DE102006052842A1

DE102006052842A1 - Jittermessvorrichtung, Jittermessverfahren und Prüfvorrichtung

Info

Publication number: DE102006052842A1
Application number: DE102006052842A
Authority: DE
Inventors: Kiyotaka Ichiyama; Masahiro Ishida; Yasuhide Kuramochi; Takahiro Yamaguchi
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2005-11-04
Filing date: 2006-11-03
Publication date: 2007-05-10
Also published as: US20070104260A1; US7778319B2; JP2007127645A; JP5328096B2

Abstract

Es ist eine Jittermessvorrichtung zum Messen von Jitter in einem gemessenen Signal vorgesehen, mit einem ersten Impulsgenerator zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals für die Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend der Flanke gesetzt wurde, einem zweiten Impulsgenerator zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen Datenwerte in dem gemessenen Datensignal sich nicht ändern, für die Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Zeiten der erfassten Grenzen der Datenabschnitte gesetzt wurde, einem Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal und einem Jitterberechnungsabschnitt zum Berechnen des Zeitjitters in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage des ersten und des zweiten Impulssignals.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Jittermessvorrichtung und ein Jittermessverfahren zum Messen von Jitter in einem Messsignal und eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung.

Herkömmlich war als ein Verfahren zum Messen von Jitter in einem Messsignal ein Verfahren zum Vergleichen der Phase des Messsignals mit der Phase des beispielsweise um eine Periode verzögerten Messsignals bekannt (T. Yamaguchi, "A Real-Time Jitter Measurement Board for High Performance Computer and Communication System", ITC2004). Periodenjitter in dem Messsignal kann gemessen werden durch Verzögern des Messsignals um eine Periode und durch Vergleichen der Phasen von benachbarten ansteigenden Flanken in dem Messsignal.

Gemäß diesem Verfahren werden das Messsignal und das verzögerte Messsignal zu einem Phasenkomparator geführt, um ein Spannungssignal gemäß einem Wert des Periodenjitters in jedem Zyklus auszugeben. Zeitjitter in dem Messsignal kann auch in Echtzeit gemessen werden durch Integrieren des von dem Phasenkomparator ausgegebenen Spannungssignals unter Verwendung eines Integrators oder dergleichen.

Jedoch hat das herkömmliche Jittermessverfahren erfordert, das gemessene Signal genau zu verzögern. Beispielsweise ist es erforderlich, das Messsignal bei der Messung des Periodenjitters in dem Messsignal genau um eine Periode zu verzögern. Wenn jedoch ein Fehler in der Verzögerungszeit besteht, wird der von dem Phasenkomparator erfasste Wert des Periodenjitters ein Wert, bei dem das tatsächliche Periodenjitter zu dem Verzögerungsfehler als eine Versetzung addiert wird. Weiterhin wird der gemessene Fehler durch den Integrator akkumuliert und das von dem Integrator ausgegebene Zeitjitter wird früher oder später gesättigt.

Demgemäß hat das herkömmliche Jittermessverfahren eine Verzögerungsschaltung benötigt, die eine genaue Verzögerungszeit erzeugt. Jedoch war es schwierig, eine genaue Verzögerungsschaltung herzustellen, und es war schwierig, Jitter in dem Messsignal durch das herkömmliche Jittermessverfahren genau zu messen, da der Verzögerungsfehler den Jittermessfehler beeinflusst.

Weiterhin wird bei dem herkömmlichen Jittermessverfahren die Phase des Messsignals auch mit der Phase des verzögerten Signals verglichen. Daher bestand die Möglichkeit, wenn die Jitteramplitude in dem Messsig nal größer als eine Periode des Messsignals ist, dass Phasen von nicht entsprechenden Flanken verglichen werden, und daher konnte das Jitter nicht genau gemessen werden.

Es war auch nicht möglich, mit dem herkömmlichen Jittermessverfahren das Zeitjitter in einem Signal genau zu messen, in welchem logische Werte wie in einem Datensignal zufällig erscheinen. Beispielsweise ist es erforderlich, ein Auslösesignal zum Messen der Phase von Flanken des gemessenen Datensignals beim Messen des Zeitjitters zu erzeugen durch Anwendung eines von herkömmlichen Verfahren, d.h., durch Verwendung eines Abtastoszilloskops, eines digitalen Oszilloskops und dergleichen. Da jedoch die Position der Flanken in dem Datensignal unregelmäßig ist, ist es erforderlich, Auslösesignale zu verschiedenen Zeiten zu erzeugen. Daher wird das Zeitjitter der Auslösesignale selbst groß, wodurch die Genauigkeit des Messens von Jitter in dem gemessenen Datensignal verschlechtert wird.

Die Messkosten für die Erzeugung von Auslösesignalen mit geringem Zeitjitter nehmen auch zu, da eine hochgenaue Schaltung erforderlich ist.

Daher war es nicht möglich, mit den herkömmlichen Messverfahren das Zeitjitter in dem Datensignal, dessen Muster unregelmäßig ist, unter geringen Kosten und genau zu messen. Weiterhin wurden bisher weder ein Verfahren noch eine Schaltung zum Messen von Jitter in dem Datensignal in Echtzeit gefunden.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Jittermessvorrichtung, ein Jittermessverfahren und eine Prüfvorrichtung anzugeben, die in der Lage sind, die vorgenannten Probleme zu lösen. Diese Aufgabe kann gelöst werden durch die Kombination von in den unabhängigen Ansprüchen der Erfindung beschriebenen Merkmalen. Von diesen abhängige Ansprüche spezifizieren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Um das vorgenannte Problem zu lösen, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine Jittermessvorrichtung zum Messen von Jitter in einem gemessenen Signal vorgesehen, mit einem ersten Impulsgenerator zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals, um ein erstes Impulssignal mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Flanken gesetzt wurde, auszugeben, einem zweiten Impulsgenerator zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen Datenwerte sich in dem gemessenen Datensignal nicht ändern, um ein zweites Impulssignal mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend der Zeiten der Grenzen der erfassten Datenabschnitte gesetzt wurde, auszugeben, einem Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impuls, und einer Jitterberechnungsvorrichtung zum Berechnen des Jitters in dem gemessenen Signal auf der Grundlage der von dem Filter ausgegebenen Signale.

Die Jittermessvorrichtung kann weiterhin einen Erzeugungsabschnitt für ein komplementäres Datensignal zum Erzeugen eines komplementären Datensignals mit Flanken an jeder Grenze der Datenabschnitte des gemessenen Signals, über die sich die Datenwerte des gemessenen Datensignals nicht ändern, zu erzeugen, und der zweite Impulsgenerator kann das zweite Impulssignal entsprechend der Flanke des komplementären Datensignals ausgeben.

Der Erzeugungsabschnitt für das komplementäre Datensignal kann das komplementäre Datensignal erzeugen, durch das die Flanken des gemessenen Datensignals und des komplementären Datensignals in nahezu gleichen Abständen angeordnet sind, wenn sie auf derselben Zeitachse ausgerichtet sind.

Das Filter kann ein Tiefpassfilter sein, das Komponenten, die niedriger als eine vorbestimmte Grenzfrequenz, die kleiner als die Trägerfrequenz des gemessenen Datensignals ist, aus den Frequenzkomponenten des Impulssignals durchlässt.

Die Jitterberechnungsvorrichtung kann Periodenjitter in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage eines von dem Filter ausgegebenen Signals berechnen.

Die Jittermessvorrichtung kann weiterhin eine Pegelverschiebungsschaltung zum Ausgeben des von dem ersten und dem zweiten Impulsgenerator erzeugten ersten und zweiten Impulssignals zu dem Filter durch Verschieben ihrer Signalpegel auf einen Signalpegel entsprechend den Charakteristiken des Filters enthalten.

Die Jittermessvorrichtung kann weiterhin einen Integrator zum Integrieren des von dem Filter ausgegebenen Signals enthalten.

