DE10297381T5

DE10297381T5 - Vorrichtung und Verfahren zur Taktschrägemessung

Info

Publication number: DE10297381T5
Application number: DE10297381T
Authority: DE
Inventors: Mani Seattle Soma; Masahiro Ishida; Takahiro Yamaguchi
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2004-11-04
Also published as: US6737852B2; JP4171699B2; JPWO2003036313A1; US20030094937A1; WO2003036313A1

Abstract

Taktschräge-Messvorrichtung zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messenden Taktsignalen in einer geprüften Vorrichtung, welche aufweist:
ein Taktsignal-Auswahlelement, das betätigbar ist zum Empfangen der mehreren zu messenden Taktsignale und zum aufeinander folgenden Ausgeben der mehreren zu messenden Taktsignale durch Auswahl von einem der mehreren zu messenden Taktsignale; und
eine Taktschräge-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Empfangen eines in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Bezugssignals und der mehreren zu messenden, von dem Taktsignal-Auswahlelement ausgegebenen Taktsignale, und zum Erhalten der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen durch Messen einer Zeitdifferenz zwischen dem empfangenen Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Taktschrägemessung zum Messen der Schräge zwischen mehreren Taktsignalen auf einem Chip, die durch Verteilung mittels einer Taktverteilungsschaltung auf einen integrierten Halbleiterchip erhalten wurden. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die folgende US-Patentanmeldung, deren Inhalt hier einbezogen wird.

Anmeldung Nr.: 10/033, 188 Anmeldedatum: 25. Oktober, 2001

STAND DER TECHNIK
Gemäß herkömmlichen Techniken wird die Taktschräge auf einem Chip statistisch geschätzt, indem zu mes sende Taktsignale gleichzeitig außerhalb eines Chips gebracht werden, wie in 1 gezeigt ist, wobei eine Zeitintervall-Analysevorrichtung oder ein Frequenzzähler verwendet werden. Die Zeitintervall-Analysevorrichtung misst eine Zeitdifferenz eines Nulldurchgangspunktes zwischen dem zu messenden Taktsignal und einem Bezugstaktsignal, um die Schwankung hiervon gemäß einer Histogrammanalyse zu messen. Eine beispielhafte Taktschräge-Messtechnik, die die Zeitintervall-Analysevorrichtung verwendet, ist beispielsweise offenbart in Wavecrest Corp., Jitter Analysis Clock Solutions, 1998.
Das herkömmliche Verfahren zur Taktschrägemessung erfordert jedoch mehrere Hochfrequenztakt-Ausgangsstifte, die die Kosten der Vorrichtung erhöhen können, um gleichzeitig mehrere zu messende Taktsignale nach außerhalb des Chips zu bringen, wodurch die Kosten der Messung erhöht werden. Darüber hinaus ist die Anzahl der Stifte des Chips begrenzt. Somit ist bei einer integrierten Halbleitergroßschaltung die Schrägemessung nur für eine sehr kleine Anzahl der verteilten Taktsignale möglich, so dass die Taktschräge für die gesamte Schaltung nicht genau erhalten werden kann. Daher ist ein neues Taktschräge-Messverfahren erforderlich, um die hochgenaue Steuerung der Schräge zwischen den Taktsignalen auf einem Chip zu ermöglichen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Taktschräge-Messvorrichtung und ein Taktschräge-Messverfahren anzugeben, die wirksam die Schräge zwischen den Taktsignalen auf einem Chip schätzen können.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Taktschrägemessung anzugeben, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwinden. Diese Aufgabe gelöst durch in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene Kombinationen. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Erfindung.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Taktschräge-Messvorrichtung zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messen Taktsignalen in einer zu prüfenden Vorrichtung auf: ein Taktsignal-Auswahlelement, das betätigbar ist zum Empfangen der mehreren zu messenden Taktsignale und zum aufeinander folgenden Ausgeben der mehreren zu messenden Taktsignale durch Auswahl eines der mehreren zu messenden Taktsignale; und eine Taktschräge-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Empfangen eines in die zu prüfende Vorrichtung eingegebenen Bezugssignals und der von dem Taktsignal-Auswahlelement ausgegebenen mehreren zu messenden Taktsignale, und zum Erhalten der Taktschrägeschätzungen zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen durch Messen einer Zeitdifferenz zwischen dem empfangenen Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale.
Die Taktschräge-Messvorrichtung kann weiterhin aufweisen: mehrere Puffer, die betätigbar sind zum jeweiligen Liefern der mehreren zu messenden Taktsignale zu dem Taktsignal-Auswahlelement; und eine Steuervorrichtung, die betätigbar ist, um zu steuern, ob jeder der mehreren Puffer ein entsprechendes der mehreren zu messenden Taktsignale zu dem Taktsignal-Auswahlelement liefert oder nicht.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann eine deterministische Komponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen messen.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann eine Zufallskomponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen messen.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann enthalten: eine Zeitschätzvorrichtung, die betätigbar ist, um eine Bezugszeit zu erhalten, die eine Kantenzeit des Bezugssignals ist, und eine geprüfte Zeit, die eine Kantenzeit von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale ist; eine Zeitfehler-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist, um die Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit zu erhalten; und eine Taktschräge-Berechnungsvorrichtung, die betätigbar ist, um die Taktschrägeschätzung zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen anhand der für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale erhaltenen Zeitdifferenz zu erhalten.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann weiterhin eine Korrekturvorrichtung enthalten, die betätigbar ist, um die von der Taktschräge-Berechnungsvorrichtung erhaltene Taktschräge zu korrigieren.
Die Zeitschätzvorrichtung kann eine Zeit der Anstiegskante oder eine Zeit der Abfallkante von jeweils dem Bezugssignal und den mehreren zu messenden Taktsignalen erhalten.
Die Zeitschätzvorrichtung kann enthalten: eine Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die betätigbar ist, um jedes der mehreren zu messen den Taktsignale in ein komplexes analytisches Signal zu transformieren; eine Schätzvorrichtung für eine augenblickliche Phase, die betätigbar ist, um eine augenblickliche Phase des analytischen Signals zu erhalten; eine Schätzvorrichtung für eine lineare augenblickliche Phase, die betätigbar ist, um eine lineare augenblickliche Phase von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale auf der Grundlage der erhaltenen augenblicklichen Phase zu erhalten; und eine Schätzvorrichtung für eine anfängliche Phase, die betätigbar ist, um die Zeit einer idealen Kante von jedem der mehreren zu messenden Taktsignal zu erhalten, indem ein anfänglicher Phasenwinkel der linearen augenblicklichen Phase erhalten wird.
Die Zeitschätzvorrichtung kann weiterhin enthalten: eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung, die betätigbar ist, um die lineare augenblickliche Phase aus der augenblicklichen Phase zu entfernen, um ein augenblickliches Phasenrauschen zu erhalten; und eine Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung, die betätigbar ist, um nur Daten des augenblicklichen Phasenrauschens um Nulldurchgangszeiten eines reellen Teils des analytischen Signals herum wieder abzutasten und eine Zeitzitterfolge von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale auszugeben.
Die Transformationsvorrichtung für das analytische Signal kann enthalten: ein Bandpassfilter, das betätigbar ist, um jedes der mehreren Taktsignale zu empfangen und Frequenzkomponenten um eine Grundfrequenz des empfangenen Taktsignals herum aus dem empfangenen Taktsignal herauszuziehen, wodurch ein bandbegrenztes Signal ausgegeben wird; und eine Hilbert-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist, um eine Hilbert-Transformation bei dem bandbegrenzten Signal durchzuführen zur Erzeugung von Hilbert-Transformationspaaren des zu messenden Taktsignals.
Die Transformationsvorrichtung für das analytische Signal kann enthalten: eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist, um jedes der zu messenden Taktsignale zu empfangen und das empfangene Taktsignal in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne zu transformieren; einen Bandbreitenbegrenzer, der betätigbar ist, um aus den zweiseitigen Spektren Frequenzkomponenten um eine positive Grundfrequenz hiervon herum herauszuziehen; und eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist, um ein Ausgangssignal des Bandbreitenbegrenzers invers in ein Zeitdomänensignal zu transformieren.
Die Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal kann enthalten: einen Pufferspeicher zu dem die mehreren zu messenden Taktsignale geliefert werden und der betätigbar ist, um die gelieferten Taktsignale zu speichern; einen Extraktionsbereich, der betätigbar ist, um einen Abschnitt des gespeicherten Taktsignals in einer solchen Weise auszuwählen und herauszuziehen, dass ein gegenwärtig herausgezogener Abschnitt einen vorher herausgezogenen Abschnitt teilweise überlappt; eine Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung, die betätigbar ist, um den herausgezogenen Abschnitt mit einer Fensterfunktion zu multiplizieren; einen Transformationsbereich, der betätigbar ist, um den multiplizierten Abschnitt in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne zu transformieren; einen Bandbreitenbegrenzer, der betätigbar ist, um aus den in die Frequenzdomäne transformierten zweiseitigen Spektren Frequenzkomponente um eine positive Grundfrequenz des zu messenden ge lieferten Taktsignals herum herauszuziehen; eine inverse Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist zum inversen Transformieren eines Ausgangssignals des Bandbreitenbegrenzers in ein Zeitdomänensignal; und eine inverse Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung, die betätigbar ist, um das Zeitdomänensignal mit der inversen Fensterfunktion zu multiplizieren, um das analytische Signal zu erhalten, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann einen Analog/Digital-Wandler enthalten, der betätigbar ist, um das Bezugsignal und jedes der zu messenden Taktsignale zu empfangen und das Bezugssignal und jedes der zu messenden Taktsignale zu digitalisieren.
Die Taktschräge-Schätzvorrichtung kann eine Wellenform-Abschneidvorrichtung enthalten, die betätigbar ist, um das Bezugssignal und jedes der zu messenden Taktsignale zu empfangen und Amplitudenmodulationskomponenten des empfangenen zu messenden Taktsignals zu entfernen, um Phasenmodulationskomponenten des empfangenen Taktsignals herauszuziehen.
Die Transformationsvorrichtung für das analytische Signal kann so ausgebildet sein, dass sie ein variables Durchlassband für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale aufweist.
Die Zeitschätzvorrichtung kann weiterhin eine Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung enthalten, die betätigbar ist, um das augenblickliche Phasenrauschen zu empfangen und Niedrigfrequenzkomponenten aus dem augenblicklichen Phasenrauschen zu entfernen, um das augenblickliche Phasenrauschen, aus dem die Niedrigfrequenzkomponenten entfernt wurden, zu der Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung auszugeben.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Taktschräge-Messverfahren zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messenden Taktsignalen in einer zu prüfenden Vorrichtung auf: aufeinander folgendes Ausgeben der mehreren zu messenden Taktsignale durch Auswahl von einem der mehreren zu messenden Taktsignale; und Erhalten der Taktschrägeschätzungen zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen durch aufeinander folgendes Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem in die zu prüfende Vorrichtung eingegebenen Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale.
Das Bezugssignal kann ein Systemtaktsignal sein, das zu der zu prüfenden Vorrichtung geliefert wird.
Der Ausgabe- und Auswahlschritt kann die Bestimmung enthalten, welches der mehreren Taktsignale auf der Grundlage des Bezugssignals auszuwählen ist.
Der Taktschräge-Schätzschritt kann eine deterministische Komponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen messen.
Der Taktschräge-Schätzschritt kann eine Zufallskomponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen messen.
Der Taktschräge-Schätzschritt kann enthalten: Erhalten einer Kantenzeit des Bezugssignals als eine Bezugszeit; Erhalten einer Kantenzeit jedes der mehreren zu messenden Taktsignale als ein geprüfte Zeit; Erhalten der Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit; und Erhalten der Taktschrägeschätzungen zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen anhand der Zeitdifferenz, die für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale erhalten wurde.
