DE102004061510A1

DE102004061510A1 - Prüfvorrichtung und Prüfverfahren

Info

Publication number: DE102004061510A1
Application number: DE200410061510
Authority: DE
Inventors: Masahiro Ishida; Takahiro Yamaguchi; Mani Seattle Soma
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2005-10-06
Also published as: JP5170939B2; JP2005181325A

Abstract

Es ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Die Prüfvorrichtung enthält: eine Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern zum Hinzufügen von deterministischem Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal, ohne eine Amplitudenmodulationskomponente zu bewirken, und zum Liefern des Eingangssignals mit dem deterministischen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; eine Zittergrößen-Steuervorrichtung zum Steuern der Größe des von der Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern erzeugten deterministischen Zitterns und eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals.

Description

Diese Patentanmeldung ist eine Fortsetzungsteilanmeldung der US-Anmeldung Nr. 10/737 716, die am 16. Dezember 2003 eingereicht wurde und auf deren Inhalt hier Bezug genommen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren zum Zuführen eines Eingangssignals mit diesem überlagerten Zittern zu einer elektronischen Vorrichtung, um eine Prüfung der elektronischen Vorrichtung durchzuführen.

Eine Zitterprüfung ist eine wichtige Prüfung für serielle Kommunikationsvorrichtungen und serielle Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen. Beispielsweise definieren Empfehlungen durch die International Telecommunication Union, Bellcore und dergleichen die Zittertoleranz, die Zittererzeugung und die Messung der Zitterübertragungsfunktion. Insbesondere ist die Zittertoleranzprüfung wichtig, da sie die Betriebsgrenzen einer Vorrichtung für in einem Übertragungsmedium hinzugefügtes Zittern schätzen kann. Es ist festzustellen, dass die Messung der Zittertoleranz eine Amplitude des zu einem Eingangssignal einer Vorrichtung hinzugefügten Zitterns ändert und einen Schwellenwert der Amplitude des hinzugefügten Zitterns misst, das beginnt, zu bewirken, dass die Vorrichtung einen Bitfehler erzeugt.

Die 1A–1C illustrieren die herkömmliche Messung der Zittertoleranz. Die herkömmliche Messung der Zittertoleranz fügt Zufallszittern zu einem Eingangssignal hinzu, das in 1A gezeigt ist, durch Überlagerung eines in 1B gezeigten weißen Rauschens über das Eingangssignal. Das Eingangssignal mit dem zu diesem hinzugefügten Zufallszittern ist in 1C gezeigt. Das Eingangssignal mit dem diesem hinzugefügten Zufallszittern wird zu einer elektronischen Vorrichtung geliefert und eine Messung wird durchgeführt, um zu bestimmen, ob ein Bitfehler in der elektronischen Vorrichtung auftritt oder nicht.

2 illustriert eine Struktur einer herkömmlichen Zitterhinzufügungsvorrichtung 200 zum Hinzufügen von Zittern zu einem Eingangssignal. Zu dem von einem Mustergenerator 202 erzeugten Eingangssignal wird ein sinusförmiges Zittern durch eine Quelle 206 für sinusförmiges Zittern hinzugefügt, und deterministisches Zittern und Zufallszittern werden weiterhin von einer Quelle 208 für deterministisches Zittern und einer Quelle 212 für Zufallszittern hinzugefügt. Die Größe des zu dem Eingangssignal hinzugefügten Zitterns wird eingestellt durch Einstellen der Amplituden des Zufallszittern und des sinusförmigen Zitterns. Dann verstärkt ein Begrenzungsverstärker 214 das Eingangssignal und schneidet Komponenten ab, deren Amplituden gleich einer oder größer als eine vorbestimmte Amplitude und gleich einer oder kleiner als eine andere vorbestimmte Amplitude sind. Nach dem Abschneiden wird das Signal ausgegeben.

Die 3A–3C illustrieren eine Arbeitsweise des Begrenzungsverstärkers 214. Ein in 3A gezeigtes Eingangssignal wird zu dem Begrenzungsverstärker 214 geliefert. Dieses Eingangssignal enthält Amplitudenmodulationskomponenten, da Zufallszittern zu dem Signal hinzugefügt wurde.

Der Begrenzungsverstärker 214 entfernt Amplitudenkomponenten, die gleich dem oder größer als der erste Schwellenwert sind, und Amplitudenkomponenten, die gleich dem oder kleiner als der zweite Schwellenwert sind, aus dem Eingangssignal, wie in 3B gezeigt ist, wodurch die Amplitudenmodulationskomponenten reduziert werden. Jedoch kann der Begrenzungsverstärker 214 nicht die Amplitudenmodulationskomponenten in Bereichen Entfernen, in denen die Amplitudenkomponenten gleich dem oder kleiner als der erste Schwellenwert und gleich dem oder größer als der zweite Schwellenwert sind. Um die Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung zu messen, ist es erforderlich, ein Eingangssignal ohne amplitudenmodulierte Komponente, wie in 3C gezeigt ist, zu der elektronischen Vorrichtung zu liefern, um eine Bitfehlerrate zu erfassen, die nur durch eine Zitterkomponente in einer Phasenrichtung bewirkt wird. Jedoch verbleiben bei der herkömmlichen Zitterhinzufügungsvorrichtung 200 die amplitudenmodulierten Komponenten in dem Eingangssignal, wie in 3B gezeigt ist. Somit wird gemäß der herkömmlichen Technik ein durch solche Amplitudenmodulationskomponenten bewirkter Bitfehler ebenfalls erfasst. Dies führt zu einer Unterschätzung der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung. Darüber hinaus enthält die herkömmliche Zitterhinzufügungsvorrichtung 200 drei Zitterquellen, d.h., die Quelle 206 für sinusförmiges Zittern, die Quelle 208 für deterministisches Zittern und die Quelle 212 für Zufallszittern. Daher nehmen die Kosten der Vorrichtung zu.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren vorzusehen, die in der Lage sind, die vorstehenden, den Stand der Technik begleitenden Nachteile zu überwinden. Die obige und andere Aufgaben können durch Kombinationen gelöst werden, die in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben sind. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung auf: eine Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern, die betätigbar ist, um deterministisches Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal hinzuzufügen, ohne eine Amplitudenmodulations komponente zu bewirken, und das Eingangssignal zu der elektronischen Vorrichtung zu liefern; eine Zittergrößen-Steuervorrichtung, die betätigbar ist, um die Größe des von der Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern erzeugten deterministischen Zittern zu steuern; und eine Bestimmungseinheit, die betätigbar ist, um zu bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals.

Die Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern kann ein primäres Filter enthalten, das betätigbar ist, um das Eingangssignal zu übertragen und das deterministische Zittern zu erzeugen. Die Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern kann ein Kabel enthalten, das betätigbar ist, um das Eingangssignal zu übertragen und das deterministische Zittern zu erzeugen.

Die Zittergrößen-Steuervorrichtung kann die Größe des deterministischen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, bestimmen.

Die Prüfvorrichtung kann weiterhin eine Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern aufweisen, die betätigbar ist, um sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinzuzufügen, wobei die Zittergrößen Steuervorrichtung weiterhin die Größe des von der Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern erzeugten sinusförmigen Zitterns steuert.

Die Zittergrößen-Steuervorrichtung kann die Größe des sinusförmigen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Werte von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, und eine Zitterübertragungsfunktion in einer fehlerfreien elektronischen Vorrichtung bestimmen.

Die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des sinusförmigen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern, der durch Multiplizieren des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit einem vorbestimmten Verhältnis für sinusförmiges Zittern erhalten wurde, und der Zitterübertragungsfunktion bestimmen, und sie kann die Größe des deterministischen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes für deterministisches Zittern, der durch Subtrahieren des Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern von dem Schwellenwert des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns erhalten wurde, und der Zitterübertragungsfunktion bestimmen.

Die Zittergrößen-Steuervorrichtung kann eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzeinheit enthalten, die betätigbar ist, um die Zitterübertragungsfunktion zu erhalten auf der Grundlage einer Zeitzitterserie des Eingangssignals und einer Zeitzitterserie des wiedergewonnenen Taktsignals, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde.

Die Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern kann das sinusförmige Zittern mit mehreren Frequenz komponenten zu dem Eingangssignal hinzufügen, und die Zittergrößen-Steuervorrichtung kann die Größe jeder der Frequenzkomponenten des sinusförmigen Zitterns bestimmen auf der Grundlage des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns und der Zitterübertragungsfunktion.

Die Zittergrößen-Steuervorrichtung kann die Größe jeder der mehreren Frequenzkomponenten des sinusförmigen Zitterns bestimmen auf der Grundlage eines Frequenzkomponenten-Schwellenwertes, der durch Multiplizieren des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit einem Frequenzkomponentenverhältnis, das für diese Frequenzkomponente vorbestimmt wurde, erhalten wurde, und der Zitterübertragungsfunktion, und sie kann die Größe des deterministischen Zitterns bestimmen auf der Grundlage eines Schwellenwertes für deterministisches Zittern, der durch Subtrahieren einer Summe der Frequenzkomponenten-Schwellenwerte entsprechend den mehreren Frequenzkomponenten von dem Schwellenwert des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns erhalten wurde.