Die Jitterberechnungsvorrichtung kann das Zeitjitter in dem gemessenen Datensignals auf der Grundlage des durch Integrieren mittels des Integrators erhaltenen Signals berechnen.

Die Jittermessvorrichtung kann weiterhin eine Pegelverschiebungsschaltung zur Eingabe des von dem Filter ausgegebenen Signals in den Integrator durch Ver schieben seines Signalpegels auf einen Signalpegel entsprechend den Charakteristiken des Integrators enthalten.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Jittermessverfahren zum Messen des Jitters in einem gemessenen Datensignal vorgesehen, mit einem ersten Impulserzeugungsschritt zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals zur Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Flanken gesetzt wurde, einem zweiten Impulserzeugungsschritt zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen sich Datenwerte in dem gemessenen Datensignal nicht ändern, zur Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Zeiten der Grenze der erfassten Datenabschnitte gesetzt wurde, einem Filterschritt von Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal, und einem Jitterberechnungsschritt zum Berechnen des Zeitjitters in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage der in dem Filterschritt ausgegebenen Impulssignale.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung vorgesehen, mit einer Jittermessvorrichtung zum Messen von Jitter in einem von der geprüften Vorrichtung ausgegebenen, gemessenen Signal, und einem Beurteilungsabschnitt zum Beurteilen, ob die geprüfte Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht, auf der Grundlage des von der Jittermessvorrichtung gemessenen Jitters in dem gemessenen Signal, wobei die Jittermessvorrichtung einen ersten Impulsgenerator zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals zur Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impuls breite, die vorher entsprechend der Flanke gesetzt wurde, einen zweiten Impulsgenerator zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen sich die Datenwerte in dem gemessenen Datensignal nicht ändern, zur Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Zeiten der Grenzen der erfassten Datenabschnitte gesetzt wurde, ein Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal, und einen Jitterberechnungsabschnitt zum Berechnen des Zeitjitters in dem gemessenen Datensignals auf der Grundlage des ersten und des zweiten Impulssignals aufweist.

Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung vorgesehen, mit einer internen Schaltung zur Ausgabe eines Datensignals und einer Jittermessschaltung zum Messen von Jitter in dem von der internen Schaltung ausgegebenen Datensignal, wobei die Jittermessschaltung einen Impulsgenerator zur Ausgabe eines Impulssignals mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend gemessenen Flanken zum Messen des Jitters in dem Datensignal und ein Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des Datensignals aus dem Impulssignal aufweist.

Die Jittermessschaltung kann weiterhin eine Jitterberechnungsvorrichtung zum Berechnen von Jitter in den Daten auf der Grundlage des von dem Filter ausgegebenen Signals aufweisen. Es ist festzustellen, dass die vorstehende Zusammenfassung der Erfindung nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der Erfindung beschreibt. Die Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorbeschriebenen Merkmale sein.

