JPH03282272A - 線形遅延線を較正する方法及び装置 - Google Patents

線形遅延線を較正する方法及び装置

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JPH03282272A
JPH03282272A JP2254010A JP25401090A JPH03282272A JP H03282272 A JPH03282272 A JP H03282272A JP 2254010 A JP2254010 A JP 2254010A JP 25401090 A JP25401090 A JP 25401090A JP H03282272 A JPH03282272 A JP H03282272A
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JP
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voltage
lamp
line
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generating
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JP2254010A
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English (en)
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Hung-Wah A Lau
フアンーワァ アンソニー ルー
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Schlumberger Technologies Inc
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Schlumberger Technologies Inc
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00—Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass
    • G01R35/005—Calibrating; Standards or reference devices, e.g. voltage or resistance standards, "golden" references
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317—Testing of digital circuits
    • G01R31/3181—Functional testing
    • G01R31/319—Tester hardware, i.e. output processing circuits
    • G01R31/31903—Tester hardware, i.e. output processing circuits tester configuration
    • G01R31/31908—Tester set-up, e.g. configuring the tester to the device under test [DUT], down loading test patterns
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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Measurement Of Unknown Time Intervals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 皮血豆1 本発明は電子的テスト装置に関するものであって、更に
詳細には、VLS Iテスタにおける線形遅延線をキャ
リプレート即ち較正する方法及び装置に関するものであ
る。
従」UL術 集積回路をテストする場合、テスト信号を形成するため
に使用される時間マーカー信号が、所定の時間間隔以内
に正確に配置されねばならない。
この時間間隔は、典型的には、システムクロック信号の
周期を有している。3.2ナノ秒の程度のシステムクロ
ック周期は珍しいものではなく、これは、しばしば、マ
ーカー配置分解能がピコ秒の程度であることを必要とす
る。
所要の分解能の大きさがこのようなものであるため、マ
ーカー配置のためにゲート型デジタル回路ではなく線形
遅延線を使用することが通常必要である。このような遅
