DE10392148B4

DE10392148B4 - Messvorrichtung und Messverfahren

Info

Publication number: DE10392148B4
Application number: DE10392148T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Yamaguchi; Masahiro Ishida; Mani Soma; Hirobumi Musha
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2010-08-19
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JPWO2003073115A1; JP4376064B2; WO2003073680A3; US20050267696A1; JP2006504069A; JP2009103717A; WO2003073115A1; WO2003073680A2; DE10392148T5; US7305025B2; JP4216198B2; DE10392318T5; JP5183520B2

Abstract

Messvorrichtung zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist:
eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501), die betätigbar ist zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Berechnen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals; und
eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103), die betätigbar ist zum Berechnen der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung und ein Messverfahren zum Messen einer elektronischen Vorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Messvorrichtung und ein Messverfahren, die eine Zitterübertragungsfunktion, eine Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der der Prüfung unterzogenen elektronischen Vorrichtung messen. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf die nachfolgend genannte US-Patentanmeldung. Für bezeichnete Staaten, die die Einbeziehung eines Dokuments zulassen, wird der Inhalt der nachfolgend genannten Anmeldung in die vorliegende Anmeldung einbezogen, wodurch der Inhalt der nachstehenden Anmeldung ein Teil der vorliegenden Anmeldung wird.

Anmeldung Nr. PCT/US02/05901 Anmeldedatum: 26. Februar 2002

Stand der Technik
Die Zitterprüfung ist ein wichtiger Punkt für eine serielle-deserielle Kommunikationsvorrichtung. Z. B. definieren die Empfehlungen und Anforderungen von der International Telecommunication Union und Bellcore ((1) ITU-T, Recommendation G.958: Digital Line Systems Based an the Synchronous Digital Hierarchy for Use an Optical Fibre Cables, November 1994, (2) ITU-T, Recommendation O.172: Jitter and Wander Measuring Equipment for Digital Systems Which are Based an the Synchronous Digital Hierarchy (SDH), März 1999, (3) Bellcore, Generic Requirments GR-1377-Core: SONST OC-192 Transport System Genetic Criteria, Dezember 1998) Messungen der Zittertoleranz, Zittererzeugung und Zitterübertragungsfunktion.
Daher müssen VLSIs für serielle Kommunikation den in den vorgenannten Spezifikationen beschriebenen Werten genügen. Insbesondere werden bei der Zittertoleranzmessung eines Deserialisierers (a) ein sinusförmiges Zittern zu Nulldurchgängen eines Eingangsbitstroms hinzugefügt, dann (b) tastet der Desiralisierer den seriellen Bitstrom zu Zeiten in der Nähe von Entscheidungsgrenzen (Abtastaugenblicken) ab und gibt den seriellen Bitstrom als parallele Daten aus. (c) Ein Anschluss wird mit einer Bitfehlerraten-Prüfvorrichtung verbunden und seine Fehlerrate wird berechnet. (d) Diese Entscheidungsgrenze oder der Abtastaugenblick muss von einem wiedergewonnenen Takt oder aus einem aus dem Datenstrom herausgezogenen Takt erhalten werden, in welchem die Nulldurchgänge ein Zittern haben. Somit ist es aus dem Vorstehenden augenscheinlich, dass die Zittertoleranzmessung eine der schwierigsten Messungen ist.
Zuerst wird eine herkömmliche Messvorrichtung beschrieben, die eine Zitterübertragungsfunktion der der Prüfung unterzogenen Vorrichtung misst. 74 erläutert einen Fall, der Messung der Zitterübertragungsfunktion durch Verwendung einer Netzwerk-Analysevorrichtung. Die Netzwerk-Analysevorrichtung misst die Zitterübertragungsfunktion des Deserialiesers als der der Prüfung unterzogenen Vorrichtung. Ein Signalgenerator erzeugt eine Sinuswelle (Bezugsträger) mit der Frequenz f_a, die zu dem Deserialisierer geliefert wird. Die Netzwerk-Analysevorrichtung führt eine Phasenmodulation des Bezugsträgers durch eine Sinuswelle mit f_b durch. Der modulierte Träger taktet einen Impulsmustergenerator. Der Impulsmustergenerator liefert einen Bitstrom zu dem Deserialisierer.
Der Deserialisierer führt eine Serien/Parallel-Umwandlung bei dem eingegebenen seriellen Bitstrom durch, um die umgewandelten Daten als wiedergewonnene Daten mit mehreren Bits auszugeben. Der Datentakt des Musters wird der Phasenmodulation durch die von der Netzwerk-Analysevorrichtung gelieferte Sinuswelle unterzogen.
Ein wiedergewonnener Takt in den von dem Deserialisierer ausgegebenen wiedergewonnenen Daten wird mit einem Bezugstakt in der Phase verglichen, indem er mit dem Bezugstakt gemischt wird.
Die Netzwerk-Analysevorrichtung misst die Zitterübertragungsfunktion des Deserialisierers auf der Grundlage von Phasenrauschenspektrem in dem digitalen Signal, das in den Deserialisierer eingegeben wurde, und von Phasenrauschenspektren in den wiedergewonnenen Daten. In einem Fall der Messung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage eines Verhältnisses der Phasenrauschenspektren in einem anderen Bereich als den Kanten der Wellenform enthalten. Dieses Phasenrauschen verhindert die hochgenaue Messung der Zitterübertragungsfunktion.
75 erläutert einen Fall der Messung der Zitterübertragungsfunktion des Deserialisierers mittels einer Zitteranalysevorrichtung. Die Zitteranalysevorrichtung erzeugt einen Takt mit einer vorbestimmten Frequenz. Ein Synthetisierer moduliert diesen Takt. Eine Taktquelle liefert die durch die von dem Synthetisierer erzeugte Sinuswelle modulierte Taktphase zu einem Mustergenerator. Der Mustergenerator liefert Daten und Takt zu dem Deserialisierer entsprechend dem empfangenen Takt. Der Deserialisierer gibt Ausgangsdaten und den wiedergewonnenen Takt entsprechend den empfangenen Daten aus. Die Zitteranalysevorrichtung empfängt den Eingangstakt und den ausgegebenen wiedergewonnenen Takt des Deserialisierers und tastet den Eingangstakt und den ausgegebenen wiedergewonnenen Takt ab. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Bandpassfilter sowohl den Takt als auch Hochfrequenz-Zitterkomponenten eliminiert (siehe z. B. Recommendation G.825).
Als Nächstes wird das mit der periodischen Abtastung verbundene Messproblem diskutiert. Die Zitteranalysevorrichtung führt eine Abtastung für M Perioden der Eingangsdaten durch. Die Zitteranalysevorrichtung führt auch jede Abtastung bei einer um eine kleine Phase verschobenen Zeit durch. D. h., unter der Annahme, dass die Periode der Eingangsdaten gleich T ist, beträgt die Abtastperiode der Zitteranalysevorrichtung MT + T_ES. Da sowohl die Eingangsdaten als auch die ausgegebenen Daten periodische Wellenformen mit einer Periode des mehrfachen von T sind, ist das Ergebnis der Abtastung im Wesentlichen äquivalent demjenigen, das für den Fall der Abtastung mit einer Abtastperiode T_ES erhalten wird.
Die Zitteranalysevorrichtung berechnet ein Verhältnis der augenblicklichen Phasenspektren der Eingangsdaten zu den augenblicklichen Phasenspektren der ausgegebenen Daten auf der Grundlage des Abtastergebnisses und misst dann die Zitterübertragungsfunktion des Deserialisierers auf der Grundlage des so berechneten Spektrenverhältnisses. Jedoch führt die Zitteranalysevorrichtung die Abtastung mit der Abtastperiode MT + T_ES durch und zieht Daten äquivalent den Daten einer Periode heraus. Somit wird viel Zeit benötigt, um die Zitterübertragungsfunktion zu messen.
Darüber hinaus erzeugt die Zitteranalysevorrichtung die Wellenform äquivalent den Daten einer Periode aus angenähert MT/T_ES Abtastungen. Daher ist es schwierig, die Schwankung der Periode zwischen benachbarten Kanten in der Wellenform der Eingangsdaten oder der Ausgangsdaten zu messen. Die periodische Schwankung in der durch die Abtastung erzeugten Wellenform ist ein Mittelwert der Periodenschwankungen zwischen den benachbarten Kanten in M Perioden der Eingangsdaten oder der Ausgangsdaten. Daher kann die Zitteranalysevorrichtung die augenblicklichen Phasen der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten nicht genau messen, so dass es schwierig ist, die Zitterübertragungsfunktion genau zu messen.
Als Nächstes werden ein herkömmlichen Verfahren zum Messen der Bitfehlerrate und ein herkömmliches Verfahren zum Messen der Zittertoleranz beschrieben. Ge mäß einer Augendiagrammmessung kann das Leistungsvermögen der Kommunikationsvorrichtung leicht geprüft werden. 76 zeigt ein Augendiagramm. Die horizontale Augenöffnung ergibt eine Spitze-zu-Spitze-Wert des Zeitzitterns, während die vertikale Augenöffnung eine Rauschfestigkeit oder einen Rauschabstand ergibt (Edward A. Lee und David G. Messerschmitt, Digital Communication, zweite Ausgabe, Seite 192, Kluwer Academic Publishers, 1994). Bei der Messung der Zittertoleranz jedoch schwanken die Nulldurchgänge eines Eingangsbitstroms um das Zeitzittern mit einem Spitze-zu-Spitze-Wert von ein UI (Einheitsintervall), 1 UI ist gleich der Bitperiode T_D) oder mehr. (Z. B. definiert die Recommendation (1) 1,5 UI_PP.) Als eine Folge kann die Augendiagrammmessung nur ein geschlossenes Augenmuster messen. Daher wird gefunden, dass das Augendiagramm nicht auf die Zittertoleranzmessung angewendet werden kann.
Die Zittertoleranzmessung ist eine Erweiterung der Bitfehlerratenprüfung. 77 zeigt eine Anordnung für die Zittertoleranzmessung des Deserialisierers. Der Deserialisierer führt eine Serien/Parallel-Umwandlung für den eingegebenen seriellen Bitstrom durch und gibt die resultierenden Daten als z. B. wiedergewonnene 16 Bit-Daten aus. Die augenblickliche Phase Δθ[nT] des eingegebenen Bitstrom zu dem zu messenden Deserialisierer schwankt durch das sinusförmige Zittern. Es ist festzustellen, dass T eine Datenrate ist. Ein Bitfehlerraten-Prüfvorrichtung verzögert den ausgegebenen wiedergewonnenen Takt um eine geeignete zeitliche Verzögerung, um die optimalen zeitlichen Augenblicke zu erhalten, und tastet die ausgegebenen wiedergewonnenen Daten zu diesen Augenblicken ab. Durch Vergleich der abgetasteten Werte der wiedergewonnenen Daten und der diesen entspre chenden erwarteten Werte wird die Bitfehlerrate der der Serien/Parallel-Umwandlung unterzogenen Daten erhalten. Da jedoch der ausgegebene wiedergewonnene Takt aus dem seriellen Bitstrom, in welchem die Kanten schwank, herausgezogen ist, wird es schwierig, die ausgegebenen wiedergewonnenen Daten an den optimalen Abtastzeitpunkten unter der Bedingung einer großen Amplitude des angewendeten Zitterns abzutasten. Andererseits muss gemäß dem Verfahren, bei dem der Takt aus dem wiedergewonnenen Datenstrom herausgezogen wird, die Bitfehlerraten-Prüfvorrichtung eine Taktwiedergewinnungseinheit mit hohem Leistungsvermögen enthalten. Dies ergibt sich daraus, dass die Taktwiedergewinnungseinheit, die eine größere Zittertoleranz als die der in dem geprüften Deserialisierer enthaltenen Taktwiedergewinnungseinheit hat, erforderlich ist zum Messen der Zittertoleranz des geprüften Deserialisierers. Mit anderen Worten, bei der die Bitfehlerraten-Prüfvorrichtung verwendenden Zittertoleranzmessung ist es wahrscheinlich, dass die Zittertoleranz unterschätzt wird. Daher sind, um die Messung mit ausgezeichneter Wiederholbarkeit durchzuführen, eine Messerfahrung oder Know-how erforderlich.
Darüber hinaus ist bei der Zittertoleranzmessung, währen die angewendete Zittergröße mit der festen Zitterfrequenz f_J zunimmt, die minimale angewendete Zittergröße, die das Auftreten des Bitfehlers bewirkt, erhalten. Z. B. ist, um die Bitfehlerratenprüfung für eine q, 5 Gbps-Serienkommunikationsvorrichtung unter Verwendung einer Pseudozufalls-Binärfolge mit einer Musterlänge von 2²³ – 1 durchzuführen, die Prüfzeit von einer Sekunde erforderlich. Daher ist, um die Zittertoleranz durch 20maliges Ändern der zuzuführenden Zitteramplitude zu messen, eine Prüfzeit von 20 Sekunden erfor derlich.