Der Schritt des Erhaltens der Taktschräge kann weiterhin die Korrektur der anhand der Zeitdifferenz erhaltenen Taktschräge enthalten.
Das Erhalten der Kantenzeit kann eine Zeit der Anstiegskante oder eine Zeit der Abfallkante jeweils des Bezugssignals und der mehreren zu messenden Taktsignale enthalten.
Die Zeitschätzung kann enthalten: Transformieren jedes der mehreren zu messenden Taktsignale in ein komplexes analytisches Signal; Erhalten einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals; Erhalten einer linearen augenblicklichen Phase jedes der mehreren zu messenden Taktsignale auf der Grundlage der erhaltenen augenblicklichen Phase; und Erhalten einer idealen Kantenzeit für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale, indem ein anfänglicher Phasenwinkel der linearen augenblicklichen Phase erhalten wird.
Das Erhalten der Kantezeit kann enthalten: Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase, um ein augenblickliches Phasenrauschen zu erhalten; und Wiederabtasten nur der Daten des augenblicklichen Phasenrauschens um Nulldurchgangszeiten eines reellen Teils des analytischen Signals herum, um eine Zeitzitterfolge von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale auszugeben.
Die Transformation in das komplexe analytische Signal kann enthalten: Herausziehen von Frequenzkomponenten um eine Grundfrequenz des Taktsignals herum aus jedem der mehreren zu messenden Taktsignale, um ein bandbegrenztes Signal auszugeben; und Durchführen der Hilbert-Transformation bei dem bandbegrenzten Signal, um Hilbert-Transformationspaare des Taktsignals zu erzeugen.
Die Transformation in das komplexe analytische Signal kann enthalten: Transformieren jedes der mehreren zu messenden Taktsignale in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne; Herausziehen von Frequenzkomponenten um eine positive Grundfrequenz herum aus den zweiseitigen Spektren; und inverses Transformieren der zweiseitigen Spektren, die der Bandbegrenzung unterzogen wurden, in ein Zeitdomänensignal.
Die Transformation in das komplexe analytische Signal kann enthalten: Speichern jedes der zu messenden Taktsignale; Auswählen und Herausziehen eines Abschnitts des gespeicherten Taktsignals in einer solchen Weise, dass ein gegenwärtig herausgezogener Abschnitt einen vorher herausgezogenen Abschnitt teilweise überlappt; Multiplizieren des herausgezogenen Abschnitts mit einer Fensterfunktion; Transformieren des multiplizierten Abschnitts in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne; Herausziehen der Frequenzkomponenten um eine positive Grundfrequenz des gespeicherten zu messenden Taktsignals herum aus den in die Frequenzdomäne transformierten zweiseitigen Spektren, inverses Transformieren der Spektren, die der Bandbegrenzung unterzogen wurden, in ein Zeitdomänensignal; und Multiplizieren des Zeitdomänensignals durch eine inverse Fensterfunktion, um das analytische Signal zu erhalten, das der Bandbegrenzung unterzogen wurde.
Das Erhalten der Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit kann enthalten: Berechnen mehrerer Zeitdifferenzen anhand der geprüften Zeit und der Bezugszeit für jedes der mehreren Taktsignale; und Erhalten des Mittelwertes der mehreren Zeitdifferenzen, und wobei das Erhalten der Taktschräge die Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen aufgrund des Durchschnitts der mehreren Zeitdifferenzen erhält.
Das Erhalten der Taktschräge kann Amplitudenmodulationskomponenten aus dem Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale entfernen, um Phasenmodulationskomponenten hiervon herauszuziehen.
Das Erhalten der Kantenzeit kann weiterhin das Entfernen von Niedrigfrequenzkomponenten aus dem augenblicklichen Phasenrauschen enthalten.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung, so dass die Erfindung auch eine Unterkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 illustriert eine beispielhafte Taktschrägemessung unter Verwendung einer Zeitintervall-Analysevorrichtung.
2A zeigt schematisch ein Taktverteilungs-Netzwerk.
2B zeigt schematisch die Zeitanalyse für Taktschrägen.
3 zeigt eine beispielhafte Taktschräge-Messschaltung nach der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine andere beispielhafte Taktschräge-Messschaltung nach der vorliegenden Erfindung.
5A zeigt schematisch ein Taktverteilungs-Netzwerk.
5B zeigt schematisch die Zeitanalyse für Taktschrägen.
6A zeigt beispielhaft das Zeitzittern Δφ^j[n] eines zu messenden Takts CLK_j.
6B zeigt beispielhaft das Zeitzittern Δφ^k[n] eines zu messenden Takts CLK_k.
7 zeigt schematisch ein Taktverteilungs-Netzwerk mit verschiedenen Taktdomänen.
8 zeigt schematisch ein Prinzip der Taktschrägemessung unter Verwendung der Frequenzmultiplikation mit Modulo M : M = 2.
9 zeigt ein beispielhaftes zu messendes Taktsignal x(t).
10 zeigt ein beispielhaftes analytisches Signal z(t).
11 zeigt eine beispielhafte diskontinuierliche augenblickliche Phase ϕ(t).
12 zeigt eine abgewickelte kontinuierliche augenblickliche Phase ϕ(t).
13 zeigt ein beispielhaftes digitalisiertes Taktsignal x(t).
14 zeigt ein Beispiel von zweiseitigen Energiespektren des Taktsignals x(f), das durch FFT erhalten wurde.
15 zeigt beispielhafte, einer Bandpassbegrenzung unterzogene Energiespektren des Taktsignals Z(f).
16 zeigt ein beispielhaftes, einer Bandpassbegrenzung unterzogenes analytisches Signal z(t), das durch inverse FFT erhalten wurde.
17 zeigt ein beispielhaftes Taktsignal x(t).
18 zeigt ein beispielhaftes analytisches Signal z(t) des Taktsignals x(t).
19 zeigt eine beispielhafte augenblickliche Phase ϕ(t).
20 zeigt ein beispielhaftes augenblickliches Phasenrauschen Δφ(t).
21 zeigt ein beispielhaftes Zeitzittern Δφ[n].
22 zeigt eine beispielhafte adaptive Nulldurchgangspunkt-Annäherung.
23 zeigt ein beispielhaftes Taktsignal mit AM- Komponenten.
24 zeigt ein beispielhaftes Taktsignal ohne AM-Komponenten.
25 zeigt eine beispielhafte Struktur einer Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
26 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
27 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
28 zeigt eine beispielhafte Struktur einer Zeitschätzvorrichtung, die in der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
29 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Zeitschätzverfahrens, das in dem Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
30 zeigt eine beispielhafte Struktur einer Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die in der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
31 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Transformationsverfahrens für ein analytisches Signal, das in dem Taktschräge- Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
32 zeigt eine andere beispielhafte Struktur einer Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die in der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
33 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Transformationsverfahrens für ein analytisches Signal, das in dem Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
34 zeigt noch eine andere beispielhafte Struktur einer Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die in der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
35 ist ein Flussdiagramm von noch einem anderen beispielhaften Transformationsverfahren für ein analytisches Signal, das in dem Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
36 zeigt eine andere beispielhafte Struktur einer Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
37 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
38 ist ein Flussdiagramm von noch einem anderen beispielhaften Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
39 zeigt noch eine andere beispielhafte Struktur einer Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
40 ist ein Flussdiagramm eines weiteren anderen beispielhaften Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
41 ist ein Flussdiagramm eines weiteren anderen beispielhaften Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
42 zeigt eine andere beispielhafte Struktur einer Zeitschätzvorrichtung, die in der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
43 ist ein Flussdiagramm eines anderen beispielhaften Zeitschätzverfahrens, das in dem Taktschräge-Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung enthalten ist.
44 zeigt eine beispielhafte Anordnung eines Taktschräge-Prüfsystems unter Verwendung der Taktschräge-Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, welche den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen, sondern die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmalen und Kombinationen hiervon, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
Taktschräge-Messverfahren (1)
Zuerst wird die Taktschräge definiert. Mit einer Taktquelle CLK_g eines Taktverteilungs-Netzwerks als eine Bezugsgröße, ist wie in 2A gezeigt ist, die Taktschräge gegeben als eine Differenz zwischen τ^J _cd und τ^k _cd, wobei τ^j _cd und τ^k _cd Verzögerungszeiten von verteilten Taktsignalen CLK_j und CLK_k sind, die benötigt werden zum Erreichen entsprechender Register R_j und R_k.
2B zeigt den Zeitverlauf der Taktschräge.
Die Verzögerungszeiten τ^j _cd und τ^k _cd sind jeweils wie folgt dargestellt:
worin die Zeiten der Anstiegskante der Taktsignale CLK_g, CLK_j und CLK_k gleich t^g _cd, t^j _cd bzw. t^k _cd sind. Wie aus diesen ersichtlich ist, kann die Taktschräge T j,k / Skew zwischen den verteilten Taktsignalen CLK_j und CLK_k erhalten werden aus der Zeitdifferenz zwischen der Kantenzeit jedes der verteilten Taktsignale CLK_j und CLK_k und der Bezugszeit, wobei die Kantenzeit der Taktquelle CLK_g die Bezugszeit ist.
Bei dem Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegen den Ausführungsbeispiel werden die zu messenden verteilten Takte ausgewählt und mittels einer Taktsignal-Auswahlvorrichtung, z. B. einen Multiplexer, nach außerhalb des Chips gebracht. Dann wird die Zeitdifferenz zwischen der Kantenzeit des Taktsignals und der Bezugszeit für jedes der ausgewählten Taktsignale gemessen, so dass ein Fehler der so gemessenen Zeitdifferenz erhalten wird, wodurch die Taktschräge gemessen wird. Zur Vereinfachung wird das Verfahren zum Messen der Schräge zwischen zwei verteilten Taktsignalen nachfolgend beschrieben.
3 zeigt eine beispielhafte Taktschräge-Messschaltung nach der vorliegenden Erfindung. Die Taktschräge-Messschaltung enthält Puffer zum Auswählen und Ausgeben der verteilten Takte CLK_j und CLK_k zu einem Ausgangsstift, und einem Multiplexer zum Auswählen des verteilten Takts. Der Puffer kann auswählen, ob der zugehörige verteilte Takt zu seinem Ausgang auszugeben ist oder nicht, in Übereinstimmung mit einem externen Eingangssignal (ENB-Signal). Die Puffer BUF_j und BUF_k sind identisch ausgebildet und es wird angenommen, dass die Übertragungsverzögerungszeit in jedem Puffer gleich d_BUF ist. Zusätzlich wird angenommen, dass die Verzögerungszeiten von Leitungen P_j und P_k, die Übertragungsverzögerungszeit des Multiplexers und die Verzögerungszeit von dem Taktsignal-Auswahlelement zu dem Ausgang gleich d_j, d_k, d_MUX bzw. d_OUT sind.
Das Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet das ENB-Signal, das mit den Kanten der Taktquelle CLK_g der verteilten Takte synchronisiert ist, als das Bezugssignal. Da das ENB-Signal mit CLK_g synchronisiert ist, ist eine Zeitdifferenz zwischen einer Kantenzeit t enb / cd des ENB-Signals und der seit t g / cd der ansteigenden Kante von CLK_g immer konstant.
Als Nächstes wird der Ablauf des Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Zuerst setzt das Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Auswahlsignal SEL für den Multiplexer auf null, um CLK_j auszuwählen, wodurch eine Differenz D_j zwischen der Kantenzeit des ENB-Signals und der von zu dem Ausgangsstift ausgegebenen CLK_j gemessen wird. D_j wird wie folgt erhalten:
worin die Zeiten der ansteigenden Kante des ENB-Signals und von CLK_j gleich t enb / cd bzw. t j / cd sind.