Die elektronischen Vorrichtung kann das Eingangssignal und ein Bezugstaktsignal als ihre Eingangssignale empfangen und tastet das Eingangssignal auf der Grundlage des Bezugstaktsignals ab, wobei die Prüfvorrichtung weiterhin eine Phasenschiebevorrichtung aufweist, die betätigbar ist, um eine Phase des Bezugstaktsignals zu verschieben.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung auf: eine Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern, die betätigbar ist, um sinus förmiges Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal hinzuzufügen und das Eingangssignal mit dem sinusförmigen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung zu liefern; eine Zittergrößen-Steuervorrichtung, die betätigbar ist, um die Größe des von der Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern hinzufügten sinusförmigen Zitterns zu steuern; und eine Bestimmungseinheit, die betätigbar ist, um zu bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung gemäß dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, wobei die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnenen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion in der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Prüfverfahren zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung auf: Hinzufügen von deterministischen Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal, ohne eine Amplitudenmodulationskomponente zu bewirken, und Liefern des Eingangssignals mit dem deterministischen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; Steuern der Größe des deterministischen Zitterns, das bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns hinzugefügt wurde; und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung gemäß dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals.

Das deterministische Zittern kann durch Verwendung eines primären Filters erzeugt werden, das das Eingangssignal bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns überträgt.

Das deterministische Zittern kann durch Verwendung eines Kabels erzeugt werden, das das Eingangssignal bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns überträgt.

Das Prüfverfahren kann weiterhin das Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu dem Eingangssignal aufweisen.

Das sinusförmige Zittern mit mehreren Frequenzkomponenten kann zu dem Eingangssignal bei dem Hinzufügen des sinusförmigen Zitterns hinzugefügt werden.

Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Prüfverfahren zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung auf: Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal und Liefern des Eingangssignals mit dem sinusförmigen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; Steuern der Größe des sinusförmigen Zitterns, das bei der Hinzufügung des sinusförmigen Zitterns hinzugefügt wurde; und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung gemäß dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, wobei die Steuerung der Größe des sinusförmigen Zitterns die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung.

Die Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale sein. Die obigen und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden augenscheinlicher anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gegeben wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1A–1B illustrieren die herkömmliche Messung der Zittertoleranz.

2 zeigt schematisch eine Struktur einer herkömmlichen Zitterhinzufügungsvorrichtung 200 zum Hinzufügen von Zittern zu einem Eingangssignal.

3A–3C erläutern eine Arbeitsweise eines Begrenzungsverstärkers 214; 3A zeigt ein Eingangssignal; 3B zeigt ein von dem Begrenzungsverstärker 214 ausgegebenes Signal; und 3C zeigt ein Eingangssignal, das keine amplitudenmodulierte Komponente enthält.

4A und 4B illustrieren die erste und die zweite beispielhafte Struktur einer elektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

5 zeigt schematisch Ausrichtungszittern in dem schlechtesten Fall.

6 zeigt eine beispielhafte Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung 10.

7 zeigt ein beispielhaftes Spektrum eines in einem Kabel übertragenen Eingangssignals.

8 zeigt eine beispielhafte Struktur einer Prüfvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

9A und 9B zeigten eine beispielhafte Sprungantwort eines Filters; 9A zeigt eine Sprungantwort eines primären Filters; und 9B zeigt eine Sprungantwort eines sekundären Filters.

10 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prüfverfahrens zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung 10.

11 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100.

12 ist ein Flussdiagramm einer anderen beispielhaften Prüfvorrichtung zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung 10.

13 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100.

14 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100.

15 ist ein Flussdiagramm einer anderen beispielhaften Prüfvorrichtung zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung 10.