1 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Wellenform eines von einem Integrator ausgegebenen Jittermesssignals zeigt, wenn ein gemessenes Signal jitterfrei ist (das Jitter einer ansteigenden Taktflanke ist null).
3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Wellenform eines von dem Integrator ausgegebenen Jittermesssignals zeigt, wenn das gemessene Datensignal Jitter enthält (Jitter der ansteigenden Taktflanke ist nicht null).
4 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Prüfvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern von von einem Filter ausgegebenen Signalen.
6 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes, von dem Integrator ausgegebenes Jittermesssignal zeigt.
7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte vergrößerte Ansicht eines Spektrums eines von dem Impulsgenerator ausgegebenen Impulssignals zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte vergrößerte Ansicht eines Spektrums eines von dem Integrator ausgegebenen Signals zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration einer Jittermessvorrichtung zeigt.
10 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Pegelverschiebungsschaltung, des Filters und des Integrators zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation der Jittermessvorrichtung zeigt.
12 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Jittermessvorrichtung zeigt.
13 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation eines Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal und eines Impulsgenerators zeigt.
14 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal zeigt.
15A und 15B sind Zeitdiagramme, die eine beispielhafte Operation des Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal zeigen.
16 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Daten signal zeigt.
17 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation des in 16 gezeigten Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal zeigt.
18 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal zeigt.
19 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation einer geprüften Vorrichtung und des in 18 gezeigten Erzeugungsabschnitts für ein komplementäres Datensignal zeigt.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation der in Verbindung mit 12 erläuterten Jittermessvorrichtung zeigt.
21 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der geprüften Vorrichtung zeigt.
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben, die den Bereich der Erfindung nicht beschränken, sondern die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale und deren Kombinationen sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
1 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Kon figuration einer Prüfvorrichtung 200 zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung zeigt. Die Prüfvorrichtung 200 ist eine Vorrichtung zum Beurteilen, ob eine geprüften Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht, auf der Grundlage von Jitter in einem von der geprüften Vorrichtung ausgegebenen gemessenen Signal, und sie ist mit einer Jittermessvorrichtung 140 und einem Beurteilungsabschnitt 50 versehen. Das gemessene Signal ist beispielsweise ein Taktsignal mit einer voreingestellten Periode.
Die Jittermessvorrichtung 140 ist eine Vorrichtung zum Messen von Zeitjitter in dem gemessenen Signal. Auf der Grundlage des von der Jittermessvorrichtung 140 gemessenen Zeitjitters beurteilt der Beurteilungsabschnitt 50, ob die geprüfte Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht. Beispielsweise beurteilt der Beurteilungsabschnitt 50, ob die geprüfte Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht, auf der Grundlage des Umstands, ob ein von der Jittermessvorrichtung 140 gemessener Zeitjitterwert größer als ein voreingestellter Bezugswert ist oder nicht.
Die Jittermessvorrichtung 140 hat einen Impulsgenerator 10, einen Integrator 20 und eine Jitterberechnungsvorrichtung 30. Der Impulsgenerator 10 empfängt ein gemessenes Signal und gibt ein Impulssignal mit einer voreingestellten Impulsbreite entsprechend gemessenen Flanken, anhand derer das Zeitjitter in dem gemessenen Signal zu messen ist, aus.
Beim Messen des Zeitjitters beispielsweise bei jeder Flanke des gemessenen Signals gibt der Impulsgenerator 10 ein Impulssignal mit einer voreingestellten Impulsbreite entsprechend allen Flanken des gemessenen Signals aus. In diesem Fall kann der Impulsgene rator 10 eine Verzögerungsschaltung 12 und ein exklusives ODER-Glied 14 haben, wie in 1 gezeigt ist. Die Verzögerungsschaltung 12 gibt das gemessene Signal durch Verzögern um einen bestimmten Verzögerungsbetrag aus. Dann gibt das Exklusiv-ODER-Glied 14 eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung des gemessenen Signals und des von der Verzögerungsschaltung 12 ausgegebenen Verzögerungssignals aus. Eine derartige Konfiguration ermöglicht, dass das Impulssignal die durch den Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 12 bestimmte Impulsbreite entsprechend allen Flanken des gemessenen Signals hat. Hier ist die Verzögerungsschaltung 12 wirksam, wenn sie eine konstante Verzögerung kontinuierlich innerhalb einer Messperiode erzeugen kann, und eine tatsächliche Verzögerung kann einen Fehler von einem voreingestellten Verzögerungswert haben.
Weiterhin kann der Impulsgenerator 10 das Impulssignal entsprechend entweder der ansteigenden Flanke oder der abfallenden Flanke des gemessenen Signals ausgeben. In diesem Fall kann das Periodenjitter zwischen den ansteigenden Flanken und zwischen den abfallenden Flanken leicht gemessen werden. Weiterhin hat der Impulsgenerator 10 eine Schaltungskonfiguration, die in diesem Fall von der in 1 gezeigten verschieden ist. Es ist auf einfache Weise möglich, die Erzeugung des Impulssignals entsprechend den ansteigenden Flanken oder den abfallenden Flanken des gemessenen Signals durch adäquate Änderung der Schaltungskonfiguration des Impulsgenerators 10. Ein Fall, in welchem der Impulsgenerator 10 das Impulssignal entsprechend den gesamten Flanken des gemessenen Signals erzeugt, wird nachfolgend erläutert.
Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 berechnet das Zeitjitter in dem gemessenen Signal auf der Grundlage des Ergebnisses der Integration des von dem Integrator 20 integrierten Impulssignals. Der Integrator 20 gibt ein Jittermesssignal mit dreieckiger Wellenform aus, das durch Integrieren des von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Impulssignals erhalten wurde. Bei diesem Beispiel gibt der Integrator 20 ein Jittermesssignal aus, dessen Signalpegel mit einer vorbestimmten Zunahmerate ansteigt, während das von dem Impulsgenerator 10 ausgegebene Signal den logischen Wert H anzeigt, und dessen Signalpegel mit einer vorbestimmten Abnahmerate verringert wird, während das von dem Impulsgenerator 10 ausgegebene Signal den logischen Wert L anzeigt.
Der Integrator 20 hat in diesem Beispiel eine Stromquelle 22, eine Stromsenke 26, einen Kondensator 28 und einen Lade/Entlade-Steuerabschnitt 24. Die Stromquelle 22 erzeugt einen Quellenstrom, der die Zunahmerate des Jittermesssignals bestimmt, und die Stromsenke 26 erzeugt einen Senkenstrom, der die Abnahmerate des Jittermesssignals bestimmt. Der Kondensator 28 erzeugt einen Spannungspegel des Jittermesssignals, indem er durch die Stromquelle 52 und die Stromsenke 56 geladen/entladen wird. Weiterhin lädt der Lade/Entlade-Steuerabschnitt 24 den Kondensator auf der Grundlage des Quellenstroms, während das Impulssignal den logischen Wert H anzeigt, und entlädt den Kondensator auf der Grundlage eines Stroms, der durch Subtrahieren des Senkenstroms von dem Quellenstrom erhalten wurde, während das Impulssignal des logischen Wert H anzeigt.
2 zeigt eine beispielhafte Wellenform des von dem Integrator 20 ausgegebenen Jittermesssignals, wenn das gemessene Signal jitterfrei ist. Wenn das gemessene Signal zeitjitterfrei ist, stimmen die Zeiten der jeweiligen Flanken des gemessenen Signals mit Halbperioden (0, T, 2T, ...) des gemessenen Signals überein. Der Impulsgenerator 10 erzeugt ein Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend den jeweiligen Flanken. Daher wird ein Tastverhältnis von jeweiligen Zyklen des von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Signals ein konstanter Wert.
Dann gibt der Integrator 20 das Jittermesssignal mit dreieckiger Wellenform wie vorbeschrieben aus. Wenn das gemessene Signal zeitjitterfrei ist, erzeugt der Integrator 20 das Jittermesssignal mit den Raten der Zunahme und Abnahme, durch die die jeweiligen Extremwerte des Jittermesssignals vorher eingestellte Signalpegel werden. Daher zeigen, wenn das gemessene Signal zeitjitterfrei ist, maximale und minimale Werte des Jittermesssignals jeweils konstante Pegel.