Als Nächstes wird das Auswahlsignal SEL für den Mul-tiplexer auf eins gesetzt, so dass CLK_k ausgewählt wird, und eine Differenz D_k zwischen der Kantenzeit des ENB-Signals und der des zu dem Ausgangsstift ausgegebenen CLK_k wird gemessen. D_k wird wie folgt erhalten:
worin die Zeiten der Anstiegskante des ENB-Signals und von CLK_k gleich t enb / cd bzw. t k / cd sind.
Schließlich wird eine Differenz zwischen den so gemessenen Differenzen D_k und D_j berechnet.
Wenn diese Gleichung unter Verwendung von Gleichung (4) berechnet wird, wird
erhalten. Unter Verwendung der Gleichungen (1), (2) und (3) wird die Differenz zwischen D_k und D_j wie folgt erhalten.
Wenn daher die Zeilen P_j und P_k, die jeweils die Puffer mit dem Multiplexer verbinden, in einer solchen Weise ausgelegt sind, dass die Verzögerungszeiten d_j und d_k einander gleich sind, kann die Taktschräge zwischen CLK_j und CLK_k erhalten werden durch Erhalten der Differenz zwischen D_k und D_j unter Verwendung des Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung.
Wenn darüber hinaus die Verzögerungszeiten d_j und d_k einander nicht gleich sind, kann die Taktschräge zwischen CLK_j und CLK_k erhalten werden durch Korrigieren der Differenz zwischen D_k und D_j.
Vorstehend kann die Differenz zwischen d_k und d_j erhalten werden durch eine Schaltungssimulation oder tatsächliche Messung, die beispielsweise die in 4 gezeigte Schaltung verwendet.
4 zeigt eine Modifikation der Taktschräge-Messschaltung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. In 4 können Fortpflanzungs-Verzögerungszeiten D enb / j und D enb / k, welche Zeiten sind, die zum Fortpflanzen des ENB-Signals bis zum Ausgangsstift OUT über die Leitungen P_j bzw. P_k benötigt werden, gemessen werden durch Zuführen des ENB-Signals, während das MEAS-Signal auf eins gesetzt ist.
Die Differenz zwischen D enb / j und D enb / k wird wie folgt erhalten.
Somit kann die Differenz zwischen d_j und d_k erhalten werden durch Erhalten der Übertragungszeiten D enb / j und D enb / k, welche die für die Übertragung des ENB-Signals zu dem Ausgangsstift OUT über die Leitungen P_j und P_k erforderlichen Zeiten sind, durch Verwendung der in 4 gezeigten Schaltung, und dann durch Berechnen der Differenz zwischen den so erhaltenen Fortpflanzungs-Verzögerungszeiten D enb / j und D enb / k.
Taktschräge-Messverfahren (2)
Als Nächstes wird ein Taktschräge-Messverfahren beschrieben, das eine augenblickliche Phasenschätzung durch ein analytisches Signal verwendet. Dieses Verfahren kann eine deterministische Komponente und eine Zufallskomponente der Taktschräge erhalten.
Zuerst wird die Taktschräge zwischen den Taktsignalen mit Zittern definiert. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die Taktquelle CLK_g des Taktverteilungs-Netzwerks die Bezugsgröße ist, wie in 5A gezeigt ist, ist die Taktschräge gegeben als die Differenz zwischen den Verzögerungszeiten τ^j _cd und τ^k _cd, die die für die Fortpflanzungsverzögerung der verteilten Taktsignale CLK_j und CLK_k bis zum Erreichen der entsprechenden Register R_j und R_k benötigten Zeiten sind. Da die Zeit der ansteigenden Kante jedes Taktsignals sich für jeden Zyklus aufgrund des Zitterns verändert, wird die Taktschräge jedes Zyklus, τ j,k / Skew(nT), wie folgt ausgedrückt.
5B zeigt die Zeiten der Taktschräge. In dieser Beschreibung und in 5B ist T eine Grundperiode des zu messenden Taktsignals.
Die Zeiten der ansteigenden Kante der Taktsignale CLK_g, CLK_j und CLK_k werden als t^g _cd, t^j _cd bzw. t^kcd angenommen. Wenn die idealen Taktkantenzeiten der Taktsignale CLK_g, CLK_j und CLK_k (d. h., die Taktkantenzeiten der Taktsignale ohne Zittern) als (nT)_g, (nT)_j bzw. (nT)_k angenommen werden, werden die Verzögerungszeiten jedes Zyklus τ^j _cd(nT) und τ^k _cd(nT) jeweils wie folgt ausgedrückt.
In den obigen Ausdrücken sind
jeweilige Zeitdifferenzen zwischen den idealen Taktkantenzeiten der verteilten Takte CLK_j und CLK_k und der idealen Taktkantenzeit der Taktquelle CLK_g, und sie entsprechen den deterministischen Komponenten der Fortpflanzungsverzögerungen, die definiert sind durch Übertragungspfade (deterministische Fortpflanzen-Verzögerungszeiten). Darüber hinaus stellen
Δφ^g[n] (T_g/2π. ( = t^g _cd(nt) – (nT)_g), Δφ^j [n] (T_j/2π. ( = t^j _cdd(nt) – (nt)_j) und Δφ^k[n] (T_k/2π. ( =t^k _cd(nt) – (nT)_k)
jeweils die Zeitzitterfolge der Takte CLK_g, CLK_j und CLK_k dar (Einheit ist die Sekunde). Wie das Zeitzittern des Taktsignals geschätzt wird, wird später beschrieben. Anhand der Gleichungen (9), (10) und (11) wird die Taktschräge T j,k / Skew[n]( = T j,k / Skew(nT)) zwischen CLK_j und CLK_k wie folgt geschätzt.
Das erste Glied von Gleichung (14)
stellt die Differenz der Zeit der Anstiegskante zwischen den Idealtakten von CLK_j und CLK_k dar und ist ein Beispiel für die deterministische Komponente der beispielsweise von den Pfaden in dem Taktverteilungs-Netzwerk bestimmten Taktschräge. Zusätzlich ist das zweite Glied von Gleichung (14)
ein Beispiel für die Zufallskomponente der Taktschräge aufgrund des in den jeweiligen Taktsignalen enthaltenen Zeitzitterns.
Der deterministische Taktschrägewert τ j,k / Skew kann beispielsweise geschätzt werden, indem die augenblicklichen Phasen von zwei Signalen CLK_j und CLK_k erhalten werden und dann die Differenz zwischen linearen Phasenkomponenten der augenblicklichen Phasen dieser zwei Signale erhalten wird. Die Grundfrequenz-Kosinuskomponenten von CLK_j und CLK_k werden wie folgt angenommen.
Hier sind die augenblicklichen Phasen x_j(t) und x_k(t) dargestellt als die Summe der linearen augenblicklichen Phasenkomponente 2πt/T_L, die die Grundperiode T_L(L = j,k) enthält, des anfänglichen Phasenwinkels ϕ L / 0 (L = j, k) und der augenblicklichen Phasenrauschkomponente Δϕ^L (t) (L = j, k).
Das Schätzverfahren für die augenblickliche Phase des Taktsignals wird später beschrieben. Wenn in den Gleichungen (18) und (19) Δϕ(t) = 0 ist werden die linearen augenblicklichen Phasen der Takte ohne Zittern
erhalten. In diesem Fall sind die Zeiten der idealen Anstiegskante von CLK_j und CLK_k, t = (nT)_j, (nT)_k, Zeiten, zu denen die linearen augenblicklichen Phasenkomponenten auf der linken Seite der Gleichungen (18) und (19) jeweils gleich (2n π – π/2) werden, und daher ist den folgenden Beziehungen genügt.
Somit wird aus Gleichung (15) der deterministische Taktschrägewert
erhalten. Im Allgemeinen sind die Grundperioden der verteilten Taktsignale CLK_j und CLK_k einander gleich (T_j = T_k). D. h., der deterministische Taktschrägewert zwischen den beiden zu messenden Signalen kann erhalten werden als die Differenz des anfänglichen Phasenwinkels in der linearen augenblicklichen Phase zwischen den beiden zu messenden Signalen.
Der anfängliche Phasenwinkel ϕ0 kann erhalten werden, indem eine Anpassung der kleinsten Quadrate bei den augenblicklichen Phasendaten ϕ(k) durchgeführt und dann ϕ₀ bestimmt wird, das
zu einem Minimum macht. Zu dieser Zeit ist der anfängliche Phasenwinkel wie folgt gegeben.
Darüber hinaus kann der anfängliche Phasenwinkel ϕ₀ des zu messenden Signals x(t) erhalten werden, indem die Kosinuswellenanpassung unter Verwendung des Verfahrens der kleinsten Quadrate für die Taktwellenformdaten (x(k) oder ihrer Grundsinuskomponente durchgeführt wird und dann ϕ_{0 geschätzt
wird, das}
zu einem Maximum macht entsprechend einem Schätzverfahren für die maximale Wahrscheinlichkeit. In diesem Fall ist der anfängliche Phasenwinkel durch den folgenden Ausdruck gegeben.
Vorstehend wird angenommen, dass die entsprechenden Taktkanten der beiden zu messenden Signale nicht um eine Periode oder mehr getrennt sind. Andererseits kann in einem Fall, in welchem die entsprechenden Taktkanten um eine Periode oder mehr voneinander entfernt sind, der deterministische Taktschrägewert erhalten werden als die Summe der Differenz des anfänglichen Phasenwinkels und der Versetzungszeit der Taktkanten.
Das durch Verteilung von der Taktquelle erhaltene Taktsignal hat eine starke Beziehung zu dem Taktsignal der Taktquelle. Als eine Folge hiervon hat das Phasenrauschen des verteilten Taktsignals (Zeitzitterfolge) im Allgemeinen eine ähnliche Tendenz wie die des Phasenrauschens der Taktquelle (Zeitzitterfolge). Somit haben die Zeitzitterfolgen der verteilten Taktsignale, die durch Verteilung von derselben Taktquelle erhalten wurden, dieselbe Tendenz (siehe 6A und 6B). Daher kann die Größe der Versetzung n_offset der entsprechenden Taktkanten der beiden zu messenden Signale geschätzt werden durch Erhalten der Wechselwirkung zwischen der Zeitzitterfolge hiervon und dann Finden eines Wertes der Versetzung, die die maximale Wechselwirkung ergibt. Auch kann die Größe der Versetzung n_offset erhalten werden aus dem Wert der Versetzung, der die maximale Wechselwirkung des jeweils augenblicklichen Phasenrauschens ergibt.
Darüber hinaus kann der deterministische Taktschrägewert erhalten werden durch Erhalten der Nulldurchgangszeiten der zu messenden Signale und dann Berechnen eines Durchschnittswertes der Zeitdifferenzen zwischen den entsprechenden Nulldurchgangszeiten.
Als Nächstes wird die Taktschräge zwischen den Taktsignalen mit unterschiedlichen Frequenzen beschrieben. In dieser Beschreibung wird das in 7 gezeigte Taktverteilungs-Netzwerk betrachtet. Eine Taktquelle PLL_g multipliziert einen Systemtakt CLKG, der von außerhalb geliefert wird, mit M und verteilt dann die Takte CLKj und CLK_k zu dem Netzwerk. In 8 zeigt (a) den Systemtakt CLK_G, während (c) den Takt CLK_j zeigt, der durch Multiplikation erhalten wurde. ΔΘ[1] [rad] des Systemtakts CLK_G stellt die zeitliche Schwankung dieser Kante mit Bezug auf die ideale Taktkante dar. Wenn daher Kanten des idealen Takts, die durch Multiplikation mit M erhalten werden, betrachtet werden, wie in 8(b) gezeigt und dann ΔΘ[1] kopiert wird, um (M – 1) Kopien zu erhalten, entspricht ΔΘ[n/M] Δϕ^j[n] nacheinander. Es ist festzustellen, dass [x] die größte ganze Zahl kleiner als oder gleich x darstellt. Wenn die Taktschräge zwischen CLK_j und CLK_G erhalten wird durch Verwendung von Gleichung (14), wird die Gleichung (30) erhalten.