16 zeigt ein beispielhaftes Prüfergebnis der elektronischen Vorrichtung 10 durch das Prüfverfahren gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, die den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, sondern die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmalen und deren Kombinationen, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
Zuerst wird das Prinzip einer Prüfvorrichtung und eines Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(1) Geprüfte Vorrichtung
Die 4A und 4B zeigen beispielhafte Strukturen einer elektronischen Vorrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 4A zeigt die erste beispielhafte Struktur der elektronischen Vorrichtung 10. Die elektronische Vorrichtung 10 nach diesem Ausführungsbeispiel ist beispielsweise ein Deserialisierer und enthält eine Taktwiedergewinnungsschaltung 41, eine Bitabtastvorrichtung 42, einen Taktteiler 43 und eine Demultiplexvorrichtung (DEMUX) 44. Die Taktwiedergewinnungsschaltung 41 gewinnt ein Taktsignal aus einem Eingangssignal eines seriellen Datenstroms und gibt das wiedergewonnene Taktsignal aus. Die Bitabtastvorrichtung 42 führt eine Abtastung des Eingangssignals des seriellen Datenstroms auf der Grundlage des wiedergewonnenen Taktsignals durch. Der Taktteiler 43 teilt das wiedergewonnene Taktsignal. Die Demultiplexvorrichtung 44 führt eine Serien/Parallel-Umwandlung für einen Bitstrom durch, der durch die Abtastung durch die Bitabtastvorrichtung 42 erhalten wurde, unter Verwendung des wiedergewonnenen Taktsignals, das durch den Taktteiler 43 geteilt wurde, um wiedergewonnene 16-Bit-Daten auszugeben.
Wenn eine ansteigende Flanke in dem Eingangssignal des seriellen Datenstroms aufgrund von Zittern schwankt oder die Abtastzeit aufgrund von Zittern in dem wiedergewonnenen Taktsignal schwankt, kreuzen jeweils Zeiten von benachbarten ansteigenden Flanken des Eingangssignals die Abtastzeiten. Als eine Folge kann die Bitabtastvorrichtung 42 ein vorhergehendes oder nächstes Bit des abzutastenden Bits abtasten, wodurch ein Bitfehler in den von der Demultiplexvorrichtung 44 ausgegebenen wiedergewonnenen Daten bewirkt wird.
4B zeigt das zweite Beispiel der Struktur der elektronischen Vorrichtung 10. Die Komponenten in 4B, die mit denselben Bezugszahlen wie diejenigen in 4A bezeichnet sind, haben dieselben Strukturen und Funktionen wie die in Verbindung mit 4A beschriebenen Komponenten, mit folgender Ausnahme. Die elektronischen Vorrichtung 10 nach diesem Beispiel enthält eine PLL 45, eine Phasenausrichtungseinheit 46, eine Bitabtastvorrichtung 42, einen Taktteiler 43 und eine Demultiplexvorrichtung 44. Die elektronische Vorrichtung 10 empfängt ein Datensignal (Eingangssignal) und ein Bezugstaktsignal als ihre Eingangssignale und tastet das Datensignal auf der Grundlage des Bezugstaktsignals ab.
Die PLL 45 empfängt das Bezugstaktsignal als ihr Eingangssignal und erzeugt einen Abtasttakt, der bei der Abtastung des Eingangssignals verwendet wird. Bei diesem Beispiel hat der von der PLL 45 erzeugte Abtasttakt eine Frequenz, die N-mal höher als die Frequenz des Eingangssignals ist. Die Phasenausrichtungseinheit 46 stellt die Phase des Abtasttaktes mit Bezug auf das Eingangssignal ein. Die Bitabtastvorrichtung 42 tastet das Eingangssignal mit N Abtastzeiten pro Zyklus ab, wobei der Abtasttakt, dessen Phase gerade eingestellt wurde, verwendet wird, und sie gewinnt einen Bitstrom wieder durch Verwendung der an einer solcher Abtastzeiten abgetasteten Daten, die die geringste Fehlerrate ergibt.
Wenn eine ansteigende Kante des Eingangssignals aufgrund von Zittern schwankt oder die Abtastzeit aufgrund von Zittern hiervon schwankt, kreuzen jeweils die Seiten der benachbarten ansteigenden Flanken des Eingangssignals die Abtastzeiten. Als eine Folge kann die Bitabtastvorrichtung 42 das vorhergehende oder das nächste Bit des abzutastenden Bits abtasten, wodurch ein Bitfehler in den von der Demultiplexvorrichtung 44 ausgegebenen wiedergewonnenen Daten bewirkt wird.
In einem Fall der bei dem zweiten Beispiel gezeigten elektronischen Vorrichtung 44 tritt eine Phasendifferenz bis zu 1/N UI (Einheitsintervall) zwischen dem Eingangssignal und dem Abtasttakt auf aufgrund einer statischen Phasendifferenz zwischen dem Eingangssignal und dem Bezugstaktsignal. Eine derartige zwischen dem Eingangssignal und dem Abtasttakt auftretende Phasendifferenz ergibt ein nachfolgend beschriebenes Ausrichtungszittern mit einer Versetzung. Somit wird eine Zeitspanne bei der Wiedergewinnung des Bitstroms durch die Bitabtastvorrichtung 423 kleiner, und daher kann ein Bitfehler leichter auftreten.
(2) Ausrichtungszittern
Ausrichtungszittern ist ein Ausrichtungsfehler zwischen dem Zeitzittern eines als ein Eingangssignal eingegebenen Datenstroms, Δθ[nT], und dem Zeitzittern des wiedergewonnenen Taktsignals, Δϕ[nT]. Siehe "Jitter in Digital Transmission Systems" von Patrick R. Trischitta und Eve L. Varma, Artech House, Seite 86, 1989. Das Ausrichtungszittern kann durch den Ausdruck (1) erhalten werden. Δalign[nT] = Δϕ[nT]-Δθ[nT] (1)
Die elektronische Vorrichtung 10 erzeugt den Ausrichtungsfehler zwischen dem Eingangsdatenstrom und wiedergewonnenen Takt, d.h., eine Bitfehlerrate, wenn das Ausrichtungszittern einen Schwellenwert überschreitet.
5 zeigt schematisch das Ausrichtungszittern in dem schlechtesten Fall in einem Bereich, der keinen Bitfehler bewirkt. In dem schlechtesten Fall schwingt eine Grenze eines wiedergewonnenen Bits zwischen 0 UI und 0,5 UI aufgrund des Ausrichtungszitterns. Darüber hinaus bewirkt, wenn die Amplitude des Ausrichtungszitterns beispielsweise 0,5 UI_pp überschreitet, die elektronische Vorrichtung 10 den Bitfehler.
(3) Zitterübertragungsfunktion
Als Nächstes wird ein Vorgang zum Erhalten einer Zitterübertragungsfunktion aus dem Zeitzittern beschrieben. In dem eine Abtastperiode Ts für die Abtastung durch eine Prüfvorrichtung gleich einer Taktperiode T einer geprüften Taktwiedergewinnungsschaltung 41 gemacht wird und ein augenblickliches Rauschen Δθ(t) oder Δϕ(t) um einen Nulldurchgang (ansteigende oder abfallende Flanke) herum wieder abgetastet wird, können das Eingangszeitzittern Δθ[nT] und das Ausgangszeitzittern Δϕ[nT] erhalten werden. Dann können durch Transformieren von Δθ[nT] und Δϕ[nT] in eine Frequenzdomäne entsprechend der Fourier-Transformation ein Eingangszeitzitterspektrum und ein Ausgangszeitzitterspektrum, die durch die Ausdrücke (2) bzw. (3) dargestellt werden, erhalten werden (Takahiro J. Yamaguchi, Mani Soma, Louis Malarsie, Masahiro Ishida, Hirobumi Musha, "Timing Jitter Measurement of 10 Gbps Bit Clock Signals Using Frequency Division," Proc. IEEE VLSI Test Symposium, Monterey, USA, 28. April – 2. Mai 2002.
Das Zeitzittern ist im weiten Sinne zyklostationär mit einer Periode T. Daher ist die Verwendung des Zeitzitterspektrums wirksamer bei der Analyse einer Modulationsrauschquelle im Vergleich mit einem Fall der Verwendung eines Phasenrauschenspektrums. Es ist festzustellen, dass, wenn das Zeitzittern durch ein Engbandfilter gefiltert wird und von einem in weitem Sinne zyklostationären Signal in ein stationäres Signal transformiert wird, den Ausdrücken (4) und (5) genügt ist. ΔΘ(fJ) ≈ ΔΘ[fJ] (4) ΔΦ(fJ) ≈ ΔΦ[fJ] (5)
Somit kann durch Verwendung eines Engbandfilters, wie in den Empfehlungen beschrieben ist (siehe "ITU-T, Recommendation G. 958: Digital Line Systems Based on the Synchronous Digital Hierarchy for Use on Optical Fibre Cables, November 1994", "ITU-T, Recommendation O. 172: fitter and Wander Measuring Equipment for Digital Systems Which are Based on the Synchronous Digital Hierarchy (SDH), März 1999", und "Bellcore, Generic Requirements GR-1377-Core: SONET OC-192 Transport System Genetic Criteria, December 1998"), eine Abtastung an Nulldurchgängen (was einem auf ein in weitem Sinne zyklostationäres Signal bezogenen Prozess entspricht) vermieden werden. Die Zitterübertragungsfunktion H_j(f_j) kann anhand der Zeitzitterspektren, die durch die Ausdrücke (2) und (3) (oder (4) und (5)) gezeigt sind, unter Verwendung der nachfolgend beschriebenen Ausdrücke (6), (7) und (8) geschätzt werden.
Darüber hinaus kann die Zitterübertragungsfunktion erhalten werden durch Verwendung eines Kreuzspektrums zwischen dem Eingangszeitzittern und dem Ausgangs zeitzittern und eines Leistungsspektrums des Eingangszeitzitterns.
6 zeigt eine beispielhafte Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung 10.
Weiterhin haben aufgrund des Ausdrucks (7) und Linearität der Fourier-Transformation das Eingangszeitzittern Δθ[nT] und das Ausgangszeitzittern Δϕ[nT] eine durch den Ausdruck (10) dargestellte Beziehung. Δθ[nT] = HJ(fJ)Δϕ[nT] (10)
Es ist darauf hinzuweisen, dass H_J(f_J) in den obigen Ausdrücken eine komplexe Zahl ist.
(4) Bestimmung der Größe des Zitterns
(4-1) Der Fall, in welchem sinusförmiges Zittern hinzugefügt wird
Als Nächstes wird in einem Fall, in welchem sinusförmiges Zittern mit einer Zitterfrequenz f_J, dargestellt durch Ausdruck (11) zu einem in die elektronische Vorrichtung 10 eingegebenen Datenstrom hinzugefügt ist, die Bestimmung der Größe des Zitterns beschrieben.
Im Ausdruck (11) stellen A und φ die Amplitude bzw. die Anfangsphase des sinusförmigen Zitterns dar.
Unter der Annahme, dass die Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung 10 bei einer Zitterfrequenz f gleich H_J() ist, wird das Zeitzittern, das in dem wiedergewonnenen Takt erscheint, der von der Taktwiedergewinnungsschaltung 41 wiedergewonnen wurde, durch Ausdruck (12) dargestellt.
Aus den Ausdrücken (1), (11) und (12) wird das durch den folgenden Ausdruck dargestellte Ausrichtungszittern erhalten.
Wenn ein Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns Δalign_pp, einen Schwellenwert Δ_th,pp (z.B. 0,5 UI_pp) überschritten hat, erzeugt die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler. Somit wird eine Bedingung zum Verhindern, dass die elektronische Vorrichtung 10 den Bitfehler erzeugt, durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