Eine zeitliche Verschlechterung des eingegebenen Bitstroms sowie eine Amplitudenverschlechterung erhöht die Bitfehlerrate. Die zeitliche Verschlechterung entspricht der horizontalen Augenöffnung bei der Augendiagrammmessung, während die Amplitudenverschlechterung der vertikalen Augenöffnung entspricht. Daher kann durch Messen der Grade der zeitlichen Verschlechterung und der Amplitudenverschlechterung die Bitfehlerrate berechnet werden. Es ist festzustellen, dass die Zittertoleranzmessung der horizontalen Augenöffnung bei der Augendiagrammmessung entspricht. Z. B. entspricht die Verschlechterung der Amplitude des empfangenen Signals von ΔA = 10% der Herabsetzung des Rauschabstands von 20log10(100 – 10)/100 = 0,9 dB. Daher wird die Bitfehlerrate um 0,9 db erhöht. Hinsichtlich der zeitlichen Verschlechterung ΔT kann eine ähnliche Berechnung durchgeführt werden. Es ist festzustellen, dass der Prozentwert des Verhältnisses und der db-Wert relative und nicht absolute Werte sind. Um einen genauen Wert der Bitfehlerrate zu erhalten, ist eine Kalibrierung erforderlich. Hier werden die Definitionen für ΔA und ΔT von J. E. Gersbach (John E. Gersbach, Ilya I. Novof, Joseph K. Lee ”Fast Communication Link Bit Error Rate Estimator”, US-Patent Nr. 5 418 789 , 23. Mai 1995) verwendet. Die in dem vorgenannten Patent offenbarte Vorrichtung verwendet die folgende Gleichung
Um eine augenblickliche Bitfehlerrate aus ΔA, ΔT, eine lokale Taktperiode T und den Maximalwert A der Abtastungen zu den optimalen Abtastzeitpunkten zu be rechnen. Jedoch ergibt die vorgenannte Vorrichtung lediglich ein Verfahren zum Schätzen der Bitfehlerrate durch Messen der zeitlichen Verschlechterung durch ein Gaußsches Rauschzittern. Die in dem vorgenannten Patent beschriebene Vorrichtung erhält ein Histogramm von Datenkanten, führt eine Schwellenoperation durch und erhält ΔT. Diese Operation ist wirksam für ein Gaußsches Rauschzittern mit einer einzelnen Spitze. Das bei der Zittertoleranzprüfung verwendete sinusförmige Zittern hat zwei Spitzen an beiden Enden der Verteilung. Daher kann ΔT nicht erhalten werden, indem nur die einfache Schwellenoperation durchgeführt wird. Darüber hinaus schwanken bei der Zittertoleranzmessung die Nulldurchgänge durch das zeitliche Zittern von 1 UI_PP oder mehr. Als eine Folge hat das Histogramm die Verteilung, bei der die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen von benachbarten Kanten einander überlappen. Anhand eines derartigen Histogramms ist es schwierig, ΔT zu erhalten. Es ist bekannt, dass diese Histogrammoperation eine ausreichende Messgenauigkeit nicht sicherstellen kann, wenn nicht etwa 10000 Abtastungen oder mehr erhalten werden. (T. J. Yamaguchi, M. Soma, D. Halter, J. Nissen, R. Raina, M. Ishida und T. Watanabe ”Jitter Measurements of a Power PC^TM Microprocessor Using an Analytic Signal Method”, Proc. IEEE International Test Conference, Atlantic City, NJ, 3.–5. Oktober 2000). Daher ist es schwierig, die Messzeit zu verkürzen. Darüber hinaus hat K in der obigen Gleichung keinen idealen Wert. Daher muss durch Kalibrieren der augenblicklichen Bitfehlerrate mit der tatsächlichen Bitfehlerrate der anfängliche Wert für K gegeben werden. Auch muss ein Korrekturwert ΔK berechnet werden aus der Differenz zwischen dem Langzeit-Mittelwert der augenblicklichen Bitfehlerrate und der tatsächlichen Bitfehlerrate. Daher hat die herkömmliche Vorrichtung einen geringen Wirkungsgrad und erfordert eine längere Prüfzeit.
YAMAGUCHI, T. J. [u. a.]: Extraction of peak-to-peak and RMS sinusoidal jitter using an analytic signal method. In: 18^th IEEE VLSI Test Symposium 2000. Proceedings. Montreal (Canada), 30.04.2000, S. 395–402, beschreiben eine Messvorrichtung zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung. Dabei wird vorgeschlagen, die Zitterübertragungsfunktion sowie auch die Bitfehlerrate anhand des gemessenen Zitterns zu ermitteln. Die Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung wird jedoch nicht auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion berechnet und es findet lediglich eine Berechnung des Spitze-zu-Spitze-Zitterns statt. Eine Bestimmung der Bitfehlerrate mit Hilfe der Zitterübertragungsfunktion erfolgt nicht.
IN der WO 01/69328 A2 wird die Zittertoleranz definiert als Spitze-zu-Spitze-Amplitude von sinusförmigem Zittern, das an den Eingang beispielsweise einer PLL-Schaltung angelegt wird und das eine Verschlechterung der Bitfehlerrate um 1 dB bewirkt. Dies bedeutet, dass, wenn ein Zufallszittern bestimmter Stärke zugeführt wird, die gemessene Bitfehlerrate 1 dB schlechter wird als die Bitfehlerrate, die gemessen wird, wenn sinusförmiges Zittern mit derselben Amplitude zugeführt wird.
MILLER, C. M.; MCQUATE, D. J.: Jitter Analysis of High-Speed Digital Systems: In: Hewlett-Packard Journal, Vol. 46, Februar 1995, No. 1, S. 49–56, beschreiben eine Jitteranalyse, die bei digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen wie beispielsweise optischen Systemen durchgeführt wird. Derartige Analysen sind erfor derlich, um Übertragungen mit niedriger Fehlerrate zu gewährleisten.
BALDINI, J. L.; HALL, M. W.: Jitter in digital transmission systems – characteristics and measurement techniques. In: IEEE Global Telecommunication Conference, Miami. New York: IEEE, Vol. 2 CONF., November 1982, S. 658–664, untersuchen das Zitterverhalten von elektronischen Komponenten in integrierten digitalen Netzwerken. Es werden Zitterparameter definiert, Zitterquellen ermittelt und Zittermesstechniken angegeben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messvorrichtung und ein Messverfahren vorzusehen, die in der Lage sind, die vorstehenden Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Diese Aufgabe wird jeweils gelöst durch die in den Ansprüchen 1, 25, 33 und 40 beschriebenen Messvorrichtungen sowie die in den Ansprüchen 36, 37, 38, 39, 52 und 53 beschriebenen Verfahren. Vorteilhafte Weiterbildungen der jeweiligen Messvorrichtungen und Verfahren ergeben sich aus den zugeordneten Unteransprüchen.
Der Gegenstand der vorgenannten Ansprüche bezieht sich im Kern auf die Kombination einer Zeitzitter-Schätzvorrichtung, die eine Eingangszeitzitterfolge und einer Ausgangszeitzitterfolge berechnet, und einer Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung, die eine Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge berechnet.
Offenbarung der Erfindung
Um das vorgenannte Problem zu lösen, ist gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Messvorrichtung zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Die Messvorrichtung enthält: eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Berechnen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals; und eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist, um die Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge zu berechnen.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann enthalten: eine Schätzvorrichtung für augenblickliches Phasenrauschen, die betätigbar ist zum Berechnen eines augenblicklichen Phasenrauschens des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals; und eine Wiederabtastvorrichtung, die betätigbar zum Erzeugen der Ausgangszeitzitterfolge, die durch Wiederabtasten des augenblicklichen Phasenrauschens zu vorbestimmten Zeitpunkten erhalten wurde.
Die Wiederabtastvorrichtung kann das augenblickliche Phasenrauschen zu Zeitpunkten wieder abtasten, die angenähert dieselben wie die Nulldurchgangszeiten des Ausgangssignals sind.
Die elektronische Vorrichtung kann mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Zittergrößen empfangen und kann mehrere der Ausgangssignale, die jeweils den mehreren Eingangssignalen entsprechen, ausgeben, die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann die Ausgangszeitzitterfolgen entsprechend den jeweiligen Ausgangssignalen berechnen, und die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann die Zitterübertragungsfunktion weiterhin auf der Grundlage der Informationen berechnen, die mehrere Eingangszeitzitterfolgen entsprechend den mehreren Eingangssignalen anzeigen.
Die elektronische Vorrichtung kann nacheinander mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Zittergrößen empfangen und kann mehrere der Ausgangssignale, die jeweils den mehreren Eingangssignalen entsprechen, ausgeben, die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann die mehreren Eingangssignale nacheinander empfangen und kann mehrere Eingangszeitzitterfolgen der mehreren Eingangssignale berechnen, und sie kann die mehreren Ausgangssignale nacheinander empfangen und kann die Ausgangszeitzitterfolgen der jeweiligen Ausgangssignale berechnen, und die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann die Zitterübertragungsfunktion weiterhin auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolgen berechnen.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Frequenzdomä nen-Transformationsvorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Transformieren der Eingangszeitzitterfolgen und der Ausgangszeitzitterfolgen in Frequenzdomänensignale.
Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann eine Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Berechnen einer Verstärkung |H_J(f_J)| der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der folgenden Gleichung:
Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann auch eine Phasenschätzvorrichtung enthalten, die betätigbar zum Berechnen einer Phase ∠H_J(f_J) der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der folgenden Gleichung ist:
worin ΔΦ[f_J] Ausgangszeitzitterspektren des Ausgangssignals; ΔΘ[f_J] Eingangszeitzitterspektren des Eingangssignals; ΔΦ(f_J) Phasenrauschenspektren des Ausgangssignals; und ΔΘ(f_J) Phasenrauschenspektren des Eingangssignals sind.
Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann eine Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Berechnen einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der mehreren Eingangszeitzitterfolgen und der mehreren Ausgangszeitzitterfolgen.
Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion berechnen auf der Grundlage eines Ergebnisses der linearen Anpassung einer Beziehung zwischen einem Spitze-zu-Spitze-Wert eines Eingangszeitzitterns der mehreren Eingangszeitzitterfolgen und eines Spitze-zu-Spitze-Wertes eines Ausgangszeitzitterns der mehreren Ausgangszeitzitterfolgen, oder einen Effektivwert (RMS) des Ausgangszeitzitterns der Ausgangszeitzitterfolgen und einen Effektivwert eines Eingangszeitzitterns der mehreren Eingangszeitzitterfolgen.
Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann die Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzen auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Zitterzuführungseinheit enthalten, die betätigbar ist zum Liefern eines Signals, das erhalten ist durch Zuführen des gewünschten Eingangszeitzitterns zu dem Eingangssignal, zu der elektronischen Vorrichtung, und die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion schätzen auf der Grundlage des Eingangszeitzitterns, das dem Eingangssignal durch die Zitterzuführungseinheit zugeführt wurde, und des Ausgangszeitzitterns in dem Ausgangssignal.
Die Zitterzuführungseinheit kann ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal als das Eingangszeitzittern führen.
Die Zitterzuführungseinheit kann das Eingangszeitzittern durch Modulieren einer Phase des Eingangssignals zuführen.
Die Zitterzuführungseinheit kann das Eingangszeitzittern durch Modulieren einer Frequenz des Eingangssignals zuführen.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Taktwiedergewinnungseinheit enthalten, die betätigbar ist zum Erzeugen eines wiedergewonnenen Taktsignals des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals, und die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann das Ausgangszeitzittern auf der Grundlage des wiedergewonnenen Taktsignals schätzen.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann enthalten: eine Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die betätigbar ist zum Transformieren des Ausgangssignals in ein komplexes analytisches Signal; eine Schätzvorrichtung für augenblickliche Phase, die betätigbar ist zum Schätzen einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals auf der Grundlage des analytischen Signals; eine Schätzvorrichtung für eine lineare augenblickliche Phase, die betätigbar ist zum Schätzen einer linearen augenblicklichen Phase des Ausgangssignals auf der Grundlage einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals; eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung, die betätigbar ist zum Berechnen eines augenblicklichen Phasenrauschens, das erhalten wurde durch Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase auf der Grundlage der augenblicklichen Phase und der linearen augenblicklichen Phase; und eine Wiederabtastvorrichtung, die betätigbar ist zum Empfangen des augenblicklichen Phasenrauschens, Wiederabtasten des augenblicklichen Phasenrauschens und Berechnen einer Zeitzitterfolge des Ausgangssignals.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann weiterhin eine Niedrigfrequenz-Phasenrauschen-Entfernungsvorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Empfangen des augenblicklichen Phasenrauschen, kann Niedrigfrequenzkomponenten des augenblicklichen Phasenrauschens entfernen und kann das augenblickliche Phasenrauschen ohne Niedrigfrequenzkomponente zu der Wiederabtastvorrichtung liefern.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann weiterhin einen Analog/Digital-Wandler enthalten, der betätigbar ist zum Umwandeln des Ausgangssignals in ein digitales Signal und der das digitale Signal zu der Transformationsvorrichtung für das analytische Signal liefern kann, und die Transformationsvorrichtung für das analytische Signal kann das analytische Signal auf der Grundlage des digitalen Signals erzeugen.
Die Wiederabtastvorrichtung kann nur Daten des augenblicklichen Phasenrauschens nahe den Nulldurchgangszeiten des empfangenen Signals wieder abtasten, in die das augenblickliche Phasenrauschen eingegeben wird.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann das Eingangsdatentaktsignal schätzen zum Erzeugen des Eingangsdatensignals, das zu der elektronischen Vorrichtung gegeben wird, und die Zeitzitterfolge des Ausgangsdatensignals, das von der elektronischen Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Eingangsdatensignal ausgegeben wird. Die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung kann die Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdatentaktsignal und dem Ausgangsdatensignal schätzen auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung geschätzten Zeitzitterfolge.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann eine Zeitzitterfolge eines Eingangsdatensignals, das zu der elektronischen Vorrichtung gegeben wird, und eines Ausgangsdatensignals, das von der elektronischen Vorrichtung ausgegeben wird, Schätzen in Abhängigkeit von dem Eingangsdatensignal, und die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung kann eine Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdatensignal und dem Ausgangsdatensignal auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung geschätzten Zeitzitterfolge messen.