3 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Wellenform des von dem Integrator 20 ausgegebenen Jittermesssignals ist, wenn das gemessene Signal Jitter enthält. Wenn das gemessene Signal in seinem Zeitverlauf Jitter enthält, stimmen die Zeiten der Flanken des gemessenen Signal nicht mit Mehrfachem der Halbperiode (0, T, 2T, ...) des gemessenen Signals überein und das Tastverhältnis der jeweiligen Zyklen des von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Signals wird kein konstanter Wert.
Daher zeigen die Extremwerte des von dem Integrator 20 ausgegebenen Jittermesssignals nicht die vorbestimmten Werte, wie in 3 illustriert ist. Eine Pegeldifferenz (ΔV1, ..., ΔV3, ...) zwischen dem vorbestimmten Wert und dem Extremwert in der Änderung der Amplitude des Jittermesssignals ist proportional zu einem Jitterwert an den Flanken des gemessenen Signals entsprechend dem Extremwert.
Das Zeitjitter in dem gemessenen Signal kann auf einfache Weise berechnet werden auf der Grundlage dieser Pegeldifferenz. Weiterhin kann, selbst wenn ein Verzögerungsfehler aufgrund des in der Verzögerungsschaltung 12 voreingestellten Verzögerungsbetrags auftritt, das Zeitjitter in dem gemessenen Signal gemessen werden, ohne durch den Verzögerungsfehler beeinflusst zu werden, soweit wie die Verzögerungsschaltung 12 die konstante Verzögerung erzeugt.
Jedoch enthält das von dem Integrator 20 ausgegebene Jittermesssignal die Komponente der Dreieckwelle zusätzlich zu der Jitterkomponente. Daher muss der Integrator 20 einen Ausgangsbereich haben, durch den er das Signal ausgeben kann, in welchem die Dreieckwellenkomponente zu der Jitterkomponente addiert ist. Weiterhin muss die Jitterberechnungsvorrichtung 30 einen Messbereich haben, durch den sie das Signal messen kann, in welchem die Dreieckwellenkomponente zu der Jitterkomponente addiert ist. Daher liegt der Fall vor, dass die Jittermessvorrichtung 140 bei diesem Beispiel nicht in der Lage ist, sehr kleine Jitter zu messen, da ein Störabstand bei der Messung des Jitter klein wird.
4 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Prüfvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die Prüfvorrichtung 100 nach diesem Ausführungsbeispiel hat eine Jittermessvorrichtung 40 und den Beurteilungsabschnitt 50. Der Beurteilungsabschnitt 50 ist derselbe wie der in 1 erläuterte Beurteilungsabschnitt 50, so dass seine Erläuterung hier weggelassen wird.
Die Jittermessvorrichtung 40 hat den Impulsgenerator 10, ein Filter 60, den Integrator 20 und die Jitterberechnungsvorrichtung 30. Der Impulsgenerator 10 ist derselbe wie der in 1 erläuterte Impulsgenerator 10, so dass seine Erläuterung hier weggelassen wird.
Das Filter 60 entfernt eine Trägerfrequenzkomponente des gemessenen Signals aus dem von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Impulssignal. Der hier verwendete Begriff, d.h., die Trägerfrequenzkomponente des gemessenen Signals, enthält eine Komponente einer höheren Harmonischen der Trägerfrequenzkomponente.
Das Filter 60 kann ein Tiefpassfilter sein, das von einer Komponente, deren Frequenz null ist, bis zu einer Komponente einer vorbestimmten Frequenz, die kleiner als die Trägerfrequenz des gemessenen Signals ist, unter den Frequenzkomponenten des Impulssignals durchlässt. Eine Grenzfrequenz in dem Filter 60 ist vorzugsweise größer als die Frequenz einer in dem gemessenen Signal enthalten Jitterkomponenten.
Wenn beispielsweise die Trägerfrequenz des gemessenen Signals gleich 1 GHz ist und die Frequenz der Jitterkomponente gleich 1 MHz ist, ist die Grenzfrequenz des Filters 60 vorzugsweise ausreichend größer als 1 MHz und ausreichend kleiner als 1 GHz. Beispielsweise kann die Grenzfrequenz des Filters 60 400 MHz betragen.
Der Integrator 20 integriert das von dem Filter 60 ausgegebene Signal. Der Integrator 20 kann dieselbe Konfiguration wie der in 1 gezeigte Integrator 20 haben. Der Integrator 20 kann auch eine Integrationsschaltung sein, die einen Spannungs-/Strom-Wandler (Transkonduktanz-Verstärker) und einen Kondensator verwendet. Der Spannungs-/Strom-Wandler wandelt ein von dem Filter 60 ausgegebenes Spannungssignal in ein Stromsignal um. Der Kondensator gibt einen Spannungswert aus, der durch Integrieren des Stromsignals erhalten wurde, indem er durch das Stromsignal geladen/entladen wird. Wenn ein Spannungs-/Strom-Umwandlungsverhältnis des Spannungs-/Strom-Wandlers gleich K [A/V] ist und eine Kapazität des Kondensators gleich C [F] ist, kann ein Integrationskoeffizient des Integrators 20 als K/C ausgedrückt werden. Der Spannungs-/Strom-Wandler kann eine Ladungspumpe sein.
Der Integrator 20 kann auch eine Verstärkungsschaltung zum Verstärken und Ausgeben des integrierten Wertes in einem vorbestimmten dynamischen Bereich enthalten. Bei diesem Beispiel wurde die Trägerfrequenzkomponente des zu dem Integrator 20 zu führenden Signals durch das Filter 60 entfernt. Daher gibt der Integrator 20 nur die Jitterkomponente aus, wodurch ermöglicht wird, dass ein Jitterausgangssignal mit einem hohen Störabstand erhalten wird im Vergleich zu dem in Verbindung mit 1 erläuterten Integrator 20.
Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 misst das Jitter in dem gemessenen Signal auf der Grundlage des von dem Filter 60 oder dem Integrator 20 ausgegebenen Signals. Beim Messen des Jitters in dem gemessenen Signal auf der Grundlage beispielsweise des von dem Integrator 20 ausgegebenen Signals kann sie das Zeitjitter in dem gemessenen Signal in derselben Weise wie die in Verbindung mit 1 erläuterte Jitterberechnungsvorrichtung 30 messen.
Das von dem Filter 60 ausgegebene Signal entspricht dem, was durch Differenzi9eren des von dem Integrator 20 ausgegebenen Signals erhalten wird. D.h., beim Messen des Jitters in dem gemessenen Signals auf der Grundlage des von dem Filter 60 ausgegebenen Signals kann das Periodenjitter in dem gemessenen Signal direkt gemessen werden. Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 kann entweder eines oder beide von dem Zeitjitter und dem Periodenjitter in dem gemessenen Signal messen. Beim Messen des Zeitjitters in dem gemessenen Signal braucht die Jittermessvorrichtung 40 den Integrator 20 nicht zu enthalten. Weiterhin kann die Jitterberechnungsvorrichtung 30 eine Vorrichtung zum Messen der Wellenform des von dem Filter 60 ausgegebenen Signals oder des von dem Integrator 20 ausgegebenen Signals sein.
Die Trägerfrequenzkomponente wurde aus beiden von dem Filter 60 oder dem Integrator 20 ausgegebenen Signalen entfernt. Daher kann die Jitterberechnungsvorrichtung 30 die Jitterkomponente ohne Messen unnötiger Komponenten wie Dreieckwellenkomponenten messen. Demgemäß kann sie das Jitter genau berechnen.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern des von dem Filter 60 ausgegebenen Signals. Bei diesem Beispiel erfolgt eine Erläuterung unter der Annahme, dass die Grenzfrequenz des gemessenen Signals gleich 1 GHz ist, die Frequenz des Jitters gleich 1 MHz ist und die Grenzfrequenz des Filters 60 gleich 400 MHz ist. 5 zeigt nur Spektren von Träger- und Jitterkomponenten.
Wenn die Trägerfrequenz des gemessenen Signals gleich 1 GHz ist, erscheinen Spektren der Trägerkomponente bei jeder Frequenz von 1 GHz, 2 GHz, ..., wie in 5 in dem Spektrum des Impulssignals gezeigt ist. Wei terhin erscheinen Spektren der Jitterkomponenten bei Frequenzen von (der Frequenz jeder Trägerkomponente +/–1 MHz) und (null Hz +/–1 MHz).
Das Filter 60 entfernt die Frequenzkomponenten, die höher als die Grenzfrequenz sind, d.h. 400 MHz, aus den Frequenzkomponenten des Impulssignals. Es ermöglicht, dass die Trägerfrequenzkomponente entfernt wird und nur die Jitterkomponente ausgegeben wird.
6 ist ein Diagramm, das ein beispielhaftes, von dem Integrator 20 ausgegebenes Jittermesssignal zeigt. Der Integrator 20 gibt das Jittermesssignal aus, von dem die Trägerfrequenzkomponente durch das Filter 60 entfernt wurde, wie vorstehend beschrieben ist. Die Amplitude des Jittermesssignals nach diesem Beispiel ist kleiner als die des in 3 gezeigten Jittermesssignals. Daher kann der Integrator 20 ein Signal mit einem großen Störabstand ausgeben durch effektive Ausnutzung des dynamischen Bereichs der in der Ausgangsstufe vorgesehenen Verstärkungsschaltung.
7 zeigt eine beispielhafte vergrößerte Ansicht des Spektrums des von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Impulssignals. Dieses Beispiel zeigt das Spektrum des Impulssignals, wenn Jitter von 1 MHz dem gemessenen Signal beigefügt ist. Wenn das Jitter von 1 MHz dem gemessenen Signal beigefügt ist, erscheinen Komponenten höherer Harmonischer der Jitterkomponente bei Frequenzen von ganzzahligen Vielfachen von 1 MHz, wie in 7 gezeigt ist. Unter derartigen Spektren lässt das Filter 60 Komponenten durch, deren Frequenzen kleiner als die Grenzfrequenz sind.