Bei der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Amplitude A, die dem Ausdruck (13) genügt, berechnet, wodurch die Größe des der elektronischen Vorrichtung 10 zuzuführen sinusförmigen Zitterns bestimmt wird. Durch Hinzufügen des durch Ausdruck (11) dargestellten sinusförmigen Zitterns mit der berechnenden Amplitude A zu dem eingegebenen Datenstrom und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung 10 einen Bit fehler erzeugt oder nicht, kann bestimmt werden, ob die elektronische Vorrichtung 10 eine fehlerhafte Vorrichtung ist oder nicht, in der die Zittertoleranz bei einer Zitterfrequenz f_J verschlechtert ist.
(4-2) Fall, bei dem sinusförmigen Mehrtonzittern hinzugefügt wird
Als Nächstes wird in einem Fall, in welchem ein durch Ausdruck (15) dargestelltes sinusförmigen Multitonzittern zu einem in die elektronische Vorrichtung 10 eingegebenen Datenstrom hinzugefügt ist, die Bestimmung der Größe des Zitterns beschrieben. Es ist festzustellen, dass das sinusförmige Mehrtonzittern ein sinusförmiges Zittern bedeutet, das durch Kombinieren mehrerer Typen von sinusförmigem Zittern, die jeweils mehreren Frequenzkomponenten (Zitterfrequenzen) f_k (k = 1, 2, ..., N) entsprechen, erhalten wird.
In dem Ausdruck (15) stellen A_k und φ_k die Amplitude und die Anfangsphase des sinusförmigen Zitterns mit der Zitterfrequenz f_k dar.
In einem Fall, in welchem das sinusförmige Mehrtonzittern hinzugefügt wird, wird das Zeitzittern, das in dem von der Taktwiedergewinnungsschaltung 41 wiedergewonnenen Takt erscheint, wie folgt dargestellt.
Aus den Ausdrücken (1), (15) und (16) wird das durch den folgenden Ausdruck dargestellte Ausrichtungszit tern erhalten.
Wenn der Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns, Δalign_pp, einen Schwellenwert Δ_th,pp (z. B. 0,5 UI_pp) überschritten hat, erzeugt die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler. Somit wird eine Bedingung zum Verhindern, dass die elektronische Vorrichtung 10 den Bitfehler erzeugt, durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
Bei der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Amplitude A, die dem Ausdruck (13) genügt, berechnet, wodurch die Größe des sinusförmigen Zitterns, das der elektronischen Vorrichtung 10 zuzuführen ist, bestimmt wird. Durch Hinzufügen des durch Ausdruck (15) dargestellten sinusförmigen Zitterns mit der berechneten Amplitude A zu dem Eingangsdatenstrom und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung einen Bitfehler erzeugt oder nicht, kann festgestellt werden, ob die elektronische Vorrichtung 10 eine fehlerhafte Vorrichtung, bei der die Zittertoleranz bei jeder von Zitterfrequenzen f_k [k = 1, 2, ... N) verschlechtert ist, ist oder nicht.
In der vorstehenden Beschreibung ist die Amplitude A_k jedes sinusförmigen Zitterns, das dem Eingangsdatenstrom hinzuzufügen ist, so gesetzt, dass sie dem Ausdruck (18) genügt. Jedoch kann die Amplitude A_k bei jeder Zitterfrequenz f_k auf denselben Wert gesetzt werden oder einen Wert mit einem Gewicht entsprechend dem Pegel der Bedeutung derjenigen Zitterfrequenz f_k, bei der die Prüfung durchgeführt wird.
(4-3) Fall, bei dem deterministisches Zittern hinzugefügt wird
Als Nächstes wird in einem Fall, in welchem durch Ausdruck (19) dargestelltes deterministisches Zittern zu einem in die elektronische Vorrichtung 10 eingegebenen Datenstrom hinzugefügt wird, die Bestimmung der Größe des Zitterns beschrieben.
Unter der Annahme, dass die Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung 10 bei einer Zitterfrequenz f gleich H_j(f) ist, wird das in dem durch die Taktwiedergewinnungsschaltung 41 wiedergewonnenen Takt erscheinende Zeitzittern durch Ausdruck (20) dargestellt.
Vorstehend stellten A(f) und φ(f) die Amplitude und die Anfangsphase des Zitterns bei der Frequenz f dar.
Aus den Gleichungen (1), (19) und (20) wird das durch den folgenden Ausdruck dargestellte Ausrichtungszittern erhalten.
Wenn ein Spitze-zu-Spitze-Werte des Ausrichtungszit terns, Δalign_pp, einen Schwellenwert Δ_th,pp (z. B. 0,5 UI_pp) überschritten hat, erzeugt die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler. Somit wird eine Bedingung zum Verhindern, dass die elektronische Vorrichtung 10 den Bitfehler erzeugt, durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
7 zeigt ein beispielhaftes Spektrum eines in einem Kabel übertragenen Eingangssignals. Bei diesem Beispiel beträgt die Trägerfrequenz des Eingangssignals 2,5 Gbps und die Länge des Kabels beträgt 20 m. Wie in 7 gezeigt ist, erscheint ein Seitenband eines Bandes, das 200 MHz auf jeder Seite der Trägerfrequenz breit ist, in dem Spektrum des Eingangssignals nahe der Trägerfrequenz. Mit anderen Worten, zu dem Eingangssignal hinzugefügtes deterministisches Zittern hat eine Frequenzkomponente von etwa 200 MHz, welche ausreichend höher als eine Grenzfrequenz eines Schleifenfilters ist. Somit hat das deterministische Zittern Energie in einem Frequenzband (mehrere hundert Megahertz bis mehrere Gigahertz), das breiter als ein Schleifenband f_bound (das typischerweise etwa 1 MHz ist) der elektronischen Vorrichtung 10 ist, wie eines Deserialisierers, einer Taktwiedergewinnungsvorrichtung oder einer PLL. Darüber hinaus ist die Zitterübertragungsfunktion außerhalb des Schleifenbandes der elektronischen Vorrichtung 10 angenähert null, wie in 7 gezeigt ist. Daher ist das durch das Zittern in dem Schleifenband bewirkte Ausrichtungszittern vernachlässigbar im Vergleich mit von dem Zittern außerhalb des Schleifenbandes erzeugten Ausrichtungszittern, und der Ausdruck (23) wird hergestellt.
Somit kann das durch Ausdruck (21) dargestellte Ausrichtungszittern wie folgt geändert werden.
Im Ausdruck (24) wurde |H_J (f > f_bound)| ≈ 0 verwendet.
Die durch Ausdruck (22) dargestellte Bedingung wird auch unter Verwendung von Ausdruck (24) wie folgt geändert. Δalignpp ≈ Δθpp < Δth,pp [UIpp] (25)
Im Ausdruck (25) stellt Δθ_pp einen Spitze-zu-Spitze-Wert von deterministischem Zittern dar, das zu dem Eingangsdatenstrom hinzugefügt ist.
Bei der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Amplitude des deterministischen Zitterns so bestimmt, dass dem Ausdruck (22) oder (25) genügt ist. Dann kann durch Zufügen des so bestimmten deterministischen Zitterns zu dem Eingangsdatenstrom und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler erzeugt oder nicht, festgestellt werden, ob die elektronische Vorrichtung 10 eine fehlerhafte Vorrichtung, bei der die Zittertoleranz außerhalb des Schleifen bandes hiervon verschlechtert ist, ist oder nicht.
(4-4) Fall, bei dem sinusförmiges Mehrtonzittern und deterministisches Zittern hinzugefügt werden Als Nächstes wird die Bestimmung der Größe des Zitterns in einem Fall beschrieben, in welchem sinusförmiges Zittern mit mehreren Frequenzkomponenten von Zitterfrequenzen fk (k = 1, 2, ..., N) dargestellt durch Ausdruck (26), und durch Ausdruck (27) dargestelltes deterministisches Zittern zu einem in die elektronische Vorrichtung 10 eingegebenen Datenstrom hinzugefügt werden.
Unter der Annahme, dass eine Zitterübertragungsfunktion einer geprüften Vorrichtung bei einer Zitterfrequenz f gleich H_J(f) ist, wird das Zeitzittern, das in dem durch die Taktwiedergewinnungsschaltung 41 wiedergewonnenen Takt erscheint, durch Ausdruck (28) dargestellt.
Somit wird das Ausrichtungszittern durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
Wenn ein Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns, Δalign_pp, einen Schwellenwert Δ_th,pp (beispielsweise 0,5 UI_pp) überschritten hat, erzeugt die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler. Somit ist eine Bedingung zum Verhindern, dass die elektronische Vorrichtung 10 den Bitfehler erzeugt, durch den folgenden Ausdruck gegeben.
Bei dieser Berechnung wird angenommen, dass durch das Zittern innerhalb des Schleifenbandes bewirktes Ausrichtungszittern vernachlässigbar ist im Vergleich mit dem durch das Zittern außerhalb des Schleifenbandes bewirkten Ausrichtungszittern (Ausdruck (23)).
Bei der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Amplitude des sinusförmigen Zitterns bei jeder Frequenzkomponente und die Amplitude des deterministischen Zitterns so bestimmt, dass dem Ausdruck (29) genügt ist. Dann werden das sinusförmige Zittern und das deterministische Zittern, die so bestimmt sind, zu dem eingegebenen Datenstrom hinzugefügt, wodurch bestimmt wird, ob die elektronische Vorrichtung 10 einen Bitfehler erzeugt oder nicht. Somit ist es durch die Prüfvorrichtung und das Prüfverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel möglich, eine fehler hafte Vorrichtung mit einer Zittertoleranz, die bei jeder von Zitterfrequenzen f_k (k = 1, 2, ... N) verschlechtert ist, oder einer Zittertoleranz, die außerhalb des Schleifenbandes dieser Vorrichtung verschlechtert ist, zu bestimmen.
Bei der vorstehenden Bestimmung wurden die Amplitude des deterministischen Zitterns und die Amplitude jedes sinusförmigen Zitterns, die zu dem eingegebenen Datenstrom hinzuzufügen sind, so eingestellt, dass dem Ausdruck (30) genügt ist. Jedoch sind die Amplitude des deterministischen Zitterns und die des sinusförmigen Mehrtonzitterns auf denselben Wert gesetzt. Alternativ können sie so gesetzt sein, dass sie angemessene Gewichte entsprechend Pegeln der Wichtigkeit des zu prüfenden Zitterfrequenzbands (innerhalb oder außerhalb des Schleifenbandes) haben.
(5) Bestimmung eines Schwellenwertes des Ausrichtungszitterns