Die elektronische Vorrichtung kann serielle Daten als das Eingangsdatensignal empfangen, und sie kann parallele Daten als das Ausgangsdatensignal von Ausgangsstiften ausgeben, wobei die Anzahl von Ausgangsstiften vorbestimmt ist, die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann die Ausgangszeitzitterfolge des Ausgangsdatensignals entsprechend den von einem bestimmten Ausgangsstift der Ausgangsstifte ausgegebenen Daten schätzen, und die Eingabeeinheit kann das Eingangsdatensignal zu der elektronischen Vorrichtung liefern, in der ein Bit der Musterdaten entsprechend dem bestimmten Ausgangsstift aus den Ausgangsstiften abwechselnd 1 (hoch) und 0 (niedrig) wiederholt wird.
Die Eingabeeinheit kann das Eingangsdatensignal zu der elektronischen Vorrichtung liefern, in welchem Bits der Musterdaten abwechselnd 1 und 0 wiederholt werden mit derselben Anzahl wie der der Ausgangsstifte.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Die Messvorrichtung enthält eine Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung kann die Bitfehlerrate weiterhin auf der Grundlage einer Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzen.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Messen der Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Die Messvorrichtung enthält eine Zittertoleranz-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung kann die Zittertoleranz weiterhin auf der Grundlage einer Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzen.
Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung kann einen groben Wert der Zittertoleranz auf der Grundlage der Verstärkungsschätzung der Zitterübertragungsfunktion schätzen. Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Signaleingabevorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Eingeben der mehreren Eingangssignale in die elektronische Vorrichtung, zu denen zeitliches Zittern mit unterschiedlichen Amplituden in der Nähe eines Amplitudenwertes in Übereinstimmung mit dem groben Wert der Zittertoleranz nacheinander zugeführt wird, und einen Bitfehlerdetektor, der betätigbar ist zum Erfassen des Bitfehlers in dem Ausgangssignal durch Vergleichen jedes Bits eines Bezugssignals, welches die elektronische Vorrichtung auszugeben hat als Antwort auf das Eingangssignal, dem das zeitliche Zittern zugeführt ist, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung in Übereinstimmung mit dem Eingangssignal ausgibt. Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung kann den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns schätzen, über welchem der Bitfehlerdetektor die Erfassung des Bitfehlers in dem Ausgangssignal beginnt. Dieses Eingangszeitzittern entspricht der Zittertoleranz.
Der Bitfehlerdetektor kann von der elektronischen Vorrichtung ausgegebene Datensignale an der ansteigenden Kante des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Taktsignals abtasten, kann das Datensignal in eine Folge logischer Werte (Datenfolge) umwandeln, und kann jedes Bit der erfassten Datenfolge mit jedem Bit des gegebenen Bezugssignals vergleichen.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Zitterzuführungseinheit enthalten, die betätigbar ist zum Liefern eines ersten Prüfsignals, zu dem ein zeitliches Zittern geführt ist, zu der elektronischen Vorrichtung, wobei das zeitliche Zittern eine Amplitude entsprechend der von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung geschätzten Zittertoleranz hat; eine Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem ersten Prüfsignal ausgegebenen Ausgangssignals, gegenüber einem idealen Zeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung gemäß dem ersten Prüfsignal auszugeben hat; und eine Beurteilungseinheit die betätigbar ist zum Beurteilen, ob die Zittertoleranz ein rechter Wert ist, auf der Grundlage der Zitterverzerrung.
Wenn die Beurteilungseinheit feststellt, dass die von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung geschätzte Zittertoleranz nicht ein rechter Wert ist, kann die Zitterzuführungseinheit ein zweites Prüfsignal, zu dem ein Zeitzittern zugeführt ist, zu der elektronischen Vorrichtung liefern, wobei das Zeitzittern eine kleiner Amplitude als das erste Prüfsignal hat; die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung kann die Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem zweiten Prüfsignal ausgegebenen Ausgangssignals schätzen, gegenüber einem idealen Zeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung gemäß dem zweiten Prüfsignal auszugeben hat; und die Beurteilungseinheit kann die Zittertoleranz auf der Grundlage der von der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung geschätzten Zitterverzerrung und entsprechend dem zweiten Prüfsignal neu schätzen.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Die Messvorrichtung enthält: eine Zeitschätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen einer Eingangszeitfolge eines Eingangssignals zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung und einer Ausgangszeitfolge eines Ausgangssignals, das von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegeben wird; eine Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Berechnen von Zeitdifferenzen zwischen der Eingangszeitfolge und der Ausgangszeitfolge; und eine Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Zeitdifferenzen.
Die Zeitschätzvorrichtung kann die Eingangszeitfolge und die Ausgangszeitfolge schätzen auf der Grundlage einer Nulldurchgangs-Zeitfolge von ansteigenden Kanten oder abfallenden Kanten des Eingangssignals und des Ausgangssignals.
Die Zeitschätzvorrichtung kann enthalten: eine Transformationsvorrichtung für ein analytisches Signal, die betätigbar ist zum Transformieren des Eingangssignals und des Ausgangssignals in komplexe analytische Signale; eine Schätzvorrichtung für die augenblickliche Phase, die betätigbar ist zum Berechnen augenblicklicher Phasen der analytischen Signale; und eine Wiederabtastvorrichtung, die betätigbar ist zum Wiederabtasten der augenblicklichen Phase, um Zeitfolgen des Eingangssignals und des Ausgangssignals zu erzeugen.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Das Messverfahren enthält: einen Zeitzitter-Schätzschritt zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Berechnen einer Ausgangszeitzitterfolge, die ein Mehrfaches Ausgangszeitzittern eines Ausgangssignals anzeigt, basierend auf dem von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignal; und einen Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt zum Berechnen der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Das Messverfahren enthält einen Bitfehlerraten-Schätzschritt zum Schätzen der Bitfehlerrate der e lektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren zum Messen der Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Das Messverfahren enthält einen Zittertoleranz-Schätzschritt zum Schätzen der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung vorgesehen. Das Messverfahren enthält: Schätzen einer Eingangszeitfolge eines Eingangssignals zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung und einer Ausgangsschätzfolge eines Ausgangssignals, das von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegeben wird; Berechnen der Zeitdifferenzen zwischen der Eingangszeitfolge und der Ausgangszeitfolge; und Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Zeitdifferenzen.
Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Messvorrichtung zum Messen der Zuverlässigkeit einer elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern vorgesehen. Die Messvorrichtung enthält: eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf ein Eingangssignal, dem ein Eingangszeitzittern zugeführt ist, ausgegebenen Ausgangssignals; eine Zitterverzerrungs- Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, gegenüber einem idealen Zeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal auszugeben hat, auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge; und eine auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern auf der Grundlage der Zitterverzerrung.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Zitterzuführungseinheit enthalten, die betätigbar ist zum Zuführen des Eingangszeitzitterns mit einer gewünschten Amplitude zu dem Eingangssignal und zum Liefern des Eingangssignals zu der elektronischen Vorrichtung, und die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung kann die Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern über die Amplitude des Eingangszeitzitterns schätzen.
Die Zitterzuführungseinheit kann die mehreren Eingangssignale mit unterschiedlichen Amplituden des Eingangszeitzitterns zu der elektronischen Vorrichtung liefern, und die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung kann die Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung schätzen auf der Grundlage der Zitterverzerrung jeweils des Ausgangszeitzitterns gegenüber den mehreren Eingangssignalen.
Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung kann einen groben Wert der Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns schätzen.
Die Messvorrichtung enthält weiterhin eine Signaleingabevorrichtung, die betätigbar ist zur Eingabe der Eingangssignale, denen Zeitzittern mit unterschiedlichen Amplituden in der Nähe eines Amplitudenwertes gemäß dem groben Wert der Zittertoleranz nacheinander zugeführt ist, in die elektronische Vorrichtung, und einen Bitfehlerdetektor, der betätigbar ist zum Erfassen des Bitfehlers in dem Ausgangssignal durch Vergleich jedes Bits eines Bezugssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal, dem das Zeitzittern zugeführt ist, auszugeben hat, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung entsprechend dem Eingangssignal ausgibt. Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung kann den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns schätzen, oberhalb welchem der Bitfehlerdetektor mit der Erfassung des Bitfehlers in dem Ausgangssignal beginnt. Dieses Eingangszeitzittern entspricht der Zittertoleranz.
Die Messvorrichtung kann weiterhin eine Signaleingabevorrichtung enthalten, die betätigbar ist zum Zuführen eines Eingangszeitzitterns zu dem Eingangssignal, sowie einen Bitfehlerdetektor, der betätigbar ist zum Erfassen des Bitfehlers in dem Ausgangssignal durch Vergleich jedes Bits eines Bezugssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal, dem das Zeitzittern zugeführt ist, auszugeben hat, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung gemäß dem Eingangssignal ausgibt. Die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung kann selektiv eine Amplitude des Eingangszeitzitterns ändern, bis der Bitfehlerdetektor den Bitfehler erfasst, und sie kann den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns schätzen, oberhalb welchem der Bitfehlerdetektor mit der Erfassung des Bitfehlers beginnt. Dieses Eingangszeitzittern gibt die Zittertoleranz. Alternativ kann die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung selektiv die Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns berechnen.
Der Bitfehlerdetektor tastet das von der elektronischen Vorrichtung ausgegebene Datensignal ab an der ansteigenden Kante des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Taktsignals, kann das Datensignal in eine Folge logischer Werte (Datenfolge) umwandeln, und kann jedes Bit der erfassten Datenfolge mit jedem Bit des gegebenen Bezugsmustersignals vergleichen.
Die Zitterzuführungseinheit kann ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinzuführen, und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung kann ein Zitterhistogramm der Ausgangszeitzitterfolge erzeugen, und sie kann die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterhistogramms berechnen.
Die Zitterzuführungseinheit kann ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal hinführen, und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung kann ein Zitterspektrum der Ausgangszeitzitterfolge schätzen, und sie kann die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterspektrums berechnen.
Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung kann die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns schätzen auf der Grundlage des Verhältnisses des Grundfrequenzinhalts des Zitterspektrums, mit derselben Frequenz wie der des sinusförmigen Zitterns, und des harmonischen Inhalts des Grundfrequenzinhalts in dem Zitterspektrum.
Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung kann die Amplitude des Ausgangszeitzitterns schätzen gegenüber den mehreren sinusförmigen Zittervorgängen mit unterschiedlicher Amplitude, und das auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung kann die Zittertoleranz auf der Grundlage der Amplitude des sinusförmigen Zitterns schätzen, wobei die Amplitude des Ausgangszeitzitterns als Antwort auf die Amplitude des sinusförmigen Zitterns nicht linear wird.
Die Zitterzuführungseinheit kann das Eingangssignal zu der elektronischen Vorrichtung liefern, wobei die mehreren sinusförmigen Zittervorgänge mit unterschiedlicher Frequenz dem Eingangssignal zugeführt sind, und die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung kann die Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber dem Zittern bei jeder Frequenz des sinusförmigen Zitterns schätzen.
Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung kann enthalten: eine Periodenzitter-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen einer Periodenzitterfolge des Ausgangssignals, eine Idealkantenzeit-Schätzvorrichtung, die betätigbar ist zum Schätzen der Durchschnittsperiode der Periodenzitterfolge, und eine Kantenzeitfehler-Schätzeinheit, die betätigbar ist zum Schätzen der Ausgangszeitzitterfolge auf der Grundlage der Durchschnittsperiode der Periodenzitterfolge und der Periodenzitterfolge.
Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Messverfahren zum Messen der Zuverlässigkeit einer elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern vorgesehen. Das Messverfahren enthält: einen Zeitzitter-Schätzschritt zum Schätzen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf ein Eingangssignal, dem ein Eingangszeitzittern zugeführt ist, ausgegebenen Ausgangssignals; einen Zitterverzerrungs-Schätzschritt zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals, gegenüber einem idealen Zeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge auszugeben hat; und einen auf das Zittern bezogenen Übertragungsstraf-Schätzschritt zum Schätzen der Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern auf der Grundlage der Zitterverzerrung.
Die Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 illustriert eine beispielhafte Struktur einer Messvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 zeigt eine beispielhafte Struktur der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101.
4 ist ein Flussdiagramm für ein Beispiel des Zitterübertragungsfunktions-Schätzschrittes S201.
5 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101.
6 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels des Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritts S201.
7 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S223.
8 zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Eingangszeitzitterwert und dem Ausgangszeitzitterwert.
9 zeigt ein Beispiel für die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501.
10 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Schritt der Zeitzitterschätzung S221.
11 zeigt ein Beispiel für das Ausgangssignal x(t), das von der DUT ausgegeben wird.
12 zeigt ein Beispiel für das analytische Signal z(t), das von der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal er zeugt wird.
13 zeigt ein Beispiel für die augenblickliche Phase ϕ(t), die von der Schätzvorrichtung 720 für die augenblickliche Phase berechnet wird.
14 zeigt ein Beispiel für die abgewickelte augenblickliche Phase ϕ(t).
15 zeigt ein Beispiel für die augenblickliche lineare Phase ϕ(t).
16 zeigt ein Beispiel für das augenblickliche Phasenrauschen Δϕ(t).
17 zeigt ein Beispiel für die Zeitzitterfolge Δϕ[n].
18 zeigt einen beispielhaften reellen des analytischen Signals z(t).
19 zeigt ein Beispiel der von der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 berechneten Bitfehlerrate.
20 zeigt das Ausrichtungszittern in dem schlechtesten Fall.
21 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Frequenz des Eingangszeitzitterns und der Zittertoleranz.
22 zeigt ein Beispiel für die Phasenrauschenspektren.