8 zeigt eine beispielhafte vergrößerte Ansicht des Spektrums des von dem Integrator 20 ausgegebenen Signals. Bei diesem Beispiel sind die Komponenten der höheren Harmonischen nahezu flach. Die Spektralkomponenten der höheren Harmonischen der Wellenform des Zeitjitters von 1 MHz werden nahezu flach, ähnlich dem in 8 gezeigten Spektrum. Demgemäß ist ersichtlich, dass das von dem Integrator 20 ausgegebene Signal die Wellenform des Zeitjitters ist.
9 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration der Jittermessvorrichtung 40 zeigt. Zusätzlich zu der Konfiguration der in Verbindung mit 4 erläuterten Jittermessvorrichtung 40 enthält die Jittermessvorrichtung 40 nach diesem Beispiel eine Pegelverschiebungsschaltung 70.
Die Pegelverschiebungsschaltung 70 legt das von dem Impulsgenerator 10 ausgegebene Impulssignal an das Filter 60 an durch Verschieben seines Signalpegels auf einen Eingangssignalpegel, der den Charakteristiken des Filters 60 entspricht. Hier können die Charakteristiken des Filters 60 beispielsweise der Signaleingabebereich des Filters 60 sein. Die Reihenfolge kann so geändert werden, dass das Ausgangssignal des Filters 60 an die Pegelverschiebungsschaltung 70 angelegt wird.
Wenn das Filter 60 ein RC-Filter ist, ist das an das Filter 60 angelegte Signal vorzugsweise innerhalb eines Spannungsbereichs entsprechend einem Kapazitivwert eines in dem Filter 60 vorgesehenen Kondensators. Die Pegelverschiebungsschaltung 70 kann den Signalpegel so verschieben, dass eine Gleichspannungskomponente des an den Integrator 20 angelegten Signals nahezu null wird.
10 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Kon figuration der Pegelverschiebungsschaltung 70, des Filters 60 und des Integrators 20 zeigt. Bei diesem Beispiel ist das Filter 60 ein RC-Filter und hat Widerstände 62 und Kondensatoren 64, die in mehreren Stufen verbunden sind.
Die Pegelverschiebungsschaltung 70 hat einen Kondensator 72 und einen Widerstand 74. Der Kondensator 72 ist in einer Übertragungsleitung zum Übertragen des Impulssignals zu dem Filter 60 zur Entfernung einer Gleichstromkomponente des Impulssignals vorgesehen. Der Widerstand 74 ist zwischen der Übertragungsleitung und einem vorbestimmten Potential vorgesehen, um das Bezugspotential des durch den Kondensator 72 hindurchgehenden Signals entsprechend der vorbestimmten Spannung zu spezifizieren. Der Signalpegel des Impulssignals wird durch eine derartige Konfiguration wie vorstehend beschrieben auf den vorbestimmten Pegel verschoben. Bei diesem Beispiel wird der Signalpegel auf den Erdpegel (0V) verschoben. Die vorbestimmte Spannung kann entsprechend dem kapazitiven Wert des Kondensators 64 bestimmt werden.
Der Integrator 20 hat einen Widerstand 66, einen Kondensator 68 und eine Verstärkungsschaltung 71. Der Kondensator 68 wird durch das von dem Filter 60 ausgegebene Stromsignal über den Widerstand 66 geladen/entladen. Hierdurch gibt der Kondensator 68 einen Spannungswert aus, der durch Integrieren des Stromsignals erhalten wurde. Die Verstärkungsschaltung 71 gibt den von dem Kondensator 68 ausgegebenen Spannungswert durch Multiplizieren mit einem vorbestimmten Verstärkungsfaktor aus.
Eine derartige Konfiguration ermöglicht, dass ein für die Charakteristiken des Filters 60 geeignetes Im pulssignal an das Filter 60 angelegt wird. Obgleich die Pegelverschiebungsschaltung 70 in diesem Fall an der Eingangsstufe des Filters 60 vorgesehen ist, kann die Pegelverschiebungsschaltung 70 in einem anderen Fall an der Eingangsstufe des Integrators 20 vorgesehen sein. In diesem Fall kann die Pegelverschiebungsschaltung 70 den Pegel des von dem Filter 60 ausgegebenen Signals entsprechend dem kapazitiven Wert des Kondensators 68 verschieben.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation der Jittermessvorrichtung 40 zeigt. Zuerst erzeugt der Impulsgenerator 10 ein Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend Flanken des gemessenen Signals in einem Pulserzeugungsschritt S300. Als Nächstes verschiebt die Pegelverschiebungsschaltung 70 den Signalpegel des Impulssignals auf einen vorbestimmten Pegel in einem Pegelverschiebungsschritt S302.
Das Filter 60 entfernt die Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Signals aus dem Impulssignal in einem Filterschritt S304. Dann integriert der Integrator 20 das Ausgangssignal des Filters 60 in einem Integrationsschritt S306. Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 berechnet das Jitter in dem gemessenen Signal in einem Jitterberechnungsschritt S308. In dem Schritt S308 kann die Jitterberechnungsvorrichtung 30 das Periodenjitter oder das Zeitjitter in dem gemessenen Signal berechnen. Der Integrationsschritt S306 kann bei der Berechnung des Periodenjitters weggelassen werden. Weiterhin kann der Pegelverschiebungsschritt S302 als ein nach dem Filterschritt S304 ausgeführter Vorgang gesetzt werden.
Die in 9 gezeigte Jittermessvorrichtung 40 kann durch ein lineares Modell dargestellt werden, das durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird: Worin X(s) die Laplace-Transformation des von dem Impulsgenerator 10 ausgegebenen Impulssignals x(t) ist, X_o/s eine durch die Pegelverschiebungsschaltung 70 zugeführte Pegelverschiebungskomponente ist, G(s) eine Übertragungsfunktion des Filters 60 ist, Kc/s eine Übertragungsfunktion des Integrators 20 ist und ΔΦ(s) die Laplace-Transformation der in dem gemessenen Signal enthaltenen Jitterkomponente ΔΦ(t) ist.
Es ist aus der vorstehenden Gleichung ersichtlich, dass sich das Jitter Ausgangssignal nicht ändert, selbst wenn das Filter 60 und der Integrator 20 in der Jittermessvorrichtung 40 gegeneinander ausgetauscht werden. Aufgrund dessen kann die in 9 gezeigte Jittermessvorrichtung 40 das Jitterausgangssignal gleich dem der in 1 gezeigten Jittermessvorrichtung 140 erhalten. Weiterhin kann die in 9 gezeigte Jittermessvorrichtung 40 mit dem großen Störabstand messen, wie vorstehend beschrieben ist.
Weiterhin kann die Messung in derselben Weise durchgeführt werden, selbst wenn die Pegelverschiebungsschaltung 70 und das Filter 60 in der in 9 gezeigten Jittermessvorrichtung gegeneinander ausgetauscht werden. Da die von der Pegelverschiebungsschaltung 70 zugeführte Pegelverschiebungskomponente X_o ein konstanter Wert ist, hat sie nur die Gleichstromkomponente. Wenn daher eine Verstärkung des Filters 60 gleich G_o ist, wird eine von dem Filter 60 ausgegebene Vorspannungsverschiebungskomponente gleich G_oX_o [V], d.h., ein konstanter Wert. Demgemäß kann die Messung auch in derselben Weise durch Einfügen der Pegelverschiebungsschaltung 70, die in der Vorstufe des Filters 60 angeordnet war, zwischen dem Filter 60 und dem Integrator 20 und durch Setzen eines Pegelverschiebungswertes auf G_oX_o durchgeführt werden.
12 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Jittermessvorrichtung 40 zeigt. Die Jittermessvorrichtung 40 nach diesem Beispiel ist eine Vorrichtung zum Messen von Jitter in einem gemessenen Datensignal mit einer nahezu konstanten Datenrate, und hat einen Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal, einen ersten Impulsgenerator 10-1, einen zweiten Impulsgenerator 10-2, eine erste Pegelverschiebungsschaltung 70-1, eine zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-2, ein erstes Filter 60-1, ein zweites Filter 60-2, einen Synthetisierungsabschnitt 60, den Integrator 20 und die Jitterberechnungsvorrichtung 30. Die Jittermessvorrichtung 40 braucht nicht die erste und die zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-1 und 70-2 zu enthalten. Die erste und die zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-1 und 70-2 können auch hinter dem ersten und dem zweiten Filter 60-1 und 60-2 oder hinter dem Synthetisierungsabschnitt 90 angeordnet sein.
Der erste und der zweite Impulsgenerator 10-1 und 10-2 können dieselbe Funktion und Struktur wie der in Verbindung mit den 4 bis 10 erläuterte Impulsgenerator 10 haben. Weiterhin können die erste und die zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-1 und 70-2 dieselbe Funktion und Struktur wie die in Verbindung mit den 4 bis 10 erläuterte Pegelverschiebungsschaltung 70 haben. Weiterhin können das erste und zweite Filter 60-1 und 60-2 dieselbe Funktion und Struktur wie das in Verbindung mit den 4 bis 10 erläuterte Filter 60 haben. Der Integrator 20 und die Jitterberechnungsvorrichtung 30 können auch dieselbe Funktion und Struktur wie der/die in Verbindung mit den 4 bis 10 erläuterte Integrator 20 und Jitterberechnungsvorrichtung 30 haben.