Der Schwellenwert Δ_th,pp kann auf 0,5 UIpp von dem Ausrichtungszittern in dem schlechtesten Fall gesetzt sein, oder er kann von der unteren Grenze der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10, die nicht fehlerhaft ist, erhalten sein. Alternativ kann der Schwellenwert Δ_th,pp erhalten sein von einem typischen Wert der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10 oder einem Spezifikationswert der Zittertoleranz, die durch die Prüfspezifikation der elektronischen Vorrichtung 10 definiert ist, beispielsweise ITU-T G.958-Prüfspezifikation für eine SDH-Vorrichtung. Darüber hinaus kann der Schwellenwert Δ_th,pp durch eine Person, die eine Prüfung durchführt, gesetzt sein.
(6) Zufallszittern
Zufallszittern außerhalb des Schleifenbandes der elektronischen Vorrichtung 10 kann als deterministisches Zittern wie im Ausdruck (19) behandelt werden. Zufallszittern innerhalb des Schleifenbandes der elektronischen Vorrichtung 10 kann als sinusförmiges Mehrtonzittern im Ausdruck (15) behandelt werden.
8 illustriert eine beispielhafte Struktur einer Prüfvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Prüfvorrichtung 100 prüft die Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung 10 und enthält einen Mustergenerator 102, eine Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern, eine Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 und eine Bestimmungseinheit 108. Die elektronische Vorrichtung 10 ist beispielsweise eine serielle Kommunikationsvorrichtung oder eine serielle Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung. Jedoch ist die elektronische Vorrichtung 10 nicht hierauf beschränkt. Die elektronische Vorrichtung 10 kann eine elektronische Schaltung, ein eine elektronische Schaltung enthaltendes System oder dergleichen sein.
Der Mustergenerator 102 erzeugt ein Eingangssignal (Eingangsdatenstrom), das zu der elektronischen Vorrichtung 10 zu liefern ist. Die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern empfängt das von dem Mustergenerator 102 erzeugte Eingangssignal, fügt deterministisches Zittern zu dem Eingangssignal hinzu, ohne eine Amplitudenmodulationskomponente in dem Eingangssignal zu bewirken, und liefert das Eingangssignal mit dem deterministischen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung 10. Das deterministische Zittern ist ein Zittern, das beispielsweise von einem Signalmuster des Eingangssignals abhängt.
Beispielsweise kann die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern ein primäres Filter sein, das deterministisches Zittern zu dem Eingangssignal hinzufügt, indem dem Eingangssignal ermöglicht wird, durch es hindurchzugehen. Das primäre Filter ist beispielsweise ein RC-Filter. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass eine Widerstandskomponente und eine Kapazitätskomponente in dem primären Filter variabel sind.
Die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern kann ein Kabel enthalten, das deterministisches Zittern zu dem Eingangssignal hinzufügt, indem es das Eingangssignal überträgt. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern mehrere Kabel mit unterschiedlichen Längen, die parallel vorgesehen sind, enthält.
Die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern kann einen Begrenzungsverstärker zum Entfernen der Amplitudenmodulationskomponente des Eingangssignals enthalten.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 steuert die Größe des deterministischen Zitterns, das die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern erzeugt und zu dem Eingangssignal hinzufügt. In einem Fall, in welchem die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern deterministisches Zittern beispielsweise mittels eines primären Filters erzeugt, steuert die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 den Widerstand der Widerstandskomponente und die Kapazität der Kapazitätskomponente in dem primären Fil ter, wodurch die Größe des hinzuzufügenden deterministischen Zitterns gesteuert wird.
In einem Fall, in welchem die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern mehrere Kabel enthält, wählt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 eines der Kabel aus, das das Eingangssignal überträgt, wodurch die Größe des von dem Kabel erzeugten deterministischen Zitterns gesteuert wird.
Die Bestimmungseinheit 108 erfasst einen Bitfehler in einem Ausgangssignal der elektronischen Vorrichtung 10 entsprechend dem Eingangssignal, wodurch bestimmt wird, ob die elektronische Vorrichtung 10 fehlerhaft ist oder nicht. Bei dieser Erfassung empfängt die Bestimmungseinheit 108 ein Signal mit einem erwarteten Wert, das mit dem Ausgangssignal zu vergleichen ist, von dem Mustergenerator 102 und erfasst die Bitfehlerrate durch Vergleichen eines Bits des Ausgangssignals mit einem Bit des Signals mit dem erwarteten Wert.
Indem die vorstehende Erfassung des Bitfehlers für jede Größe des hinzuzufügenden deterministischen Zitterns durchgeführt wird, kann die Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10 gemessen werden. Genauer gesagt, die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 ändert allmählich die Größe des deterministischen Zitterns, und die Bestimmungseinheit 108 erfasst den Bitfehler in dem Ausgangssignal für jede Größe des von der Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 geänderten deterministischen Zitterns. Dann wird ein Spezifikationswert der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10 oder dergleichen mit der tatsächlich gemessenen Zittertoleranz verglichen, wodurch bestimmt wird, ob die elektronische Vorrichtung 10 fehlerhaft ist oder nicht.
Die Prüfvorrichtung 100 kann die Messung nur nahe des Spezifikationswertes der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10 durchführen.
Die 9A und 9B zeigen Beispiele für eine Sprungantwort eines Filters. 9A zeigt eine Sprungantwort eines primären Filters, während 9B eine Sprungantwort eines sekundären Filters zeigt. In einem Fall, in welchem die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern ein deterministisches Zittern durch Verwendung eines primären Filters erzeugt, hat das primäre Filter die in 9A gezeigte Sprungantwort. Da die Sprungantwort des primären Filters glatt mit der Zeit zunimmt, wie in 9A gezeigt ist, tritt die in 3 beschriebene Amplitudenmodulation nicht auf. Somit wird in dem Fall der Erzeugung des deterministischen Zitterns mittels eines primären Filters ein durch die Amplitudenmodulation bewirkter Bitfehler nicht erfasst, sondern nur ein durch Zittern bewirkter Bitfehler kann erfasst werden.
Andererseits tritt in einem Fall, in welchem deterministisches Zittern durch Verwendung eines sekundären Filters zu dem Eingangssignal hinzugefügt wird, die in 3 beschriebene Amplitudenmodulation auf, da das sekundäre Filter die in 9B gezeigte Sprungantwort hat. Somit wird der durch die Amplitudenmodulation bewirkte Bitfehler erfasst und die Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung 10 kann in einigen Fällen nicht mit hoher Genauigkeit erfasst werden. Da jedoch die Prüfvorrichtung 100 bei diesem Beispiel deterministisches Zittern durch Verwendung des primären Filters erzeugt, kann sie die Zitterto leranz der elektronischen Vorrichtung 10 mit hoher Genauigkeit erfassen.
Darüber hinaus ist in einem Fall des Prüfens der Zittertoleranz außerhalb eines Schleifenbandes eines Taktwiedergewinnungsschaltung wie einer PLL, die in der elektronischen Vorrichtung 10 enthalten ist, erforderlich, Zittern mit einer Komponente einer Frequenz, die höher als eine Grenzfrequenz eines Schleifenfilters der Taktwiedergewinnungsschaltung ist, hinzuzufügen. Beispielsweise beträgt eine Grenzfrequenz eines Schleifenfilters, das in einer Taktwiedergewinnungsschaltung einer 2,5 Gbps-Kommunikationsvorrichtung verwendet wird, 1 MHz oder mehr. Durch Erzeugen von Zittern mittels eines Kabels ist es möglich, Zittern mit einer Komponente einer Frequenz zu erzeugen, die ausreichend höher als diese Grenzfrequenz ist.
10 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Prüfverfahrens zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung 10. Dieses Prüfverfahren kann unter Verwendung der in Verbindung mit 8 beschriebenen Prüfvorrichtung 100 durchgeführt werden.
Im Schritt S302 wird deterministisches Zittern zu einem Eingangssignal hinzugefügt. In diesem Schritt wird das deterministische Zittern zu dem Eingangssignal mittels der Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern hinzugefügt, ohne irgendeine Amplitudenmodulationskomponente in dem Eingangssignal zu bewirken. Die Größe des von der Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern erzeugten deterministischen Zitterns wird im Schritt S304 durch die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 gesteuert. Dann wird im Schritt S306 auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung 10 gemäß dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals bestimmt, ob die elektronische Vorrichtung 10 fehlerhaft ist oder nicht.
Bei dem vorbeschriebenen Vorgang bestimmt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe des deterministischen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung 10 aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde. Genauer gesagt, die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 bestimmt einen Spitze-zu-Spitze-Wert des deterministischen Zitterns so, dass dem Ausdruck (22) oder (25) genügt wird. Dann stellt im Schritt S304 die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern so ein, dass das deterministische Zittern mit dem so bestimmten Spitze-zu-Spitze-Wert als seine Amplitude zu dem Eingangssignal hinzugefügt wird.