23 zeigt ein anderes Beispiel der Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501.
24 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Schritt der Zeitschätzung S221 zeigt.
25 zeigt ein Beispiel für das von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangene Signal.
26 zeigt ein Beispiel für das Signal, aus dem die Amplitudenmodulationskomponenten entfernt wurden.
27 zeigt noch ein Beispiel für die andere Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501.
28 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Schritt der Zeitschätzung S221 zeigt.
29 zeigt ein anderes Beispiel für die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501.
30 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für die Zeitzitterschätzung S221 zeigt.
31 zeigt eine beispielhafte Struktur für die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal.
32 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für den Transformationsschritt S801 für das analytische Signal zeugt.
33 zeigt eine andere beispielhafte Struktur für die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal.
34 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Transformationsschritt S801 für das analytische Signal zeigt.
35 zeigt ein Beispiel für das von der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal empfangene Signal.
36 zeigt ein Beispiel für das Signal X(f) in der Frequenzdomäne.
37 zeigt ein Signal Z(f) in der Frequenzdomäne, dessen Bandbreite beschränkt wurde.
38 zeigt das analytische Signal z(t), für das die Bandbreite beschränkt wurde.
39 zeigt ein anderes Beispiel für die Struktur der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal.
40 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für den Transformationsschritt S801 für das analytische Signal.
41 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Phasendifferenz-Schätzschritt S2301, der mit Bezug auf 7 beschrieben wurde.
42 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für den Phasendifferenz-Schätzschritt S2301, der mit Bezug auf 7 beschrieben wurde.
43 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100.
44 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für das Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
45 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100.
46 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für das Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung.
47 zeigt eine beispielhafte Struktur des DUT.
48 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100.
49 zeigt beispielhafte Eingangs- und Ausgangssignale.
50 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für das Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
51 illustriert eine beispielhafte Struktur der Zeitschätzvorrichtung 3100.
52 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Zeitschätzschritt S3201.
53 zeigt ein Beispiel für das ideale und das tatsächliche Signal des Ausgangssignals.
54 zeigt die Prüfzeit der Messvorrichtung 100 und die einer herkömmlichen Bitfehlerraten-Messvorrichtung.
55 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzahl der Änderungen der zugeführten Zittergröße und der gemessenen Zittertoleranz in der Messvorrichtung 100.
56 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100.
57 illustriert Beispiele für Musterdaten, die von einem Mustergenerator 4012 erzeugt wurden.
58 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101.
59 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Zeitzitter-Schätzschritt S221 zeigt.
60 ist ein Beispiel für eine Kurve der Bitfehlerrate.
61 ist eine beispielhafte Messung der Zittertoleranz.
62 ist eine andere beispielhafte Struktur einer Zittertoleranz-Messvorrichtung als ein Beispiel der Messvorrichtung 100.
63 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Messverfahren zum Messen der DUT 3000 zeigt.
64 ist eine beispielhafte Messung der Zittertoleranz.
65 ist eine beispielhafte Struktur einer Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100.
66 ist eine andere beispielhafte Messung der Zittertoleranz.
67 ist ein anderes Beispiel für das Zitterspektrum eines Ausgangszeitzitterns eines Ausgangssignals, das von der DUT 3000 in dem Fall, in welchem dem Eingangssignal ein sinusförmigen Zittern zugeführt wird, auszugeben ist.
68 ist ein Zitterhistogramm des Ausgangszeitzitterns in dem Fall, in welchem die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das dem Eingangssignal zugeführt wird, in der linearen Domäne ist, beschrieben mit Bezug auf 64.
69 ist ein Zitterhistogramm des Ausgangszeitzitterns in dem Fall, in welchem die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das dem Eingangssignal zugeführt wird, in der nicht linearen Domäne ist, beschrieben mit Bezug auf 64.
70 ist eine andere beispielhafte Struktur einer Zittertoleranz-Messvorrichtung als ein Bei spiel für die Messvorrichtung 100.
71 zeigt noch ein anderes Beispiel für eine Konfiguration der Messvorrichtung 100.
72 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte die Arbeitsweise der Messvorrichtung 100 zeigt.
73 zeigt noch ein anderes Beispiel für die Konfiguration der Messvorrichtung 100.
74 erläutert den Fall der Messung der Zitterübertragungsfunktion durch Verwendung einer Netzwerk-Analysevorrichtung.
75 erläutert den Fall der Messung der Zitterübertragungsfunktion des Deserialisers mittels einer Zitter-Analysevorrichtung.
76 zeigt ein Augendiagramm.
77 zeigt die Anordnung der Zittertoleranzmessung des Deserialisers.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben, die den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen, die in dem Ausführungsbeispiel beschrieben werden, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
1 illustriert eine beispielhafte Struktur einer Messvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Messvorrichtung 100 berechnet eine Bitfehlerrate einer Schaltung, einer elektronischen Vorrichtung oder eines einer Prüfung zu unterziehenden Systems (nachfolgend einfach als DUT bezeichnet). Die Messvorrichtung 100 enthält eine Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101, die betätigbar ist zum Messen der Zitterübertragungsfunktion der DUT, und eine Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102, die betätigbar ist zum Schätzen der Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der von der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 gemessenen Zitterübertragungsfunktion. Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 schätzt die Bitfehlerrate der DUT beispielsweise auf der Grundlage der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion. Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 kann die Bitfehlerrate der DUT weiterhin auf der Grundlage der Phase der Zitterübertragungsfunktion oder weiterhin auf der Grundlage des internen Rauschens der DUT schätzen.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Messverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Zuerst wird die Zitterübertragungsfunktion der DUT im Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S201 geschätzt. Der Schritt S201 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101, die mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Der Schritt S201 kann durchgeführt werden durch Verwendung der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101. Dann wird die Bitfehlerrate der DUT im Bitfehlerraten-Schätzschritt S202 geschätzt auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion der DUT. Der Schritt S202 hat dieselbe oder ähnliche Funktion wie die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102, die mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Der Schritt S202 kann durchgeführt werden durch Verwendung der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102.
3 zeigt eine beispielhafte Struktur der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101. Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 enthält eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, die eine Ausgangszeitzitterfolge berechnet, die das Ausgangszeitzittern eines von der DUT als Antwort auf ein in die DUT eingegebenes Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals anzeigt, und eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung 103, die die Zitterübertragungsfunktion der DUT auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge berechnet. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 kann ein wiedergewonnenes Taktsignal entsprechend dem Ausgangssignal der DUT als das Ausgangssignal der DUT empfangen. Die Einzelheiten der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 werden später beschrieben. Darüber hinaus kann die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 ein ausgegebenes augenblickliches Phasenrauschen des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals berechnen. Selbst in diesem Fall kann die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 die Zitterübertragungsfunktion unter Verwendung des ausgegebenen augenblicklichen Phasenrauschens anstelle der ausgegebenen Zeitzitterfolge berechnen.
Darüber hinaus hat die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung 103 die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502, die die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge schätzt. Bei diesem Beispiel berechnet die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion. Ein Verfahren zum Berechnen der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion wird später beschrieben.
Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 schätzt die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der DUT auf der Grundlage eines zeitlichen Zitterns in dem Eingangssignal und eines zeitlichen Zitterns in dem Ausgangssignal. Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 empfängt zum Beispiel Informationen, die das Eingangszeitzittern in dem Eingangssignal anzeigen, und die von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 berechnete Ausgangszeitzitterfolge.
Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 schätzt die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der DUT auf der Grundlage der empfangenen Informationen, die das Eingangszeitzittern anzeigen, und der so geschätzten Ausgangszeitzitterfolge. In diesem Fall berechnet die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 den Ausgangszeitzitterwert aus der Zeitzitterfolge des Ausgangssignals. Z. B. berechnet die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 Spitzenwerte oder Effektivwerte des Ausgangszeitzitterns als die Ausgangszeitzitterwerte auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolgen. Alternativ kann die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 die Zeitzitterfolge des Eingangssignals und die Zeitzitterfolge des Ausgangssignals empfangen und die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion schätzen. In diesem Fall kann die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 die Eingangszeitzitterwerte aus den Eingangszeitzitterfolgen berechnen und sie kann die Ausgangszeitzitterwerte aus den Ausgangszeitzitterfolgen berechnen.
4 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S201. Der Schritt S201 berechnet die Zeitzitterfolge des Ausgangssignals im Zeitzitterschritt S221. Der Schritt S221 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, und kann durch die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 durchgeführt werden. Der Schritt S221 kann die Zeitzitterfolge des Eingangssignals berechnen.
Dann wird im Schritt der Berechnung eines Zeitzitterwertes S222 der Zeitzitterwert auf der Grundlage der Zeitzitterfolge berechnet. Der Schritt S222 kann die Zeitzitterwerte auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolgen berechnen, oder er kann sowohl die Zeitzitterwerte des Ausgangssignals als auch die Zeitzitterwerte des Eingangssignals auf der Grundlage der Eingangszeitfolgen und der Ausgangszeitzitterfolgen berechnen. Z. B. kann der Schritt S222 den Effektivwert oder den Spitze-zu-Spitze-Wert der Zeitzitterfolge als den Zeitzitterwert berechnen.
Dann wird im Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S223 die Zitterübertragungsfunktion berechnet. Der Schritt S223 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung 103, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, und kann durch die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung 103 durchgeführt werden.
5 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101. In der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 nach diesem Beispiel enthält die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung 103 die Struktur derjenigen, die mit Bezug auf 3 beschrieben ist, und eine Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503. Darüber hinaus enthält die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 mehrere Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501. Eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 berechnet die Eingangszeitzitterfolge des Eingangssignals, während die anderen Zeitzitter-Schätzvorrichtungen 501 die Ausgangszeitzitterfolgen berechnen.
Die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 berechnet die Phasendifferenz zwischen dem Eingangszeitzittern und dem Ausgangszeitzittern auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge. D. h., die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 berechnet die Phase der Zitterübertragungsfunktion. Z. B. berechnet die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phase der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der folgenden Gleichung.
Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 berechnet die Bitfehlerrate der DUT weiterhin auf der Grundlage der Phase der Zitterübertragungsfunktion. Das Verfahren der Berechnung der Bitfehlerrate auf der Grundlage der Phase der Zitterübertragungsfunktion wird später beschrieben.
In der die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 nach diesem Beispiel verwendenden Messvorrichtung 100 berechnet die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der Verstärkung und der Phase der Zitterübertragungsfunktion.
6 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für den Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S201. Der Schritt S201 berechnet die Eingangszeitzitterfolge in dem Eingangszeitzitterfolgen-Schätzschritt S241. Dann wird im Schritt S242 zur Berechnung des Eingangszeitzitterwertes der Eingangszeitzitterwert berechnet. Dann wird die Ausgangszeitzitterfolge im Ausgangszeitzitterfolgen-Schätzschritt S243 berechnet, und danach wird der Ausgangszeitzitterwert im Ausgangszeitzitterwert-Berechnungsschritt S244 berechnet. Dann wird im Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S245 die Zitterübertragungsfunktion geschätzt. Die Schritte S241 und S243 berechnen die Zeitzitterfolgen in einer ähnlichen Weise wie der mit Bezug auf 4 beschriebene Zeitzitterschätzschritt S221. Darüber hinaus berechnen die Schritte S242 und S244 die Zeitzitterwerte in einer ähnlichen Weise wie der mit Bezug auf 4 beschriebene Zeitzitterwert-Berechnungsschritt S222. Weiterhin berechnet der Schritt S245 die Zitterübertragungsfunktion in einer ähnlichen Weise wie der mit Bezug auf 4 beschriebene Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S223.
7 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S223. Im Zitterverstärkungs-Schätzschritt S261 wird die Verstärkung der Zitterübertragung berechnet auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge. Der Schritt S261 berechnet die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion durch Verwendung desselben oder eines ähnlichen Verfahrens wie die in 5 beschriebene Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502. Der Schritt S261 kann durch die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 durchge führt werden.
Darüber hinaus wird in dem Phasendifferenz-Schätzschritt S2301 die Phase der Zitterübertragungsfunktion berechnet auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge. Der Schritt S2301 berechnet die Phase der Zitterübertragungsfunktion durch Verwendung desselben oder eines ähnlichen Verfahrens wie das der in 5 beschriebenen Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503. Der Schritt S2301 kann durch die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 durchgeführt werden.
Darüber hinaus können in dem Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S223 jeweils der Zitterverstärkungs-Schätzschritt S261 oder der Phasendifferenz-Schätzschritt S2301 vor dem jeweils anderen durchgeführt werden, oder sie können gleichzeitig durchgeführt werden.
8 zeigt ein Beispiel für die Beziehung zwischen dem Eingangszeitzitterwert und dem Ausgangszeitzitterwert. Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 berechnet mehrere Eingangszeitzitterwerte und mehrere Ausgangszeitzitterwerte auf der Grundlage von Einganszeitzitterfolgen mehrerer Eingangssignale, die jeweils unterschiedliche Zittergrößen haben, und der Ausgangszeitzitterfolge in dem Ausgangssignal entsprechend dem jeweiligen Eingangssignal. Beispielsweise berechnet die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 den Effektivwert oder den Spitze-zu-Spitze-Wert der Zeitzitterfolge als den Zeitzitterwert.
Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 schätzt die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion. Ge nauer gesagt, Eingangssignale mit unterschiedlichen Zittergrößen werden nacheinander zu der DUT geliefert, und die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 schätzt die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge jedes Eingangssignals und der Ausgangszeitzitterfolge entsprechend diesem Eingangssignal.
Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 führt eine lineare Anpassung für die Beziehung zwischen mehreren Eingangszeitzitterwerten und den Ausgangszeitzitterwerten durch, wie in 8 gezeigt ist, und berechnet dann eine Neigung der geraden Linie als die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der DUT, wobei eine lineare Beziehung zwischen den beiden gegeben ist. In der folgenden Beschreibung wird die Zitterübertragungsfunktion der DUT beschrieben.