Der Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal erzeugt ein komplementäres Datensignal mit Flanken an jeder Grenze von Datenabschnitten, über die, da Datenwerte des gemessenen Datensignals sich nicht ändern, das gemessene Datensignal keine Flanke hat. Wenn beispielsweise die Flanken des gemessenen Datensignals und die des komplementären Datensignals auf derselben Zeitachse ausgerichtet sind, kann das komplementäre Datensignal das sein, was die ausgerichteten Flanken sowohl des gemessenen Datensignals als auch des komplementären Datensignals zu den nahezu gleichen Zeitintervallen angeordnet sind. Der Datenabschnitt des gemessenen Datensignals ist ein Zeitintervall, während dessen nicht wiederholende einzelne Daten beispielsweise in dem seriell übertragenen gemessenen Datensignal gehalten sind. Es kann auch eine Zeit sein, während der Symboldaten in einem übertragenen mehrwertigen gemessenen Datensignal gehalten werden. D.h., der Datenabschnitt kann ein Bitintervall oder ein Symbolintervall des gemessenen Datensignals sein.
Der erste Impulsgenerator 10-1 erfasst Flanken des gemessenen Datensignals und gibt ein erstes Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend den Flanken aus. Der zweite Impulsgenerator 10-2 erfasst die Grenzen des Datenabschnitts, bei dem sich der Datenwert nicht ändert, und gibt ein zweites Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend der Zeit der erfassten Grenzen des Datenabschnitts aus. Bei diesem Beispiel erfasst der zweite Impulsgenerator 10-2 Flanken des von dem Er zeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal ausgegebenen komplementären Datensignals und gibt das zweite Impulssignal mit einer voreingestellten Impulsbreite entsprechend den Flanken aus.
Die erste Pegelverschiebungsschaltung 70-1 verschiebt einen Signalpegel des von dem ersten Impulsgenerator 10-1 ausgegebenen ersten Impulssignals. Die zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-2 verschiebt einen Signalpegel des von dem zweiten Impulsgenerator 10-2 ausgegebenen zweiten Impulssignals. Vorzugsweise sind die Pegelverschiebungswerte in der ersten und der zweiten Pegelverschiebungsschaltung 70-1 und 70-2 nahezu gleich.
Das erste Filter 60-1 entfernt die Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten Impulssignal. Das zweite Filter 60-2 entfernt die Trägerfrequenzkomponente des gemessenen Datensignals aus dem zweiten Impulssignal. Vorzugsweise sind die durch das erste und das zweite Filter 60-1 und 60-2 durchgelassenen Frequenzbänder nahezu gleich.
Der Synthetisierungsabschnitt 90 gibt ein Impulssignal aus, das durch Synthetisieren des Signals, das durch das erste Filter 60-1 hindurchgegangen ist, und des Signals, das durch das zweite Filter 60-2 hindurchgegangen ist, erhalten wurde. Beispielsweise kann der Synthetisierungsabschnitt 90 das Signal, das durch das erste Filter 60-1 hindurchgegangen ist, und das Signal, das durch das zweite Filter 60-2 hindurchgegangen ist, addieren.
Der Integrator 20 integriert das von dem Synthetisierungsabschnitt ausgegebene Signal. Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 berechnet Jitter in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage des von dem Synthetisierungsabschnitt 90 ausgegebenen Signals oder des von dem Integrator 20 ausgegebenen Signals.
Wenn Flanken sowohl des gemessenen Datensignals als auch des komplementären Datensignals berücksichtigt werden, sind die Flanken in nahezu konstanten Intervallen angeordnet. Eine derartige Operation ermöglicht dem Integrator 20 und der Jitterberechnungsvorrichtung 30 in nahezu konstanten Intervallen zu messen und zu operieren und das Jitter genau zu messen durch Verringerung der Varianz von gemessenen Werten, die anderenfalls durch Differenz von Messintervallen und anderen bewirkt wird.
13 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation des Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal und des Impulsgenerators 10 zeigt. In Verbindung mit dem Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal zeigt 13 einen Fall, in welchem das Zeitintervall des Datenabschnitts des gemessenen Signals gleich T ist und sein Datenmuster während einer Zeit (0 – 6T) gleich 110001 ist.
Bei dem in 2 gezeigten Beispiel entsprechen die Abschnitte (0-T, T-2T, 2T-3T, usw.) den Datenabschnitten (D1, D2, D3, usw.). (0, T, 2T, 3T, usw.) sind die Grenzen von jeweiligen Datenabschnitten. Bei diesem Beispiel ändern sich die Datenwerte des gemessenen Datensignals an den Grenzen (0, 2T und 5T) der Datenabschnitte und ändern sich nicht an den Grenzen (T, 3T und 4T) der Datenabschnitte. Demgemäß erzeugt der Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal das komplementäre Datensignal mit Flanken an den Grenzen (T, 3T und 4T) der Datenabschnitte, wo keine Flanke des gemessenen Datensignals existiert.
Da das gemessene Datensignal die nahezu konstanten Datenabschnitte hat, stimmt die Zeit der Flanke des gemessenen Datensignals nahezu mit einer der Zeiten (0, T, 2T, usw.) überein. In einem derartigen Fall erzeugt der Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal das komplementäre Datensignal mit Flanken an den Grenzen der Datenabschnitte, an denen keine Flanke des gemessenen Datensignals existiert. Hierdurch sind in Bezug auf die Flanken sowohl des gemessenen Datensignals als auch des komplementären Datensignals die Flanken in nahezu konstanten Intervallen angeordnet. Durch derartige Operationen können der Integrator 20 und die Jittermessvorrichtung 30 mit nahezu konstanten Intervallen messen und operieren, und sie können das Jitter genau messen durch Herabsetzen der Varianz von gemessenen Werten, die anderenfalls durch die unterschiedlichen Zeitintervalle bewirkt wird.
14 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal zeigt. Der Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal hat einen Taktregenerator 81, ein erstes D-Flipflop 82, ein zweites D-Flipflop 83, einen Koinzidenzdetektor 84, ein drittes D-Flipflop 85 und einen Frequenzteiler 86.
Die 15A und 15B sind Zeitdiagramme zum Erläutern einer beispielhaften Operation des Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal.
15A zeigt die Operation von dem Taktregenerator 81 zu dem Koinzidenzdetektor 84, und 15B zeigt die Operation von dem Koinzidenzdetektor 84 zu dem Frequenzteiler 86.
Auf der Grundlage des gemessenen Datensignals erzeugt der Taktregenerator 81 ein Taktsignal mit einer nahezu gleichen Periode wie der des Datenabschnitts des gemessenen Datensignals. Das erste D-Flipflop 82 nimmt das gemessene Datensignal mit jedem Taktsignal auf und gibt es aus.
Das zweite D-Flipflop 83 nimmt das von dem ersten D-Flipflop 82 ausgegebene Signal entsprechend dem Taktsignal auf und gibt es aus. D.h., das zweite D-Flipflop 83 gibt das von dem ersten D-Flipflop 82 ausgegebene Signal durch Verzögern um eine Periode des Datenabschnitts des gemessenen Datensignals aus.
Der Koinzidenzdetektor 84 gibt ein Koinzidenzsignal aus, das den logischen Wert H anzeigt, wenn der Wert des von dem ersten D-Flipflop 82 ausgegebenen Signals gleich dem Wert des von dem zweiten D-Flipflop 83 ausgegebenen Signals ist.
Das dritte D-Flipflop 85 nimmt das von dem Koinzidenzdetektor 84 ausgegebene Signal entsprechend dem Taktsignal auf und gibt es aus. Die internen Daten werden durch sein Ausgangssignal zurückgesetzt. D.h., wenn das dritte D-Flipflop 85 die ansteigende Flanke des Taktsignals empfängt, gibt es einen Impuls mit einer sehr kleinen Impulsbreite, die kürzer als das Zeitintervall des Datenabschnitts in dem gemessenen Datensignal ist, aus, unter der Bedingung, dass das von dem Koinzidenzdetektor 84 empfangene Signal den logischen Wert H anzeigt.
Der Frequenzteiler 86 teilt das von dem dritten D- Flipflop 85 ausgegebene Signal durch zwei, um das das komplementäre Datensignal zu erzeugen. Hier bedeutet "teilen durch zwei" die Erzeugung eines Signals, dessen logischer Wert sich entsprechend entweder der ansteigenden Flanke oder der abfallenden Flanke des von dem dritten D-Flipflop 85 ausgegebenen Signals ändert, wie in 15B gezeigt ist. Das komplementäre Datensignal des gemessenen Datensignals kann einfach durch die vorbeschriebene Konfiguration erzeugt werden.
16 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal zeigt. Der Erzeugungsabschnitt 80 für ein komplementäres Datensignal nach diesem Beispiel hat den Taktregenerator 81, ein viertes D-Flipflop 87, ein fünftes D-Flipflop 88 und ein Exklusiv-ODER-Glied 89.
17 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation des in 16 gezeigten Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal zeigt. Auf der Grundlage des gemessenen Datensignals erzeugt der Taktregenerator 81 das Taktsignal mit nahezu derselben Periode wie der des Datenabschnitts des gemessenen Datensignals. Das fünfte D-Flipflop 88 nimmt das gemessene Datensignal mit jedem Taktsignal auf und gibt es aus. Das Taktsignal wird an einen Takteingangsanschluss des vierten D-Flipflops 87 angelegt und ein invertierender Ausgangsanschluss und ein Dateneingangsanschluss hiervon sind verbunden. D.h., das vierte D-Flipflop 87 erzeugt ein Signal, dessen logischer Wert entsprechend dem Taktsignal invertiert ist.