Der deterministische Taktschrägewert τ G,j / Skew zwischen CLK_j und CLK_k wird dargestellt als die Zeitdifferenz zwischen der idealen Taktkante von CLK_j, (nMT)_j, und der idealen Taktkante des Systemtakts CLK_G, (nMT)_G, und kann erhalten werden aus den anfänglichen Phasen winkeln der jeweiligen Takte durch die folgende Gleichung.
Da der Takt CLK_j erhalten wird durch Multiplikation des Systemtakts CLK_G mit M, ist die Grundperiode von CLK_G, T_G, gleich dem M-fachen der Grundperiode T_j von CLK_j (T_G = MT_j).
Als Nächstes wird der Vorgang zum Erhalten der Taktschräge zwischen den verteilten Takten CLK_j und CLK_g durch Verwendung des Bezugstaktsignals CLK_R beschrieben.
Zuerst werden nur CLK_j und CLK_R gleichzeitig abgetastet, und die Schräge zwischen CLK_j und CLK_R,
wird erhalten durch Verwendung von Gleichung (14). Dann werden nur CLK_k und CLK_R gleichzeitig abgetastet, und die Schräge zwischen CLK_k und CLK_R,
wird erhalten. Schließlich wird durch Erhalten der Differenz zwischen der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Taktschrägefolge die Taktschräge zwischen CLK_j und CLK_k wie folgt erhalten.
Die obige Prozedur kann auf die Taktsignale mit unterschiedlichen Frequenzen angewendet werden. Somit kann das Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Taktschräge zwischen den Taktsignalen auf einem Chip messen durch Verwendung des von außen zu der geprüften integrierten Halbleiterschaltung gelieferten Systemtakts als das Bezugstaktsignal.
Das Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel führt eine gleichzeitige Abtastung des verteilten Takts CLK_j und des Systemtakts CLK_G durch und erhält dann die Schräge zwischen CLK_j und CLK_G,
durch Verwendung von Gleichung (30). Als Nächstes werden der andere verteilte Takt CLKk und der Systemtakt CLK_G gleichzeitig abgetastet, und die Schräge zwischen CLK_k und CLK_G,
wird dann in gleicher Weise erhalten. Schließlich wird durch Berechnen der Differenz zwischen der wie vorstehend erhaltenen Taktschrägefolge die Taktschräge zwischen CLKj und CLK_k,
geschätzt. Zusätzlich kann, wie bei der Beschreibung des ersten Taktschräge-Messverfahren beschrieben wurde, wenn die Verzögerungszeiten d_j und d_k der Taktausgangsleitungen einander nicht gleich sind, die Taktschräge zwischen CLK_j und CLK_k mit hoher Genauigkeit erhalten werden, indem die Differenz zwischen d_j und d_k durch Simulation oder dergleichen erhalten wird und dann die durch Gleichung (37) erhaltene Taktschräge durch Verwendung der erhaltenen Differenz zwischen d_j und d_k korrigiert wird.
Als eine Folge kann gemäß dem Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Messung durchgeführt werden durch Auswählen und Ausgeben der über das Halbleiterchip verteilten Taktsignale nacheinander nach außerhalb des Chips. Somit kann durch Hinzufügen des Taktsignal-Auswahlelements zur Auswahl des Taktsignals und zu dessen Ausgabe nach außen zu der geprüften Vorrich tung die Anzahl von Hochfrequenz-Taktausgabestiften, die die Kosten erhöhen können, stark herabgesetzt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann z. B. die Anzahl von Hochfrequenz-Taktausgabestiften auf ein Minimum reduziert werden. Daher ist das Taktschräge-Messverfahren geeignet für die Analyse oder die Prüfung von sehr großen integrierten Halbleiterschaltungen.
Das Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann nicht nur die Taktschräge zwischen den verteilten Taktsignalen von MPU schätzen, wie vorstehend beschrieben ist, sondern auch die Taktschräge zwischen anderen Typen von Signalen.
In der vorstehenden Beschreibung ist ein Fall, in welchem das Ausgangssignal des Taktsignal-Auswahlelements eins ist, als ein Beispiel beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf den obigen Fall beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Taktschrägemessung angewendet werden, bei der ein Taktsignal-Auswahlelement mit zwei oder mehr Ausgängen verwendet wird.
Schätzen der augenblicklichen Phase unter Verwendung eines analytischen Signals
Ein analytisches Signal z(t) eines reellen Signals x(t) ist definiert durch das folgende komplexe Signal. z(t)≡x(t) + jx ^(t) (39)
Vorstehend ist j eine imaginäre Einheit und der imaginäre Teil x ^(t) des komplexen Signals z(t) ist die Hilbert-Transformation des reellen Teils x(t).
Die Hilbert-Transformation einer zeitveränderlichen Wellenform x(t) ist wie folgt definiert.
Vorstehend ist x ^(t) die Faltung von Funktionen x(t) und (1/πf). D. h., die Hilbert-Transformation ist äquivalent dem Ausgangssignal, das erhalten wird, wenn x(t) durch ein vollständiges Bandpassfilter hindurchgeht. Jedoch hat das Ausgangssignal x ^(t) die Spektrenkomponente, aber die Phase um π/2 verschoben.
Die augenblicklichen Phasenwellenform ϕ(t) des reellen Signals x(t) kann aus dem analytischen Signal z(t) erhalten werden durch Verwendung der folgenden Gleichung.
Als Nächstes wird der Algorithmus zum Schätzen der augenblicklichen Phase unter Verwendung der Hilbert-Transformation beschrieben. Zuerst wird das in 9 gezeigte, zu messende Signal,
der Hilbert-Transformation unterzogen, um ein Signal entsprechend dem imaginären Teil des komplexen Signals,
zu erhalten. Somit ist das zu messende Signal x(t) wie folgt in das analytische Signal z(t) transformiert.
Das durch Transformation erhaltene analytische Signal ist in 10 gezeigt. Das erhaltene analytische Signal wurde der Bandpassfilterung unterzogen. Dies ergibt sich daraus, dass das Zittern der Schwankung der Grundfrequenz des zu messenden Signals entspricht und daher nur die Signalkomponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum bei der Zitteranalyse verwendet werden. Dann wird eine Phasenfunktion ϕ(t) anhand des erhaltenen analytischen Signals z(t) geschätzt durch Verwendung von Gleichung (41).
Die Phasenfunktion ϕ(t) wird dargestellt unter Verwendung eines Hauptwertes der Phase in dem Bereich von –π bis +π und hat einen diskontinuierlichen Punkt in der Nähe eines Punktes, an dem die Phase von –π in +π wechselt. Die geschätzte Phasenfunktion ϕ(t) ist in 11 gezeigt. Schließlich kann durch Abwicklung der diskontinuierlichen Phasenfunktion ϕ(t) (d. h., zweckmäßiges Hinzufügen einer Integralmultiplikation von 2π zu dem Hauptwert ϕ(t)) die Diskontinuität beseitigt werden, wodurch die kontinuierliche augenblickliche Phase ϕ(t) erhalten werden kann.
Die kontinuierliche augenblickliche Phasenfunktion ϕ(t) nach der Abwicklung ist in 12 gezeigt.
Transformation in das analytische Signal unter Verwendung der schnellen Fourier-Transformation
Die Transformation von dem reellen Signal in das analytische Signal kann erzielt werden durch digitale Signalverarbeitung unter Verwendung der schnellen Fourier-Transformation (FFT).
Zuerst wird die FFT bei dem digitalisierten zu messenden Signal x(t), das in 13 gezeigt ist, angewendet, so dass zweiseitige Spektren (die positive und negative Frequenzen haben x(f) des zu messenden Signals erhalten werden. Die erhaltenen zweiseitigen Spektren x(f) sind in 14 gezeigt. Dann verbleiben nur Daten um die Grundfrequenz in den positiven Frequenzkomponenten von x(f) herum, während alle anderen Daten durch null ersetzt werden, und die positiven Frequenzkomponenten werden verdoppelt. Diese Operationen in der Frequenzdomäne entsprechen der Bandbegrenzung für das Signal und der Transformation in das analytische Signal in der Zeitdomäne. Das so erhaltene Signal in der Frequenzdomäne, Z(f), ist in 15 gezeigt. Schließlich wird das erhaltene Signal Z(f) der inversen FFT unterzogen, wodurch das analytische Signal z(t), das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, erhalten werden kann. Das analytische Signal z(t) nach der Bandbegrenzung ist in 16 gezeigt.
Darüber hinaus kann in einem Fall, in welchem die Aufgabe darin besteht, die augenblickliche Phase zu schätzen, die Operation der Verdoppelung der positi ven Frequenzkomponenten weggelassen werden.
Zeitzitterschätzung
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Schätzen des Zeitzitterns, das in dem Taktschräge-Messverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird, beschrieben.
Das Taktsignal ohne Zittern ist eine Rechteckwelle mit einer Grundfrequenz f₀. Dieses Signal kann in Harmonische der Frequenzen f₀, 3f₀, 5f₀, ... durch Fourier-Analyse zerlegt werden. Da das Zittern der Schwankung der Grundfrequenz des zu messenden Signals entspricht, werden nur die Signalkomponenten um die Grundfrequenz herum bei der Zitteranalyse berücksichtigt.
Die Sinuswellenkomponente der Grundfrequenz des Taktsignals mit Zittern (zu messendes Signal) wird wie folgt dargestellt:
worin die Amplitude und die Grundperiode gleich A bzw. T₀ sind. Vorstehend ist ϕ(t) die augenblickliche Phase des zu messenden Signals und wird dargestellt durch die Summe der linearen augenblicklichen Phasenkomponente 2πt/T₀ enthaltend die Grundperiode T₀, des anfänglichen Phasenwinkels ϕ (der bei der Berechnung zu null gemacht werden kann) und der augenblicklichen Phasenrauschkomponente Δφ(t).
Wenn die augenblickliche Phasenrauschkomponente Δφ(t) null ist, sind die Nulldurchgangspunkte, an denen das zu messende Signal ansteigt, mit konstanten Perioden T₀ voneinander entfernt. Δφ(t), das nicht null ist, bewirkt, dass der Nulldurchgangspunkt des zu messenden Signals schwankt. D.h., Δφ(nT₀) an dem Nulldurchgangspunkt nT₀ stellt die zeitveränderliche Schwankung an dem Nulldurchgangspunkt dar und wird als Zeitzittern bezeichnet. Somit kann das Zeitzittern des zu messenden Signals erhalten werden durch Schätzen der augenblicklichen Phase ϕ(t) des zu messenden Signals und dann durch Erhalten der Differenz zwischen der augenblicklichen Phase an dem Nulldurchgangspunkt und der linearen Phase (die der Phasenwellenform des idealen Taktsignals ohne Zittern entspricht), 2πt/T₀ + ϕ, d.h. das augenblickliche Phasenrauschen Δφ(t).