Wenn ein eingegebenes augenblickliches Phasenrauschen des Eingangssignals Δθ(nT_s) und ein ausgegebenes augenblickliches Phasenrauschen des Ausgangssignals Δϕ(nT_s) durch die Fourier-Transformation in die Frequenzdomäne transformiert werden, werden die folgenden Phasenrauschenspektren erhalten.
worin f_J eine Zitterfrequenz (gegenüber der Taktfrequenz versetzte Frequenz) ist, und T_s eine Abtastperiode ist.
In einem Fall, in welchem die Abtastperiode T_s gleich der Taktperiode T der Taktwiedergewinnungseinheit der DUT gemacht ist und das augenblickliche Phasenrauschen in der Nähe der Nulldurchgänge (ansteigende Kanten oder abfallende Kanten) abgetastet wird, werden das Eingangszeitzittern Δθ[nT] und das Ausgangszeitzittern Δϕ[nT] erhalten. Wenn Δθ[nT] und Δϕ[nT] durch Verwendung der Fourier-Transformation in die Frequenzdomäne transformiert werden, werden die folgenden Zeitzitterspektren erhalten:
Da das Zeitzittern im weiten Sinne zyklostationär mit einer Periode T ist, sind die Zeitzitterspektren wirksamer für die Analyse einer Modulationsrauschquelle als Phasenrauschenspektren. Wenn jedoch das Zeitzittern durch ein enges Bandpassfilter hindurchgeht, kann das im weiten Sinne zyklostationäre Signal in ein stationäres Signal transformiert werden, wodurch ΔΘ(fJ) ≈ ΔΘ[fJ] (5) ΔΦ(fJ) ≈ Δϕ[fJ] (6)genügt ist. D. h., durch Verwendung des engen Bandpassfilters kann das Abtastzittersignal an seinen Nulldurchgängen (d. h. die zeitabhängige Operation, die mit dem im weiten Sinne zyklostationären Signal verbunden ist) vermieden werden.
Die Zitterübertragungsfunktion der DUT ist wie folgt definiert:
Die Zitterübertragungsfunktion ist gegeben als eine Frequenzantwortfunktion eines Linearsystems mit konstantem Parameter. Die Ausgangszeitzitterspektren der Taktwiedergewinnungseinheit der DUT werden dargestellt durch Verwendung der Zitterübertragungsfunktion wie folgt: ΔΦ[fJ] = HJ(fJ)ΔΘ[fJ] (10)
Unter der Annahme der Linearität wird der Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns ebenfalls verstärkt durch die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion, so dass der sich ergebende Wert als ein Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausgangszeitzitterns gegeben ist. Als Nächstes wird ein Verfahren zum Messen der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion in der Frequenzdomäne und in der Zeitdomäne diskutiert.
Wenn |ΔΘ(f_J)| nicht null ist, können die Verstärkungen entsprechend dem Spitzenzittern und dem Effektivwertzittern in der Frequenzdomäne jeweils durch die folgenden Gleichungen geschätzt werden.
Da die Zitterübertragungsfunktion als die Frequenzantwortfunktion des Linearsystems mit konstantem Parameter gegeben ist, ist die Zitterübertragungsfunktion nicht eine Funktion der zugeführten Eingangsamplitude. Auf der Grundlage dieses Umstandes wird der Vorgang, bei dem Zitterübertragungsfunktion in der Zeitdomäne geschätzt wird, beschrieben. Zuerst wird der Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns in einem Segment gesetzt, in welchem die Operation der DUT linear ist, und dann wird die Eingangs/Ausgangsbeziehung zwischen Δθ[nT] und Δϕ[nT] für mehrere Zeiten gemessen. Danach wird die in 8 gezeigte Eingangs/Ausgangsbeziehung zwischen Δθ[nT] und Δϕ[nT] einer Anpassung der kleinsten Quadrate einer geraden Linie unterzogen. Die Verstärkungen der Zitterübertragungsfunktion werden anhand der Neigung der geraden Linie geschätzt.
Es ist festzustellen, dass der Wert des schlechtesten Falles in einer bestimmten Zeitperiode den Spitze-zu-Spitze-Wert (dem Spitzenwert in der Frequenzdomäne) entspricht.
Unter der Annahme der Linearität wird ein Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszitterns durch die Verstärkung |H_J(F_J)| der Zitterübertragungsfunktion ver stärkt, um einen Spitze-zu-Spitze-Wert des Zeitzitterns des wiedergewonnenen Takts zu erhalten. Die Zitterübertragungsfunktion kann anhand eines Verhältnisses der Spitzenwerte oder Mittelwerte des Eingangs- und Ausgangszitterns geschätzt werden. Als Nächstes wird ein Verfahren zum Messen der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion in der Frequenzdomäne und der Zeitdomäne diskutiert.
Wenn |ΔΘ(f_J)| nicht null ist, kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion in der Frequenzdomäne anhand der Spitzenwerte oder Mittelwerte der Zeitzitterspektren (Phasenrauschenspektren) wie folgt geschätzt werden:
Da die Zitterübertragungsfunktion als die Frequenzantwortfunktion des Linearsystems mit konstantem Parameter gegeben ist, ist die Zitterübertragungsfunktion nicht eine Funktion der dem System zugeführten Eingangsamplitude. Auf der Grundlage dieses Umstands wird der Vorgang, bei dem die Zitterübertragungsfunktion in der Zeitdomäne geschätzt wird, beschrieben. Zuerst wird der Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns in einem Bereich gesetzt, in welchem die Operation der der Prüfung unterzogenen Taktwiedergewinnungsvorrichtung eine lineare Operation ist, und dann wird die Eingangs/Ausgangs-Beziehung zwischen Δθ[nT] und Δϕ[nT] für mehrere Zeiten gemessen. Danach wird, wenn die Eingangs/Ausgangs-Beziehung des Spitze-zu-Spitze-Zitterns oder des Effektivwertzitterns zwischen Δθ[nT] und Δϕ[nT] der linearen Anpassung unterzogen wird, wie in 8 gezeigt ist, die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion anhand der Neigung der Linie wie folgt erhalten:
Z. B. kann, um die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion durch lineare Anpassung zu erhalten, die Messvorrichtung 100 die Eingangs/Ausgangs-Beziehung zwischen der Eingangszeitzitterfolge Δθ[nT] und der Ausgangszeitzitterfolge Δϕ[nT] etwa viermal messen.
9 illustriert eine beispielhafte Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 enthält eine Schätzvorrichtung 700 für das augenblickliche Phasenrauschen und die Wiederabtastvorrichtung 901. Die Schätzvorrichtung 700 für das augenblickliche Phasenrauschen enthält eine Transformationsvorrichtung 700 für das analytische Signal, die das empfangene Signal in ein analytisches Signal transformiert, das ein komplexes Signal ist, eine Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase, die die augenblickliche Phase des analytischen Signals auf der Grundlage des analytischen Signals schätzt, eine Linearphasen-Schätzvorrichtung 703, die eine augenblickliche Linearphase des von der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal empfangenen Signals auf der Grundlage der augenblicklichen Phase des analytischen Signals schätzt, und eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704, die ein augenblickliches Phasenrauschen durch Entfernen der linearen augenblicklichen Phase aus der augenblicklichen Phase berechnet auf der Grundlage der augenblickliche Phase und der linearen augenblicklichen Phase. Die Schätzvorrichtung 700 für das augenblickliche Phasenrauschen kann das augenblickliche Phasenrauschen in dem Ausgangssignal der DUT berechnen, oder sie kann sowohl das augenblickliche Phasenrauschen in dem Ausgangssignal der DUT als auch das augenblickliche Phasenrauschen in dem Eingangssignal der DUT berechnen. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 kann das Ausgangszeitzittern in dem Ausgangssignal der DUT berechnen, oder sie kann die Ausgangszeitzitterfolge in dem Ausgangssignal der DUT und die Eingangszeitzitterfolge in dem Eingangssignal zu der DUT berechnen. Darüber hinaus kann die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal das analytische Signal auf der Grundlage von vorbestimmten Frequenzkomponenten des empfangenen Signals erzeugen.
Gemäß den 16 und 17 gibt die Wiederabtastvorrichtung 901 die Zeitzitterfolge aus, die erhalten wurde durch Abtasten des augenblicklichen Phasenrauschens, das von der Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704 zu den Nulldurchgangszeiten erzeugt wurde. Durch Abtasten des augenblicklichen Phasenrauschens an den Nulldurchgängen kann das Phasenrauschen an den Kanten des Signals erfasst werden. Somit kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
10 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für den Schritt der Zeitzitterschätzung S221. Der Zeitzitter-Schätzschritt S221 transformiert das empfangene Signal in dem Transformationsschritt S801 für das analytische Signal in das analytische Signal. Der Schritt S801 führt die Transformation in einer ähnlichen Weise wie die mit Bezug auf 9 beschriebene analytische Transformationsvorrichtung 701 durch. Der Schritt S801 kann durch Verwendung der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal durchgeführt werden.
Als Nächstes schätzt der Schritt S802 für die Schätzung der augenblicklichen Phase die augenblickliche des analytischen Signals. Der Schritt S802 führt die Schätzung in einer ähnlichen Weise wie die mit Bezug auf 9 beschriebene Schätzvorrichtung 702 für augenblickliche Phase durch und kann unter Verwendung der Schätzvorrichtung 702 für augenblickliche Phase durchgeführt werden.
Als Nächstes schätzt der Schritt S803 für die Schätzung der linearen augenblicklichen Phase die Linearkomponente der augenblicklichen Phase des im Schritt S801 empfangenen Signals. Der Schritt S803 schätzt die Linearkomponente der augenblickliche Phase des empfangenen Signals in einer ähnlichen Weise wie die mit Bezug auf 9 beschriebene Linearphasen-Schätzvorrichtung 703. Der Schritt S803 kann unter Verwendung der Linearphasen-Schätzvorrichtung 703 durchgeführt werden.
Als Nächstes entfernt der Lineartrend-Entfernungsschritt S804 die Linearkomponente der augenblicklichen Phase, um das augenblickliche Phasenrauschen zu berechnen. Der Schritt S804 führt die Berechnung in einer ähnlichen Weise wie die mit Bezug auf 9 beschriebene Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704 durch. Der Schritt S804 kann unter Verwendung der Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704 durchgeführt werden.
Als Nächstes erzeugt der Wiederabtastschritt S1001 die durch Abtasten des augenblicklichen Phasenrauschens erhaltene Zeitzitterfolge. Der Schritt S1001 erzeugt die Zeitzitterfolge in einer ähnlichen Weise wie der der mit Bezug auf 9 beschriebenen Wiederabtastvorrichtung 901. Darüber hinaus kann der Schritt S1001 unter Verwendung der Wiederabtastvorrichtung 901 durchgeführt werden.
11 zeigt ein Beispiel für das von der DUT ausgegebene Ausgangssignal x(t). Bei dem vorliegenden Beispiel schätzt die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 die Ausgangszeitzitterfolge des Ausgangssignals. Das Ausgangssignal enthält Zittern. Die Transformationsvorrichtung 701 für analytische Signal transformiert das Ausgangssignal in ein komplexes analytisches Signal. Bei diesem Beispiel führt die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal eine derartige Transformation durch Verwendung der Hilbert-Transformation durch, die später beschrieben wird.
12 zeigt ein Beispiel des analytischen Signals z(t), das von der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal erzeugt wird, welche ein analytisches Signal mit einem reellen Teil und einem imaginären Teil durch Anwendung der Hilbert-Transformation erzeugt. In 12 ist der reelle Teil des analytischen Signals durch eine ausgezogene Linie gezeigt, während der imaginäre Teil durch eine strichlierte Linie gezeigt ist. Die Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase berechnet die augenblickliche Phase des analytischen Signals. Die Einzelheiten der Berechnung der augenblickliche Phasen werden später beschrieben.
13 zeigt ein Beispiel für die augenblickliche Phase ϕ(t), die von der Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase berechnet wird. Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase wickelt die augenblicklichen Phasen ab, um Unterbrechungen aus diesen zu entfernen und eine kontinuierliche Phase zu erhalten.
14 zeigt ein Beispiel für die abgewickelte augenblickliche Phase ϕ(t). Die Linearphasen-Schätzvorrichtung 703 berechnet die Linearkomponente der augenblicklichen Phase des von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signals auf der Grundlage der abgewickelten augenblicklichen Phase. Die Linearphasen-Schätzvorrichtung 703 führt eine Anpassung der kleinsten Quadrate einer geraden Linie an die abgewickelte augenblickliche Phase durch, um die lineare augenblickliche Phase zu erhalten.
15 zeigt ein Beispiel für die augenblickliche Linearphase ϕ(t). Die Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704 berechnet das augenblickliche Phasenrauschen durch Entfernen der Linearkomponente von der abgewickelten augenblicklichen Phase. D. h., die Lineartrend-Entfernungsvorrichtung 704 berechnet die Differenz zwischen der in 14 gezeigten abgewickelten augenblicklichen Phase und der in 15 gezeigten augenblicklichen Linearphase als das augenblickliche Phasenrauschen.