延線を第1図に示しである。第1図に示した如く、遅延
回路lOは、デジタルワードをライン18上における充
電用電流へ変換するためのレンジデジタル・アナログ変
換器(DAC)14とを、ライン18上の電流をライン
26上のランプ電圧へ変換させる積分器22とを、デジ
タルワードをライン34上の基4電圧へ変換させる遅延
DAC30と、ライン26上のレンジ電圧をライン34
上の基準電圧と比較し且っ該レンジ電圧が該基準電圧と
マツチする場合にライン42上に信号を発生する比較器
38とを有している。レンジ電圧が基準電圧とマツチ即
ち一致すると、積分器22は、リセットライン46へ印
加される信号によってリセットされる 遅延回路10の動作は、第2図を参叩して理解すること
が可能である。遅延DAC30は、ライン34上に電圧
■。を発生し、且つレンジDAC14はライン18上に
電流■。を発生する。各システムクロック周期の開始時
において、積分器22はライン26上に電a I eか
ら増加する電圧を発生する。時間T。においで、ライン
26上の電圧はうイン34上の基i1!電圧■。とマツ
チし、且つその事実を表わすための信号がライン42上
に与えられる。積分器22によって発生された電圧が■
。に到達するのに必要な時間Tnは、クロックパルスの
スタートからの遅延を決定し、従ってタイミングマーカ
ーを配置すべきクロック周期内の点を決定する。
製造上の公差及び動作環境における変動のために、充電
用電流工。、基準電圧■。又は積分器22の充電特性は
正確なものでない場合がある。例えば、積分器22の充
電時間が予定したものよりも小さい場合、電流工。′ 
(第2図)がライン18上に与えられると、基準電圧V
、、がマツチされる前により長い時間T。′が経過する
。一方、積分器22の充電速度が予定したものよりも一
層早い場合には、充電用■。″がライン26上の電圧を
一層迅速に増加させ、従って基準電圧V。がマツチされ
る前に、より短い時間T。″が経過する。従って、遅延
時間T、、′又はT、、″の実際の範囲は2遅延時間T
。の理論的範囲から著しく変化し、且つ該回路が適切に
動作しなくなる。
1−炙 本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、VLSr等の集積回
路のテスタにおける線形遅延線を較正する改良した方法
及び装置を提供することを目的とする。
1−羞 本発明は、線形遅延線を較正する方法及び装置を提供し
ており、その場合に、レンジDACによって与えられる
充電用電流が理論的な回路動作パラメータからの変動を
補償すべく自動的に調節される。本発明の一実施形態に
おいては、電圧発生器が第一及び第二周波数においてラ
ンプ電圧を発生する。カウンタが、第一及び第二周波数
で発生されるランプ電圧のサイクル数をカウントし、且
つ、カウントされたランプ電圧の数における差異に基づ
いて、ランプ電圧の勾配即ち変化率が調節される。
1血刊 以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施例の態
様について詳細に説明する。
第3図は1本発明の一実施例に基づいて較正されたキャ
リブレーション回路即ち較正回路を具備する線形遅延回
路50のブロック図である。この実施例においては、レ
ンジDAC54がビットライン58上で8ビツトのデジ
タルワードを受取り、且つそれから、ライン62上に充
電用電流■、を発生する。ライン62上の電流は、積分
器66へ送給され、積分器66は、典型的に、ライン6
2からの充電用電流をライン70上のランプ電圧へ変換
するための容量を有している。ライン70上の電圧は、
比較器74の一方の入力端子へ供給される。遅延DAC
78は、ビットライン82上において8ビツトのデジタ
ルワードを受取り、且つ、それから、ライン86上に基
準電圧を発生する。ライン86上の基i1!電圧は、比
較器74の他方の入力端子へ供給される。比較器74は
、ライン70上のランプ電圧とライン86上の基準電圧
とを比較し、それらの電圧がマツチ即ち一致する場合に
、ライン90上に時間マーカー信号を発生する。
ライン90上の時間マーカー信号は、フリップフロップ
94のリセット入力端子へ供給され、フッツブフロップ
94をしてリセット状態をとらせる。この状態において
、フリップフロップ94のQ出力端子上に低状態信号が
表われ、且つフリップフロップ94のQ出力端子上に高
状態信号が表われる。フリップフロップ94がリセット
状態にある場合には、フリップフロップ94の百出力端
子に表われる高状態信号がライン98を介して積分器6
6へ供給され、積分器66内の容量を放電させ、従って
ライン70上のランプ電圧をリセットする。
フリップフロップ94のQ出力端子はライン102へ結