Gemäß dem Zeitzitterschätzverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das in 17 gezeigte zu messende Signal zuerst in das analytische Signal z(t) transformiert. Das analytische Signal z(t) nach der Transformation ist in 18 gezeigt. In 18 stellt die ausgezogene Linie den reellen Teil des analytischen Signals dar, während die gestrichelte Linie den imaginären Teil hiervon darstellt. Als Nächstes wird die augenblickliche ϕ(t) des zu messenden Signals anhand des analytischen Signals z(t) geschätzt. Die augenblickliche Phasenwellenform ϕ(t), die durch die Schätzung erhalten wird, ist in 19 gezeigt. Als Nächstes wird eine Anpassung der kleinsten Quadrate einer geraden Linie für die augenblicklichen Phasendaten durchgeführt, wodurch die lineare augenblickliche Phase ϕlinear(t) erhalten wird, die der augenblicklichen Phasenwellenform des idealen Signals ohne Zittern entspricht. Dann wird die augenblickliche Phasenrauschkomponente des zu messenden Signals, Δφ(t), erhalten durch Be rechnen der Differenz zwischen der augenblicklichen ϕ(t) und der linearen augenblicklichen Phase _linear(t). Die erhaltene Wellenform des augenblicklichen Phasenrauschens Δφ(t) ist in 20 gezeigt. Dann wird die Wellenform des augenblicklichen Phasenrauschens Δφ(t) zu Zeitpunkten (angenähert Nulldurchgangspunkten) abgetastet, die den jeweiligen Nulldurchgangspunkten des reellen Teils x(t) des analytischen Signals z(t) nahesten Zeitpunkte sind, und das augenblickliche Phasenrauschen zu den Nulldurchgangszeiten nT₀, d.h., das Zeitzittern Δϕ[n] ( = Δφ(nT₀)) wird dann geschätzt. Die Wellenform des geschätzten Zeitzitterns, Δφ[n], ist in 21 gezeigt.
Bei dem Zeitzitter-Schätzverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann das Zeitzittern geschätzt werden durch Entfernen der Amplitudenmodulations(AM)-Komponenten des zu messenden Signals mittels einer Wellenform-Abschneidevorrichtung, so dass nur Phasenmodulations(PM)-Komponenten entsprechend dem Zittern verbleiben, wodurch eine Zitterschätzung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus können bei dem Zeitzitter-Schätzverfahren nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Niedrigfrequenzkomponenten des Phasenrauschsignals entfernt werden durch eine Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung.
Verfahren zur Erfassung des angenäherten Nulldurchgangspunkts
Als Nächstes wird beschrieben, wie der angenäherte Nulldurchgangspunkt erfasst wird. Zuerst wird angenommen, dass der maximale Wert und der minimale Wert des reellen Teils x(t) des analytischen Signals des eingegebenen zu messenden Signals Werte mit einem Pegel von 100 bzw. 0% sind ein Signalwert bei einem Pegel von 50%, V_50%, wird berechnet als ein Pegel des Nulldurchgangs. Dann werden Differenzen zwischen angrenzenden abgetasteten Wert von x(t) und dem 50%-Pegelwert V_50%, (x(j–1)–V_50%) und (x(j)–V_50%), erhalten und danach wird das Produkt dieser Differenzen, (x(j–1)–V_50%) × (x(j)–V_50%) berechnet . Wenn x(t) durch den 50%-Pegel, d. h., den Nulldurchgangspegel hindurchgeht, ändern sich die Vorzeichen dieser abgetasteten Werte (x(j–1)–V_50%) und (x(j)–V_50%) von minus in plus oder von plus in minus. Wenn somit das obige Produkt negativ ist, wird bestimmt, dass x(t) den Nulldurchgangspegel kreuzt. Daher wird eine der Zeiten (j–1) und j, die einem der abgetasteten Werte (x(j–1)–V_50%) und (x(j)–V_50%) entspricht, der zu dieser Zeit einen kleineren absoluten Wert als der andere hat, als der angenäherte Nulldurchgangspunkt erhalten. 22 zeigt die Wellenform des reellen Teils x(t) des analytischen Signals. Eine Markierung O in 22 stellt den nahesten Punkt (angenäherter Nulldurchgangspunkt) zu dem erfassten ansteigenden Nulldurchgangspunkt dar.
Wellenformabschneidung
Eine Wellenform-Abschneidvorrichtung entfernt die AM-Komponenten aus dem in diese eingegebenen Signale und bewirkt, dass nur die PM-Komponenten entsprechend dem Zittern verbleiben. Das Wellenformabschneiden wird erreicht durch 1) Multiplizieren des Eingangssignals, das analog oder digital ist, mit einer Konstanten; 2) Ersetzen eines Signalwertes, der größer als ein vorbestimmter Schwellenwert 1 ist, durch den Schwellenwert 1; und 3) Ersetzen eines Signalwertes, der kleiner als ein anderer vorbestimmter Schwellenwert 2 ist, durch den anderen Schwellenwert 2. Hier wird angenommen, dass der Schwellenwert 1 größer als der Schwellenwert 2 ist. Das die AM-Komponenten enthaltende Taktsignal ist in 23 gezeigt. Da eine Umhüllung der zeitveränderlichen Wellenform variiert wird, existieren die AM-Komponenten. Andererseits zeigt 24 das Taktsignal, nachdem es durch die Wellenform-Abschneidvorrichtung abgeschnitten ist. Die zeitveränderliche Wellenform in 24 hat eine konstante Umhüllung, und daher ist bestätigt, dass die AM-Komponenten entfernt sind. Nachfolgend wird ein anderes Beispiel der Taktschräge-Messvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Zur Vereinfachung wird ein Beispiel der Vorrichtung und des Verfahrens zum Messen der Taktschräge zwischen zwei zu prüfenden Signalen nachfolgend beschrieben. Jedoch kann die vorliegende Erfindung die Taktschrägen zwischen drei oder mehr Taktsignalen in ähnlicher Weise messen.
25 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Taktschräge-Messvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Taktschräge-Messvorrichtung 100 enthält Puffer 101 mit Signaleingängen ENB zur Auswahl, ob mehrere in einer geprüften Vorrichtung zu prüfende Taktsignale nach außerhalb des Chips oder nicht gegeben werden, eine Taktsignal-Auswahlvorrichtung 102 zur Ausgabe der zu prüfenden Taktsignale, die eines der nacheinander in diese eingegebenen Taktsignale auswählt, welche einen Taktsignal-Auswahleingang SEL hat; und eine Taktschräge-Schätzvorrichtung 103 zum Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Bezugssignal und dem von der Taktsignal-Auswahlvorrichtung ausgewählten Taktsignal für jedes der zu prüfenden Taktsignale, wodurch die Taktschräge zwischen den zu prüfenden Taktsignalen erhalten wird. Die Taktschräge-Schätzvorrichtung 103 enthält eine Zeitschätzvorrichtung 104a, die eine Kantenzeit des Bezugssignals (Bezugskantenzeit) erhält, eine andere Zeitschätzvorrichtung 104b, die eine Kantenzeit des zu prüfenden Taktsignals (geprüfte Zeit) erhält, eine Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105, die die Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit erhält, eine Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106, die die Taktschräge zwischen den zu prüfenden Taktsignalen anhand der Zeitdifferenz, die für jedes der zu prüfenden Taktsignale erhalten wurde, erhält, und eine Korrekturvorrichtung 107, die einen Wert der von der Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 erhaltenen Taktschräge korrigiert. Eine spezifische Struktur der Zeitschätzvorrichtung wird später beschrieben.
Als Nächstes wird ein Taktschräge-Messvorgang der Taktschräge-Messvorrichtung 100 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. 26 zeigt einen beispielhaften Ablauf des Taktschräge-Messverfahrens nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zuerst wird im Schritt 201 "0" zu dem Auswahleingang SEL der Taktsignal-Auswahlvorrichtung 102 geliefert, wodurch das Taktsignal CLK0 ausgewählt wird. Dann wird im Schritt 202 ein Signal, das den Pufferausgang freigibt, zu den ENB-Eingängen der Puffer 101 als ein Bezugssignal der Taktschrägemessung synchron mit der Bezugstakt kante der geprüften Vorrichtung geliefert. Dann misst die Zeitschätzvorrichtung 104a die Kantenzeit des Bezugssignals ENB im Schritt 203, und die Zeitschätzvorrichtung 104b misst im Schritt 204 die Kantenzeit des Taktsignals CLK0, das zu dem Taktausgangsstift der geprüften Vorrichtung ausgegeben wird. Im Schritt 205 erhält die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 die Zeitdifferenz zwischen der im Schritt 204 gemessenen geprüften Zeit und der im Schritt 203 gemessenen Bezugszeit. Als Nächstes wird im Schritt 206 "1" zu dem Auswahleingang SEL der Taktsignal-Auswahlvorrichtung 102 geliefert, wodurch das Taktsignal CLK1 ausgewählt wird. Dann wird im Schritt 207 das Signal, das den Pufferausgang freigibt, zu dem ENB-Eingang der Puffer 101 als das Bezugssignal der Taktschrägemessung synchron mit der Bezugstaktkante der geprüften Vorrichtung geliefert. Dann misst die Zeitschätzvorrichtung 104a die Kantenzeit des Bezugssignals ENB im Schritt 208, und die Zeitschätzvorrichtung 104b misst im Schritt 209 die Kantenzeit des Taktsignals CLK1, das zu dem Taktausgangsstift der geprüften Vorrichtung ausgegeben wird. Im Schritt 210 erhält die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 die Zeitdifferenz zwischen der im Schritt 209 gemessenen geprüften Zeit und der im Schritt 208 gemessenen Bezugszeit. Als Nächstes berechnet im Schritt 211 die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 die Taktschräge zwischen CLK0 und CLK1, indem die Differenz zwischen den in den Schritten 205 und 210 gemessenen Zeitdifferenzen erhalten wird. Schließlich korrigiert im Schritt 212 die Korrekturvorrichtung 107 die im Schritt 212 erhaltene Taktschräge, wodurch der Vorgang beendet ist. In den Schritten 205 und 210, in denen die Differenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit erhalten wird, erhält die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 diese Zeitdifferenz gemäß den Gleichungen (5) und (6). Darüber hinaus berechnet im Schritt 211, in welchem die Taktschräge zwischen CLK0 und CLK1 erhalten wird, die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 die Differenz zwischen den Zeitdifferenzen durch Verwendung der Gleichung (7). Zusätzlich korrigiert im Schritt 212 zum Korrigieren der erhaltenen Taktschräge die Korrekturvorrichtung 107 die Taktschräge mit der Differenz zwischen den Verzögerungszeiten der Leitungen (Drähte) durch Verwendung von Gleichung (8). Im Schritt 211 kann die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 den absoluten Wert von Gleichung (7) erhalten, falls erforderlich. Darüber hinaus kann Schritt 212 weggelassen werden, wenn die Leitungen für die Ausgabe der Takte in einer solchen Weise konzipiert sind, dass die Differenz zwischen den Verzögerungszeiten der Leitungen gleich null ist. Weiterhin können, um die Genauigkeit der Taktschrägemessung zu verbessern, die Schritte 201 bis 212 mehrere Male wiederholt werden, so dass ein Durchschnitt der erhaltenen Taktschrägen erhalten werden kann.