16 zeigt ein Beispiel für das augenblickliche Phasenrauschen Δϕ(t). Die Wiederabtastvorrichtung 901 berechnet die Zeitzitterwerte des von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signals auf der Grundlage des augenblicklichen Phasenrauschens. Die Wiederabtastvorrichtung 901 führt die Abtastung der Wellenform Δϕ(t) des augenblicklichen Phasenrauschens an den zu den jeweiligen Nulldurchgängen des reellen Teils x(t) des analytischen Signals z(t) nahesten Zeitpunkten durch, die als angenäherte Nulldurchgangszeiten bezeichnet werden, um das augenblickliche Phasenrauschen an den Nulldurchgangszeiten nT₀ zu berechnen, d. h., die Zeitzitterfolge Δϕ[n] (= Δϕ(nT₀)). durch Schätzen der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion anhand der Zeitzitterfolgen (das augenblickliche Phasenrauschen an den Nulldurchgangszeiten) kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion genau berechnet werden.
17 zeigt ein Beispiel für die Zeitzitterfolge Δϕ[n]. Die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 berechnet den Effektivwert und den Spitze-zu-Spitze-Wert des Zeitzitterns auf der Grundlage der Zeitzitterfolge. Der Zeitzitter-Effektivwert Δϕ_RMS ist der Effektivwert der Zeitzitterfolge Δϕ[n] und wird durch die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 gemäß der folgenden Gleichung berechnet.
N ist die Anzahl der Abtastungen des Zeitzitterns, das gemessen wurde. Andererseits ist das Spitze-zu-Spitze-Zeitzittern Δϕ_PP die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert von Δϕ[n] und wird berechnet durch die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 auf der Grundlage der folgenden Gleichung.
Als Nächstes wird die Erfassung der Nulldurchgänge beschrieben.
18 zeigt einen beispielhaften reellen Teil des analytischen Signals z(t). Zuerst werden der maximale Wert und der minimale Wert des reellen Teils des analytischen Signals des zu messenden Eingangssignals als ein 100%-Pegel bzw. 0%-Pegel angenommen. Somit kann ein 50%-Pegelwert V_50% berechnet werden. Dann wird die Differenz zwischen jedem der benachbarten abgetasteten Werte des reellen Teils des analytischen Signals und dem 50%-Pegelwert V_50%, (x(j – 1) – V_50%) und (x(j) – V_50%) erhalten, und danach wird das Produkt der so erhaltenen Werte (x(j – 1) – V_50%) × (x(j) – V_50%) berechnet. Wenn x(t) den 50%-Pegel kreuzt, d. h., den Nulldurchgangspegel, ändern sich die Vorzeichen der benachbarten abgetasteten Werte (x(j – 1) –V_50%) und (x(j) – V_50%) von negativ in positiv oder von positiv in negativ. Wenn somit der obige Produktwert negativ ist, wird bestimmt, dass x(t) den Nulldurchgangspegel gekreuzt hat. Daher entspricht die Zeit j – 1 oder j einem der abgetasteten Werte ((x(j – 1) – V_50%) und (x(j) – V_50%). Somit wird x(j – 1) oder x(j), das den kleineren absoluten Wert als das andere hat, als der angenäherte Nulldurchgang bestimmt. In 18 stellen Kreise jeweils die nahesten Punkte bei den ansteigenden Nulldurchgängen dar, d. h., die angenäherten Nulldurchgänge, die erfasst wurden.
Die mit Bezug auf 3 beschriebene Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung 502 berechnet die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der vorbeschriebenen DUT auf der Grundlage des Effektivwerts oder des Spitze-zu-Spitze-Werts des vorbeschriebenen Eingangs- und Ausgangszeitzitterns. Darüber hinaus berechnet die mit Bezug auf 5 beschriebene Zitterphasen differenz-Schätzvorrichtung 503 die Phase der Zitterübertragungsfunktion der vorbeschriebenen DUT anhand der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge. Als Nächstes wird die Berechnung der Bitfehlerrate, die die mit Bezug auf 1 beschriebene Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 auf der Grundlage der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion berechnet, beschrieben.
19 zeigt ein Beispiel für die von der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 berechnete Bitfehlerrate. In 19 stellt die horizontale Achse den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns dar, während die vertikale Achse die Bitfehlerrate darstellt. In dem gezeigten Beispiel wird ein sinusförmiges Zittern verwendet für die Schwankung des Taktes des zu der DUT zu liefernden Eingangsbitstroms.
Die augenblickliche Phase Δθ[nT] des Bittakts wird durch eine Sinuswelle cos(2πf_PMt) moduliert. Der in die DUT eingegebene Datenstrom hat das folgende Zeitzittern. Δθ[nT] = Kicos(2πfPMt|t=nT (21)
In dieser Gleichung ist 2K der Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszitterns, während f_PM die Phasenmodulationsfrequenz ist. Wenn das sinusförmige Zittern, das ausreichend größer als das von der DUT selbst erzeugte interne Zittern ist, zu der DUT geführt wird, wird das Ausgangszeitzittern des wiedergewonnenen Takts gleich Δϕ[nT] = Ki|HJ(fPM)exp(–j∠HJ(fPM))cos(2πfPMt)|t=nT (22) worin H_J(f_PM) die Zitterübertragungsfunktion der DUT ist. Die DUT hat eine Taktwiedergewinnungseinheit, und H_J(f_PM) entspricht der Zitterübertragungsfunktion der Taktwiedergewinnungseinheit. Aufgrund der Gleichungen (21) und (22) sind die Spitze-zu-Spitze-Werte des sinusförmigen Zitterns in der Größe beschränkt, nämlich ΔθPP < M1, ΔϕPP < M2 (23)
Die Zitterfrequenz f_J wird dargestellt durch die Phasenmodulationsfrequenz f_PM. fJ = fPM (24)
Somit werden der Wert für den schlechtesten Fall und der Mittelwert des Spitzenzitterns bei der Zitterfrequenz f_J wie folgt erhalten:.
Darüber hinaus werden der Spitze-zu-Spitze-Zitterwert und der Effektivwert in der Zeitdomäne wie folgt erhalten: ΔϕPP = max{(schlechtestes[|ΔΦ[fJ]|2]0,5exp(j2πfJk)} – min{(schlechtestes[|ΔΦ[fJ]|2])0,5exp(j2πfJk)} (27)
In den obigen Gleichungen können |X|² oder (|X|²)^0,J als |X| berechnet werden. Aufgrund der obigen Gleichungen liefert, wenn das sinusförmige Zittern zu dem Eingangssignal geführt, das sinusförmige Zittern ein deterministisches Zittern zu der DUT. Darüber hinaus entspricht die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des sinusförmigen Zitterns dem schlechtesten Fall. Die Einzelheiten des sinusförmigen Zitterns werden später beschrieben.
Als Nächstes wird eine Bitfehlerratengleichung abgeleitet, die Schwankung der ansteigenden Kanten des Eingangsdatenstroms aufgrund des zugeführten Eingangszitterns berücksichtigt. Wenn die Zeiten t_{zero-crossing} der benachbarten ansteigenden Kanten jeweils t_decision kreuzen, wird das vorhergehende Bit oder das nächste bei t_decision diskriminiert. D. h., es findet eine fehlerhafte Dekodierung statt. Da die Fehlerwahrscheinlichkeit für das vorhergehende Bit gleich der für das nächste Bit ist, ist die Bitfehlerrate wie folgt gegeben: BER = f(ΔalignPP) = 12 Pe(tdecision < tzero-crossing) + 12 Pe(tzero-crossing < tdecision) (29)
Zur Vereinfachung wird t_decision als der optimale Abtastzeitpunkt betrachtet, und die Zeitschwankung Δϕ[nT] in diesem optimalen Abtastzeitpunkt kann in die Schwankung Δθ[nT] des Eingangsdatenstroms eingefügt werden. Es folgt, dass nur die Berechnung der durch das Ausrichtungszittern bewirkten Bitfehlerrate ausreichend ist, um die gewünschten Schätzungen zu erhalten. Darüber hinaus kann aufgrund der Symmetrie der sinusförmigen Zitterverteilung die Gleichung (29) wiedergeschrieben werden als: BER = f(ΔalignPP) = Pe(tdecision < tzero-crossing) (30)
Hier wird ein Ausrichtungszittern beschrieben. Das Ausrichtungszittern ist definiert durch P. R. Trischitta, und es stellt einen Ausrichtungsfehler zwischen dem Zeitzittern des Eingangssignals und dem Zeitzittern des Ausgangssignals (wiedergewonnener Takt) dar. Das Ausrichtungszittern ist durch die folgende Gleichung definiert. Δalign[nT] = |(Δϕ[nT] – Δθ[nT] (31)
Δθ[nT] ist das Zeitzittern des Eingangssignals in die DUT und Δϕ[nT] ist das Zeitzittern des eingegebenen Ausgangssignals.
Aus der Gleichung (31) wird, wenn die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Ausrichtungszitterns erhalten ist, durch Einsetzen der Gleichungen (21) und (22) in die Ausdrücke der Gleichung (31) die folgende Gleichung erhalten. Δalign[nT] = |Ki{HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)) – 1}cos(2πfPMt)|t=nT (32)
Wenn ein bestimmter Wert als die Phasenmodulationsfrequenz f_PM gegeben ist, wird K_i{|H_J(f_PM)|exp(–j∠H_j(f_PM) – 1)} konstant. Daher folgt in dem Fall der Eingabe eines sinusförmigen Zitterns die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Ausrichtungszitterns einer sinusförmigen Verteilung.
Hier ist gleich X = K_i{H_J(f_PM)| – 1}. Aus Gründen der Vereinfachung ist die obige sinusförmige Verteilung einer gleichförmigen Verteilung angenähert.
worin X = Δϕ_P = Δθ_P{|H_J(f_PM) – 1}.
20 zeigt das Ausrichtungszittern im schlechtesten Fall. Das minimale Eingangszittern 0,5 UI_PP bewirkt, dass das wiedergewonnene Bit zwischen 0 UI und 0,5 UI schwingt. Aus Gleichung (30) ist die Wahrscheinlichkeit des Fehlers, dass die zufällige Variable, die der gleichförmigen Verteilung folgt, t_decision übersteigt, gegeben durch
Der Abtastzeitpunkt t_decision sollte in der Mitte des Bitzeitintervalls oder bei 0,5 UI (Einheitsintervall) sein. Somit wird die Bitfehlerrate:
Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 kann die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der Gleichung (36) berechnen. Mit anderen Worten, auf der Grundlage der Verstärkung H_J(f_PM) der Zitterübertragungsfunktion der DUT kann die Beziehung zwischen dem Eingangszeitzittern und der Bitfehlerrate, die in 19 gezeigt ist, berechnet werden.
Die Messvorrichtung 100 kann eine Zittertoleranz der DUT berechnen. Es ist festzustellen, dass die Zittertoleranz die Größe des Eingangszeitzitterns bedeutet, bei der die Bitfehlerrate einen vorbestimmten Wert oder mehr hat. Z. B. kann die Zittertoleranz die minimale Größe des Eingangszeitzitterns sein, die eine Bitfehlerrate größer als null ergibt.
Die Bitfehlerrate der DUT kann gemäß Gleichung (36) berechnet werden. Die untere Grenze der Zittertoleranz ist aus Gleichung (36) wie folgt gegeben:
Da |H_J(f_PM)| im Allgemeinen kleiner als 1 ist, können die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz berechnet werden durch ||H_J(f_PM)| – 1| = 1 – |H_J(f_PM)| in den Gleichungen (36) und (37).
Die Messvorrichtung 100 bei diesem Beispiel berechnet die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz auf der Grundlage der Ausrichtungsfehler der Eingangs- und Ausgangssignale, die auf der Verstärkung der Zitter übertragungsfunktion beruhen, wie in Verbindung mit den Gleichungen (36) und (37) beschrieben ist. Da die Gleichungen (36) und (37) die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz berechnen, während das interne Rauschen in der DUT als null angesehen wird, sind die durch die Gleichungen (36) und (37) dargestellte Bitfehlerrate und Zittertoleranz die Werte für den besten Fall hiervon. Die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz, die durch die Gleichung (36) und (37) dargestellt sind, als die Werte für den besten Fall der Bitfehlerrate und der Zittertoleranz der DUT oder als die angenäherten Werte hiervon berechnen.
Die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz weiterhin auf der Grundlage der Phase der Übertragungsfunktion berechnen, wie mit Bezug auf 5 beschrieben ist. Wenn die Phase der Zitterübertragungsfunktion in die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz, die durch die Gleichungen (36) und (37) dargestellt sind, eingeführt wird, werden
erhalten. Die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz gemäß den Gleichungen (38) und (39) berechnen. Da das interne Rauschen in der DUT sowohl in den Gleichungen (38) und (39) als auch in den Gleichungen (36) und (37) als null angesehen wird, sind die durch die Gleichungen (38) und (39) dargestellte Bitfehlerrate und Zittertoleranz ebenfalls die Werte des besten Falles für die Bitfeh lerrate und die Zittertoleranz der DUT. Die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz, die durch die Gleichungen (38) und (39) dargestellt sind, als die Werte für den besten Fall der Bitfehlerrate und der Zittertoleranz der DUT oder als die angenäherten Werte hiervon berechnen. Da jedoch Re(|HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)))im Allgemeinen kleiner als 1 ist, können die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz berechnet werden durch ||HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)) – 1| = 1 – Re(|HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)))
In den Gleichungen (38) und (39).
Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 100 die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der folgenden Gleichungen berechnen.
Hierbei ist β eine Korrekturkonstante, die die Verschlechterung des Leistungsvermögens der DUT anzeigt, und sie ist vorher gegeben durch Messung usw..
Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 100 die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT weiter auf der Grundlage des internen Rauschens in der DUT berechnen. In einem Fall, in welchem die DUT eine PLL zum Erzeugen des wiedergewonnenen Takts enthält und der wiedergewonnene z. B. als das Ausgangssignal der DUT empfangen wird, kann die Messvorrichtung 100 die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT weiterhin auf der Grundlage des internen Rauschens in der PLL berechnen.