合されており、ライン102は積分器106及び書込み
可能カウンタ108へ結合されている。積分器106は
ライン110上を固定電流工、を受取り且つそれからラ
イン114上にランプ電圧を発生する。ライン114は
比較器118の一方の入力端子へ結合されている。比較
器118の他方の入力端子は、基i1!電圧V r *
 tを受取るためにライン122へ結合されている。比
較器118は、ライン114上で受取られるランプ電圧
をライン122上で受取られる基準電圧と比較し、それ
らの電圧がマツチする場合には、ライン126上に時間
マーカー信号を供給する。
制御ユニット130は本回路のキャリブレーション即ち
較正を制御する。制御ユニット130はライン134上
でモード信号を受取り、回路50を自動キャリブレーシ
ョン(較正)モードとさせる。自動較正モードにある場
合には、制御ユニット130はカウンタ108、カウン
タ/レジスタ138、ANDゲート142へ、夫々、ラ
イン146,150,156を介して信号を供給し、こ
れらのユニットの動作を行なうことを可能とする。更に
、制御ユニット130は、ライン126からの時間マー
カー信号をライン160へ供給し、ライン160はフリ
ップフロップ94をセット状態にさせるためにフリップ
フロップ94のセット入力端子へ接続されている。フリ
ップフロップ94がセット状態にある場合には、ライン
102上に高状態信号が表われ、積分器106内の容量
を放電させる。前述した如く、フリップフロップ94は
、制御ライン134によって自走型マルチバイブレーク
へ変換される。
カウンタ108は、フリップフロップ94の振動周波数
のNサイクルをカウントすべ(プログラム即ち書込みさ
れている。カウンタ108がカウント動作を行なってい
る間、それはライン164上にカウント信号を供給する
。このカウント信号は、ANDゲート142をイネーブ
ルさせるために制御信号ライン156と関連して使用さ
れる。
ライン156上の制御信号は、アップ/ダウンカウンタ
レジスタ138をイネーブルさせて、ライン180上の
ANDゲート142を介してライン164上のカウント
信号の周期の期間中ライン166上のシステムクロック
パルスの数をカウントする。カウンタ/レジスタ138
の内容は、ビットライン178を介して加算器174へ
供給される。加算器174は、ライン178上の2進値
とビットライン182から受取られた元のレンジDAC
入力値とを加算(又は減算)し、且つライン58上に新
たな入力値を発生する。ライン58上の値は、ライン1
82ヘループバツクされて、加算器174ヘアツブデー
トした入力値を供給する。
この実施例においては、ライン166上で受取られるシ
ステムクロックパルスは、32ナノ秒の周期TCをもっ
た方形波パルスである。遅延DAC78はライン82上
の8ビツトワードを受取るので、システムクロック周期
Teは、各々が12.5ピコ秒の256個のユニットに
分解することが可能である。積分器66がレンジDAC
54からの電流I、に応答して線形ランプ電圧を発生し
且つTnが遅延DAC78の入力がnにセットされてい
る場合にT。がVoからVnへ積分するためにとられた
較正時間であると仮定する。更に、遅延DAC78への
ライン82上の入力ワードが255 (hex  FF
)にセットされており、Ti5s’ が対応する周期で
あると仮定する。
レンジキャリブレーション(較正)の目的は、積分器6
6によって形成される電圧ランプが遅延DAC78によ
って与えられる基準電圧■□、に到達するのに正確に3
.1875ナノ秒かかるように充電用電流1.(レンジ
DACによってセットされる)をセットすることである
。遅延線が較正されると、T255’  =T2,5=
3.1875ナノ秒、及びI、=I。であり、画工。は
レンジDAC54によってセットされる較正された積分
器電流である。
較正を達成する前に、T 258′及びI、は次式の如
くに書くことが可能である。
T25S ” T2S5’ + dT        
 (1)1、 = 1.− dl、         
   (2)線形積分器の場合、次式のように書くこと
が可能である。
Tz5s′” (Lis x C+ ) / L   
  (3)尚、C4は積分器の容量である。また、次式
が得られる。
”e   = (V256XC1)  /  IC= 
 3.2+1秒(4) 式(3)を式(4)で割ると、次式が得られる。
Tzqs  / Tc  ”  (Lss  x  I
c  l  /  fVzaa  x  L  1(5
) 式(2)を工。で割ると、次式が得られる。
L / Ie= (1+ dL / IC)IC/ I
。=  (1−dI、 / IC)      (6)