Das Exklusiv-ODER-Glied 89 gibt eine Exklusiv-ODER- Verknüpfung des von dem vierten D-Flipflop 87 ausgegebenen Signals und des von dem fünften D-Flipflop 88 ausgegebenen Signals als das komplementäre Datensignal aus.
Eine derartige Konfiguration ermöglicht die Erzeugung des komplementären Datensignals mit einer einfachen Struktur. Weiterhin ermöglicht diese Konfiguration, obgleich der Anfangswert des von dem vierten D-Flipflop 87 zu der Zeit 0 ausgegebenen Signals in 17 als der logische Wert H gesetzt wurde, das das komplementäre Datensignal die auszugebende Datenübergangszeit nur durch Invertieren des Musters des von dem Exklusiv-ODER-Glied 89 ausgegebenen Signals hält, selbst wenn der Anfangswert der logische Wert L ist.
18 ist ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Erzeugungsabschnitts 80 für das komplementäre Datensignal zeigt. Bei diesem Beispiel empfängt die Jittermessvorrichtung 40 eine Pseudozufalls-Musterfolge, die von einer geprüften Vorrichtung 400 ausgegeben wird, als ein gemessenes Datensignal.
19 ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation der geprüften Vorrichtung 400 und des in 18 gezeigten Erzeugungsabschnitts 80 für ein komplementäres Datensignal zeigt.
Die geprüfte Vorrichtung 400 hat N in Kaskade verbundene D-Flipflops (402-0 bis 402-(N-1), die nachfolgend allgemein als 402 bezeichnet werden) und ein Exklusiv-ODER-Glied 404. Jedes der D-Flipflops 402 nimmt ein von einem positiven Ausgangsanschluss Q des vorhergehenden D-Flipflops 402 ausgegebenes Signal entsprechend einem gegebenen Takt auf und gibt es aus. Das Exklusiv-ODER-Glied 404 gibt eine Exklusiv-ODER-Verknüpfung eines von dem letzten D-Flipflop 402-0 ausgegebenen Signals und eines von seinem vorhergehenden D-Flipflop 402-1 ausgegebnen Signals aus. Ein von dem Exklusiv-ODER-Glied 404 ausgegebenes Signal wird an das vorderste D-Flipflop 402-(N-1) angelegt. D.h., das Exklusiv-ODER-Glied 404 gibt einen logischen Wert 0 in das vorderste D-Flipflop 402-(N-1) ein, wenn der logische Wert des von dem letzten D-Flipflop 402-0 ausgegebenen Signals kontinuierlich einen selben Wert hält, und gibt einen logischen Wert 1 ein, wenn der Wert verschieden ist. Durch eine derartige Konfiguration gibt das letzte D-Flipflop 402-0 die Pseudozufalls-Musterfolge als das gemessene Datensignal aus.
Die von den N D-Flipflops 402 erzeugte Pseudozufalls-Musterfolge wird nachfolgend als N Bit-Pseudozufalls-Musterfolge bezeichnet. Die N Bit-Pseudozufalls-Musterfolge ist ein Signal, bei dem eine Anzahl von Datenstücken in einer einzelnen Musterfolge gleich (2^N)-1 ist und das ein derartiges Muster wiederholt. Eine Anzahl von Datenübergängen in einer einzelnen Musterfolge ist bestimmt durch 2^(N-1) in der N Bit-Pseudozufalls-Musterfolge. Beispielsweise ist in einer Pseudozufalls-Musterfolge aus drei Bits eine Anzahl von Datenstücken in einer einzelnen Musterfolge gleich 7 und eine Anzahl von Datenübergängen in einer einzelnen Musterfolge ist vier. 19 zeigt einen Fall, in welchem die geprüfte Vorrichtung 400 die Dreibit-Pseudozufalls-Musterfolge erzeugt und Daten in einem einzelnen Muster der Pseudozufalls-Musterfolge gleich 0100011 sind. Da das Exklusiv-ODER-Glied 404 den logischen Wert 0 ausgibt, wenn die aufeinander folgenden logischen Werte der Pseudozufalls- Musterfolge einander identisch sind, und den logischen Wert 1 ausgibt, wenn die aufeinander folgenden logischen Werte einander unterschiedlich sind, wie vorstehend beschrieben ist, ergibt sich das Muster als 1100101.
Der Erzeugungsabschnitt 80 für das komplementäre Datensignal nach diesem Beispiel hat einen Koinzidenzdetektor 91 und ein D-Flipflop 92. Der Koinzidenzdetektor 91 ist eine Schaltung, die einen logischen Wert H ausgibt, wenn das von dem Exklusiv-ODER-Glied 404 der geprüften Vorrichtung 400 ausgegebene Signal mit dem von dem positiven Ausgangsanschluss Q des D-Flipflops 92 ausgegebenen Signal übereinstimmt. Der Koinzidenzdetektor 91 kann ein so genanntes exklusives NOR-Glied sein.
Das D-Flipflop 92 nimmt das von dem Koinzidenzdetektor 91 entsprechend dem zu der geprüften Vorrichtung 400 gegebenen Takt auf und gibt es aus. Der Koinzidenzdetektor 91 invertiert das von dem D-Flipflop 92 ausgegebene Signal und gibt es in das D-Flipflop 92 ein, wenn derselbe logische Wert der Pseudozufalls-Musterfolge erscheint. Daher hat das von dem D-Flipflop 13 ausgegeben Signal Flanken zu Zeiten, zu denen der logische Wert der Pseudozufalls-Musterfolge sich nicht ändert. In dem in 19 gezeigten Beispiel wird das Muster des komplementären Datensignals 0001001.
Eine derartige Konfiguration ermöglicht, dass das komplementäre Datensignal der Pseudozufalls-Musterfolge auf einfache Weise erzeugt wird. Es hat auch den Vorteil, dass das komplementäre Datensignal bereits mit der Pseudozufalls-Musterfolge synchronisiert ist.
20 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Operation der Jittermessvorrichtung 40, die in Verbindung mit 12 erläutert wurde, zeigt. Zuerst gibt der erste Impulsgenerator 10-1 ein erstes Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend Flanken des gemessenen Datensignals in einem Erzeugungsschritt S310 für einen ersten Impuls aus. Weiterhin erzeugt der zweite Impulsgenerator 10-2 ein zweites Impulssignal mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend Flanken des komplementären Datensignals in einem Erzeugungsschritt S312 für einen zweiten Impuls. Hier können der erste und der zweite Impulserzeugungsschritt S310 und S312 nahezu gleichzeitig durchgeführt werden. Weiterhin kann in dem Erzeugungsschritt S312 für den zweiten Impuls der Erzeugungsabschnitt 80 für das komplementäre Datensignal das komplementäre Datensignal auf der Grundlage des gemessenen Datensignals erzeugen, wie in Verbindung mit den 13 bis 19 erläutert ist.
Als Nächstes verschieben die erste und zweite Pegelverschiebungsschaltung 70-1 und 70-2 den Signalpegel des ersten und des zweiten Impulssignals auf vorbestimmte Pegel in einem Pegelverschiebungsschritt S314.
Dann entfernen das erste und das zweite Filter 60-1 und 60-2 die Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal in einem Filterschritt S316.
Als Nächstes integriert der Integrator 20 das erste und das zweite Impulssignal, die jeweils von dem ersten und dem zweiten Filter 60-1 und 60-2 ausgegeben wurden, in einem Integrationsschritt S318. In dem In tegrationsschritt S318 kann der Synthetisierungsabschnitt 90 das erste und das zweite Impulssignal synthetisieren und zu dem Integrator 20 ausgeben.
Die Jitterberechnungsvorrichtung 30 berechnet das Jitter in dem gemessenen Datensignal in einem Jitterberechnungsschritt S320. In dem Schritt S320 kann die Jitterberechnungsvorrichtung 30 Periodenjitter oder Zeitjitter in dem gemessenen Signal berechnen. Der Integrationsschritt S318 kann für die Berechnung des Periodenjitters weggelassen werden. Weiterhin kann der Pegelverschiebungsschritt S314 als ein Nachvorgang, der hinter dem Filterschritt S316 durchgeführt wird, gesetzt werden.
21 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der gemessenen Vorrichtung 400 zeigt. Die gemessene Vorrichtung 400 bei diesem Beispiel ist eine Halbleiterschaltung oder dergleichen, die beispielsweise für die Datenkommunikation verwendet wird, und hat eine interne Schaltung 410 und eine Jittermessschaltung 40.
Die interne Schaltung 410 ist eine Schaltung, die arbeitet, während die gemessene Vorrichtung 400 normalerweise arbeitet, und gibt ein Taktsignal, ein Datensignal oder dergleichen nach außen aus. Die Jittermessschaltung 40 kann dieselbe oder eine ähnliche Funktion und Struktur wie die in Verbindung mit den 4 bis 20 erläuterte Jittermessvorrichtung 40 haben. Weiterhin braucht die Jittermessschaltung 40 nicht notwendigerweise die Jitterberechnungsvorrichtung 30 aufzuweisen.
Die Jittermessschaltung 40 misst das Taktsignal oder Datensignal, das von der internen Schaltung 410 aus gegeben wurde, d.h. eine In-situ-Messung wird durchgeführt. Weiterhin kann die Jittermessschaltung 40 das gemessene Ergebnis nach außen wie zu einer Prüfvorrichtung ausgeben. Wenn die Jittermessschaltung 40 die Jitterberechnungsvorrichtung 30 nicht aufweist, kann die externe Prüfvorrichtung oder dergleichen die Jitterberechnungsvorrichtung 30 aufweisen.
Obgleich die Erfindung im Wege der Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen und Substitutionen durchführen kann, ohne den Geist und den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Es ist aus der Definition der angefügten Ansprüche offensichtlich, dass die Ausführungsbeispiele mit derartigen Modifikationen ebenfalls zu dem Bereich der Erfindung gehören.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann gemäß der Erfindung die Jitterkomponente gemessen werden, ohne die unnötigen Komponenten wie die Dreieckwellenkomponente zu messen. Demgemäß ermöglicht die Erfindung, dass das Jitter genau berechnet werden kann.