Das durch das interne Rauschen der PLL bewirkte Phasenrauschen ist wie folgt gegeben: |1 – HJ(fPM)exp(–j∠HJ(fPM))|2|ΔΦ(fPM)|2 (fPM < fb) (40) fb = f0/2Q (41)
Vorstehend ist f_b die obere Grenzfrequenz des Bandes des Ausgangssignals der DUT. Z. B. ist in einem Fall, in welchem die DUT den wiedergewonnenen Takt als ihr Ausgangssignal ausgibt, f_b die obere Grenze des Durchlassbandes der PLL-Schleife zum Erzeugen dieses wiedergewonnenen Taktes. f_b kann aus der Taktfrequenz f₀ gemäß Gleichung (41) erhalten werden. Alternativ kann f_b aus dem maximalen Wert des Phasenfaktors der Zitterübertragungsfunktion erhalten werden.
Wenn das auf das Phasenrauschen in Gleichung (40) bezogene Glied zu der durch Gleichung (38) dargestellten Bitfehlerrate addiert wird, wird die folgende Gleichung erhalten.
Daher werden die Bitfehlerrate bzw. die untere Grenze der Zittertoleranz erhalten.
Es ist festzustellen, dass für f_PM < f_b, |H_J(f_PM)| ≈ 1.0 ist. Somit wird gefunden, dass die untere Grenze der Zittertoleranz unter f_PM = f_b auf etwa 1/2 der unteren Grenze der Zittertoleranz oberhalb f_PM = f_b verschlechtert wird. Darüber hinaus können, da Re(|HJ(fPM)exp(–j∠HJ(fPM)))im Allgemeinen kleiner als 1 ist, die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz berechnet werden durch ||HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)) – 1| = 1 – Re(|HJ(fPM)|exp(–j∠HJ(fPM)))in den Gleichungen (43) und (44).
Die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT gemäß den Gleichungen (43) und (44) berechnen. Da die Berechnung weiterhin auf dem internen Rauschen in der DUT beruht, können die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT genauer berechnet werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die untere Grenze der Zittertoleranz nur aus der Zitterübertragungsfunktion erhalten werden. Für f_PM < f_b entspricht die Messung der Zittertoleranz einer Prüfung der Wirkungen des Phasenrauschens. Da die Zitterübertragungsfunktion einfach mittels eines Computers berechnet werden kann, können die Bitfehlerrate und die untere Grenze der Zittertoleranz anhand der Gleichungen (36), (37), (38), (39), (43) und (44) berechnet werden. Daher kann die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 die Bitfehlerrate der DUT gemäß einer der Gleichungen (36), (38) und (43) berechnen.
21 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Frequenz des Eingangszeitzitterns und der Zittertoleranz. In 21 stellt die vertikale Achse die Zittertoleranz dar, während die horizontale Achse die Frequenz des Eingangszeitzitterns darstellt. Darüber hinaus zeigt in 21 die ausgezogene Linie eine beispielhafte Spezifikation der DUT, während die Kreise beispielhaft die tatsächlich gemessenen Werte zeigen. Die Zittertoleranz in 21 entspricht Gleichung (44). Zusätzlich sind, wenn die Frequenz des Eingangszeitzitterns hoch ist, die gemäß den Gleichungen (39) und (44) berechneten Zittertoleranzen einander gleich. Wenn weiterhin die Frequenz des Eingangszeitzitterns höher ist, nähert sich Gleichung (44) der Gleichung (37) an. Andererseits entspricht der Frequenzbereich von f_PM < f_b in Gleichung (44) einem Neigungsbereich auf der Niedrigfrequenzseite in 21.
22 zeigt ein Beispiel der Phasenrauschenspektren. Die Neigung der in 22 gezeigten Phasenrauschenspektren entspricht der Neigung der in 21 gezeigten Zittertoleranz. Gemäß den 21 und 22 haben die Phasenrauschenspektren und die Zittertoleranz denselben Neigungsbereich über die niedrigen Zitterfrequenzen.
23 zeigt ein anderes Beispiel der Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501. In 23 haben die mit derselben Bezugszahl wie diejenigen in 9 gekennzeichneten Komponenten dieselbe oder ähnliche Funktion und Struktur wie die mit Bezug auf 9 beschriebenen. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel enthält die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, die mit Bezug auf 9 beschrieben ist, und enthält weiterhin eine Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701.
Die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 entfernt die Amplitudenmodulationskomponenten aus dem von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signal. Die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 ersetzt den Signalwert, der größer als ein vorbestimmter erster Schwellenwert ist durch den ersten Schwellenwert, und sie ersetzt auch den Signalwert, der kleiner als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert ist, durch den zweiten Schwellenwert, um die Amplitudenmodulationskomponente des Signals zu entfernen. Darüber hinaus kann die in den anderen Beispielen beschriebene Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 wie bei dem vorliegenden Beispiel enthalten. Da die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 die Amplitudenmodulationskomponenten aus dem Signal entfernt, kann die Zitterübertragungsfunktion genau berechnet werden.
24 zeigt ein anderes Beispiel des Schritts der Zeitzitterschätzung S221. In 24 sind die Schrit te, die dieselben Bezugszahlen haben, dieselben oder ähnlich denen, die mit Bezug auf 10 beschrieben wurden. Der Zeitzitter-Schätzschritt S221 bei diesem Beispiel enthält den Zeitzitter-Schätzschritt S221, der mit Bezug auf 10 beschrieben wurde, und enthält weiterhin den Wellenform-Abschneidschritt S1801.
Der Wellenform-Abschneidschritt S1801 entfernt die Amplitudenmodulationskomponenten aus dem Signal. Der Transformationsschritt S801 für das analytische Signal erzeugt ein analytisches Signal des Signals, aus dem die Amplitudenmodulationskomponenten entfernt wurden. Der Schritt S1801 entfernt die Amplitudenmodulationskomponenten in einer ähnlichen Weise zu der der mit Bezug auf 23 beschriebenen Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701. Darüber hinaus kann der Schritt 1801 durch Verwendung der Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 durchgeführt werden.
Die 25 und 26 sind Diagramme zum Erläutern der Entfernung der Amplitudenmodulationskomponenten durch die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701. 25 zeigt ein Beispiel des von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signals. Die Wellenform-Abschneidvorrichtung 1701 multipliziert den Signalwert des analogen oder digitalen Eingangssignals mit einer Konstanten, ersetzt den sich ergebenden Signalwert, der größer als der vorbestimmte erste Schwellenwert ist, durch den ersten Schwellenwert, und ersetzt den sich ergebenden Signalwert, der kleiner als der vorbestimmte zweite Schwellenwert ist, durch den zweiten Schwellenwert. Es ist festzustellen, dass der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert angenommen wird. 26 zeigt ein Beispiel des Signals, aus dem die Amplitudenmodulationskomponenten entfernt wurden.
27 zeigt noch ein anderes Beispiel der Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501. In 27 haben die Komponenten, die durch dieselben Bezugszahlen wie diejenigen in 9 gekennzeichnet sind, dieselben oder ähnlichen Funktionen und Strukturen wie diejenigen, die mit Bezug auf 9 beschrieben wurden. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel enthält die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, die mit Bezug auf 9 beschrieben wurde, und sie enthält weiterhin eine Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1901. Die Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1901 zieht Frequenzkomponenten in einem gewünschten Band aus den augenblicklichen Phasen heraus und gibt die herausgezogenen Komponenten aus. Die Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1091 kann Niedrigfrequenzkomponenten aus dem augenblicklichen Phasenrauschen entfernen und das augenblickliche Phasenrauschen ohne Niedrigfrequenzkomponente ausgeben. Durch Entfernen der Niedrigfrequenzkomponenten des augenblicklichen Phasenrauschens kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion genauer berechnet werden.
28 zeigt ein anderes Beispiel für den Schritt S221 der Zeitschätzung. In 28 sind die Schritte mit denselben Bezugszahlen dieselben oder ähnlich denen, die mit Bezug auf 10 beschrieben wurden. Der Zeitzitter-Schätzschritt S221 enthält den mit Bezug auf 10 beschriebenen Zeitzitter-Schätzschritt S221 und weiterhin den Schritt S2001 des Entfernens der Niedrigfrequenzkomponente.
Der Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsschritt S2001 entfernt die Niedrigfrequenzkomponenten aus dem Signal. Der Schritt S2001 entfernt die Niedrigfrequenzkomponenten in einer ähnlichen Weise zu der des mit Bezug auf 27 beschriebenen Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1901. Schritt S1801 kann unter Verwendung der Niedrigfrequenzkomponenten-Entfernungsvorrichtung 1901 durchgeführt werden.
29 zeigt ein anderes Beispiel für die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501. In 29 haben die mit denselben Bezugszahlen wie diejenigen in 9 gekennzeichneten Komponenten dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie die mit Bezug auf 9 beschriebenen. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel enthält die Struktur der mit Bezug auf 9 beschriebenen Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 und weiterhin den Analog/Digital(A/D)-Wandler 9901.
Der A/D-Wandler 9901 wandelt das von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangene analoge Signal in ein digitales Signal um. Der A/D-Wandler 9901 liefert das digitale Signal zu der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal, und die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal erzeugt das analytische Signal auf der Grundlage des digitalen Signals. Der A/D-Wandler 9901 kann einen Hochgeschwindigkeits-A/D-Wandler, einen Digitalisierer oder ein digitales Oszilloskop verwenden. Alternativ kann die in den anderen Beispielen beschriebene Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 den A/D-Wandler 9901 in derselben Weise in der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 wie bei diesem Beispiel enthalten.
30 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Zeitzitter-Schätzschritt S221 zeigt. In 30 sind die Schritte mit denselben Bezugszahlen gleich oder ähnlich den mit Bezug auf 10 beschriebenen. Der Zeitzitter-Schätzschritt S221 bei diesem Beispiel enthält den Zeitzitter-Schätzschritt S221, der mit Bezug auf 10 beschrieben wurde, und weiterhin den A/D-Umwandlungsschritt S9801.
Der A/D-Umwandlungsschritt S9801 wandelt das analoge Signal in ein digitales Signal um. Der Transformationsschritt S801 für das analytische Signal erzeugt das analytische Signal aus dem umgewandelten digitalen Signal. Der Schritt S9801 wandelt das analoge Signal in einer ähnlichen Weise wie der bei dem A/D-Wandler 9901, der mit Bezug auf 29 beschrieben wurde, in das digitale Signal um. Der Schritt S9901 kann unter Verwendung des A/D-Wandlers 9901 durchgeführt werden.
31 zeigt eine beispielhafte Struktur für die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal enthält ein Bandpassfilter 1101, das ein bandbegrenztes Signal erzeugt, welches durch Herausziehen der Frequenzkomponenten in der Nähe der Grundfrequenz des von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signals erhalten wurde, und eine Hilbert-Transformationsvorrichtung 1102, die eine Hilbert-Transformation bei dem bandbegrenzten Signal durchführt, um Hilbert-Paar des Signals zu erzeugen.
Das Bandpassfilter 1101 kann ein analoges Filter oder ein digitales Filter sein, oder es kann durch Verwendung einer digitalen Signalverarbeitung wie FFT implementiert sein. Darüber hinaus kann das Bandpassfilter 1101 so ausgebildet sein, dass die Bandbreite, in der die Komponenten hindurchgehen können, frei variiert werden kann. Gemäß der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal bei diesem Beispiel kann das analytische Signal auf der Grundlage der Grundfrequenz des empfangenen Signals erzeugt werden. Somit kann die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion genau berechnet werden. Die Erzeugung des analytischen Signals unter Verwendung der Hilbert-Transformation wird nachfolgend beschrieben.
Das analytische Signal z(t) des reellen Signals x(t) ist durch das folgende komplexe Signal definiert. z(t) ≡ x(t) + jx ^(t) (45)
In der obigen Gleichung ist j die imaginäre Einheit, und der imaginäre Teil x ^(t) des komplexen Signal z(t) wird erhalten durch Hilbert-Transformation des reellen Teils x(t).
Andererseits ist die Hilbert-Transformation der Zeitdomänen-Wellenform x(t) definiert durch die folgende Gleichung.
x ^(t) ist die Faltung der Funktionen x(t) und (1/πt). Mit anderen Worten, die Hilbert-Transformation ist äquivalent zu dem Ausgangssignal, das erhalten wird, wenn x(t) durch ein Ganzpassfilter hindurchgeht. Es ist festzustellen, dass die Phase des Ausgangssignals x ^(t) um π/2 verschoben ist, obgleich die Größe der Komponenten der Spektren nicht verändert ist.
Das analytische Signal und die Hilbert-Transformation sind z. B. beschrieben in A. Papoulis, Probability, Random Variables, und Stochastic Processes, 2. Auflage, McGraw-Rill Book Company, 1984.
Die augenblickliche Phase ϕ(t) des reellen Signals x(t) wird aus dem analytischen Signal z(t) durch Verwendung der folgenden Gleichung erhalten.
Als Nächstes wird der Algorithmus zum Schätzen der augenblicklichen Phase unter Verwendung der Hilbert-Transformation beschrieben. Zuerst wird das in 11 gezeigte, zu messende Signal
der Hilbert-Transformation unterzogen, um ein Signal zu erhalten, das dem imaginären Teil des komplexen Signals entspricht
wodurch das zu messende Signal x(t) in das analytische Signal transformiert ist
das in 12 gezeigt ist.
Das erhaltene analytische Signal wurde der Bandpassfilterung durch das Bandpassfilter 1101 unterzogen. Daher kann das Zittern entsprechend der Schwankung der Grundfrequenz des zu messenden Signals genau berechnet werden.