27 zeigt einen anderen beispielhaften Ablauf des Taktschräge-Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Zuerst wird im Schritt 301 "0" zu dem Auswahleingang SEL der Taktsignal-Auswahlvorrichtung 102 geliefert, wodurch CLK0 ausgewählt wird. Dann misst im Schritt 302 die Zeitschätzvorrichtung 104a den in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Systemtakt, um die Bezugskantenzeit zu erhalten. Im Schritt 303 misst die Zeitschätzvorrichtung 104b die Kantenzeit des Taktsignals CLK0, das zu dem Taktausgangsstift der geprüften Vorrichtung ausgegeben wird. Die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 erhält dann im Schritt 304 die Zeitdifferenz zwischen der im Schritt 303 gemessenen geprüften Zeit und der im Schritt 302 gemessenen Bezugszeit. Als Nächstes wird im Schritt 305 "1" zu dem Auswahleingang SEL der Taktsignal-Auswahlvorrichtung 102 geliefert, wodurch CLK1 ausgewählt wird. Dann misst im Schritt 306 die Zeitschätzvorrichtung 104a den Systemtakt, um die Bezugskantenzeit zu erhalten. Im Schritt 307 misst die Zeitschätzvorrichtung 104b die Kantenzeit des Taktsignals CLK1, das zu dem Taktausgangsstift der geprüften Vor richtung ausgegeben wird. Die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 erhält dann im Schritt 308 die Zeitdifferenz zwischen der im Schritt 307 gemessenen geprüften Zeit und der im Schritt 306 gemessenen Bezugszeit. Dann erhält im Schritt 309 die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 die Taktschräge zwischen CLK0 und CLK1, indem die Differenz zwischen den in den Schritten 304 und 308 gemessenen Zeitdifferenzen erhalten wird. Schließlich korrigiert im Schritt 310 die Korrekturvorrichtung 107 die im Schritt 309 erhaltene Taktschräge, wodurch der Vorgang beendet wird. In den Schritten 304 und 308, in denen die Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit erhalten wird, erhält die Zeitfehler-Schätzvorrichtung 105 diese Zeitdifferenz, d. h., die Schräge zwischen dem Systemtakt und dem zu messenden Taktsignal, gemäß den Gleichungen (35) und (36). Darüber hinaus berechnet im Schritt 309, in welchem die Taktschräge zwischen CLK0 und CLK1 erhalten wird, die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 die Differenz zwischen den Zeitdifferenzen durch Verwendung von Gleichung (37). Zusätzlich korrigiert im Schritt 310 zum Korrigieren der erhaltenen Taktschräge die Korrekturvorrichtung 107 die Taktschräge mit der Differenz zwischen der Verzögerungszeit der Leitungen durch Verwendung von Gleichung (38). Im Schritt 309 kann die Taktschräge-Berechnungsvorrichtung 106 den absoluten Wert von Gleichung (37) erhalten, falls erforderlich. Darüber hinaus kann Schritt 310 weggelassen werden, wenn die Leitungen für die Ausgabe der Takte in einer solchen Weise konzipiert sind, dass die Differenz zwischen den Verzögerungszeiten der Leitungen gleich null ist. Weiterhin können die Schritte 302, 303, 306 und 307 zum Erhalten der Kantezeiten der Taktsignale durch die in 29 gezeigte Prozedur ersetzt werden.
Die vorstehend erwähnten Zeitschätzvorrichtungen 104a und 104b können wie in 28 gezeigt angeordnet sein. 28 zeigt eine beispielhafte Struktur der Zeitschätzvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Zeitschätzvorrichtung 400 enthält eine Transformationsvorrichtung 401 für ein analytisches Signal, die das in diese eingegebene Taktsignal in ein komplexes analytisches Signal transformiert; eine Schätzvorrichtung 402 für eine augenblickliche Phase zum Erhalten einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals; eine Schätzvorrichtung 403 für eine lineare augenblickliche Phase zum Erhalten einer linearen augenblicklichen Phase des Eingangssignals anhand der augenblicklichen Phase; eine Schätzvorrichtung 404 für eine anfängliche Phase zum Erhalten einer idealen Kantezeit des eingegebenen Taktsignals, in dem ein anfänglicher Phasenwinkel der linearen augenblicklichen Phase erhalten wird; eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 405 zum Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase derart, dass ein augenblickliches Phasenrauschen erhalten wird; und eine Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung 406 zum Wiederabtasten nur der Daten des augenblicklichen Phasenrauschens um Nulldurchgangszeiten des reellen Teils des analytischen Signals herum und zum Ausgeben der Zeitzitterfolge des Eingangssignals. Die Transformationsvorrichtung 401 für ein analytisches Signal kann die Struktur haben, die in einer der 30, 32 und 34 gezeigt ist.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Zeitschätzvorrichtung 400 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Schätzen der Kantenzeit des zu messenden Taktsignals beschrieben. 29 zeigt einen bei spielhaften Vorgang der Zeitschätzung bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zuerst transformiert im Schritt 501 die Transformationsvorrichtung 401 für ein analytisches Signal das eingegebene zu messende Taktsignal in das analytische Signal, das vorbestimmte Frequenzkomponenten enthält, die durch diese hindurchgehen können. Dann schätzt im Schritt 502 die Schätzvorrichtung 402 für die augenblickliche Phase die augenblickliche Phase des zu messenden Signals durch Verwendung des von der Transformationsvorrichtung 401 für ein analytisches Signal erhaltenen analytischen Signals. Die Linearphasen-Schätzvorrichtung 403 schätzt dann im Schritt 503 die lineare augenblickliche Phase entsprechend einem idealen Taktsignal anhand der von der Schätzvorrichtung 402 für die augenblickliche Phase geschätzten augenblicklichen Phase. Dann erhält im Schritt 504 die Schätzvorrichtung 404 für die anfängliche Phase die ideale Kantenzeit des eingegebenen Taktsignals durch Erhalten des anfänglichen Phasenwinkels der von der Linearphasen-Schätzvorrichtung 403 geschätzten linearen augenblicklichen Phase. Im Schritt 505 schätzt die Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 405 das augenblickliche Phasenrauschen durch Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase. Schließlich tastet im Schritt 506 die Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung 406 die Daten des augenblicklichen Phasenrauschens ab, die nahe den Nulldurchgangszeiten des reellen Teils des analytischen Signals sind, um die Zeitzitterfolge zu schätzen, wodurch der Vorgang beendet ist.
Im Schritt 504, in welchem die ideale Kantenzeit des eingegebenen Taktsignals erhalten wird, erhält die Schätzvorrichtung 404 für die anfängliche Phase die ideale Kantenzeit gemäß Gleichung (22). Zusätzlich kann der Schritt 501 entsprechend einem Vorgang durchgeführt werden, der jeweils in den 31, 33 und 35 gezeigt ist.
Die in 28 gezeigte Zeitschätzvorrichtung kann als eine Schätzvorrichtung ausgebildet sein, die nur die ideale Kantenzeit des eingegebenen Taktsignals schätzt. In diesem Fall können die Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 405 zum Erhalten des augenblicklichen Phasenrauschens durch Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase und die Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung 406 zum Erhalten der Zeitzitterfolge des eingegebenen Signals aus dem augenblicklichen Phasenrauschen weggelassen werden. In gleicher Weise kann das in 29 gezeigte Zeitschätzverfahren nur die ideale Kantenzeit des eingegebenen Taktsignals schätzen. In diesem Fall können der Schritt 505 zum Schätzen des augenblicklichen Phasenrauschens durch Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase und der Schritt 506 zum Schätzen der Zeitzitterfolge aus dem augenblicklichen Phasenrauschen weggelassen werden.
30 zeigt eine beispielhafte Struktur der analytischen Transformationsvorrichtung, die in der Zeitschätzvorrichtung 400 des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels enthalten ist. Eine Transformationsvorrichtung 600 für ein analytisches Signal enthält ein Bandpassfilter 601 zum Herausziehen nur der Komponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum aus dem zu messenden Signal, wodurch eine Bandbegrenzung des zu messenden Signals erfolgt; und eine Hilbert-Transformationsvorrichtung 602 zum Durchführen einer Hilbert-Transformation des von dem Bandpassfilter 601 ausgegebenen Ausgangssignals, um Hil bert-Transformationspaare des Eingangssignals zu erzeugen. Das Bandpassfilter 601 kann ein analoges Filter oder ein digitales Filter sein, und es kann implementiert sein durch Verwendung einer digitalen Signalverarbeitung wie FFT. Zusätzlich kann das Bandpassfilter 601 in einer solchen Weise ausgebildet sein, dass das Durchlassband des Signals frei geändert werden kann.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 600 für ein analytisches Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Transformieren des zu messenden Signals in das analytische Signal, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, beschrieben. 31 zeigt einen beispielhaften Vorgang der Signaltransformation nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zuerst zieht im Schritt 701 das Bandpassfilter 601 die Frequenzkomponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum aus diesem heraus, wodurch die Bandbreite des Signals begrenzt wird. Dann wendet im Schritt 702 die Hilbert-Transformationsvorrichtung 602 die Hilbert-Transformation bei dem zu messenden Signal an, das der Bandbegrenzung unterzogen wurde, wodurch die Hilbert-Transformationspaare des Eingangssignals erzeugt werden, die dem imaginären Teil des analytischen Signals entsprechen. Schließlich gibt im Schritt 703 die Transformationsvorrichtung 600 für das analytische Signal das Ausgangssignal des Bandpassfilters 601 als den reellen Teil des analytischen Signals und das Ausgangssignal der Hilbert-Transformationsvorrichtung 702 als den imaginären Teil des analytischen Signals aus, wodurch der Vorgang beendet wird.
32 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Transformationsvorrichtung für ein analytisches Sig nal, die in der Zeitschätzvorrichtung 400 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten ist. Die Transformationsvorrichtung 800 für ein analytisches Signal enthält eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 801 zum Transformieren des zu messenden Signals in zweiseitige Spektren in der Frequenzdomäne; einen Bandbreitenbegrenzer 802 zum Herausziehen nur von Frequenzkomponenten um die positive Grundfrequenz der zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne herum; und eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 803 zum Durchführen einer inversen Transformation bei dem Ausgangssignal des Bandbegrenzers 802 in ein Signal in der Zeitdomäne. Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 801 und die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 803 können durch Anwendung der FFT bzw. der inversen FFT implementiert werden. Darüber hinaus kann der Bandbreitenbegrenzer 802 in einer solchen Weise angeordnet sein, dass das Durchlassband des Signals frei geändert werden kann.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 800 für ein analytisches Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Transformieren des zu messenden Signals in das analytische Signal, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, beschrieben. 33 zeigt einen anderen beispielhaften Vorgang der Signaltransformation nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zuerst führt im Schritt 901 die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 801 die FFT bei dem zu messenden Signal durch, wodurch das Signal in der Zeitdomäne in die zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne transformiert wird. Dann ersetzt der Bandbreitenbegrenzer 802 die negativen Frequenzkompo nenten der zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne im Schritt 902 jeweils durch null, und ersetzt dann in den einseitigen Spektren, in denen die negativen Frequenzkomponenten jeweils durch null ersetzt wurden, die anderen Frequenzkomponenten als die Frequenzkomponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum jeweils durch null, so dass im Schritt 903 nur die Komponenten um die Grundfrequenz herum verbleiben, wodurch das Signal in der Frequenzdomäne einer Bandbegrenzung unterzogen ist. Schließlich führt im Schritt 904 die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 803 eine inverse FFT bei den einseitigen Spektren durch, die einer Bandbegrenzung unterzogen wurden, so dass das Frequenzdomänensignal in das Zeitdomänensignal transformiert wird, wodurch der Vorgang beendet wird. Bei diesem Vorgang kann die Reihenfolge, in der die Schritte 902 und 903 durchgeführt werden, so geändert werden, dass der Schritt 902 dem Schritt 903 folgt. Darüber hinaus können in den Schritten 902 und 903 die negativen Frequenzkomponenten in den zweiseitigen Spektren jeweils durch null ersetzt werden, nachdem das zu messende Signal einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, indem die Frequenzkomponenten mit Ausnahme der Komponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum jeweils durch null ersetzt werden, so dass nur die Frequenzkomponenten um die Grundfrequenz herum verbleiben.