式(6)を式(5)内へ代入すると、次式が得られる。
Toss’ / T−fl −d11/ IC) V 
2ss / Vass(7) 回路50が較正されると、フリップフロップ94はセッ
ト状態(Q高状態及びQ低状態)とされ、積分器66が
ライン62上の充電用電流を11に応答して充電するこ
とを可能とする。遅延DAC78(7)入力は、比較器
74へ電圧v255を供給するために255へセットさ
れる。従って、本回路の動作は第4A図に示した如く進
行する。
時間T、において、積分器66は充電を開始し、且つラ
イン70上の電圧が、第4A図の上側の波形に示した如
く、voからv255へ直線的に変化する。時間T2に
おいて、ライン70上の電圧が基準電圧v255とマツ
チし、且つ信号がライン90上に供給されてフリップフ
ロップ94をリセットする。時間T2とT、との間の間
隔T 61で表わされる伝搬遅延の後に高状態信号がラ
イン98上に供給され積分器66内の容量を放電させる
。
方、ライン102上の低状態信号は、積分器106が、
第4A図の下側の波形に示した如く、ライン110上で
受取られる固定電流に応答して充電を開始することを可
能とする0時間T4において、ライン114上に表われ
る電圧がライン122上の基準電圧V r * fとマ
ツチし、且つ時間マーカー信号がライン126上に発生
される。較正ノードにある場合、制御ユニット130が
、ライン126上の信号をライン160へ供給し、フッ
ツブフロップ94をセットさせる。積分器66の動作の
場合における如く、フリップフロップ94がセットする
前に時間T4とT、との間に時間遅延T6、′が存在し
ている。この実施例においては、V r @ fは、時
間T、とT6との間の間隔Tw1が、積分器66内の容
量が完全に放電することを可能とするのに充分であるよ
うに選択されており、従ってデユーティサイクルエラー
が較正動作に導入されることはない。
フリップフロップ94がセットされた後に、高状態信号
がライン102上に表われ、積分器106を放電すると
共にカウンタ110をインクリメントする。このプロセ
スが該波形の所定サイクル数(例えば、1024)に対
して継続して行なわれる。同時に、カウンタ/レジスタ
138がライン166上に表われるシステムクロックパ
ルスの数をカウントする。従って、Nサイクル後のカウ
ンタ/レジスタ138における全カウントは次式%式% (8) 次に、遅延DACへの入力が127にセットされ、且つ
第4B図に示した波形が発生される。この場合にも、シ
ステムクロックパルスは該波形のNサイクルに亘ってカ
ウントされ、且つ全カラン1−に、は次式で表わされる
。
K2 :(Tl2? ’ + Taz ” TW21 
 ×N / TcTdl=Td2である。なぜならば、
これらの値は、積分器66、比較器74及びフリップフ
ロップ94を介してのループ遅延によってセットされる
からである。更に、TWl=TW2である。なぜならば
、これらの値は、積分器106、比較器118及びフリ
ップフロップ94を介してのループ遅延によってセット
されるからである。従って、式(9)を式(8)から減
算すると、次式が得られる。
fK+  −K2]  =  (T25s  ’  −
Tl27 ’  )  x  N / Tc尚、積分器
は線形であるから、次式が得られる。
T28S  ′−T+□7′:Tl□!l  ′T25
B’  ” 2XT12+1’r2.、′/Tc=2(
K、=Ka)/N     (10)線形ランプの場合
、次式の如くになる。
Tzsa ’ / Te ;(VissXTzss’ 
l / (Vase x’rc)(11) 従って、次式が得られる。
2(K+−Ll/N ” (V2S6 / Lssl 
 x fTzss ′/ Tc)(11) 式(7)を式(11)内に代入すると、次式が得られる
。
2FK、 −K、l / N = l −dI、 / 
I。
dL  /  L  =  (N  −2に、  +2
に21  /  N  −2dK  /  N(l 2
) 尚、このdK= (N/2−に、+に、)である。
カウンタ/レジスタ138内にdKの値を与えるために
、カウンタ/レジスタ138をN/2の値で予めロード
し、255にセットされている遅延DAC78でカウン
トされたシステムクロックパルスの数を減算し、次いで
遅延DAC78が127にセットされている間にカウン
トされたシステムクロックパルスの数を加算することが
必要である。このことは、2の補数表示を使用し且つカ
ウンタ/レジスタ138をカウントアツプさせ次いでカ
ウントダウンさせることによって達成することが可能で
ある。
dKの値が得られると、レンジDAC54の入力感度に
依存して該数をスケールすることが必要な場合がある。