Der Schwellenwert des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns Δ_th,pp kann entsprechend dem im Abschnitt (5) beschriebenen Verfahren des Prinzips der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gesetzt werden. Darüber hinaus kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 den von der Prüfvorrichtung 100 gemessenen Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns für eine fehlerfreie elektronische Vorrichtung 10 oder einem Minimalwert des von der Prüfvorrichtung 100 gemessenen Ausrichtungszitterns für mehrere fehlerfreie elektronische Vorrichtungen 10 als den Schwellenwert Δ_th,pp verwenden. Alternativ kann der Schwellenwert Δ_th,pp bestimmt werden auf der Grundlage von Statistiken des von der Prüfvorrichtung 100 für mehrere elektronische Vorrichtungen 10 gemessenen Ausrichtungszitterns bestimmt werden, d.h., beispielsweise ein Durchschnittswert und eine Varianz des Ausrichtungszitterns.
11 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100. In diesem Beispiel enthält die Prüfvorrichtung 100 die Struktur der in 8 beschriebenen Prüfvorrichtung 100 und enthält weiterhin eine Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern. Die Komponenten in 11, die durch dieselben Bezugszahlen wie diejenigen in 8 bezeichnet sind, haben dieselben Strukturen und Funktionen wie die in Verbindung mit 8 beschriebenen Komponenten, mit folgender Ausnahme.
Die Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern fügt sinusförmiges Zittern zu dem von dem Mustergenerator 102 erzeugten Eingangssignal hinzu. Beispielsweise moduliert die Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern eine Phase eines Taktes, den der Mustergenerator 102 zum Erzeugen des Eingangssignals verwendet, mit einer Sinuswelle, wodurch sinusförmiges Zittern erzeugt wird. Die Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern kann sinusförmiges Zittern mit einer Einzelfrequenzkomponente oder mehreren Frequenzkomponenten erzeugen.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 steuert die Größe des von der Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinzugefügten sinusförmigen Zitterns sowie die Größe des von der Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern zu dem Eingangssignal hinzugefügten deterministischen Zitterns. Bei der Prüfvorrichtung 100 nach diesem Beispiel ist es möglich, Zittern mit der vorbestimmten Größe, das deterministisches Zittern und sinusförmiges Zittern enthält, zu dem Eingangssignal hinzuzufügen.
12 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Prüfverfahrens zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung. Das Prüfverfahren nach diesem Beispiel enthält die Schritt des in 10 gezeigten Prüfverfahrens und weiterhin einen Schritt des Hinzufügens von sinusförmigem Zittern. Schritt S308 fügt sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinzu durch Verwendung der mit Bezug auf 11 beschriebenen Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern. Dann werden die in den Schritten S302 bis S306 gezeigten Vorgänge durchgeführt, wodurch bestimmt wird, ob die elektronische Vorrichtung 10 fehlerhaft ist oder nicht.
Bei dem vorstehenden Vorgang bestimmt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 weiterhin die Größe des sinusförmigen Zitterns auf der Grundlage des Schwellenwertes des Ausrichtungszitterns zwischen dem Eingangssignal und dem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung 10 aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion einer fehlerfreien elektronischen Vorrichtung 10. Die Bestimmung der Größe des deterministischen Zitterns und der des sinusförmigen Zitterns wird nachfolgend beschrieben.
(1) Bestimmung von deterministischem Zittern und sinusförmigem Zittern 1
In einem Fall der Erzeugung von sinusförmigem Zittern und deterministischem Zittern, die jeweils in den Ab schnitten (4-1) und (4-3) des Prinzips der Prüfvorrichtung und des Prüfverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, bestimmt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größen jedes Zitterns gemäß einem nachfolgend beschriebenen beispielhaften Verfahren.
Zuerst werden in der Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 ein Verhältnis für sinusförmiges Zittern und ein Verhältnis für deterministisches Zittern voreingestellt, die jeweils ein Verhältnis von sinusförmigem Zittern und ein solches von deterministischem Zittern in der Größe des zu dem Eingangssignal hinzuzufügenden Zitterns anzeigen.
Dann bestimmt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe des sinusförmigen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern und der Zitterübertragungsfunktion in der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung 10. Es ist festzustellen, dass der Schwellenwert für sinusförmiges Zittern erhalten wird durch Multiplizieren des Schwellenwertes Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit dem vorbeschriebenen Verhältnis für sinusförmiges Zittern. Beispielsweise kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmen durch Ersetzen des Schwellenwertes Δ_th,pp mit dem Schwellenwert für sinusförmiges Zittern im Ausdruck (14) und dann Berechnen der Amplitude A, die dem Ausdruck (14) genügt.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 bestimmt auch die Größe des deterministischen Zitterns auf der Grundlage eines Schwellenwertes für deterministisches Zittern und der Zitterübertragungsfunktion. Es ist festzustellen, dass der Schwellenwert für determinis tisches Zittern erhalten wird durch Subtrahieren des vorbeschriebenen Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern von dem Schwellenwert Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns. Beispielsweise kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe des deterministischen Zitterns bestimmen durch Ersetzen des Schwellenwertes Δ_th,pp mit einem Schwellenwert für deterministisches Zittern im Ausdruck (22) oder (25). Dieser Schwellenwert für deterministisches Zittern wird erhalten durch Multiplizieren des Schwellenwertes Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit dem vorbeschriebenen Verhältnis für deterministisches Zittern.
(2) Bestimmung von deterministischem Zittern und sinusförmigem Zittern 2
In einem Fall der Erzeugung von sinusförmigem Zittern und deterministischem Zittern, der im Abschnitt (4-4) des Prinzips der Prüfvorrichtung und des Prüfverfahrens gemäß diesem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, bestimmt die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die – Größe jeder von mehreren Frequenzkomponenten, die in dem sinusförmigen Zittern enthalten sind, auf der Grundlage des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns und der Zitterübertragungsfunktion. Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 führt diese Bestimmung entsprechend einem nachfolgend beschriebenen beispielhaften Verfahren durch.
Zuerst werden in der Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 ein Verhältnis für sinusförmiges Zittern und ein Verhältnis für deterministisches Zittern voreingestellt, die jeweils ein Verhältnis des sinusförmigen Zitterns und das von deterministischen Zittern in der Größe des zu dem Eingangssignal hinzuzufügenden Zit terns anzeigen. In diesem Fall ist das Verhältnis für sinusförmiges Zittern als eine Summe von vorbestimmten Frequenzkomponentenverhältnissen gesetzt, von denen jedes ein Verhältnis einer entsprechenden der in dem sinusförmigen Zittern enthaltenen Frequenzkomponenten anzeigt.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 bestimmt für jede von mehreren Frequenzkomponenten in dem sinusförmigen Zittern die Größe dieser Frequenzkomponente auf der Grundlage eines entsprechenden Frequenzkomponenten-Schwellenwertes, der erhalten ist durch Multiplizieren des Schwellenwertes Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit dem vorbestimmten Frequenzkomponentenverhältnis dieser Frequenzkomponente, und der Zitterübertragungsfunktion in der elektronischen Vorrichtung 10. Beispielsweise kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe A_k für jede von mehreren Frequenzkomponenten des sinusförmigen Zitterns so berechnen, dass der Schwellenwert Δ_th,pp im Ausdruck (18) gleich dem Schwellenwert für sinusförmiges Zittern gemacht wird, wodurch die Größe des solche Frequenzkomponenten enthaltenden sinusförmigen Zitterns bestimmt wird.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 bestimmt auch die Größe des deterministischen Zitterns auf der Grundlage eines deterministischen Schwellenwertes. Der deterministische Schwellenwert wird erhalten durch Subtrahieren des Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern, d.h. der Summe der Frequenzkomponenten-Schwellenwerte, von dem Schwellenwert Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns. Beispielsweise kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 den Schwellenwert Δ_th,pp im Ausdruck (22) und (25) ersetzen mit dem Schwellenwert für deterministisches Zittern, um die Größe des deterministischen Zitterns zu bestimmen. Es ist festzustellen, dass der vorstehend erwähnte Schwellenwert für deterministisches Zittern ein Wert ist, der durch Multiplizieren des Schwellenwertes Δ_th,pp des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit dem deterministischen Zitterverhältnis erhalten wurde.
Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 kann die Größe des sinusförmigen Zitterns und die des deterministischen Zitterns, die dem Ausdruck (30) genügen, gemäß dem vorstehenden Vorgang erhalten.
In den vorstehenden Abschnitten (1) und (2) kann die Prüfvorrichtung 100 eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzeinheit enthalten, um die für die Bestimmung der Größe des Zitterns verwendete Zitterübertragungsfunktion zu erhalten. Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzeinheit für die im Ausdruck (6), (7), (8) oder (9) gezeigte Berechnung durch, beispielsweise auf der Grundlage einer Zeitzitterserie des Eingangssignals und einer Zeitzitterserie des wiedergewonnenen Taktsignals, das von der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung 10 aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, wodurch die Zitterübertragungsfunktion der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung erhalten wird. Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzeinheit kann die von der Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 verwendete Zitterübertragungsfunktion bestimmen auf der Grundlage von Statistiken der für mehrere fehlerfreie elektronische Vorrichtungen 10 gemessenen Zitterübertragungsfunktion.