Claims

Jittermessvorrichtung zum Messen von Jitter in einem gemessenen Datensignal, welche aufweist: einen ersten Impulsgenerator zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals zur Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend dieser Flanke gesetzt wurde; einen zweiten Impulsgenerator zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen sich Datenwerte in dem gemessenen Datensignal nicht ändern, zur Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die entsprechend den Zeiten der erfassten Grenzen dieser Datenabschnitte gesetzt wurde; und ein Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Erzeugungsabschnitt für ein komplementäres Datensignal mit Flanken an jeder Grenze der Datenabschnitte, über die, da die Datenwerte des gemessenen Datensignals sich nicht ändern, das gemessene Datensignal keine Flanke hat; wobei der zweite Impulsgenerator das zweite Impulssignal entsprechend der Flanke des komplementären Datensignals ausgibt.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Erzeugungsabschnitt für das komplementäre Datensignal das komplementäre Datensignal erzeugt, durch das die Flanken des gemessenen Datensignals und des komplementären Datensignals in nahezu gleichen Abständen angeordnet sind, wenn auf derselben Zeitachse ausgerichtet sind.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Filter ein Tiefpassfilter ist, das Komponenten, die niedriger als eine vorbestimmte Grenzfrequenz sind, die kleiner als die Trägerfrequenz des gemessenen Datensignals ist, aus den Frequenzkomponenten des Impulssignals durchlässt.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Jitterberechnungsvorrichtung das Periodenjitter in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage eines von dem Filter ausgegebenen Signals berechnet.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin aufweisend eine Pegelverschiebungsschaltung zum Ausgeben des von dem ersten und dem zweiten Impulsgenerator ausgegebenen ersten und zweiten Impulssignals zu dem Filter durch Verschieben ihrer Signalpegel auf einen Signalpegel entsprechend den Charakteristiken des Filters.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 4, weiterhin aufweisend einen Integrator zum Integrieren des von dem Filter ausgegebenen Signals.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Jitterberechnungsvorrichtung das Zeitjitter in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage des durch Integrieren mittels des Integrators erhaltenen Signals berechnet.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend eine Pegelverschiebungsschaltung zur Eingabe des von dem Filter ausgegebenen Signals in den Integrator durch Verschieben seines Signalpegels auf einen Signalpegel entsprechend den Charakteristiken des Integrators.
Jittermessverfahren zum Messen von Jitter in einem gemessenen Datensignal, welches aufweist: einen ersten Impulserzeugungsschritt zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals zur Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend diesen Flanken gesetzt wurde; einen zweiten Impulserzeugungsschritt zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen Datenwerte in dem gemessenen Datensignal sich nicht ändern, zur Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend der Zeit der erfassten Grenze der Datenabschnitte gesetzt wurde; und einen Filterschritte zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal.
Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften Vorrichtung, welche aufweist: eine Jittermessvorrichtung zum Messen von Jitter in einem von der geprüften Vorrichtung ausgegebenen gemessenen Signal; und einen Beurteilungsabschnitt zum Beurteilen, ob die geprüfte Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht, auf der Grundlage von von der Jittermessvorrichtung gemessenen Jitter in dem gemessenen Signal; wobei die Jittermessvorrichtung aufweist: einen ersten Impulsgenerator zum Erfassen von Flanken des gemessenen Datensignals für die Ausgabe eines ersten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend dieser Flanke gesetzt wurde; einen zweiten Impulsgenerator zum Erfassen von Grenzen von Datenabschnitten, in denen Datenwerte in dem gemessenen Datensignal sich nicht ändern, für die Ausgabe eines zweiten Impulssignals mit einer Impulsbreite, die vorher entsprechend den Zeiten der erfassten Grenzen dieser Datenabschnitte gesetzt wurde; ein Filter zum Entfernen von Trägerfrequenzkomponenten des gemessenen Datensignals aus dem ersten und dem zweiten Impulssignal; und einen Jitterberechnungsabschnitt zum Berechnen des Zeitjitters in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage des ersten und des zweiten Impulssignals.
Elektronische Vorrichtung, aufweisend eine interne Schaltung zur Ausgabe eines Datensignals und eine Jittermessschaltung zum Messen von Jitter in dem von der internen Schaltung ausgegebenen Datensignal; wobei die Jittermessschaltung einen Impulsgenerator zur Ausgabe eines Impulssignals mit einer vorbestimmten Impulsbreite entsprechend zu messenden Flanken für das Messen des Jitters in dem Datensignal aufweist; und ein Filter zum Entfernen einer Trägerfrequenzkomponente des Datensignals aus dem Impulssignal.
Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Jittermessschaltung weiterhin eine Jitterberechnungsvorrichtung zum Berechnen von Jit ter in den Daten auf der Grundlage des von dem Filter ausgegebenen Signals aufweist.
Jittermessvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Jitterberechnungsvorrichtung zum Berechnen des Jitters in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage des von dem Filter ausgegebenen Signals.
Jittermessverfahren nach Anspruch 10, weiterhin aufweisend einen Jitterberechnungsschritt zum Berechnen des Zeitjitters in dem gemessenen Datensignal auf der Grundlage der in dem Filterschritt ausgegebenen Impulssignale.