この実施例においては、積分器66に対する充電用電流
■1において±r%の調節範囲を与えるために8ビツト
のレンジDAC78を使用している。rrJは、処理又
はその他の公差に起因する11における変動をカバーす
べく選択されるべきである。従って、レンジDAC54
は、(2rxIゎ)の電流調節レンジ(範囲)を供給す
ることが可能であり、尚I5はバイアス充電用電流(典
型的に、220uA)であり、且つ次式の如くである。
fl+r)1.=L         (13)8ビツ
トのレンジDACの場合、レンジDACの一個の最小桁
ビット(LSB)は、次式で表わされる電流インクリメ
ントを与える。
11sb  = 2rIb  /  2’LLA  =
 2rI、  /  [fl+r)2@ ](14) 遅延DAC78へ同一の電流11が入力される場合、レ
ンジDAC54の1lsbはライン86上の電圧を発生
するのに使用される遅延DAC78における電流の2r
/(1+r)  LSBと等しい。
ICはI、とほぼ等しいので、式(13)を式(12)
内へ代入すると、次式が得られる6dL / (1+ 
rlIl、= 2dK / Nd1. / rIb;2
(1+ r)dK / rN     (15)rIゎ
は8ビツトのレンジDAC54の半分のレンジ(範囲)
であるので、それは27ユニツトの入力値として表わす
ことが可能であり、且つ次式の如くになる。
d11= 28X  (1+ r) dK / rNN
=2”  (n=o、1,2.etc、)の場合、次式
が得られる。
dL =dK(1+ rl /  [rx2″′−”]
  (16)実現を容易とするために、次式で示した如
く、dI、はdKの2進倍数として選択することが可能
である。
dL =どXdK            (17)尚
、m=0.1.2etc、従って、次式が得られる。
fl  +  r)  /  frx2””″−”)=
1      (18)式(17)内の適切にスケール
した補正項(レジスタ138内のdKの値の内容をシフ
トすることによって形成される。)を、加算器174に
よってライン182上のレンジ入力データへ直接的に加
算して、相次ぐ反復計算を行ない、自動較正を達成する
ことが可能である。この実施例においては、式(15)
に対して(n+m)=10であり、それは遅延DAC電
流の±1/41sbの分解能を発生し、且つ遅延DAC
電流の±33%の調節範囲を発生する6 アソブ/ダウンカウンタ138内の補正係数(dK)が
ゼロとなるまで、逐次的な繰返し計算を数回の較正サイ
クルに亘って実施する。このことは、システム較正を保
証する0本発明に基づく較正回路は、第1図に示した回
路へ(200個未満のゲートを付加し、且つ2進形態に
おける電流補正係数を自動的に発生する。較正は、ラン
ダムノイズ、システムノイズ及びタイミングシックとは
独立的である。なぜならば、これらの影響はN(典型的
には、512又は1024)サイクルに亘って平均化さ
れるからである。較正は、信号伝搬遅延(T6.、T、
□)、充電及び放電特性(T、、、、’12)及びラン
プ発生器の非線形性とは独立的である。ランプの線形部
分における非線形性は、タイミング分解能の線形性に影
響を与えるのみであり、レンジ較正に影響を与えること
はない。線形遅延線の回路形態及び機能性は、その遅延
線が較正ノードであるか又は通常のノードであるかによ
って影響を受けることはない。その結果、システムエラ
ーは排除されている。
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明は、これら具体例にのみ限定されるべきも
のではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに
種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、−
層短いカウンタで繰返し計算当たりのアップ/ダウンカ
ウンタのシーケンス数の数を蓄積することによりハード
ウェアの量を更に減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の遅延回路を示したブロック図、第2図は
線形遅延線に対する充電用電流及び時間の関数としての
電圧を示したグラフ図、第3図は本発明の一実施例に基
づいて構成された較正回路を示したブロック図、第4A
図及び第4B図は、本発明に基づく較正回路における積
分器によって発生される波形を示した各グラフ図、であ
