Pei等人的《A Low Overhead On
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chip Path Delay Measurement Circuit》，IEEE亚洲测试研讨会，2009年11月23
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26日，第145
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150页；Kentaroh Katoh等人的《A Low Area On
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Chip Delay Measurement System Using Embedded Delay Measurement Circuit》，IEEE亚洲测试研讨会，2010年12月1
‑
2日，第343
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348页。典型地，使用延迟链、振荡器或者甚至PLL用于时间测量，以便用这样产生的时间信号或者延迟来获得用于真正的测量的比较标准或者以便借助于子扫描将短的时间间隔映射到明显更大的间隔上。
[0010]一种另外的、在Antony Yao、Yao
‑
Huang Kao的《Measurement of Time Delay for a Transmission Line in Frequency Domain》(IEEE精密电磁测量会议，2000年5月14
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19
日，第88
‑
89页)中介绍的解决途径被考虑用于在传输线中的信号传播时间的测量。该方法将已知的经频率调制的信号馈入传输线。传输线的输出以及还有信号的90
°
相位偏移的版本混频，接着用低通滤波器进行滤波，并且借助于频谱分析仪进行分析利用。从所获得的结果可以容易地推断出在传输线中的信号传播时间。
[0011]然而，当前所发表的电路技术的解决方案和方法需要大量地附加地集成的硬件或者昂贵的实验室设备(参看上一段中的参考)。

技术实现思路

[0012]根据本专利技术，提供一种用于测量在第一时钟信号和第二时钟信号之间的相位偏移的方法，其中，所述时钟信号具有相同的频率。
[0013]基本上，用于测量在第一时钟信号和第二时钟信号之间的相位偏移的、根据本专利技术的方法具有以下的步骤：
[0014]a
‑
1)第一时钟信号到混频器的第一输入端中的馈入；
[0015]a
‑
2)第二时钟信号到混频器的第二输入端中的馈入；
[0016]d)混频器的输出信号到低通滤波器中的馈入；
[0017]e)低通滤波器的输出信号的测量。
[0018]该方法仅仅通过低通滤波器的输出信号的测量实现相位偏移的非常简单的测量。
[0019]也可能的是，混频器具有异或门电路(XOR
‑
Gatter)，并且，其中，步骤d)包括异或门电路的输出信号到低通滤波器的输入端中的馈入。异或门电路是一种简单、可靠的且成本便宜的构件，通过该构件可以有效率地实现混频器和因此实现所述方法。
[0020]在所述方法的一种特别的实施方式中，设置，步骤a
‑
1)包括第一时钟信号到异或门电路的第一输入端中的馈入并且步骤a
‑
2)包括第二时钟信号到异或门电路的第二输入端中的馈入。在此，所述方法包括以下的进一步的步骤：
[0021]f)将低通滤波器的输出信号归一化到时钟信号的周期持续时间和混频器的运行电压上，其中，优选地，低通滤波器的输出信号与周期持续时间的一半相乘并且除以混频器的运行电压。这种实施方式是根据本专利技术的方法的一种特别简单的变型，所述变型尤其是适合用于分别具有占空比1/2的输入的时钟信号。
[0022]在异或门电路的以上所使用的名称“第一输入端”和“第二输入端”方面，要指出，异或门电路的两个输入端基本上是等价的并且可以互换。名称“第一输入端”和“第二输入端”在这里仅仅用于区分输入端，也就是说，“第一输入端”是异或门电路的一个任意的输入端并且“第二输入端”是门电路的另一个输入端。以下，相应的也适用于与门电路(AND
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Gatter)和或门电路(OR
‑
Gatter)。
[0023]替代地，有利地设置，所述方法使用具有边沿触发的第一触发器和边沿触发的第二触发器以及与门电路的混频器。
[0024]在此，步骤a
‑
1)包括第一时钟信号到第一触发器的动态的输入端中的馈入，并且步骤a
‑
2)包括第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量在第一时钟信号(CLK1)和第二时钟信号(CLK2)之间的相位偏移(ΔT)的方法，其中，所述时钟信号(CLK1，CLK2)具有相同的频率，所述方法具有以下的步骤：a
‑
1)将所述第一时钟信号(CLK1)馈入混频器(200，200a)的第一输入端(201，201a)中；a
‑
2)将所述第二时钟信号(CLK2)馈入所述混频器(200，200a)的第二输入端(202，202a)中；d)将所述混频器的输出信号(y)馈入低通滤波器(300)中；e)测量所述低通滤波器(300)的输出信号(out)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混频器(200，200a)具有异或门电路(210)，并且其中，步骤d)包括将所述异或门电路(210)的输出信号(y)馈入所述低通滤波器(300)的输入端(310)中。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤a
‑
1)包括将所述第一时钟信号(CLK1)馈入所述异或门电路(210)的第一输入端中；其中，步骤a
‑
2)包括将所述第二时钟信号(CLK2)馈入所述异或门电路(210)的第二输入端中；和其中，所述方法包括以下的进一步的步骤：f)将所述低通滤波器(300)的输出信号(out)归一化到所述时钟信号(CLK1，CLK2)的周期持续时间(T0)和所述混频器(200a)的运行电压(V
DD
)上，其中，优选地，将所述低通滤波器(300)的输出信号(out)与所述周期持续时间(T0)的一半相乘并且除以所述混频器(200a)的运行电压(V
DD
)。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述混频器(200，200a)此外具有边沿触发的第一触发器(FF1)和边沿触发的第二触发器(FF2)以及与门电路(220)，其中，步骤a
‑
1)包括将所述第一时钟信号(CLK1)馈入所述第一触发器(FF1)的动态的输入端中；其中，步骤a
‑
2)包括将所述第二时钟信号(CLK2)馈入所述第二触发器(FF2)的动态的输入端中；和其中，所述方法具有以下的进一步的步骤：b
‑
1)将所述第一触发器(FF1)的输出信号(x1)馈入所述异或门电路(210)的第一输入端以及所述与门电路(220)的第一输入端中；b
‑
2)将所述第二触发器(FF2)的输出信号(x2)馈入所述异或门电路(210)的第二输入端以及所述与门电路(220)的第二输入端中；c
‑
1)将所述与门电路(220)的输出信号(z1)引到所述第一触发器(FF1)的复位输入端上；c
‑
2)将所述与门电路(220)的输出信号(z1)引到所述第二触发器(FF2)的复位输入端上。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述混频器(200，200a)此外具有或门电路(230)和反相器(240)，其中，步骤c
‑
1)包括将所述与门电路(220)的输出信号(z1)馈入所述或门电路(230)的
第一输入端中和将所述或门电路(230)的输出信号(z)馈入所述第一触发器(FF1)的复位输入端中；其中，步骤c
‑
2)包括将所述与门电路(220)的输出信号(z1)馈入所述或门电路(230)的第一输入端中和将所述或门电路(230)的输出信号(z)馈入所述第二触发器(FF2)的复位输入端中；和其中，所述方法具有以下的进一步的步骤：
‑
将恒定的激活信号馈入所述第一触发器(FF1)的数据输入端、所述第二触发器(FF2)的数据输入端和所述反相器(240)的输入端中；
‑
将所述反相器(240)的输出信号馈入所述或门电路(230)的第二输入端(z2)中。6.根据权利要求4或5所述的方法，所述方法包括以下的进一步的步骤：f
ˊ
)将所述低通滤波器(300)的输出信号(out)归一化到所述时钟信号(CLK1，CLK2)的周期持续时间(T0)和所述混频器(200)的运行电压(V

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：