34 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die in der Zeitschätzvorrichtung 400 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthalten ist. Die Transformationsvorrichtung 1000 für ein analytisches Signal enthält einen Pufferspeicher 1001 zum Speichern des zu messenden Signals; eine Wellenformdaten- Auswahlvorrichtung 1002 zum aufeinander folgenden Herausziehen eines Abschnitts des Signals aus dem Pufferspeicher 1001 in einer solchen Weise, dass der Abschnitt des gegenwärtig herausgezogenen Signals teilweise den vorher herausgezogenen Abschnitt überlappt; eine Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1003 zum Multiplizieren des herausgezogenen Signalabschnitts mit einer Fensterfunktion; eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1004 zum Transformieren des Signalabschnitts nach der Mul-tiplikation mit der Fensterfunktion in die zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne; einen Bandbreitenbegrenzer 1005 zum Herausziehen der Frequenzkomponenten um die positive Grundfrequenz des zu messenden Signals herum aus den zweiseitigen Spektren; eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1006 zum inversen Transformieren des Ausgangssignals des Bandbreitenbegrenzers 1005 in ein Zeitdomänensignal; und eine inverse Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1007 zum Erhalten des analytischen Signals, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, durch Multiplizieren des Zeitdomänensignals mit den Reziprokwert der Fensterfunktion. Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1004 und die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1006 können implementiert werden durch Anwendung der FFT bzw. der inversen FFT. Darüber hinaus kann der Bandbreitenbegrenzer 1005 so angeordnet sein, dass das Durchlassband für das Signal frei geändert werden kann.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 1000 für ein analytisches Signal nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Transformieren des zu messenden Signals in das analytisches Signal, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, be schrieben. 35 zeigt einen anderen beispielhaften Vorgang der Signaltransformation nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Zuerst wird im Schritt 1101 das zu messende Signal in dem Pufferspeicher 1001 gespeichert. Dann wählt im Schritt 1102 die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1002 einen Abschnitt des in dem Pufferspeicher 1001 gespeicherten Signals aus und zieht diesen heraus. Im Schritt 1103 multipliziert die Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1003 den herausgezogenen Abschnitt mit der Fensterfunktion. Im Schritt 1104 führt die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1004 die FFT bei dem Abschnitt des Signals, d. h., dem teilweisen Signal durch, nachdem es mit der Fensterfunktion multipliziert wurde, wodurch das Zeitdomänensignal in die zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne transformiert wird. Dann ersetzt der Bandbreitenbegrenzer 1005 die negativen Frequenzkomponenten der zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne im Schritt 1105 jeweils durch null und ersetzt danach die Frequenzkomponenten mit Ausnahme derjenigen um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum jeweils durch null, so dass nur die Komponenten um die Grundfrequenz herum verbleiben, wodurch das Frequenzdomänensignal einer Bandbegrenzung unterzogen wird. Dann führt im Schritt 1107 die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1006 die inverse FFT bei den einseitigen Spektren in der Frequenzdomäne, nachdem diese der Bandbegrenzung unterzogen wurden, durch, so dass das Frequenzdomänensignal in das Zeitdomänensignal transformiert wird. Im Schritt 1108 multipliziert die inverse Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1007 das Zeitdomänensignal, nachdem es der inversen Transformation unterzogen wurde, mit der inversen Fensterfunktion, die bei der Multiplikation im Schritt 1103 verwendet wur de. Als eine Folge wird das analytische Signal, das der Bandbegrenzung unterzogen wurde, erhalten. Schließlich wird im Schritt 1109 geprüft, ob die Daten, die noch nicht verarbeitet wurden, in dem Pufferspeicher 1001 gespeichert sind oder nicht. Wenn die Daten, die nicht verarbeitet wurden, gespeichert sind, wählt die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1002 einen Abschnitt der Daten aufeinander folgend in einer solchen Weise aus und zieht diesen heraus, dass der gegenwärtig ausgewählte Abschnitt den vorher ausgewählten Abschnitt teilweise überlappt, und danach werden die Schritte 1103, 1104, 1105, 1106, 1107, 1108 und 1109 wiederholt. In einem Fall, dass keine Daten vorhanden sind, die nicht verarbeitet wurden, ist der Vorgang beendet. Bei diesem Vorgang kann die Reihenfolge, in der die Schritte 1105 und 1106 durchgeführt werden, so geändert werden, dass der Schritt 1105 dem 1106 folgt. Darüber hinaus können in den Schritten 1105 und 1106 die negativen Frequenzkomponenten in den zweiseitigen Spektren jeweils durch null ersetzt werden, nachdem das zu messende Signal einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, indem die Frequenzkomponenten mit Ausnahme der Komponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum jeweils durch null ersetzt wurden, so dass nur die Frequenzkomponenten um die Grundfrequenz herum verbleiben.
36 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Taktschräge-Messvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Taktschräge-Messvorrichtung 1200 hat dieselbe Struktur wie die in 25 gezeigte mit der Ausnahme, dass Analog/Digital(AD)-Wandler 1201a und 1201b zum Digitalisieren eines zu messenden Signals vorgesehen sind, um dieses in ein digitales Signal umzuwandeln. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung für dieselben Komponenten wie die in 25 gezeigten weggelassen.) Es ist wünschenswert, als AD-Wandler einen Hochgeschwindigkeits-AD-Wandler, einen Digitalisierer und ein digitales Abtastoszilloskop zu verwenden.
Als Nächstes wird der Taktschräge-Messvorgang der Taktschräge-Messvorrichtung 1200 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. 37 zeigt einen anderen Ablauf des Taktschräge-Messverfahrens nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Dieses Taktschräge-Messverfahren ist dasselbe wie das in 26 gezeigte mit der Ausnahme, dass die Schritte 1301 und 1302 vorgesehen sind, in denen das analoge Bezugssignal und das analoge zu messenden Signal einer Abtastung unterzogen werden (d. h. digitalisiert werden), um in das digitale Bezugssignal und das digitale zu messende Signal umgewandelt zu werden, mittels der AD-Wandler 1201a und 1201b. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung derselben Schritte wie der in 26 gezeigten weggelassen.)
Die Schritte zum jeweiligen Umwandeln der analogen Signale in die digitalen Signale können in dem Ablauf des in 27 gezeigten Taktschräge-Messverfahrens enthalten sein, wie in 38 gezeigt ist.
39 zeigt noch eine andere beispielhafte Struktur der Taktschräge-Messvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Taktschräge-Messvorrichtung 1400 hat dieselbe Struktur wie die in 25 gezeigte mit der Ausnahme, dass Wellenform-Abschneidvorrichtungen 1401a und 1401b vorgesehen sind zum Entfernen der AN-Komponenten aus dem Signal. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung derselben Komponenten wie der in 25 gezeigten weggelassen.)
Als Nächstes wird ein Taktschräge-Messvorgang der Taktschräge-Messvorrichtung 1400 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. 40 zeigt einen anderen Ablauf des Taktschräge-Messverfahrens nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Taktschräge-Messverfahren ist dasselbe wie das in 26 gezeigte Zittermessverfahren mit der Ausnahme, dass Schritte 1501 und 1502 vorgesehen sind, in denen die Wellenform-Abschneidvorrichtungen 1401a und 1401b die AM-Komponenten aus dem zu messenden Signal entfernen. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung derselben Schritte wie der in 26 gezeigten weggelassen.) Die Schritte zum Entfernen des zu messenden Signals können in dem Ablauf des in 27 gezeigten Taktschräge-Messverfahrens enthalten sein, wie in 41 gezeigt ist.
42 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Zeitschätzvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Die Zeitschätzvorrichtung 1600 hat dieselbe Struktur wie die in 28 gezeigte mit der Ausnahme, dass eine Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1601 vorgesehen ist für die Eingabe des augenblicklichen Phasenrauschens und die Entfernung von Niedrigfrequenzkomponenten des augenblicklichen Phasenrauschens, um das augenblickliche Phasenrauschen, nachdem die Niedrigfrequenzkomponenten entfernt wurden, zu der Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung auszugeben. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung derselben Komponenten wie der in 28 gezeigten weggelassen.)
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Zeitschätzvorrichtung 1600 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zum Schätzen der Kantenzeit des zu messenden Taktsignals beschrieben. 43 zeigt einen anderen Vorgang der Zeitschätzung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel. Diese Zeitschätzung ist dieselbe wie die in 29 gezeigte mit der Ausnahme, dass Schritt 1701 vorgesehen ist für die Schätzung des augenblicklichen Phasenrauschens und dann des Entfernens der Niedrigfrequenzkomponenten des augenblicklichen Phasenrauschens mittels der Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1601. (Zur Vereinfachung wird die Beschreibung derselben Schritte wie der in 29 gezeigten weggelassen.)
44 zeigt eine beispielhafte Anordnung eines Taktschräge-Prüfsystems, das die Taktschräge-Messvorrichtung nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet. Das Taktschräge-Prüfsystem 1800 enthält eine automatische Testausrüstung 1802 zum Liefern von Signalen zu einer geprüften Vorrichtung (DUT) 1801, und die Taktschräge-Messvorrichtung 1803 zum Messen der Taktschrägen zwischen den von der geprüften Vorrichtung ausgegebenen Taktsignalen. Die geprüfte Vorrichtung hat die Taktsignal-Auswahlvorrichtung zum Auswählen und Ausgeben der auf dem Chip verteilten Takte. Die automatische Prüfausrüstung 1802 liefert einen Niedrigfrequenz-Systemtakt zum Treiben einer Taktverteilungsschaltung, ein Steuersignal zum Steuern der Betriebsarten der geprüften Vorrichtung 1801, und ein Prüfsignal zu der geprüften Vorrichtung 1801, und sie liefert auch das Bezugssignal zu der Taktschräge-Messvorrichtung 1803. Es ist wünschenswert, dass der Systemtakt und das Bezugssignal, die zu der geprüften Vorrichtung 1801 bzw. der Taktschräge-Messvorrichtung 1803 geliefert werden, wenig Zittern enthalten. Die Taktschräge-Messvorrichtung 1803 kann in der automatischen Prüfausrüstung 1802 enthalten oder durch ein Oszilloskop oder ein anderes Messinstrument gebildet sein.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, kann bei der Vorrichtung und dem Verfahren zur Taktschrägemessung nach der vorliegenden Erfindung die Anzahl von Hochfrequenztakt-Ausgangsstiften, die die Kosten erhöhen können, zu einem Minimum gemacht werden, indem die Taktsignal-Auswahlvorrichtung auf dem Chip vorgesehen wird, wodurch die Kosten der Taktschrägeprüfung stark verringert werden können.
Obgleich die vorliegende Erfindung mittels beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass viele Änderungen und Substitutionen von dem Fachmann durchgeführt werden können, ohne dass der Geist und der Bereich der vorliegenden Erfindung, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist, verlassen wird.
Zusammenfassung
Eine Taktschräge-Messvorrichtung zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messenden Taktsignalen in einer geprüften Vorrichtung enthält: ein Taktsignal-Auswahlelement zum Empfangen von Taktsignalen und Ausgeben von diesen, indem jeweils eines der Taktsignale nacheinander ausgewählt wird; und eine Taktschräge-Schätzvorrichtung zum Empfangen eines in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Bezugssignals und der nacheinander von dem Taktsignal-Auswahlelement ausgewählten zu messenden Taktsignale, und zum Erhalten der Taktschräge zwischen den zu messenden Taktsignalen.

Claims

Taktschräge-Messvorrichtung zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messenden Taktsignalen in einer geprüften Vorrichtung, welche aufweist: ein Taktsignal-Auswahlelement, das betätigbar ist zum Empfangen der mehreren zu messenden Taktsignale und zum aufeinander folgenden Ausgeben der mehreren zu messenden Taktsignale durch Auswahl von einem der mehreren zu messenden Taktsignale; und eine Taktschräge-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Empfangen eines in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Bezugssignals und der mehreren zu messenden, von dem Taktsignal-Auswahlelement ausgegebenen Taktsignale, und zum Erhalten der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen durch Messen einer Zeitdifferenz zwischen dem empfangenen Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: mehrere Puffer, die betätigbar sind zum jeweiligen Zuführen der mehreren zu messenden Taktsignale zu dem Taktsignal-Auswahlelement; und eine Steuervorrichtung, die betätigbar ist zum Steuern, ob jeder der mehreren Puffer ein entsprechendes der mehreren zu messenden Taktsignale zu dem Taktsignal-Auswahlelement liefert oder nicht.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung eine deterministische Komponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen misst.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung eine Zufallskomponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen misst.
Taktschräge-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung enthält: eine Zeitschätzvorrichtung, die betätigbar ist, um eine Bezugszeit, die eine Kantenzeit des Bezugssignals ist, und eine geprüfte Zeit, die eine Kantenzeit von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale ist, zu erhalten; eine Zeitfehler-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist, um die Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit zu erhalten; und eine Taktschräge-Berechnungsvorrichtung, die betätigbar ist, um die Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen anhand der für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale erhaltenen Zeitdifferenz zu erhalten.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung weiterhin eine Korrekturvorrichtung enthält, die betätigbar ist, um die von der Taktschräge-Berechnungsvorrichtung erhaltene Taktschräge zu korrigieren.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Zeitschätzvorrichtung die Zeit einer ansteigenden Kante oder die Zeit einer abfallenden Kante von jeweils dem Bezugssignal und den mehreren zu messenden Taktsignalen erhält.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der die Zeitschätzvorrichtung enthält: eine Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die betätigbar ist, um jedes der mehreren zu messenden Taktsignale in ein komplexes analytisches Signal zu transformieren; eine Schätzvorrichtung für eine augenblickliche Phase, die betätigbar ist, um eine augenblickliche Phase des analytischen Signals zu erhalten; eine Schätzvorrichtung für eine lineare augenblickliche Phase, die betätigbar ist, um eine lineare augenblickliche Phase jedes der mehreren zu messenden Taktsignale auf der Grundlage der erhaltenen augenblicklichen Phase zu erhalten; und eine Schätzvorrichtung für eine anfängliche Phase, die betätigbar ist, um die Zeit einer idealen Kante von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale durch Erhalten eines anfänglichen Phasenwinkels der linearen augenblicklichen Phase zu erhalten.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der Zeitschätzvorrichtung weiterhin enthält: eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung, die betätigbar ist zum Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase, um ein augenblicklichen Phasenrauschen zu erhalten; und eine Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung, die betätigbar ist zum Wiederabtasten nur der Daten des augenblicklichen Phasenrauschens um Nulldurchgangszeiten eines reellen Teils des analy tischen Signals herum und zum Ausgeben einer Zeitzitterfolge jedes der mehreren zu messenden Taktsignale.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal enthält: ein Bandpassfilter, das betätigbar ist zum Empfangen jedes der mehreren Taktsignale und zum Herausziehen von Frequenzkomponenten um eine Grundfrequenz des empfangenen Taktsignals herum aus diesem, wodurch ein bandbegrenztes Signal ausgegeben wird; und eine Hilbert-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist, um eine Hilbert-Transformation bei dem bandbegrenzten Signal durchzuführen für die Erzeugung von Hilbert-Transformationspaaren des Taktsignals.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Transformationsvorrichtung für analytische Signal enthält: eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist zum Empfangen jedes der zu messenden Taktsignale und zum Transformieren des empfangenen Taktsignals in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne; einen Bandbreitenbegrenzer, der betätigbar ist, um aus den zweiseitigen Spektren Frequenzkomponenten um eine positive Grundfrequenz hiervon herum herauszuziehen; und eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist zum inversen Transformieren eines Ausgangssignals des Bandbreitenbegrenzers in ein Zeitdomänensignal.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal enthält: einen Pufferspeicher, zu dem jedes der mehreren zu messenden Taktsignale geliefert wird und der betätigbar ist, um das gelieferte Taktsignal zu speichern; einen Extraktionsbereich, der betätigbar ist, um einen Abschnitt des gespeicherten Taktsignals in einer solchen Weise auszuwählen und herauszuziehen, dass ein gegenwärtig herausgezogener Abschnitt einen vorher herausgezogenen Abschnitt teilweise überlappt; eine Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung, die betätigbar ist, um den herausgezogenen Abschnitt mit einer Fensterfunktion zu multiplizieren; einen Transformationsbereich, der betätigbar ist, um den multiplizierten Abschnitt in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne zu transformieren; einen Bandbreitenbegrenzer, der betätigbar ist, um aus den zweiseitigen, in die Frequenzdomäne transformierten Spektren Frequenzkomponenten um eine positive Grundfrequenz des gelieferten, zu messenden Taktsignals herum herauszuziehen; eine inverse Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist zum inversen Transformieren eines Ausgangssignals des Bandbreitenbegrenzers in ein Zeitdomänensignals; und eine inverse Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung, die betätigbar zum Multiplizieren des Zeitdomänensignals mit einem Reziprokwert der Fensterfunktion, um das analytische Signal, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, zu erhalten.
Taktschräge-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung einen Analog/Digital-Wandler enthält, der betätigbar ist zum Empfangen des Bezugssignals und jedes zu messenden Taktsignale und zum Digitalisieren des Bezugssignals und des jeweiligen zu messenden Taktsignals.
Taktschräge-Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Taktschräge-Schätzvorrichtung eine Wellenform-Abschneidvorrichtung enthält, die betätigbar ist zum Empfangen des Bezugssignals und jedes der zu messenden Taktsignale und zum Entfernen von Amplitudenmodulationskomponenten des empfangenen zu messenden Taktsignals zum Herausziehen von Phasenmodulationskomponenten des empfangenen Taktsignals.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal betätigbar ist, um eine variable Bandbreite des Durchlassbandes von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale zu haben.
Taktschräge-Messvorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Zeitschätzvorrichtung weiterhin eine Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung enthält, die betätigbar ist zum Empfangen des augenblicklichen Phasenrauschens und zum Entfernen von Niedrigfrequenzkomponenten des augenblicklichen Phasenrauschens für die Ausgabe des augenblicklichen Phasenrauschens, aus dem die Niedrigfrequenzkomponenten entfernt wurden, zu der Nulldurchgangs-Wiederabtastvorrichtung.
Taktschräge-Messverfahren zum Messen einer Taktschräge zwischen mehreren zu messenden Taktsignalen in einer geprüften Vorrichtung, welches aufweist: aufeinander folgendes Ausgeben der mehreren zu messenden Taktsignale durch Auswahl eines der mehreren zu messenden Taktsignale; und Erhalten der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen durch aufeinander folgendes Messen einer Zeitdifferenz zwischen einem in die geprüfte Vorrichtung eingegebenen Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 17, bei dem das Bezugssignal ein zu der geprüften Vorrichtung geliefertes Systemtaktsignal ist.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 17, bei dem der Ausgabe- und Auswahlschritt die Bestimmung enthält, welches der mehreren Taktsignale auszuwählen ist, auf der Grundlage des Bezugssignals.
Taktschräge-Messverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem der Taktschräge-Schätzschritt eine deterministische Komponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen misst.
Taktschräge-Messverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem der Taktschräge-Schätzschritt eine Zufallskomponente der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen misst.
Taktschräge-Messverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem der Taktschräge- Schätzschritt enthält: Erhalten einer Kantenzeit des Bezugssignals als eine Bezugszeit; Erhalten einer Kantenzeit von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale als eine geprüfte Zeit; Erhalten der Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit; und Erhalten der Taktschräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen anhand der für jedes der mehreren zu messenden Taktsignale erhaltenen Zeitdifferenz.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 22, bei dem der die Taktschräge erhaltende Schritt weiterhin die Korrektur der anhand der Zeitdifferenz erhaltenen Taktschräge enthält.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem das Erhalten der Kantenzeit die Zeit einer ansteigenden Kante oder die Zeit einer abfallenden Kante jeweils des Bezugssignals und der mehreren zu messenden Taktsignale enthält.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 22 oder 23, bei dem die Zeitschätzung enthält: Transformieren jedes der mehreren zu messenden Taktsignale in ein komplexes analytisches Signal; Erhalten einer augenblickliche Phase des analytischen Signals; Erhalten einer linearen augenblicklichen Phase jedes der mehreren zu messenden Taktsignale auf der Grundlage der erhaltenen augenblicklichen Phase; und Erhalten der Zeit einer idealen Kante von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale durch Er halten eines anfänglichen Phasenwinkels der linearen augenblicklichen Phase.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 25, bei dem das Erhalten der Kantenzeit enthält: Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase, um ein augenblickliches Phasenrauschen zu erhalten; und Wiederabtasten nur der Daten des augenblicklichen Phasenrauschens um die Nulldurchgangszeiten eines reellen Teils des analytischen Signals herum, um eine Zeitzitterfolge von jedem der mehreren zu messenden Taktsignale auszugeben.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 25, bei dem die Transformation in das komplexe analytische Signal enthält: Herausziehen von Frequenzkomponenten aus jedem der mehreren zu messenden Taktsignale um eine Grundfrequenz des Taktsignals herum, um ein bandbegrenztes Signal auszugeben; und Durchführen der Hilbert-Transformation für das bandbegrenzte Signal, um Hilbert-Transformationspaare des Taktsignals zu erzeugen.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 25, bei dem die Transformation in das komplexe analytische Signal enthält: Transformieren jedes der mehreren zu messenden Taktsignale in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne; Herausziehen von Frequenzkomponenten aus den zweiseitigen Spektren um ein positive Grundfrequenz hiervon herum; und inverses Transformieren der zweiseitigen Spekt ren, die einer Bandbegrenzung unterzogen wurden, in ein Zeitdomänensignal.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 25, bei dem die Transformation in das komplexe analytische Signal enthält: Speichern jedes der zu messenden Taktsignale; Auswählen und Herausziehen eines Abschnitts des gespeicherten Taktsignals in einer solchen Weise, dass ein gegenwärtig herausgezogener Abschnitt einen vorher herausgezogenen Abschnitt teilweise überlappt; Multiplizieren des herausgezogenen Abschnitts mit einer Fensterfunktion; Transformieren des multiplizierten Abschnitts in zweiseitige Spektren in einer Frequenzdomäne; Herausziehen von Frequenzkomponenten aus den in die Frequenzdomäne transformierten zweiseitigen Spektren um eine positive Grundfrequenz des gespeicherten zu messenden Taktsignals herum; inverses Transformieren der Spektren, die einer Bandbegrenzung unterzogen wurden, in ein Zeitdomänensignal; und Multiplizieren des Zeitdomänensignals mit eine Reziprokwert der Fensterfunktion, um das analytische Signal, das einer Bandbegrenzung unterzogen wurde, zu erhalten.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 22, bei dem das Erhalten der Zeitdifferenz zwischen der geprüften Zeit und der Bezugszeit enthält: Berechnen mehrerer Zeitdifferenzen aus der geprüften Zeit und der Bezugszeit für jedes der mehreren Taktsignale; und Erhalten eines Mittelwertes der mehreren Zeitdifferenzen, und bei dem das Erhalten der Taktschräge die Takt schräge zwischen den mehreren zu messenden Taktsignalen auf der Grundlage des Mittelwertes der mehreren Zeitdifferenzen erhält.
Taktschräge-Messverfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem das Erhalten der Taktschräge Amplitudenmodulationskomponenten aus dem Bezugssignal und jedem der mehreren zu messenden Taktsignale entfernt, um Phasenmodulationskomponenten aus diesen herauszuziehen.
Taktschräge-Messverfahren nach Anspruch 26, bei dem das Erhalten der Kantenzeit weiterhin das Entfernen von Niedrigfrequenzkomponenten aus dem augenblicklichen Phasenrauschen enthält.