る。 (符号の説明) 50・線形遅延線 54 レンジDAC 58ビットライン 66:積分器 74:比較器 94:フリップフロツブ 108:書込み可能カウンタ 118  比較器 130:II目卸ユニット 138・カウンタ/レジスタ 142:ANDゲート 174・加算器 図面の浄書(内容に変更なし) FIG、J。 FIG=2゜ FIGjB。 手続補正書(甚) ら )′1 1、事件の表示 2、発明の名称 3、補正をする者 事件との関係 平成2年特許願第254010号 線形遅延線を較正する方法及び装置

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、較正回路において、第一ランプ電圧を発生する第一
    電圧発生手段が設けられており、前記第一電圧発生手段
    に結合して振動手段が設けられており、前記振動手段は
    第一基準電圧に応答して第一周波数で周期的に第一ラン
    プ電圧を前記第一電圧発生手段から発生させ且つ第二基
    準電圧に応答して第二周波数において周期的に第一ラン
    プ電圧を前記電圧発生手段によって発生させ、前記第一
    及び第二周波数で発生される第一ランプ電圧の選択した
    数をカウントするランプカウント手段が前記第一電圧発
    生手段に結合して設けられており、前記カウント手段に
    よってカウントされた第一ランプ電圧の数に応答して第
    一ランプ電圧の変化率を調節する変化率調節手段が前記
    第一電圧発生手段及び前記ランプカウント手段に結合し
    て設けられていることを特徴とする較正回路。 2、特許請求の範囲第1項において、前記振動手段が、
    前記第一電圧発生手段に結合されており前記第一ランプ
    電圧を前記第一及び第二基準電圧と比較し且つ前記第一
    ランプ電圧が実質的に前記第一及び第二基準電圧とマッ
    チする場合に夫々の第一及び第二時間マーカー信号を発
    生する第一比較手段と、前記第一比較手段に結合されて
    おり前記第一及び第二基準電圧を前記比較手段へ選択的
    に供給する基準電圧手段とを有することを特徴とする較
    正回路。 3、特許請求の範囲第2項において、前記振動手段が、
    更に、前記第一比較手段に結合されており前記第一及び
    第二時間マーカー信号に応答して第一状態を取る状態ス
    イッチング手段と、前記状態スイッチング手段に結合さ
    れており前記状態スイッチング手段をして第二状態をと
    らせるように前記状態スイッチング手段へ状態変更信号
    を供給する状態変更手段とを有することを特徴とする較
    正回路。 4、特許請求の範囲第3項において、前記振動手段が、
    更に、前記状態スイッチング手段及び前記第一電圧発生
    手段へ結合されており前記状態スイッチング手段が前記
    第一状態をとる場合に前記第一ランプ電圧をリセットす
    る第一電圧リセット手段を有することを特徴とする較正
    回路。 5、特許請求の範囲第4項において、前記第一電圧発生
    手段が、第一電流を受取り且つ前記第一電流に応答して
    前記第一ランプ電圧を発生する積分器を有することを特
    徴とする較正回路。 6、特許請求の範囲第5項において、前記積分器が、前
    記第一ランプ電圧を発生するために前記第一電流に応答
    して充電する容量を有していることを特徴とする較正回
    路。 7、特許請求の範囲第6項において、前記第一電圧リセ
    ット手段が、前記容量に結合されており前記状態スイッ
    チング手段が前記第一状態をとる場合に前記容量を放電
    する放電手段を有していることを特徴とする較正回路。 8、特許請求の範囲第7項において、前記第一電圧発生
    手段が、更に、デジタルワードに応答して前記第一電流
    を発生するデジタル・アナログ変換器を有することを特
    徴とする較正回路。 9、特許請求の範囲第8項において、前記基準電圧手段
    が、更に、デジタルワードに応答して前記第一及び第二
    基準電圧を選択的に発生するデジタル・アナログ変換器
    を有することを特徴とする較正回路。 10、回路を較正する方法において、第一基準電圧に応
    答して第一周波数において周期的に第一ランプ電圧を発
    生し、第二基準電圧に応答して第二周波数において周期
    的に第一ランプ電圧を発生し、前記第一及び第二周波数
    において発生される第一ランプ電圧の数をカウントし、
    カウントされた第一ランプ電圧の数に応答して第一ラン
    プ電圧の変化率を調整する、上記各ステップを有するこ
    とを特徴とする方法。
JP2254010A 1989-09-21 1990-09-21 線形遅延線を較正する方法及び装置 Pending JPH03282272A (ja)

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