In den in den 8 bis 12 gezeigten Beispielen wurde eine Beschreibung unter der Annahme gegeben, dass die elektronische Vorrichtung 10 einen Eingang und einen Ausgang hat. Jedoch kann in einem Fall, in welchem die elektronische Vorrichtung 10 mehrere Eingänge und mehrere Ausgänge hat, die Prüfvorrichtung 100 mehrere Mustergeneratoren 102, mehrere Hinzufügungseinheiten 104 für deterministisches Zittern, mehrere Zittergrößen-Steuervorrichtungen 106, mehrere Hinzufügungseinheiten 110 für sinusförmiges Zittern und mehrere Bestimmungseinheiten 108 so enthalten, dass diese mehreren Eingängen und Ausgängen entsprechen. Darüber hinaus kann in dem in den 8 und 11 gezeigten Beispielen der Mustergenerator 102 außerhalb der Prüfvorrichtung 100 vorgesehen sein.
13 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100. Die in 13 gezeigte Prüfvorrichtung 100 verwendet ein Signal, das von einer sendenden elektronischen Vorrichtung (Sender-DUT) 11 erzeugt wurde, als ein Eingangssignal zu einer empfangenden elektronischen Vorrichtung (Empfänger-DUT) 12 anstelle des von dem in 8 gezeigten Mustergenerator 102 erzeugten Eingangssignals. Die Komponenten in 13, die mit denselben Bezugszahlen wie denjenigen in 8 bezeichnet sind, haben dieselben Funktionen und Strukturen wie die in Verbindung mit 8 beschriebenen Komponenten mit folgender Ausnahme.
Die Prüfvorrichtung 100 nach diesem Beispiel enthält eine Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern, eine Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 und eine Bestimmungseinheit 108. Die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern fügt deterministisches Zittern zu dem Signal hinzu, das von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 erzeugt und zu der empfangenden elektronischen Vorrichtung 12 als das Eingangssignal übertragen wurde, ohne eine Ampli tudenmodulationskomponente in diesem Eingangssignal zu bewirken. Die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 steuert die Größe des von der Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern zu dem Eingangssignal hinzugefügten deterministischen Zitterns in einer Weise, die ähnlich der der in 8 gezeigten Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 ist. Das durch die Prüfvorrichtung 100 bei diesem Beispiel durchgeführte Prüfverfahren ist dasselbe wie das in 10 gezeigte, mit der Ausnahme, dass die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern das deterministische Zittern zu dem von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 eingegebenen Eingangssignal im Schritt S302 hinzufügt und die Bestimmungseinheit 108 bestimmt, ob die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende elektronische Vorrichtung 12 fehlerhaft sind oder nicht, auf der Grundlage eines von der empfangenden elektronischen Vorrichtung 12 im Schritt S306 ausgegebenen Ausgangssignals.
Die in 13 gezeigte Prüfvorrichtung 100 kann weiterhin eine Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern zum Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu dem von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 eingegebenen Eingangssignal enthalten. In diesem Fall ist das von der Prüfvorrichtung 100 durchzuführen Prüfverfahren dasselbe wie das in 12 gezeigt, mit der Ausnahme, dass die sendende elektronische Vorrichtung 11 mehrere Signale sendet, Zittern zu jedem dieser Signale von der Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern und der Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern hinzugefügt wird, und solche Signale mit dem hinzugefügten Zittern in die empfangende elektronische Vorrichtung 12 eingegeben werden; und es bestimmt wird, ob die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende e lektronische Vorrichtung 12 fehlerhaft sind oder nicht, auf der Grundlage mehrerer Ausgangssignale als Antwort auf solche Signale.
14 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Prüfvorrichtung 100. Die Prüfvorrichtung 100 nach diesem Beispiel prüft die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende elektronische Vorrichtung 12, die auf der Grundlage eines von einem Bezugstaktgenerator 20 erzeugten Bezugstaktsignals arbeiten. Die empfangende elektronische Vorrichtung 12 empfängt ein von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 erzeugtes Datensignal (Eingangssignal) und das Bezugstaktsignal als seine Eingangssignale und tastet das Eingangssignal auf der Grundlage des Bezugstaktsignals ab.
Die Prüfvorrichtung 100 enthält die Struktur der in 13 gezeigten Prüfvorrichtung 100 und enthält weiterhin eine Phasenschiebevorrichtung 112. Die Phasenschiebevorrichtung 112 verschiebt eine Phase des von dem Bezugstaktgenerator 20 erzeugten Bezugstaktsignals, um eine vorbestimmte statische Phasendifferenz zwischen dem in die sendende elektronische Vorrichtung 11 eingegebenen Bezugstaktsignal und dem in die empfangende elektronische Vorrichtung 12 eingegebenen Bezugstaktsignal herzustellen. Durch Verwendung dieser Phasendifferenz kann die Prüfvorrichtung 100 eine Prüfung durchführen, während ein Phasenfehler des Bezugstaktsignals in einen durch die Spezifikationen der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 und der empfangenden elektronischen Vorrichtung 12 angenommenen Bereich beispielsweise für die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende elektronische Vorrichtung 12 vorgesehen ist.
15 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Prüfverfahrens zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung. Das Prüfverfahren nach diesem Beispiel enthält die Schritte des in 10 gezeigten Prüfverfahrens und enthält weiterhin den Phasenschiebeschritt S310. Der Phasenschiebeschritt S310 verschiebt die Phase des von dem Bezugstaktgenerator erzeugten Bezugstaktsignals mittels der in 14 beschriebenen Phasenschiebevorrichtung 112. Das von der Prüfvorrichtung 100 durchzuführende Prüfverfahren nach diesem Beispiel ist dasselbe wie das in 10 gezeigte mit der Ausnahme, dass die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern deterministisches Zittern zu dem von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 eingegebenen Eingangssignal im Schritt S302 hinzufügt; die empfangende elektronische Vorrichtung 12 das Eingangssignal auf der Grundlage des von der Phasenschiebevorrichtung 112 eingegebenen Bezugstaktsignals abtastet; und die Bestimmungseinheit 108 bestimmt, ob die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende elektronische Vorrichtung 12 fehlerhaft sind oder nicht, auf der Grundlage des von der empfangenden elektronischen Vorrichtung 12 im Schritt S306 ausgegebenen Ausgangssignals.
Die in 14 gezeigte Prüfvorrichtung 100 kann weiterhin eine Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern zum Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu dem von der sendenden elektronischen Vorrichtung 11 eingegebenen Eingangssignal enthalten. In diesem Fall ist das von dieser Prüfvorrichtung 100 durchzuführende Prüfverfahren dasselbe wie das in 12 gezeigte mit der Ausnahme, dass der Phasenschiebeschritt S310 die Phase des zu der empfangenden elektronischen Vorrichtung 12 gelieferten Bezugstaktsignals verschiebt; mehrere Signale von der sendenden elektronischen Vor richtung 11 übertragen werden und in die empfangende elektronische Vorrichtung eingegeben werden, nachdem die Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern und die Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern zu jedem dieser Signal hinzugefügt haben; und es bestimmt wird, ob die sendende elektronische Vorrichtung 11 und die empfangende elektronische Vorrichtung 12 fehlerhaft sind oder nicht, auf der Grundlage mehrerer als Antwort auf solche Signale ausgegebene Ausgangssignale.
16 zeigt ein beispielhaftes Prüfergebnis der elektronischen Vorrichtung 10 durch das Prüfverfahren gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Beispiel ist die elektronische Vorrichtung 10 ein 2,5 Gbps-Deserialisierer. Bei dieser Messung wurden sinusförmiges Dreiton (90 kHz, 800 kHz und 7 MHz)-Zittern, das dieselbe Amplitude bei 90 kHz, 800 kHz und 7 MHz hat, und deterministisches Zittern zu einem Eingangssignal des Deserialisierers hinzugefügt, und die minimale Amplitude des sinusförmigen Dreiton-Zitterns, bei der der Deserialisierer einen Bitfehler erzeugte, wurde gemessen. Das deterministische Zittern wurde erzeugt durch Verwendung eines Kabels und eines Begrenzungsverstärkers, und die Größe des deterministischen Zitterns wurde geändert durch Änderung der Länge des Kabels von 0,7 m bis 20 m.
In einem Fall, in welchem die Amplitude des sinusförmigen Zitterns konstant ist, die Amplitude A_k jedes sinusförmigen Zitterns im Ausdruck (15) durch A_k = A_3-Ton/3 dargestellt ist, worin A_3-Ton die Amplitude des sinusförmigen 3-Ton-Zitterns darstellt. darstellt. Somit kann der Ausdruck (30) wie folgt geändert werden.
Der Bitfehler tritt auf, wenn der Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns den Schwellenwert Δ_th,pp (z. B. 0,5 UI_pp) überschritten hat. Daher wird die minimale Amplitude A_3-Ton des sinusförmigen Dreiton-Zitterns durch den folgenden Ausdruck dargestellt.
In einem Fall, in welchem das deterministische Zittern geändert wurde, wie in 16 gezeigt ist, stimmt der durch Ausdruck (32) erhaltene Wert angenähert mit dem durch ein Bitfehlerraten-Prüfsystem gemessenen Ergebnis überein.
