สัญญาณพัลส์ไม่สมบูรณ์ (Runt Pulse)

ในระบบวงจรดิจิทัล สัญญาณพัลส์ไม่สมบูรณ์ (Runt Pulse) คือสัญญาณพัลส์ที่มีความกว้างแคบมาก และเนื่องจากข้อจำกัดด้านเวลาในการเพิ่มขึ้น (Rise Time) และเวลาในการลดลง (Fall Time) ของสัญญาณ ทำให้ระดับแรงดันไฟฟ้าของพัลส์ดังกล่าวไม่สามารถขึ้นไปถึงระดับแรงดัน 'สูง' (High) หรือลงไปถึงระดับแรงดัน 'ต่ำ' (Low) ที่ถูกต้องตามมาตรฐานของตรรกะดิจิทัล

สาเหตุการเกิด Runt Pulse

สัญญาณพัลส์ไม่สมบูรณ์มักเกิดขึ้นจากปัจจัยทางไฟฟ้าและจังหวะเวลาในวงจร ดังนี้:

• การสลับระหว่างสัญญาณนาฬิกาที่ไม่ประสานกัน (Asynchronous Clocks): เมื่อมีการส่งข้อมูลหรือสลับการทำงานระหว่างโดเมนของสัญญาณนาฬิกาที่ไม่ได้ทำงานสัมพันธ์กัน อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนที่มีลักษณะเป็นพัลส์แคบๆ ได้
• สภาวะการแข่งขัน (Race Condition): เกิดขึ้นเมื่อสัญญาณหนึ่งเดินทางผ่านเส้นทางในวงจรสองเส้นทางที่แตกต่างกัน ซึ่งแต่ละเส้นทางมีค่าความหน่วง (Delay) ไม่เท่ากัน เมื่อสัญญาณทั้งสองกลับมารวมกันอีกครั้ง อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนชั่วขณะหรือที่เรียกว่า Glitch ซึ่งมีลักษณะเป็น Runt Pulse
• สภาวะกึ่งเสถียร (Metastability): เมื่อเอาต์พุตของฟลิปฟลอป (Flip-flop) ตกอยู่ในสภาวะกึ่งเสถียร ซึ่งแรงดันไฟฟ้าไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าเป็นสถานะ '0' หรือ '1' อย่างรวดเร็ว อาจส่งผลให้เกิดพัลส์ที่ไม่สมบูรณ์ก่อนที่สัญญาณจะเข้าสู่สภาวะเสถียร

การตรวจวัดและวิเคราะห์

เนื่องจาก Runt Pulse มีระยะเวลาการเกิดที่สั้นมาก การตรวจวัดด้วยเครื่องมือวัดทั่วไปอาจทำได้ยาก ออสซิลโลสโคป (Oscilloscope) รุ่นใหม่ๆ จึงมักมีฟังก์ชันการทริกเกอร์ (Triggering) สำหรับ Runt Pulse โดยเฉพาะ โดยเครื่องจะทำการทริกเกอร์เมื่อสัญญาณมีการข้ามผ่านเกณฑ์แรงดัน (Voltage Threshold) เพียงค่าเดียวจากสองค่าที่กำหนดไว้ แต่ไม่ข้ามผ่านทั้งสองค่า ซึ่งช่วยให้นักออกแบบวงจรสามารถตรวจพบและวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของสัญญาณในระบบได้