DE10082299B4

DE10082299B4 - Wellenformgenerator und Verfahren zum Erzeugen einer Wellenform

Info

Publication number: DE10082299B4
Application number: DE10082299T
Authority: DE
Inventors: Takeshi Takahashi; Yasuo Furukawa; Masayuki Kawabata
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: US6404371B2; DE10082299T1; WO2001004732A1; US20010019313A1; JP3621681B2

Abstract

Wellenformgenerator (30) zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform, welcher aufweist:
eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) zur Erzeugung mehrerer Rechteckwellen in einer solchen Weise, dass jede der Rechteckwellen zu einer gewünschten Anstiegszeit ansteigt und zu einer gewünschten Abfallzeit abfällt, und
eine Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) zum Zusammensetzen der Rechteckwellen für die Erzeugung einer Mehrpegelwelle, die Grundlage für die Erzeugung der gewünschten Wellenform ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) mindestens einen Wellenformspeicher (50) zum Speichern von Informationen bezüglich eines Spannungswertes von jeder der Rechteckwellen,
mindestens einen Zeitspeicher (54) zum Speichern der Anstiegszeit und der Abfallzeit von jeder der Rechteckwellen; und
eine Rechteckwellen-Ausgabeeinheit (58) zur Ausgabe jeder der Rechteckwellen auf der Grundlage der Informationen und der Zeiten von jeder der Rechteckwellen enthält, wobei
die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) die in dem Wellenformspeicher (50) gespeicherten Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wellenformgenerator, welcher eine gewünschte Wellenform erzeugen kann, und ein Verfahren zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform.

Eine Prüfvorrichtung zum Prüfen elektrischer Vorrichtungen, die jeweils eine A/D-Umwandlungseinheit haben, die ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandeln kann, enthält einen Wellenformgenerator, der eine Prüfwellenform erzeugt, welche zum Prüfen der A/D-Umwandlungseinheit der elektrischen Vorrichtung verwendet wird.

1 ist ein Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Wellenformgenerator 10 zeigt. Der Wellenformgenerator 10 enthält einen Wellenformspeicher 20, einen Bezugstaktgenerator 22, eine D/A-Umwandlungseinheit 24 und eine Wellenform-Ausgabeeinheit 26. Der Wellenformspeicher 20 speichert Prüfwellenformdaten, die für die Erzeugung einer Prüfwellenform zu verwenden sind. Der Wellenformspeicher 20 gibt die Prüfwellenformdaten zu der D/A-Umwandlungseinheit 24 zu einer Zeit eines von dem Bezugstaktgenerator gelieferten Bezugstakts aus. Die D/A-Umwandlungseinheit 24 wandelt die Prüfwellenformdaten in einen Spannungswert zu der Zeit des Bezugstaktes um. Die Wellenform-Ausgabeeinheit 26 gibt die Prüfwellenform aus, die durch Entfernen einer vorbestimmten Frequenzkomponente von dem zu der Zeit des Bezugstakts von der D/A-Umwandlungseinheit 24 gelieferten Spannungswert erhalten wurde.

2(a) zeigt den Spannungswert, der von der D/A-Umwandlungseinheit 24 ausgegeben wurde, welche in dem in 1 gezeigten Wellenformgenerator 10 enthalten ist. Die D/A-Umwandlungseinheit 24 wandelt die von dem Wellenformspeicher 20 gelieferten Prüfwellenformdaten in den Spannungswert um und gibt den erhaltenen Spannungswert zu der Zeit des Bezugstaktes aus. Somit gibt die D/A-Umwandlungseinheit 24 den Spannungswert aus, der eine Periode des Bezugstaktes ändert.

2(b) zeigt die Prüfwellenform, die von der Wellenform-Ausgabeeinheit 26 ausgegeben wird, welche in dem mit Bezug auf 1 beschriebenen Wellenformgenerator 10 enthalten ist. Die Wellenform-Ausgabeein heit 26 gibt die Prüfwellenform aus nach Entfernen der vorbestimmten Frequenzkomponente von der in 2(a) gezeigten Wellenform.

In einem Fall der Erzeugung einer Prüfwellenform mit einer hohen Frequenz war es erforderlich, dass der herkömmliche Wellenformgenerator 10 die D/A-Umwandlungseinheit 24 enthält, welche mit einer hohen Geschwindigkeit arbeiten kann. Auch war es bei dem herkömmlichen Wellenformgenerator 10 schwierig, die Prüfwellenform mit hoher Genauigkeit anzunähern, da der herkömmliche Wellenformgenerator 10 Spannungswerte erzeugt, welche sich den Spannungswerten der Prüfwellenform bei konstanten Intervallen annähern.

Aus der DE 2 160 863 B2 ist eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Sinusschwingungen durch Summieren von gleichfrequenten Rechteckschwingungen bekannt, wobei die Rechteckschwingungen in ihrer Phasenlage zueinander derart verschoben und in ihrer Amplitude derart gestaffelt sind, dass die zu den Oberwellen der zu erzeugenden Sinusschwingung beitragenden Teilschwingungen der Rechteckschwingungen sich gegenseitig aufheben, hingegen die zur Grundwelle der Sinusschwingung beitragenden Teilschwingungen sich addieren.

Die US 4 575 811 A offenbart einen Wellenformgenerator zum Erzeugen einer sinusförmigen Welle, die aus zwei identischen Sinuswellen zusammengesetzt wird, deren Phasendifferenz in gewünschter Weise eingestellt wird. Zur Erzeugung der Sinuswellen werden Rechteckimpulse jeweils gleicher Amplitude und unterschiedlicher Phasenlage summiert. Dabei ist das gegenseitige Verhältnis zweier beliebiger der eine Sinushalbwelle bildenden Rechteckimpulse derart, dass der eine Rechteckimpuls, der früher als der andere Rechteckimpuls beginnt, auch früher als der andere endet, d.h., die Rechteckimpulse haben eine im Wesentlichen gleiche Länge. Zur Erzeugung der Rechteckimpulse werden jeweils Brückenschaltungen mit vier gesteuerten Schaltern verwendet, wobei ein Impuls erhalten wird, wenn die Schalter in zwei gegenüberliegenden Brückenzweigen leitend sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wellenformgenerator sowie ein Wellenform-Erzeugungsverfahren anzugeben, durch die Rechteckwellen beliebiger Amplitude zur Bildung einer gewünschten Wellenform zusammengesetzt werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kombination, die im Anspruch 1 bzw. Anspruch 11 beschrieben ist. Die abhängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Wellenformgenerator zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit zur Erzeugung mehrerer Rechteckwellen in einer solchen Weise, dass jede der Rechteckwellen zu einer gewünschten Anstiegszeit ansteigt und zu einer gewünschten Abfallzeit abfällt, und eine Wellenform-Zusammensetzeinheit zum Zusammensetzen der Rechteckwellen für die Erzeugung einer Mehrpegelwelle, die Grundlage für die Erzeugung der gewünschten Wellenform ist. Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit enthält mindestens einen Wellenformspeicher zum Speichern von Informationen betreffend einen Spannungswert von jeder der Rechteckwellen, mindestens einen Zeitspeicher zum Speichern der Anstiegs- und Abfall zeit von jeder der Rechteckwellen, und eine Rechteckwellen-Ausgabeeinheit zur Ausgabe jeder der Rechteckwellen auf der Grundlage der Informationen sowie der Anstiegs- und Abfallzeit von jeder der Rechteckwellen, wobei die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit die in dem Wellenformspeicher gespeicherten Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umwandelt, N logische Spannungswerte, die entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifiziert sind, erzeugt, und die logischen Spannungswerte zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit liefert.

Zusätzlich kann der Wellenformgenerator ein Filter zum Entfernen einer vorbestimmten Frequenzkomponente aus der Mehrpegelwelle aufweisen.

Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit kann enthalten: mehrere Wellenformspeicher jeweils zum Speichern von Informationen über einen Spannungswert einer entsprechenden der Rechteckwellen, und mehrere Zeitspeicher jeweils zum Speichern der Anstiegs- und Abfallzeit einer entsprechenden der Rechteckwellen.

Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit kann ein D/A-Wandler sein, der die Informationen über den Spannungswert in ein analoges Signal umwandelt. Der Wellenformgenerator kann weiterhin eine Zeiteinstellvorrichtung zum Verzögern eines Bezugstakts basierend auf der in dem (den) Zeitspeicher(n) gespeicherten Anstiegs- und Abfallzeit für jede der Rechteckwellen aufweisen.

Der Wellenformgenerator kann weiterhin eine Spannungssteuervorrichtung zum Steuern der Amplitude von jeder der Rechteckwellen basierend auf der gewünsch ten Wellenform aufweisen. Die Wellenform-Zusammensetzeinheit kann eine Operation für den Spannungswert von jeder der Rechteckwellen durchführen.

Weiterhin kann die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit die N Rechteckwellengeneratoren zur Erzeugung der M-wertigen logischen Spannungswerte enthalten, und die Wellenform-Zusammensetzeinheit multipliziert mit (1/M)^K den von dem K-ten Wellenformgenerator (K ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1, jedoch nicht größer als N) gelieferten logischen Spannungswert und setzt die multiplizierten logischen Spannungswerte zusammen, um die gewünschte Wellenform zu erzeugen.

Die Wellenform-Zusammensetzeinheit kann eine Leiter enthalten, welche die N logischen Spannungswerte als Eingabesignale hat. In diesem Fall sind die N Rechteckwellengeneratoren jeweils elektrisch mit N Knoten verbunden, die Knoten sind miteinander über Widerstände mit jeweils einem vorbestimmten Widerstandswert verbunden, der K-te logische Spannungswert an dem K-ten Knoten fällt auf das (1/M)-fache ab, und der Spannungswert an dem K-ten Knoten fällt auf das (1/M)-fache an dem (K-1)-ten Knoten ab.

Die Wellenform-Zusammensetzeinheit kann eine Leiter enthalten, die die N logischen Spannungswerte als Eingangssignale hat. In diesem Fall ist der J-te Rechteckwellengenerator (J ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1, jedoch nicht größer als (N-1)) mit (N-1) Knoten verbunden; die Knoten sind miteinander über Widerstände mit jeweils einem vorbestimmten Widerstandswert verbunden; der N-te Rechteckwellengenerator ist mit dem (N-1)-ten Knoten verbunden; der N-te logische Spannungswert fällt auf das (1/M)-fache des N-ten logischen Spannungswertes an dem (N-1)-ten Knoten; der J-te logische Spannungswert fällt auf das (1/M)-fache an dem J-ten Knoten; und der Spannungswert an dem J-ten Knoten fällt auf das (1/M)-fache an dem (J-1)-ten Knoten.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Wellenform-Erzeugungsverfahren zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform die Schritte auf: Erzeugen mehrerer Rechteckwellen; Zusammensetzen der Rechteckwellen, um eine Mehrpegelwelle zu erzeugen; und Erzeugen der gewünschten Wellenform auf der Grundlage der Mehrpegelwelle, wobei jede Rechteckwelle zu einer gewünschten Anstiegszeit ansteigt und zu einer gewünschten Abfallzeit abfällt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass Informationen bezüglich eines Spannungswertes für jede der Rechteckwellen gespeichert werden, die Anstiegszeit und die Abfallzeit für jede der Rechteckwellen gespeichert werden, und jede der Rechteckwellen auf der Grundlage der Informationen bezüglich des Spannungswertes sowie der Anstiegszeit und der Abfallzeit gebildet wird derart, dass die Informationen bezüglich des Spannungswertes in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umgewandelt, N logische Spannungswerte, die entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifiziert sind, erzeugt und die logischen Spannungswerte zusammengesetzt werden.

Es können Spannungswerte der Rechteckwellen berechnet werden, um die Mehrpegelwelle zu erzeugen. Zusätzlich kann eine vorbestimmte Frequenzkomponente aus der Mehrpegelwelle entfernt werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockschaltbild, das einen herkömmlichen Wellenformgenerator 10 zeigt.
2 zeigt einen Spannungswert, der von einer D/A-Umwandlungseinheit 24 ausgegeben wird, welche in dem in 1 gezeigten Wellenformgenerator 10 enthalten ist.
3 ist ein Blockschaltbild, das eine Prüfvorrichtung zeigt.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Wellenformgenerator 30 zeigt.
5 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Rechteckwellengenerator 40a zeigt.
6, 7, 8 und 9 zeigen beispielhafte Rechteckwellen.
10 ist ein Diagramm, das die Arbeitsweise des in 5 gezeigten Rechteckwellengenerators 40a erläutert.
11 ist ein Diagramm, das die Wirkungen erläutert, welche durch Anstiegs- und Abfallzeiten der Rechteckwelle, die frei gesetzt werden können, erhalten werden.
12 ist ein Blockschaltbild, das einen anderen beispielhaften Wellenformgenerator 30 zeigt.
13 zeigt beispielhafte Wellenformen, die von dem in 12 gezeigten Wellenformgenerator 30 erzeugt werden.
14 zeigt einen beispielhaften Wellenformgenerator 30.
15 zeigt eine andere beispielhafte Prüfvorrichtung, welche eine elektrische Vorrichtung mit einer A/D-Umwandlungseinheit zum Umwandeln eines analogen Signals in ein digitales Signal prüfen kann.
16 zeigt einen beispielhaften Wellenformgenerator 30.
17 zeigt eine beispielhafte Wellenform-Zusammensetzeinheit 42.
18 ist ein Blockschaltbild, das eine Halbleitervorrichtung 38 mit einer Prüfeinheit zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, welche nicht zur Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung beabsichtigt sind, sondern die Erfindung veranschaulichen. Alle Merkmal und deren Kombinationen, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
3 ist ein Blockschaltbild einer beispielhaften Prüfvorrichtung zum Prüfen elektrischer Vorrichtungen, die jeweils eine A/D-Umwandlungseinheit haben, die ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet "elektrische Vorrichtung" eine Vorrichtung, die einer vorbestimmten Weise in Übereinstimmung mit einem Strom oder einer Spannung arbeiten kann, und eine Halbleitervorrichtung mit einem aktiven Element wie einer IC (integrierte Schaltung) oder einer LSI (integrierte Großschaltung) enthält. Die "elektrische Vorrichtung" kann weiterhin eine Vorrichtung enthalten, die aus den vorerwähnten Vorrichtungen, die miteinander integriert sind, um in einem einzelnen Gehäuse untergebracht zu sein, zusammengesetzt ist, enthalten, oder eine Vorrichtung wie eine Brettschaltung, die eine vorbestimmte Funktion implementiert durch Aufbringen der vorerwähnten Vorrichtung auf eine gedruckte Schaltungsplatte. Die in 3 gezeigte Prüfvorrichtung enthalt einen Wellenformgenerator 30, eine Signaleiangabe-/-ausgabeeinheit 12 und einen Komparator 16. Der Wellenformgenerator 30 erzeugt eine Prüfwellenform, die zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung 18 zu verwenden ist, und gibt die erzeugte Prüfwellenform zu der Signaleingabe-/-ausgabeeinheit 12 aus. Der Wellenformgenerator 30 gibt auch einen erwarteten Wert zu dem Komparator 16 aus, der von der geprüften Vorrichtung 18 auszugeben ist, zu welcher die Prüfwellenform geführt ist. Die Signaleingabe-/ausgabeeinheit 12 legt die von dem Wellenformgenerator 30 gelieferten Prüfwellenform an die geprüfte Vorrichtung 18 an. Die geprüfte Vorrichtung 18 gibt einen Ausgangswert in Übereinstimmung mit der an sie angelegten Prüfwellenform zu der Signaleingabe-/ausgabeeinheit 12 aus, welche den empfangenen Ausgangswert zu dem Komparator 16 ausgibt, der den Ausgangswert der geprüften Vorrichtung 18 mit dem erwarteten Wert vergleicht, wodurch bestimmt wird, ob die geprüfte Vorrichtung 18 fehlerhaft ist oder nicht.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen beispielhaften Wellenformgenerator 30 zeigt. Der Wellenformgenerator 30 enthält einen Bezugstaktgenerator 22, eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41, eine Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 und eine Wellenform-Ausgabeeinheit 44. Die Wellenform-Erzeugungseinheit 41 enthält Rechteckwellengeneratoren 40. Der Bezugstaktgenerator 22 gibt den Bezugstakt zu den Rechteckwellengeneratoren 40 aus. Die Rechteckwellengeneratoren 40 geben jeweils Rechteckwellen auf der Grundlage des Bezugstaktes zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 aus. Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 setzt mehrere Rechteckwellen, die von den Rechteckwellengeneratoren 40 geliefert wurden, zusammen, um eine zusammengesetzte Mehrpegelwelle 82 zu der Wellenform-Ausgabeeinheit 44 auszugeben.
Beispielsweise kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 eine Addiervorrichtung sein, um die Spannungswerte der jeweiligen Quadratwerte miteinander zu addieren. Bei einem anderen Ausfüh rungsbeispiel kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 eine Multiplikationsvorrichtung zum Multiplizieren der Spannungswerte der jeweiligen Rechteckwellen sein. Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 eine Subtraktionsvorrichtung zum Subtrahieren der Spannungswerte der jeweiligen Quadratwerte sein. Bei einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die jeweiligen Rechteckwellen durch eine Kombination von Addition, Subtraktion und Multiplikation zusammensetzen.
Die Wellenform-Ausgabeeinheit 44 entfernt eine vorbestimmte Frequenzkomponente von der zusammengesetzten Welle 82, um eine Prüfwellenform 84 zu der Signaleingabe-/-ausgabeeinheit 12 auszugeben. Z.B. kann die Wellenform-Ausgabeeinheit 44 ein Filter zum Entfernen der vorbestimmten Frequenzkomponente von der zusammengesetzten Welle 82 oder ein Tiefpaßfilter zum Entfernen einer Hochfrequenzkomponente von der zusammengesetzten Welle 82 sein.
5 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Rechteckwellengenerators 4 Die Rechteckwellengeneratoren 40a bis 40-n haben eine einander ähnliche Struktur und Funktion. Der Rechteckwellengenerator 40a enthält einen Wellenformspeicher 50, einen Zeitgenerator 56, eine Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 und eine Spannungssteuervorrichtung 60. Der Zeitgenerator 56 hat eine Zeiteinstellvorrichtung 52 und einen Zeitspeicher 54.
Der Bezugstaktgenerator 22 gibt den Bezugstakt zu dem Wellenformspeicher 50, der Zeiteinstellvorrichtung 52 und dem Zeitspeicher 54 aus. Der Wellenformspeicher 50 speichert Informationen betreffend den Spannungs wert der Rechteckwelle, d.h. ein Rechteckwellenmuster, und gibt die Informationen über den Spannungswert der Rechteckwelle zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 zu den Zeiten des Bezugstaktes aus.
Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 erzeugt die Rechteckwelle durch Erzeugung einer Spannung auf der Grundlage der Informationen über den Spannungswert. Z.B, kann die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 einen D/A-Wandler zum Umwandeln eines digitales in ein analoges Signal enthalten. In diesem Fall gibt die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 die Spannung auf der Grundlage der als das digitale Signal gelieferten Informationen über den Spannungswert aus. Z.B. wird ein Fall betrachtet, bei welchem die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 eine positive Spannung ausgibt, wenn die Informationen über den Spannungswert ein logischer Wert "1" sind, und eine Spannung von 0 V ausgibt, wenn die Informationen über den Spannungswert ein logischer Wert "0" sind. Wenn logische Werte "0011100" von dem Wellenformspeicher 50 jeweils zu den Zeiten des Bezugstaktes geliefert werden, gibt die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 eine Rechteckwelle aus, die eine Spannung hat, welche bei 0 V während einer Periode entsprechend zwei Takten bleibt, dann zu einer positiven Spannung während einer Periode entsprechend drei Takten geändert wird und dann während einer Periode von zwei Takten auf 0 V geändert wird.
Die Spannungssteuervorrichtung 60 steuert die Größe der von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 erzeugten Spannung. Die Spannungssteuervorrichtung 60 kann die von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 erzeugte Spannung auf der Grundlage des/der von dem Wellenformspeicher 50 gelieferten Werte(s) steuern. Z.B. kann in einem Fall, in welchem der Wellenformspeicher 50 den logischen Wert "1" liefert, die Spannungssteuervorrichtung 60, die von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 erzeugte Spannung so steuern, daß sie 5 V beträgt. Z.B. erzeugt die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58, wenn der Wellenformspeicher 50 die logischen Werte "0011100" zu den Zeiten des Bezugstaktes liefert, Spannungswerte von 0V, 0V, 5V, 5V, 5V, 0V und 0V in dieser Reihenfolge.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, daß die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 eine Spannung erzeugen kann, welche jeweils einen von drei Spannungswerten hat. Z.B. können solche drei Spannungswerte ein positiver Spannungswert null und ein negativer Spannungswert sein. Der Wellenformspeicher 50 kann solche drei Spannungswerte als unterschiedliche Sätze von Zwei-Bit-Informationen speichern.
Der Zeitgenerator 56 erzeugt eine Zeit, bei der der Spannungswert von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 auf der Grundlage des von dem Bezugstaktgenerator 22 gelieferten Bezugstakts zu erzeugen ist. Der Zeitspeicher 54 speichert Informationen betreffend die Zeiten, zu welchen die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 den Spannungswert wechselt. Z.B. können die Zeitinformationen Informationen sein, die jeweils eine Anstiegszeit und eine Abfallzeit einer Rechteckwelle spezifizieren. Der Zeitspeicher 54 gibt die gespeicherten Zeitinformationen zu den Zeiten des Bezugstaktes zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus. Die Zeiteinstellvorrichtung 52 gibt die Zeiten zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 aus, zu denen die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 den Spannungswert durch Verzögerung des Bezugstaktes auf der Grundlage der von dem Zeitspeicher 54 gelieferten Zeitinforma tionen ändert. Z.B. kann die Zeiteinstellvorrichtung 52 eine variable Verzögerungsschaltung sein, die den Bezugstakt in Übereinstimmung mit den Zeitinformationen verzögert. Es ist bevorzugt, daß die Zeiteinstellvorrichtung 52 den Bezugstakt um eine Zeitspanne, die kürzer als eine Periode des Bezugstaktes ist, verzögern kann.
Der Zeitgenerator 56 kann die Zeiten, zu denen die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 den Spannungswert ändert, frei ändern. Somit kann die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 eine Rechteckwelle mit einer frei einstellbaren Dauer ausgeben.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Rechteckwellengenerator 41 einen einzelnen Wellenformspeicher 50 enthalten, welcher mehreren Wellenformspeichern 50, die miteinander kombiniert sind, entspricht. Darüber hinaus kann der Rechteckwellengenerator 41 einen einzelnen Zeitspeicher 54 enthalten, der mehreren miteinander kombinierten Zeitspeichern 54 entspricht.
6(a) zeigt beispielhafte Rechteckwellen (80-1, 80-1, 80-1 und 80-1), die jeweils von vier Rechteckwellengeneratoren 40-1, 40-2, 40-3 und 40-4 in einem Fall erzeugt wurden, in welchem der in 4 gezeigte Wellenformgenerator 30 vier Rechteckwellengeneratoren enthält. Jede Rechteckwelle hat einen Spannungswert und eine Dauer in Übereinstimmung mit der Prüfwellenform. Zusätzlich können die Anstiegs- und Abfallzeit jeder Rechteckwelle eingestellt werden ungeachtet der Periode des Bezugstaktes.
6(b) zeigt eine zusammengesetzte Welle 82, die durch Addition der in 6(a) gezeigten Spannungs werte der vier Rechteckwellen durch die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 erhalten wurde. Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 setzt die jeweiligen Rechteckwellen in eine zusammengesetzte Mehrpegelwelle zusammen. Da die Dauer jeder Rechteckwelle eingestellt werden kann ungeachtet der Periode des Bezugstaktes, kann ein Intervall zwischen Zeiten, zu denen die Spannung der zusammengesetzten Welle 82 sich ändert, frei eingestellt werden ungeachtet der Periode des Bezugstaktes. Daher kann die Prüfwellenform mit einer höheren Genauigkeit als der der von dem herkömmlichen Wellenformgenerator 10 erzeugten gebildet werden. Z.B. kann, selbst wenn der Bezugstakt keine hohe Frequenz hat, die Prüfwellenform mit einer höheren Genauigkeit erzeugt werden. Darüber hinaus kann in einem Fall, in welchem die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 beispielsweise durch einen D/A-Wandler implementiert ist, die Prüfwellenform mit höherer Genauigkeit gebildet werden als die der herkömmlich erzeugten, selbst wenn der D/A-Wandler bei einer geringeren Geschwindigkeit arbeitet als der D/A-Wandler 24 des herkömmlichen Wellengenerators 10.
6(c) zeigt eine Prüfwellenform 84, die durch Entfernen einer vorbestimmten Frequenzkomponente von der zusammengesetzten Welle 82, die in 6(b) gezeigt ist, in der Wellenform-Ausgabeeinheit 44 erhalten wurde. Die Prüfwellenform 84 kann beispielweise ein Tiefpaßfilter werwenden und sie kann die Prüfwellenform 84 aus der in 6(b) gezeigten Wellenform erzeugen durch Entfernen einer Hochfrequenzkomponente von der zusammengesetzten Welle 82. Da die in 6(b) gezeigte zusammengesetzte Welle 82 mit höherer Genauigkeit erzeugt werden kann, kann die Prüfwellenform 84 mit einer höheren Genauigkeit erzeugt werden. Da auch die vorbestimmte Frequenzkomponente durch die Wellenform-Ausgabeeinheit 44 entfernt wurde, ist die Prüfwellenform 84 eine Wellenform mit einem Spannungswert, der niedriger ist als der einer Wellenform, die durch Kombinieren der Scheitelpunkte der zusammengesetzten Welle 82 erhalten wurde. Daher ist es bevorzugt, den Spannungswert der in 6(a) gezeigten Rechteckwelle einzustellen, indem die von der Wellenform-Ausgabeeinheit 44 zu entfernende Frequenzkomponente in Betracht gezogen wird.
7 zeigt mehrere beispielhafte Rechteckwellen und eine beispielhafte zusammengesetzte Welle 82, die durch Zusammensetzen dieser Rechteckwellen erhalten wurde. In 7 stellt die horizontale Achse die Zeit dar, während die vertikale Achse einen Spannungswert darstellt. Einer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 1V von einem Zeitpunkt 2 bis zu einem Zeitpunkt 7, um eine in 7(a) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen. Ein anderer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 2V von einem Zeitpunkt 3 bis zu einem Zeitpunkt 5, um eine in 7(b) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen. Noch ein anderer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugten einen Spannungswert (Amplitude) von –1V von einem Zeitpunkt 4 bis zu einem Zeitpunkt 6, um eine in 7(c) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen.
7(d) zeigt die zusammengesetzte Welle 82, die durch Addieren der Rechteckwellen, die in den 7(a) bzw. 7(b) gezeigt sind, erhalten wird. Der Spannungswert der zusammengesetzten Welle 82 beträgt 1V von dem Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 3, 3V von dem Zeitpunkt 3 bis zum Zeitpunkt 5 und 1V von dem Zeitpunkt 5 bis zum Zeitpunkt 7.
7(e) zeigt die zusammengesetzte Welle 82, die durch Addieren der in den 7(a), 7(b) und 7(c) gezeigten Rechteckwellen erhalten wird. Der Spannungswert der zusammengesetzten Welle 82 beträgt 1V von dem Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 3, 3V von dem Zeitpunkt 3 bis zum Zeitpunkt 4, 2V von dem Zeitpunkt 4 bis zum Zeitpunkt 5, 0V von dem Zeitpunkt 5 bis zum Zeitpunkt 6 und 1V von dem Zeitpunkt 6 bis zum Zeitpunkt 7. Wie in den 7(d) und 7(e) gezeigt ist, können mehrere Typen der zusammengesetzten Mehrpegelwelle durch Zusammensetzen mehrerer Rechteckwellen erzeugt werden. Obgleich die Wellenform der jeweiligen Rechteckwelle in konstanten Intervallen in 7 ansteigt und abfällt, ist es nicht erforderlich, die Anstiegs- und Abfallzeiten der Rechteckwelle in konstanten Intervallen bei einem anderen Ausführungsbeispiel einzustellen. In der vorliegenden Beschreibung wird auf die Zusammensetzung der in 7 gezeigten Rechteckwellen Bezug genommen als zu der Zusammensetzung in einer Spannungswert-Richtung.
8 zeigt mehrere beispielhafte Rechteckwellen und eine beispielhafte zusammengesetzte Welle, die durch Zusammensetzen dieser Rechteckwellen erhalten wurde. In 8 stellt die horizontale Achse die Zeit dar, während die vertikale Achse einen Spannungswert darstellt. Einer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 1V von einem Zeitpunkt 2 bis zu einem Zeitpunkt 3, um die in 8(a) gezeigt Rechteckwelle zu erzeugen. Ein anderer der rechteckigen Wellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 2V von einem Zeitpunkt 3 bis zu einem Zeitpunkt 5, um die in 8(b) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen. Noch ein anderer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 1V von einem Zeitpunkt 5 bis zu einem Zeitpunkt 7, um die in 8(c) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen.
8(d) zeigt die zusammengesetzte Welle 82, die durch Addieren der in den 8(a), 8(b) und 8(c) gezeigten Rechteckwellen erhalten wurde. Die zusammengesetzte Welle 82 hat einen Spannungswert, der 1V von dem Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 3 beträgt, 2V von dem Zeitpunkt 3 bis zum Zeitpunkt 5 und 1V von dem Zeitpunkt 5 bis zum Zeitpunkt 7. Die Rechteckwellen können in einer solchen Weise erzeugt werden, daß eine Rechteckwelle ansteigt, wenn eine andere Rechteckwelle abfällt, wie in den 8(a), 8(b) und 8(c) gezeigt ist. In der vorliegenden Beschreibung wird auf die Zusammensetzung der in 8 gezeigten Rechteckwellen Bezug genommen als einer Zusammensetzung in einer Zeitrichtung.
9 zeigt eine zusammengesetzte Welle in einem Fall, in welchem die Rechteckwellen so erzeugt sind, daß sie bewirken, daß die Zusammensetzung der Rechteckwellen in der in 7 gezeigten Spannungswert-Richtung und die Zusammensetzung der Rechteckwellen in der in 8 gezeigten Zeitrichtung gleichzeitig stattfinden. In 9 stellt die horizontale Achse die Zeit dar, während die vertikale Achse einen Spannungswert darstellt. Einer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 1V von einem Zeitpunkt 2 bis zu einem Zeitpunkt 4 und von einem Zeitpunkt 6 bis zu einem Zeitpunkt 7, um eine in 9(a) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen. Ein anderer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von 2V von einem Zeitpunkt 3 bis zu einem Zeitpunkt 7, um eine in 9(b) gezeigte Rechteck welle zu erzeugen. Noch ein anderer der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugt einen Spannungswert (Amplitude) von –1V von einem Zeitpunkt 4 bis zu einem Zeitpunkt 6, um eine in 9(c) gezeigte Rechteckwelle zu erzeugen.
9(d) zeigt eine zusammengesetzte Welle 82, die erhalten wurde durch Addieren der jeweils in den 9(a), 9(b) und 9(c) gezeigten Rechteckwellen. Die zusammengesetzte Welle 82 hat einen Spannungswert, der von dem Zeitpunkt 2 bis zum Zeitpunkt 3 1V beträgt; von dem Zeitpunkt 3 bis zu dem Zeitpunkt 4 3V; von dem Zeitpunkt 4 bis zu dem Zeitpunkt 6 1V; und von dem Zeitpunkt 6 bis zu dem Zeitpunkt 7 3V. Die jeweiligen Rechteckwellen können wie in den 9(a), 9(b) und 9(c) gezeigt erzeugt werden.
10 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung der Operation des Rechteckwellengenerators 40a verwendet wird, welcher unter Bezugnahme auf 5 näher erläutert wurde. In 10 entspricht "MUSTER VON RECHTECKWELLEN" den Informationen betreffend den Spannungswert, der in dem Wellenformspeicher gespeichert ist. "ZEITSTEUERUNG" stellt die Zeiten dar, zu denen der Spannungswert von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 ausgegeben wird. "RECHTECKWELLE" stellt die Rechteckwelle dar, die von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 ausgegeben wird. Der Zeitgenerator 56 erzeugt die Zeitabschnitte auf der Grundlage des mit einer Periode T_R gelieferten Bezugstakts.
10(a) zeigt den Anstieg und den Abfall der Rechteckwelle, welche zu Zeiten stattfinden, die gegenüber den Zeitpunkten des Bezugstaktes um T_A verschoben sind. Die Anstiegs- und Abfallzeiten T_A sind in dem Zeitspeicher 54 gespeichert.
Wenn der erste Bezugstakt zugeführt wird, gibt der Zeitspeicher 54 Verzögerungsdaten, die bestimmten, daß der Bezugstakt um T_A verzögert wird, zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus. Die Zeiteinstellvorrichtung 52 verzögert den Bezugstakt um T_A, um zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 die Zeiten auszugeben, zu denen der Spannungswert ausgegeben wird. Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 gibt das Rechteckwellenmuster "1" zu der Zeit aus, die gegenüber der Zeit um T_A verzögert ist, zu der der Bezugstakt zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 geliefert wurde. Z.B. erzeugt das Rechteckwellenmuster "1" einen positiven Spannungswert.
Wenn der zweite Bezugstakt um T_R nach dem ersten Bezugstakt zugeführt wird, gibt der Zeitspeicher 54 die Verzögerungsdaten zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus, welche bestimmen, daß der Bezugstakt um T_A zu verzögern ist. Die Zeiteinstellvorrichtung 52 verzögert den Bezugstakt um T_A, um zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 die Zeiten für die Ausgabe des Spannungswertes auszugeben. Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 gibt das Rechteckwellenmuster "0" zu einer Zeit aus, welche um T_A gegenüber der Zeit verzögert ist, zu der der Bezugstakt zu der Zeiteinstellvorrichtug 52 geliefert wurde. Z.B. bewirkt das Rechteckwellenmuster "0" die Erzeugung eines Spannungswertes von 0V. Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Rechteckwelle zu einer Zeit erzeugt werden, die frei gegenüber der Zeit des Bezugstaktes verzögert ist.
10(b) zeigt einen Fall, in welchem die Rechteckwelle zu einer Zeit ansteigt, die gegenüber der Zeit des Bezugstakts um T_A verschoben ist, und zu einer Zeit abfällt, die gegenüber der Zeit des Bezugstakts um T_B verschoben ist.
Wenn der erste Bezugstakt zugeführt wird, gibt der Zeitspeicher 54 die Verzögerungsdaten, welche bestimmten, daß der Bezugstakt um T_A zu verzögern ist, zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus. Die Zeiteinstellvorrichtung 52 verzögert den Bezugstakt um T_A, um die Zeit für die Ausgabe des Spannungswertes zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 auszugeben. Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 gibt das Rechteckwellenmuster "1" zu einer Zeit aus, die gegenüber der Zeit, zu welcher der Bezugstakt zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 geliefert wurde, um T_A verzögert ist. Beispielsweise bewirkt das Rechteckwellenmuster "1" die Erzeugung eines positiven Spannungswertes.
Wenn der zweite Bezugstakt um T_R nach der Zuführung des ersten Bezugstaktes zugeführt wird, gibt der Zeitspeicher 54 die Verzögerungsdaten, welche bestimmen, daß der Bezugstakt um T_B zu verzögern ist, zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus. Die Zeiteinstellvorrichtung 52 verzögert den Bezugstakt um T_B, um zu der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 die Zeiten für die Ausgabe des Spannungswertes auszugeben. Die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 gibt das Rechteckwellenmuster "0" zu einer Zeit, die um T_B gegenüber der Zeit, zu welcher der Bezugstakt zugeführt wurde, verzögert ist, zu der Zeiteinstellvorrichtung 52 aus. Z.B. bewirkt das Rechteckwellenmuster "0" die Erzeugung eines Spannungswertes von 0V. Auf diese Weise kann die Rechteckwelle derart erzeugt werden, daß die Anstiegszeit der Rechteckwelle und deren Abfallzeit gegenüber den Zeiten des Bezugstakts um unterschiedliche Zeitperioden verschoben sind.
11 zeigt die Wirkungen, die durch die Anstiegs- und Abfallzeit der Rechteckwelle, welche frei eingestellt werden können, erhalten werden. In 11 stellt die ausgezogene Linie eine Prüfwellenform dar, die von dem unter Bezug auf 1 beschriebenen herkömmlichen Wellenformgenerator 10 erzeugt wurde, während die gestrichelte Linie eine Prüfwellenform darstellt, die durch den unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Wellenformgenerator 30 erzeugt wurde. Da der D/A-Wandler 24 des in 1 gezeigten herkömmlichen Wellenformgenerators 10 die Prüfwellenform zu Zeiten (konstante Intervalle) annähert, zu welchen der Bezugstakt zugeführt wird, ist die erzeugte Prüfwellenform gegenüber einer gewünschten Prüfwellenform verschoben. Andererseits können die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n) des in 4 gezeigten Wellenformgenerators 30 die Prüfwellenform mit einer höheren Genauigkeit erzeugen, da er die Anstiegs- und Abfallzeiten der jeweiligen Rechteckwellen ungeachtet der Zeiten des Bezugstaktes frei ändern kann.
12 ist ein Blockschaltbild, welches einen anderen beispielhaften Wellenformgenerator 30 zeigt. In 12 haben die Komponenten mit denselben Bezugszahlen dieselben Funktionen wie diejenigen, die in 4 mit denselben Bezugszahlen versehen sind, und die genaue Beschreibung hiervon wird weggelassen. Der Wellenformgenerator 30 enthält den Bezugstaktgenerator 22, die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41, eine Wellenform-Zusammensetzeinheit 66 und die Wellenform-Ausgabeeinheit 44. Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 enthält Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-n). Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 66 enthält eine Addiervorrichtung 62 und eine Multipliziervorrichtung 64. Die Rechteck wellengeneratoren (40-1 bis 40-n) erzeugen jeweils Rechteckwellen für die Ausgabe zu der Addiervorrichtung 62. Die Addiervorrichtung 62 erzeugt eine erste zusammengesetzte Welle 90 durch Addieren des Spannungswertes der Rechteckwellen. Die Multipliziervorrichtung 64 multipliziert die von dem Rechteckwellengenerator 40a gelieferte Rechteckwelle und die erste zusammengesetzte Welle 90 miteinander, um eine zweite zusammengesetzte Welle 92 zu der Wellenform-Ausgabeeinheit 44 auszugeben. Die Wellenform-Ausgabeeinheit 44 entfernt eine vorbestimmte Frequenzkomponente von der zweiten zusammengesetzten Welle 92, um eine Prüfwellenform 194 auszugeben.
13 zeigt eine beispielhafte Wellenform, die von dem unter Bezugnahme auf 12 beschriebenen Wellenformgenerator 30 erzeugt wurde. 13(a) zeigt eine Rechteckwelle 86a, die von dem Rechteckwellengenerator 40a erzeugt wurde. Der Rechteckwellengenerator 40a erzeugt die Rechteckwelle 86a mit einem Spannungswert von 1V und einem Spannungswert von –1V.
In 13(b) stellt eine als gestrichelte Linie gezeigte Wellenform einen absoluten Wert einer gewünschten Prüfwellenform dar. Die Rechteckwellengeneratoren 40b, 40c und 40d erzeugen Rechteckwellen zur Bildung der als gestrichelte Linie gezeigten Wellenform. Die Addiervorrichtung 62 addiert die von den Rechteckwellengeneratoren 40b, 40c und 40d gelieferten Rechteckwellen, um die erste zusammengesetzte Welle 90 (durchgezogene Linie) zu erzeugen.
13(c) zeigt die zweite zusammengesetzte Welle 92 (durchgezogene Linie), die durch Multiplizieren der Rechteckwelle 86a und der ersten zusammengesetzten Welle 90 miteinander erhalten wurde. In 13(c) ist die als gestrichelte Linie gezeigte Wellenform die gewünschte Wellenform.
13(d) zeigt die Prüfwellenform 94 (ausgezogene Linie), die von der Wellenform-Ausgabeeinheit 44 ausgegeben wurde. In 13(d) entspricht die als gestrichelte Linie gezeigte Wellenform der zweiten zusammengesetzten Wellen 92. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die gewünschte Prüfwellenform erzeugt werden durch Multiplizieren einer Rechteckwelle und der zusammengesetzten Welle, die durch Zusammensetzen mehrerer Rechteckwellen erhalten wurde. Zusätzlich kann, da die Anstiegs- und Abfallzeit der mehreren Rechteckwellen gegenüber den Zeiten des Bezugstaktes verschoben werden können, eine Prüfwellenform mit höherer Genauigkeit erzeugt werden.
14 zeigt einen beispielhaften Wellenformgenerator 30. Der Wellenformgenerator 30 enthält einen Bezugstaktgenerator 22, einen Zeitgenerator 56, einen Wellenformspeicher 50, eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41, eine Auswahleinheit 90, eine Schalteinheit 92 und eine Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 enthält Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N). Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 enthält Widerstände (80, 82, 84 und 86). Der Wellenformgenerator 30 kann weiterhin ein Filter enthalten, das eine vorbestimmte Frequenzkomponente entfernt, die in einem von der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 erzeugten Signal enthalten ist.
Der Bezugstaktgenerator 22 gibt den Bezugstakt zu dem Zeitgenerator 56 aus. Der Zeitgenerator 56 erzeugt auf der Grundlage des von dem Bezugsgenerator 22 ge lieferten Bezugstakts eine Zeit, zu welcher ein Spannungswert von der Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 zu erzeugen ist, um die erzeugte Zeit zu dem Wellenformspeicher 50 und der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 zu liefern. Der Wellenformspeicher 50 speichert die Informationen bezüglich des Spannungswertes der Rechteckwelle, d.h. das Rechteckwellenmuster, und gibt die Informationen über den Spannungswert der Rechteckwelle zu der Zeit des Bezugstaktes zu der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 aus. Bei einem anderen Beispiel kann der jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) den Wellenformspeicher 50 und den Zeitgenerator 56 enthalten.
Es ist bevorzugt, daß die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit die von dem Wellenformspeicher 50 gelieferten Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umwandelt, um eine Anzahl N von logischen Spannungswerten zu erzeugen, welche Spannungswerte sind, die logische Werte entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifizieren. In dem vorliegenden Beispiel entsprechen die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) jeweils Stellen der N-stelligen Zahl, so daß jeder Rechteckwellengenerator den logischen Spannungswert der Zahl mit der Basis M erzeugt. Z.B. können die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) Treiber zum Prüfen einer digitalen Schaltung sein. In einem Fall, in welchem die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 die Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl mit der Basis 3 umwandelt, können die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) einen von dem Spannungswert, der das logische H (hoch) anzeigt, einem Spannungswert der das logische L (niedrig) anzeigt, einem Spannungswert an einem Mittelpunkt des Span nungswertes für das logische H und des Spannungswertes für das logische L auswählen, um den ausgewählten Spannungswert auszugeben. Darüber hinaus kann jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) eine Spannungssteuervorrichtung zum Steuern einer Ausgangsspannung hiervon enthalten.
Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 setzt die Anzahl N von logischen Spannungswerten, die von der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 geliefert wurden, zusammen. Es ist bevorzugt, daß die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die Anzahl von N logischen Spannungswerten mit Wichtungen, die diesen jeweils gegeben sind, zusammensetzt, um die Wellenform zu erzeugen. Z.B. setzt die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 (1/M)^K-mal den logischen Spannungswert, der von dem K-ten Rechteckwellengenerator 40-K (K ist eine ganze Zahl die gleich oder größer als 1 ist, jedoch N nicht überschreitet) geliefert wurde, zusammen, um eine gewünschte Wellenform zu erzeugen. Beispielsweise kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 ein D/A-Wandler sein.
In diesem Beispiel wandeln die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N die Informationen über den Spannungswert in Zahlen der Basis 3 um auf der Grundlage der Informationen über den Spannungswert in dem Wellenformspeispecher, um die logischen Spannungswerte zu erzeugen, und liefern dann die erzeugten logischen Spannungswerte zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) wandelt diese Informationen über den Spannungswert in eine Zahl der Basis 3 um durch Auswahl eines der Spannungswerte des logischen H, des logischen L und einer Komparatorbezugsspannung zum Erfassen des logischen H oder des logischen L.
In diesem Beispiel enthält die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 eine Leiter, die mehrere Widerstände (80, 82, 84 und 86) hat. Die Leiter nimmt die Anzahl von N logischen Spannungswerten entsprechend der Anzahl N von Stellen der Informationen über den Spannungswert, der in eine Zahl der Basis 3 umgewandelt wurde, auf. Es ist bevorzugt, daß die Anzahl von N Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) jeweils elektrisch mit der Anzahl von N-Knoten (88-1 bis 88-N) verbunden ist, und die Anzahl von N-Knoten (88-1 bis 88-N) sind miteinander über Widerstände, die jeweils einen vorbestimmten elektrischen Widerstandswert haben, verbunden.
In der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 ist es bevorzugt, daß der von dem K-ten Rechteckwellengenerator (40-K) gelieferte logische Spannungswert auf das 1/M-fache an dem K-ten Knoten (88-K) fällt, und es ist auch bevorzugt, daß der Spannungswert an dem K-ten Knoten (88-K) auf das 1/M-fache an dem (K-1)-ten Knoten (88-(K-1)). fällt.
Z.B. ist es in einem Fall, in welchem der Widerstand 82 den Widerstandswert von 3R hat, in der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 bevorzugt, daß jeder Widerstand 84 den Widerstandswert von 2R hat und an einem Ende geerdet ist. In diesem Fall ist der Widerstandswert jedes Widerstands 80 vorzugsweise in einer solchen Weise eingestellt, daß die Summe der Impedanzen von den Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) zu dem Widerstand 80 gleich 3R ist, während der Widerstand 86 vorzugsweise derart eingestellt ist, daß die Summe der Impedanzen von der geprüften Vorrichtung zu dem Widerstand 86 gleich 3R ist. Z.B. ist in einem Fall, in welchem eine Übertragungsleitung zwischen der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 und der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 vorgesehen ist, die Impedanz dieser Übertragungsleitung zu berücksichtigen.
Der von dem K-ten Rechteckwellengenerator (40-K) ausgegebene logische Spannungswert fällt an dem K-ten Knoten (80-K) auf ein Drittel, und er fällt weiterhin an dem (K-1)-ten Knoten (80-(K-1)) auf ein Drittel. Somit kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die jeweils von den Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) ausgegebenen logischen Spannungswerte gewichten und die gewichteten logischen Spannungswerte zusammensetzen, wodurch eine gewünschte Wellenform erzeugt werden kann.
15 zeigt eine Prüfvorrichtung zum Prüfen elektrischer Vorrichtungen, die jeweils eine A/D-Umwandlungseinheit haben, welche ein analoges Signal in ein digitales Signal umwandelt, gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Prüfvorrichtung kann eine Mischsignal-Prüfvorrichtung zum Prüfen der geprüften Vorrichtung, in welcher sowohl eine analoge Schaltung als auch eine digitale Schaltung enthalten sind, sein.
Die Prüfvorrichtung enthält eine Prüfsignal-Erzeugungseinheit 120, eine Signaleingabe-/-ausgabeeinheit 12 und einen Komparator 16. Die Prüfsignal-Erzeugungseinheit 120 enthält eine Gleichspannungs-Prüfvorrichtung 100 zum Durchführen einer Gleichspannungsprüfung für die geprüfte Vorrichtung und einen Wellenformgenerator 30. Die Prüfsignal-Erzeugungseinheit 120 kann ein Prüfvorrichtung für digitale Signale, die eine Prüfung einer digitalen Schaltung durchführt.
Der Wellenformgenerator 30 erzeugt eine Prüfwellenform, die für eine Prüfung der geprüften Vorrichtung 18 verwendet wird, um die Prüfwellenform zu der Signaleingabe-/-ausgabeeinheit 12 auszugeben. Darüber hinaus gibt der Wellenformgenerator 30 einen erwarteten Wert zu dem Komparator 16 aus, der von der geprüften Vorrichtung 18 auszugeben ist, wenn die Prüfwellenform an die geprüfte Vorrichtung 18 angelegt wird. Die Signaleingabe-/-ausgabeeinheit 12 legt die von dem Wellenformgenerator 30 gelieferte Prüfwellenform an die geprüfte Vorrichtung 18 an. Die geprüfte Vorrichtung 18 gibt einen Ausgangswert gemäß der angelegten Prüfwellenform zu der Signaleingabe-/ausgabeeinheit 12 aus, welche den Ausgangswert der geprüften Vorrichtung zu dem Komparator 16 ausgibt. Der Komparator 16 vergleicht den Ausgangswert mit dem erwarteten Wert, um zu bestimmen, ob die geprüfte Vorrichtung fehlerhaft ist.
16 zeigt einen beispielhaften Wellenformgenerator 30. Der Wellenformgenerator 30 enthält einen Bezugstaktgenerator 22, einen Zeitgenerator 56, einen Wellenformspeicher 50, eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41, eine Auswahleinheit 102, eine Schalteinheit 104 und eine Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 enthält Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N). Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 enthält Widerstände 90, 92 und 94.
Die Auswahleinheit 102 verbindet die Gleichspannungs-Prüfvorrichtung 1000 mit der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42, indem sie im Fall einer Gleichspannungsprüfung zu einem Anschluß 102a ge schaltet wird, wie bei einem Kontakttest, um die elektrische Verbindung zwischen der geprüften Vorrichtung und der Prüfsignal-Erzeugungseinheit 120 zu prüfen. Zu dieser Zeit ist es wünschenswert, die Schalteinheit 104 zu öffnen, so daß die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 nicht mit der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 verbunden ist. Zusätzlich ist es in einem Fall einer Analogsignalprüfung wünschenswert, daß die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 mit der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 verbunden ist, indem die Auswahleinheit 102 zu einem Anschluß 102b geschaltet wird oder indem ein Kurzschluß in der Schalteinheit 104 bewirkt wird. Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß die Auswahleinheit 102 entweder den Rechteckwellengenerator (40-1) mit der kleinsten Impedanz zwischen der geprüften Vorrichtung und dem Rechteckwellengenerator oder die Gleichspannungs-Prüfvorrichtung 100 elektrisch mit der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 verbindet. In diesem Fall wird die Schalteinheit 104 vorzugsweise geschaltet, ob der Rechteckwellengenerator (40-1) mit der kleinsten Impedanz zwischen der geprüften Vorrichtung und diesem Rechteckwellengenerator mit der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 verbunden ist oder nicht.
Der Bezugstaktgenerator 22 gibt den Bezugstakt zu dem Zeitgenerator 56 aus. Der Zeitgenerator 56 erzeugt die Zeit für die Erzeugung des Spannungswertes durch die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit 58 auf der Grundlage des von dem Bezugstaktgenerator 22 gelieferten Bezugstakts, wodurch die erzeugte Zeit zu dem Wellenformspeicher 50 und der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 geliefert wird. Der Wellenformspeicher 50 speichert Informationen über den Spannungswert der Rechteckwelle, d.h. ein Rechteckwellenmuster, und gibt die Informationen über den Span nungswert der Rechteckwelle zu der Zeit des Bezugstaktes aus. Bei einem anderen Beispiel kann jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) den Wellenformspeicher 50 und den Zeitgenerator 56 enthalten.
Es ist bevorzugt, daß die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit, die von dem Wellenformspeicher 50 gelieferten Informationen über den Spannungswert in eine N-stellig Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umwandelt, um eine Anzahl von N logischen Spannungswerten zu erzeugen, welche Spannungswerte sind, die logische Werte entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifizieren. In dem vorliegenden Beispiel entsprechen die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) jeweils Stellen der N-stelligen Zahl, so daß jeder Rechteckwellengenerator den logischen Spannungswert der Zahl der Basis M erzeugt. Beispielsweise können die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) Treiber zum Prüfen von digitalen Schaltungen sein. In einem Fall, in welchem die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 die Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl der Basis 3 umwandelt, können die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) einen von einem Spannungswert für das logische H, einem Spannungswert für das logische L, einem Spannungswert an einem Mittelpunkt des Spannungswertes für das logische H und des Spannungswertes für das logische L auswählen, um den ausgewählten Spannungswert auszugeben. Darüber hinaus kann jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) eine Spannungssteuervorrichtung zum Steuern einer Ausgangsspannung hiervon enthalten.
Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 setzt die von der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 gelieferte Anzahl von N logischen Spannungswerten zusammen. Es ist bevorzugt, daß die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die Anzahl von N logischen Spannungswerten gewichtet und die gewichteten logischen Spannungswerte zusammensetzt, um die Wellenform zu erzeugen. Z.B. setzt die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 das (1/M)^J-fache des logischen Spannungswertes, das von dem J-ten Rechteckwellengenerator 40-J (J ist eine ganze Zahl die gleich oder größer als 1 ist, aber (N-1) nicht übersteigt) geliefert ist, um eine gewünschte Wellenform zu erzeugen. Beispielsweise ist die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 ein D/A-Wandler. Zusätzlich kann jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) einen Spannungswert liefern, der das 1/M-fache des logischen Spannungswertes ist.
Bei diesem Beispiel erzeugen die Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-(N-1)) die logischen Spannungswerte durch Umwandeln der Informationen über den Spannungswert in binäre Zahlen auf der Grundlage dieser Informationen über den Spannungswert in dem Wellenformspeicher, und liefern dann die logischen Spannungswerte zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Jeder der Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-(N-1)) wandelt diese Informationen über den Spannungswert in binäre Zahlen um, indem der Spannungswert für das logische H oder der Spannungswert für das logische L ausgewählt wird. Darüber hinaus liefert der N-te Rechteckwellengenerator 40-N einen gesenkten logischen Spannungswert, der erhalten wurde, indem der logische Wert entsprechend den Informationen über den Spannungswert auf die Hälfte hiervon gesenkt wurde, zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Bei einem anderen Beispiel kann der N-te Rechteckwellengenerator 40-N den logischen Spannungswert ausgeben, und der gesenkte logische Spannungswert, der durch Senken des logischen Spannungswertes auf die Hälfte hiervon erhalten wurde, kann zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 geliefert werden.
Bei diesem Beispiel enthält die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 eine Leiter, in welche die Anzahl von N logischen Spannungswerten entsprechend der Anzahl von N Stellen der Informationen über den Spannungswert, welcher in binäre Zahlen umgewandelt wurde, eingegeben werden und die mehrere Widerstände (90, 92 und 94) hat. Es ist bevorzugt, daß die Anzahl von N Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-(N-1)) jeweils elektrisch mit (N-1) Knoten (96-1 bis 96-(N- 1)) verbunden ist, und die Knoten 96-1 bis 96-(N-1)) sind miteinander über Widerstände 92 verbunden, die jeweils einen vorbestimmten elektrischen Widerstandswert haben.
In der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 ist es bevorzugt, daß der von dem J-ten Rechteckwellengenerator (40-J) gelieferte logische Spannungswert an dem J-ten Knoten (96-J) auf das 1/M-fache fällt, und es ist auch bevorzugt, daß der Spannungswert an dem J-ten Knoten (96-J) an dem (J-1)-ten Knoten (96-(J-1)) auf das 1/M-fache fällt.
Zusätzlich ist es bevorzugt, den N-ten Rechteckwellengenerator 40-N mit dem (N-1)-ten Knoten (96-(N-1)) zu verbinden. Darüber hinaus ist es bevorzugt, daß der gesenkte logische Spannungswert, der erhalten wurde, indem der logische Spannungswert auf das 1/M-fache gesenkt wurde, und der von dem N-ten Rechteckwellengenerator (40-N) ausgegeben wurde, das 1/M-fache des gesenkten logischen Spannungswertes an dem (N-1)-ten Knoten (96-(N-1)) ist.
Z.B. ist es in einem Fall, in welchem der Widerstand 92 den Widerstandswert R hat, in der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 bevorzugt, daß der Widerstandswert jedes Widerstands 90 in einer solchen Weise eingestellt wird, daß die Summe der Impedanzen von den Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) zu dem Widerstand 90 gleich 2R ist. Auch ist es bevorzugt, den Widerstandswert des Widerstands 94 in einer solchen Weise einzustellen, daß die Summe der Impedanzen von der geprüften Vorrichtung zu dem Widerstand 94 gleich 2R ist. Z.B. ist in einem Fall, in welchem eine Übertragungsleitung zwischen der Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 und der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 vorgesehen ist, die Impedanz der Übertragungsleitung zu berücksichtigen.
Der von dem J-ten Rechteckwellengenerator (40-J) ausgegebene logische Spannungswert fällt auf die Hälfte an dem J-ten Knoten (80-J) und fällt weiterhin auf die Hälfte an dem (J-1)-ten Knoten (80-(J-1)). Zusätzlich ist der gesenkte logische Spannungswert, der von dem N-ten Rechteckwellengenerator (40-N) ausgegeben wurde, gleich der Hälfte des abgesenkten logischen Spannungswertes an dem (N-1)-ten Knoten (96-(N-1)). Somit kann die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die logischen Spannungswerte gewichten, die jeweils von den Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) ausgegeben wurden und die gewichteten logischen Spannungswerte zusammensetzen, wodurch eine gewünschte Wellenform erzeugt werden kann.
17 zeigt eine andere beispielhafte Wellenform-Zusammensetzeinheit 42. Die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 enthält mehrere Widerstände (110, 112 und 114). In einem Fall, in welchem die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit 41 die logischen Werte entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M ausgibt, gewichtet die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 die Anzahl von N logischen Spannungswerten durch Verwendung jeweils von Gewichten der Basis M und setzt die gewichteten logischen Spannungswerte zusammen, um das Zusammensetzergebnis auszugeben. Es ist bevorzugt, den Widerstandswert von jedem der Widerstände (110 und 112) in einer solchen Weise einzustellen, daß das Verhältnis der Summe der Impedanzen von den Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) zu den Widerständen 110 zu dem Widerstandswert des Widerstands 112 gleich M : M/2 ist. Zusätzlich ist der Widerstandswert des Widerstands 114 vorzugsweise so eingestellt, daß ein Verhältnis der Summe der Impedanzen von der geprüften Vorrichtung zu dem Widerstand 114 zu dem Widerstandswert des Widerstands 112 auf M/2 : M eingestellt ist. Mit anderen Worten, die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 kann jede Schaltung sein, solange wie die Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 sicherstellen kann, daß die Impedanzen angepaßt sind und den M-wertigen logischen Spannungswert, der zu dieser geliefert wurde, gewichten kann durch Potenzen von M, um die gewichteten logischen Spannungswerte zusammenzusetzen.
Bei dem Wellenformgenerator 30 nach der vorliegenden Erfindung sind die Widerstände (90, 92, 94, 110, 112 und 114) nicht geerdet. Daher ist es möglich, sehr wirksam einen in der Gleichspannungs-Prüfvorrichtung 100 erzeugten Strom zu der geprüften Vorrichtung zu liefern. Da der Wellenformgenerator 30 eine Auswahleinheit wie ein Relais oder einen Schalter zur Auswahl entweder der Gleichspannungsprüfung oder der Analogsignalprüfung zwischen der Wellenform-Zusammensetzeinheit 42 und der geprüften Vorrichtung nicht enthält, ist es zusätzlich möglich, die Verschlechterung des Analogprüfsignals, die durch eine derartige Auswahl bewirkt wird, weitgehend zu reduzieren, selbst wenn die Analogsignalprüfung durchgeführt wird. Darüber hinaus kann die Prüfvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine gewünschte Analogprüfungs-Wellenform erzeugen durch Verwendung eines in einer Digitalschaltungs-Prüfvorrichtung enthaltenen Treibers. Daher ist eine Wellenform-Erzeugungsvorrichtung, welche eine Wellenform frei erzeugen kann, nicht erforderlich, wodurch die Größe der Prüfvorrichtung in erheblichem Maße verringert werden kann.
18 ist ein Blockschaltbild, das eine beispielhafte Halbleitervorrichtung zeigt, welche eine Selbstprüfung eines in ihr enthaltenen A/D-Wandlers durchführen kann. In 18 sind die Komponenten, welche dieselben Funktionen wie die in 3 gezeigten haben, mit denselben Bezugszahlen wie diejenigen in 3 gekennzeichnet. Da die Komponenten mit denselben Bezugszahlen wie derjenigen in 3 dieselben Funktionen wie diejenigen in 3 haben, wird die Beschreibung hiervon weggelassen. Die Halbleitervorrichtung 38 enthält eine geprüfte Vorrichtungseinheit 34 und eine Prüfeinheit 36. Die geprüfte Vorrichtungseinheit 34 enthält einen A/D-Wandler 32. Die Prüfeinheit 36 enthält den Wellenformgenerator 30 und den Komparator 16.
Der Wellenformgenerator 30 erzeugt eine Prüfwellenform, die zum Prüfen des A/D-Wandlers 32 verwendet wird, und legt die erzeugte Prüfwellenform an den A/D-Wandler 32 an. Auch gibt der Wellenformgenerator 30 einen erwarteten Wert, der von dem A/D-Wandler 32 auszugeben ist, wenn die Prüfwellenform an den A/D- Wandler 32 angelegt ist, zu dem Komparator 16 aus. Der A/D-Wandler 32 gibt einen Ausgangswert gemäß der angelegten Prüfwellenform zu dem Komparator 16 aus. Der Komparator 16 vergleicht den Ausgangswert mit dem erwarteten Wert, um zu bestimmen, ob der A/D-Wandler 32 fehlerhaft ist oder nicht.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Prüfwellenform mit hoher Genauigkeit frei erzeugt werden.

Claims

Wellenformgenerator (30) zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform, welcher aufweist: eine Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) zur Erzeugung mehrerer Rechteckwellen in einer solchen Weise, dass jede der Rechteckwellen zu einer gewünschten Anstiegszeit ansteigt und zu einer gewünschten Abfallzeit abfällt, und eine Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) zum Zusammensetzen der Rechteckwellen für die Erzeugung einer Mehrpegelwelle, die Grundlage für die Erzeugung der gewünschten Wellenform ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) mindestens einen Wellenformspeicher (50) zum Speichern von Informationen bezüglich eines Spannungswertes von jeder der Rechteckwellen, mindestens einen Zeitspeicher (54) zum Speichern der Anstiegszeit und der Abfallzeit von jeder der Rechteckwellen; und eine Rechteckwellen-Ausgabeeinheit (58) zur Ausgabe jeder der Rechteckwellen auf der Grundlage der Informationen und der Zeiten von jeder der Rechteckwellen enthält, wobei die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) die in dem Wellenformspeicher (50) gespeicherten Informationen über den Spannungswert in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umwandelt, N logische Spannungswerte, die entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifiziert sind, erzeugt und die logischen Spannungswerte zu der Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) liefert.
Wellenformgenerator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Filter zum Entfernen einer vorbestimmten Frequenzkomponente aus der Mehrpegelwelle.
Wellenformgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) enthält: mehrere Wellenformspeicher (50) jeweils zum Speichern von Informationen über einen Spannungswert einer entsprechenden der Rechteckwellen; und mehrere Zeitspeicher (54) jeweils zum Speichern der Anstiegs- und Abfallzeit einer entsprechenden der Rechteckwellen.
Wellenformgenerator nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckwellen-Ausgabeeinheit (58) ein D/A-Wandler ist, der die Informationen über den Spannungswert in ein analoges Signal umwandelt.
Wellenformgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Zeiteinstellvorrichtung (52) zum Verzögern eines Bezugstakts auf der Grundlage der in dem oder jedem der Zeitspeicher (54) gespeicherten Zeiten für jede der Rechteckwellen.
Wellenformgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Spannungssteuervorrichtung (60) zum Steuern der Amplitude von jeder der Rechteckwellen auf der Grundlage der gewünschten Wellenform.
Wellenformgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) eine Operation für den Spannungswert von jeder der Rechteckwellen durchführt.
Wellenformgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechteckwellen-Erzeugungseinheit (41) N Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N), zur Erzeugung jeweils der M-wertigen logischen Spannungswerte enthält, und die Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) jeden der logischen Spannungswerte, der von dem K-ten Wellenformgenerator (K ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1, aber nicht größer als N) geliefert wird, mit (1/M)^K multipliziert und die multiplizierten logischen Spannungswerte zusammensetzt, um die gewünschte Wellenform zu erzeugen.
Wellenformgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) eine Leiter mit den N logischen Spannungswerten als Eingangssignale enthält, die N Rechteckwellengeneratoren (40-1 bis 40-N) elektrisch mit N Knoten (88-1 bis 88-N) verbunden sind, die Knoten (88-1 bis 88-N) miteinander über Widerstände (84) mit jeweils einem vorbestimmten Widerstandswert verbunden sind, der K-te logische Spannungswert an dem K-ten Knoten auf das (1/M)-fache abfällt, und der Spannungswert an dem K-ten Knoten an dem (K-1)-ten Knoten auf das (1/M)-fache abfällt.
Wellenformgenerator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenform-Zusammensetzeinheit (42) eine Leiter mit den N logischen Spannungswerten als Eingangssignalen enthält, der J-te Rechteckwellengenerator (J ist eine ganze Zahl gleich oder größer als 1, aber nicht größer als (N-1)) mit (N-1) Knoten (96-1 bis 96-(N-1)), verbunden ist, die Knoten (96-1 bis 96-(N-1)) miteinander über Widerstände (92) mit jeweils einem vorbestimmten Widerstandswert verbunden sind, der N-te Rechteckwellengenerator (40-N) mit dem (N-1)-ten Knoten verbunden ist, der N-te logische Spannungswert auf das (1/M)-fache des N-ten logischen Spannungswertes an dem (N-1)-ten Knoten fällt, der J-te logische Spannungswert auf das 1/M-fache an dem J-ten Knoten fällt, und der Spannungswert an dem J-ten Knoten auf das (1/M)-fache an dem (J-1)-ten Knoten fällt.
Wellenform-Erzeugungsverfahren zum Erzeugen einer gewünschten Wellenform, welches die Schritte aufweist: Erzeugen mehrerer Rechteckwellen; Zusammensetzen der mehreren Rechteckwellen, um eine Mehrpegelwelle zu erzeugen; und Erzeugen der gewünschten Wellenform auf der Grundlage der Mehrpegelwelle, wobei jede der Rechteckwellen zu einer gewünschten Anstiegszeit ansteigt und zu einer gewünschten Abfallzeit abfällt, dadurch gekennzeichnet, dass Informationen bezüglich eines Spannungswertes für jede der Rechteckwellen gespeichert werden, die Anstiegszeit und die Abfallzeit von jeder der mehreren Rechteckwellen gespeichert werden, und jede der Rechteckwellen auf der Grundlage der Informationen bezüglich des Spannungswertes sowie der Anstiegszeit und der Abfallzeit gebildet wird, derart, dass die Informationen bezüglich des Spannungswertes in eine N-stellige Zahl der Basis M (N und M sind ganze Zahlen gleich oder größer als 2) umgewandelt, N logische Spannungswerte, die entsprechend der N-stelligen Zahl der Basis M spezifiziert sind, erzeugt und die logischen Spannungswerte zusammengesetzt werden.
Wellenform-Erzeugungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass Spannungswerte der Rechteckwellen berechnet werden, um die Mehrpegelwelle zu erzeugen.
Wellenform-Erzeugungsverfahren nach Anspruch 11 oder 12 gekennzeichnet durch die Entfernung einer vorbestimmten Frequenzkomponente aus der Mehrpegelwelle.