Gemäß der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es möglich, zu bestimmen, ob eine geprüfte Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, indem nur eine Quelle für deterministisches Zittern verwendet wird, die durch ein Kabel, Filter und dergleichen gebildet sein kann. Somit können die Kosten für die Zitterquelle minimal gemacht werden und daher können die Prüfkosten der Vorrichtung stark herabgesetzt werden.
Darüber hinaus kann bei der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit der Messung einer Bitfehlerrate, die viel Zeit erfordert, eliminiert werden, indem bestimmt wird, ob ein Bitfehler in einem Ausgangssignal der geprüften Vorrichtung auftritt oder nicht. Somit kann eine Vorrichtungsprüfung mit hoher Geschwindigkeit erzielt werden.
Zusätzlich kann gemäß der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest ein parametrischer Defekt bei einer Zitterfrequenz von mehreren Sinuswellen oder außerhalb eines Schleifenbandes der geprüften Vorrichtung gleichzeitig geprüft werden durch Hinzufügen von sinusförmigem Zittern und deterministischem Zittern zu einem Eingangsdatenstrom, der in die geprüfte Vorrichtung eingegeben wird, und Bestimmen, ob ein Bitfehler in dem Ausgangssignal der geprüften Vorrichtung auftritt oder nicht. Somit kann eine Prüfung der Vorrichtung mit sehr hoher Geschwindigkeit erzielt werden.
Weiterhin können die Prüfvorrichtung und das Prüfverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Prüfung entsprechend einer tatsächlichen Umgebung, in der die geprüfte Vorrichtung verwendet wird, anstelle einer Prüfung in dem schlechtesten Fall vorsehen. Daher kann die Zuverlässigkeit der Vorrichtungsprüfung, d.h., die Korrelation zwischen dem Prüfergebnis und dem Defekt in der tatsächlichen Betriebsumgebung verbessert werden.
Zusätzlich können verschiedene Modifikationen bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen durchgeführt werden. Beispielsweise kann die in 11 gezeigte Prüfvorrichtung 100 keine Hinzufügungseinheit 104 für deterministisches Zittern enthalten. Stattdessen kann die Prüfvorrichtung 100 eine Struktur haben, bei der das Eingangssignal, zu dem sinusförmiges Zittern von der Hinzufügungseinheit 110 für sinusförmiges Zittern hinzugefügt wird, von dem Mustergenerator 102 zu der elektronischen Vorrichtung 10 geliefert wird. In diesem Fall kann die Zittergrößen-Steuervorrichtung 106 die Größe des sinusförmigen Zitterns gemäß dem im Abschnitt (4-1) oder (4-2) beschriebenen Verfahren des Prinzips der Prüfvorrichtung und dem Prüfverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmen.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung mit hoher Genauigkeit geprüft werden.
Obgleich die vorliegende Erfindung mittels beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist festzustellen, dass der Fachmann viele Änderungen und Substitutionen vornehmen kann, ohne den Geist und den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Prüfvorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist: eine Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern, die betätigbar zum Hinzufügen von deterministischen Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal, ohne eine Amplitudenmodulationskomponente zu bewirken, und zum Liefern des Eingangssignals zu der elektronischen Vorrichtung; eine Zittergrößen-Steuervorrichtung, die betätigbar ist zum Steuern der Größe des von der Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern erzeugten deterministischen Zitterns; und eine Bestimmungseinheit, die betätigbar ist zum Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern ein primäres Filter enthält, das betätigbar ist zum Übertragen des Eingangssignals und zum Erzeugen des deterministischen Zitterns.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hinzufügungseinheit für deterministisches Zittern ein Kabel enthält, das betätigbar ist, um das Eingangssignal zu übertragen und das deterministische Zittern zu erzeugen.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des deterministischen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern, die betätigbar ist, um sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinzuzufügen, wobei die Zittergrößen-Steuervorrichtung weiterhin die Größe des von der Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern erzeugten sinusförmigen Zitterns steuert.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion in einer fehlerfreien elektronischen Vorrichtung.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern, der durch Multiplizieren des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns mit einem vorbestimmten Verhältnis für sinusförmiges Zittern erhalten wurde, und der Zitterübertragungsfunktion, und die Größe des deterministischen Zitterns bestimmt auf der Grundlage des Schwellenwertes für deterministisches Zittern, der erhalten wurde durch Subtrahieren des Schwellenwertes für sinusförmiges Zittern von dem Schwellenwert des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns, und der Zitterübertragungsfunktion.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zittergrößen-Steuervorrichtung eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzeinheit enthält, die betätigbar ist zum Erhalten der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage einer Zeitzitterserie des Eingangssignals und einer Zeitzitterserie des wiedergewonnenen Taktsignals, das durch die elektronische Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern das sinusförmige Zittern mit mehreren Frequenzkomponenten zu dem Eingangssignal hinzufügt, und die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe jeder Frequenzkomponenten des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns und der Zitterübertragungsfunktion.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe jeder der mehreren Frequenzkomponenten des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Frequenzkomponenten-Schwellenwertes der erhalten wurde durch Multiplizieren des Schwellenwertes des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszittern mit einem vorbestimmten Frequenzkomponentenverhältnis für diese Frequenzkomponente, und der Zitterübertragungsfunktion, und die Größe des deterministischen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes für deterministisches Zittern, der erhalten wurde durch Subtrahieren einer Summe der Frequenzkomponenten-Schwellenwerte entsprechend den mehreren Frequenzkomponenten von dem Schwellenwert des Spitze-zu-Spitze-Wertes des Ausrichtungszitterns.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die elektronische Vorrichtung das Eingangssignal und ein Bezugstaktsignal als ihre Eingangssignale empfängt und das Eingangssignal auf der Grundlage des Bezugstaktsignals abtastet, wobei die Prüfvorrichtung weiterhin eine Phasenschiebevorrichtung aufweist, die betätigbar ist zum Verschieben einer Phase des Bezugstaktsignals.
Prüfvorrichtung zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist: eine Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern, die betätigbar ist zum Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal und zum Liefern des Eingangssignals mit dem sinusförmigen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; eine Zittergrößen-Steuervorrichtung, die betätigbar ist zum Steuern der Größe des von der Hinzufügungseinheit für sinusförmiges Zittern hinzugefügten sinusförmigen Zitterns; und eine Bestimmungseinheit, die betätigbar ist zum Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung feh lerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, wobei die Zittergrößen-Steuervorrichtung die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewonnen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion in der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung.
Prüfverfahren zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung, welches aufweist: Hinzufügen von deterministischen Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal, ohne eine Amplitudenmodulationskomponente zu bewirken, und Liefern des Eingangssignals mit dem deterministischen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; Steuern der Größe des deterministischen Zitterns, das bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns hinzugefügt wurde; und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals.
Prüfverfahren nach Anspruch 13, bei dem das deterministische Zittern erzeugt wird durch Verwendung eines primären Filters, das das Eingangssignal bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns überträgt.
Prüfverfahren nach Anspruch 13, bei dem das deterministische Zittern erzeugt wird durch Verwendung eines Kabels, das das Eingangssignal bei der Hinzufügung des deterministischen Zitterns überträgt.
Prüfverfahren nach Anspruch 13, weiterhin aufweisend das Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu dem Eingangssignal.
Prüfverfahren nach Anspruch 16, bei dem das sinusförmige Zittern mit mehreren Frequenzkomponenten zu dem Eingangssignal bei der Hinzufügung des sinusförmigen Zitterns hinzugefügt wird.
Prüfverfahren zum Prüfen einer elektronischen Vorrichtung, welches aufweist: Hinzufügen von sinusförmigem Zittern zu einem gegebenen Eingangssignal und Liefern des Eingangssignals mit dem sinusförmigen Zittern zu der elektronischen Vorrichtung; Steuern der Größe des bei der Hinzufügung des sinusförmigen Zitterns hinzugefügten sinusförmigen Zitterns; und Bestimmen, ob die elektronische Vorrichtung fehlerhaft oder nicht, auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, wobei das Steuern der Größe des sinusförmigen Zitterns die Größe des sinusförmigen Zitterns bestimmt auf der Grundlage eines Schwellenwertes eines Spitze-zu-Spitze-Wertes von Ausrichtungszittern zwischen dem Eingangssignal und einem wiedergewonnenen Taktsignal, das von der elektronischen Vorrichtung aus dem Eingangssignal wiedergewon nen wurde, und einer Zitterübertragungsfunktion der fehlerfreien elektronischen Vorrichtung.