Dann schätzt die Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase die in 13 gezeigte Phasenfunktion ϕ(t) anhand des analytischen Signals z(t) durch Verwendung der Gleichung (47).
ϕ(t) wird dargestellt durch Verwendung eines Hauptwertes der Phase in dem Bereich von –Π bis Π und hat diskontinuierliche Punkte angenähert zu den Zeiten, zu denen die Phase von –Π in Π wechselt. Schließlich können durch Abwickeln der diskontinuierlichen Phasenfunktion ϕ(t) (d. h., zweckmäßiges Addieren integraler Vielfacher von 2Π zu dem Hauptwert ϕ(t)) die Diskontinuität entfernt werden, so dass die in 14 gezeigte augenblickliche Phase ϕ(t) erhalten wird.
Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal kann den reellen Teil hinsichtlich der Verzögerungszeit τ kompensieren, wie durch die folgende Gleichung dargestellt ist. z(t) = x(t – τ) + jx ^(t) (53)
Wie durch Gleichung (53) dargestellt ist, kann das hochgenaue analytische Signal in einem Fall erhalten werden, in welchem die Verzögerungszeit τ entsprechend der Filterverzögerung beobachtet werden in dem das analytische Signal erzeugenden Hilbert-Transformationsvorgang durch die Transformationsvorrichtung 701 für analytische Signal. Darüber hinaus kann die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 die augenblickliche Phase ϕ(t) berechnen, nachdem das linearen Phasenglied entfernt wurde, entsprechend der folgenden Gleichung.
Jedoch kann die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 die augenblickliche Phase ϕ(τ)βερεχηνεν, ναχηδεμ διε ϛερζ γερυνγσζειτ τ in der Hilbert-Transformation berichtigt wurde, gemäß der folgenden Gleichung
Es ist festzustellen, dass f_J die Zitterfrequenz des Signals x(t) darstellt. Durch Entfernen des Linearphasenglieds kann das augenblickliche Phasenrauschen des in 16 gezeigten Signals x(t) erfasst werden.
32 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Transformationsschritt S801 für das analytische Signal zeigt. Der Transformationsschritt S801 für das analytische Signal erzeugt ein bandbegrenztes Signal, das durch Herausziehen der Frequenzkomponenten in der Nähe der Grundfrequenz des von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangenen Signals erhalten wurde, gemäß dem Bandpass-Filterschritt S1201. Der Schritt S1201 erzeugt das bandbegrenzte Signal in ähnlicher Weise wie der des mit Bezug auf 31 beschriebenen Bandpassfilters 1101. Der Schritt S1201 kann unter Verwendung des Bandpassfilters 1101 durchgeführt werden.
Dann wird im Hilbert-Transformationsschritt S1202 das bandbegrenzte Signal der Hilbert-Transformation unterzogen, um ein Hilbert-Paar zu erzeugen. Der Schritt S1202 führt die Erzeugung des Hilbert-Paares in ähnlicher Weise wie die der mit Bezug auf 31 beschriebenen Hilbert-Transformationsvorrichtung 1102 durch. Der Schritt S1202 kann unter Verwendung der Hilbert-Transformationsvorrichtung 1102 durchgeführt werden.
Dann wird im Ausgabeschritt S1203 das bandbegrenzte Signal als der reelle Teil des analytischen Signals ausgegeben, und das bandbegrenzte Signal wird, nachdem es der Hilbert-Transformation unterzogen, als der imaginäre Teil des analytischen Signals ausgegeben.
33 zeigt eine andere beispielhafte Struktur der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal enthält eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301, die das von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangene Signal in zweiseitige Spektren in der Frequenzdomäne transformiert, einen Bandbreitenbegrenzer 1302, der die Frequenzkomponenten in der Nähe der positiven Grundfrequenz in den zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne herauszieht, und eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303, die das Ausgangssignal des Bandbreitenbegrenzers 1302 in ein Signal in der Zeitdomäne transformiert. Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301 und die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303 können implementiert werden durch Verwendung der FFT bzw. inversen FFT. Darüber hinaus kann der Bandbreitenbegrenzer 1302 dieselbe oder eine ähnliche Funktion und Struktur wie das mit Bezug auf 31 beschriebene Bandpassfilter 1101 haben. Das Band, durch das die Signalkomponenten im Bandbreitenbegrenzer 1302 hindurchgehen können, ist frei veränderbar. Die Einzelheiten der Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal gemäß diesem Beispiel werden später beschrieben.
34 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Transformationsschritt S801 für das analytische Signal zeigt. Der Transformationsschritt S801 für das analytische Signal transformiert das von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 empfangene Signal im Schritt S1401 in ein Signal in der Frequenzdomäne um. Der Schritt S1401 erzeugt das Signal in der Frequenzdomäne in einer ähnlichen Weise wie die mit Bezug auf 33 beschriebene Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301. Der Schritt S1401 kann durch Verwendung der Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301 durchgeführt werden.
Dann werden im Entfernungsschritt S1402 für negative Frequenzkomponenten die negativen Frequenzkomponenten in den zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne entfernt. Der Schritt S1402 kann eine ähnliche Funktion wie der des mit Bezug auf 33 beschriebenen Bandbreitenbegrenzers 1302 haben. Der Schritt S1403 kann durch Verwendung des Bandbreitenbegrenzers 1302 durchgeführt werden.
Dann werden im Bandbreiten-Begrenzungsschritt S1403 die Frequenzkomponenten in der Nähe der positiven Grundfrequenz in dem transformierten Signal in der Frequenzdomäne herausgezogen. Der Schritt S1403 kann eine ähnliche Funktion wie der des mit Bezug auf 33 beschriebenen Bandbreitenbegrenzers 1302 haben. Der Schritt S1403 kann durch Verwendung des Bandbreitenbegrenzers 1302 durchgeführt werden.
Das Signal in der Frequenzdomäne wird dann im Schritt S1404 in ein Signal in der Zeitdomäne transformiert. Der Schritt S1404 kann das Signal in der Zeitdomäne in einer ähnliche Weise wie der der mit Bezug auf 33 beschriebenen Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303 erzeugen. Der Schritt S1404 kann durch die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303 durchgeführt werden. Als Nächsten werden die Einzelheiten der Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal, das das analytische Signal durch Verwendung der schnellen Fourier-Transformation erzeugt, beschrieben.
35 zeigt ein Beispiel des von der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal empfangenen Signals. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal empfängt das digitalisierte Signal x(t), das in 35 durch Kreise angezeigt ist. Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301 führt die FFT-Operation für das Signal x(t) durch, wodurch das Signal x(t) in das Signal X(f) in der Frequenzdomäne transformiert wird.
36 zeigt ein Beispiel für das Signal X(f) in der Frequenzdomäne. Der Bandbreitenbegrenzer 1302 setzt die Daten mit Ausnahme der Daten in der Nähe der Grundfrequenz in den positiven Frequenzkomponenten der Spektren X(f) auf null, so dass nur die Daten in der Nähe der Grundfrequenz in den positiven Frequenzkomponenten verbleiben, und verdoppelt dann die positiven Frequenzkomponenten. Diese Operationen in der Frequenzdomäne entsprechen der Bandbreitenbegrenzung des zu messenden Signals in der Zeitdomäne und der Transformation des Signals nach der Bandbegrenzung in das analytische Signal.
37 zeigt ein Signal Z(f) in der Frequenzdomäne, dessen Bandbreite begrenzt wurde. Die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303 führt eine inverse Fourier-Transformationsoperation mit dem Signal Z(f) durch, um das analytische Signal z(t) zu erzeugen, für das die Bandbreite begrenzt wurde.
38 zeigt das analytische Signal z(t) für das die Bandbreite begrenzt wurde. Es ist festzustellen, dass die Operation zur Verdoppelung der positiven Frequenzkomponenten in einem Fall weggelassen werden kann, in welchem das Objekt die augenblickliche Phasenschätzung ist.
In der mit Bezug auf 33 beschriebenen Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal entspricht die Periode des Signals x(t) nicht der Anzahl der Punkte der schnellen Fourier-Transformation in einigen Fällen. In diesen Fällen ist es notwendig, das digitalisierte Signal x(t) mit einer Fensterfunktion zu multiplizieren. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal in den Fällen des Multiplizierens des Signals x(t) mit der Fensterfunktion wird nachstehend beschrieben.
39 zeigt ein anderes Beispiel der Struktur der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal enthält einen Pufferspeicher 1501, der das empfangene Signal speichert, eine Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502, die eine Wellenform aus dem in dem Pufferspeicher 1501 gespeicherten Signal auswählt, eine Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1503, die den Signalwellenformabschnitt, der von der Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 ausgewählt wurde, mit einer vorbestimmten Fensterfunktion multipliziert, eine Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504, die die mit der Fensterfunktion multiplizierten Wellenformdaten in die Spektren in der Frequenzdomäne transformiert, einen Bandbreitenbegrenzer 1505, der die Frequenzkomponenten in der Nähe der positiven Grundfrequenz der gegebenen Spektren herauszieht, eine Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506, die die durch den Bandbreitenbegrenzer 1505 herausgezogenen Frequenzkomponenten in ein Signal in der Zeitdomäne transformiert, und eine Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507, die das Signal in der Zeitdomäne mit der reziproken Fensterfunktion multipliziert, um das analytische Signal zu erzeugen. Es ist festzustellen, dass die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 Wellenformen mit endlicher Dauer auswählt, indem die Wellenformabschnitte teilweise überlappt werden.
In dem Fall, in welchem die Signalkomponenten des Signals x(t) mit der Fensterfunktion multipliziert wurden, wird das Signal x(t) der Amplitudenmodulation unterzogen. Gemäß der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal nach diesem Beispiel kann jedoch die Amplitudenmodulation des Signals x(t) korrigiert werden, indem eine Multiplikation mit der reziproken Fensterfunktion in der Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507 durchgeführt wird.
Die Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1503 gibt das durch Multiplizieren des Signals x(t) mit der Fensterfunktion w(t) erhaltene Signal x(t)·w(t) zu der Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504 aus. Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504 transformiert das empfangene Signal in ein Signal in der Frequenzdomäne. Der Bandbreitenbegrenzer 1505 gibt die Spektren Z(f), die durch Ersetzen der negativen Frequenzkomponenten dieses Signals durch null erhalten wurden, aus.
Die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506 gibt ein Signal IFFT [Z(f)], das durch Transformieren der Spektren Z(f) in ein Signal in der Zeitdomäne erhalten wurde, aus. In diesem Beispiel kann die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal den reellen Teil und den imaginären Teil des von der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1501 ausgegebenen Signals als den reellen Teil und den imaginären Teil des analytischen Signals ausgeben. Der reelle Teil x_real(t) und der imaginäre Teil x_imag(t) des analytischen Signals sind der reelle Teil Re{IFFT[Z(f)]} und der imaginäre Teil Im{IFFT[Z(f)]} des Ausgangssignals der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506. w'(t)xreal(t) = Re{IFFT[Z(f)]} w'(t)ximag(t) = Im{IFFT[Z(f)]} (56)
w'(t) stellt die transformierte Fensterfunktion w(t) von den Spektren Z(f) dar. Der reelle Teil x_real (t) und der imaginäre Teil x_imag(t) des analytischen Signals sind beeinflusst durch die Amplitudenmodulation durch die Fensterfunktion w(t) in angenähert demselben Grad. Daher wird die durch Gleichung (54) dargestellte augenblickliche Phase durch die folgende Gleichung dargestellt.
In einem Fall der Berechnung der augenblicklichen Phase des Signal x(t) in diesem Beispiel, wie sie durch Gleichung (57) dargestellt ist, können die Phasenschätzfehler, die durch die Amplitudenmodulation durch die Fensterfunktion bewirkt wurden, in dem reellen Teil und dem imaginären Teil gelöscht werden. In einem Fall, in welchem die Amplitudenmodulation durch Fensterfunktion stattfindet, tritt der Phasenschätzfehler gemäß der folgenden Gleichung auf.
Da die mit x_real(t) und x_imag(t) verbundenen Phasenschätzfehler in diesem Beispiel miteinander gelöscht werden können, ist es möglich, die augenblickliche Phase ohne Phasenschätzfehler, der durch die Amplitudenmodulation durch die Fensterfunktion bewirkt wird, zu berechnen. Mit anderen Worten, kann, wie aus den Gleichungen (56) und (57) ersichtlich ist, in einem Fall, in welchem der reelle Teil Re{IFFT[Z(f)]} und der imaginäre Teil Im{IFFT[Z(f)]} des Ausgangssignals der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506 als der reelle Teil und der imaginäre Teil des analytischen Signals ausgegeben werden, die Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase die augenblickliche Phase des Signals x(t) genau berechnen.
Darüber hinaus ist es möglich, wie in 39 gezeigt ist, wenn der reelle und der imaginäre Teil des Signals, aus dem die Amplitudenmodulationskomponenten durch Fensterfunktion entfernt wurden, als der reelle Teil und der imaginäre Teil des analytischen Signals in der Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507 ausgegeben werden, wirksam eine andere Analyse und Prüfung der DUT und dergleichen durchzuführen, indem das analytische Signal verwendet wird.
Die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504, der Bandbreitenbegrenzer 1505 und die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506 haben dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie diejenigen der Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1301, des Bandbreitenbegrenzers 1302 und der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1303, die mit Bezug auf 33 beschrieben wurden.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zuerst speichert der Pufferspeicher 1501 das zu messende Signal. Die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 zieht dann den Wellenformabschnitt des in dem Pufferspeicher 1501 gespeicherten Signals heraus. Die Fenster funktions-Multiplikationsvorrichtung 1503 multipliziert dann den von der Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 ausgewählten Wellenformabschnitt mit der Fensterfunktion. Dann führt die Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504 eine FFT-Operation bei den mit der Fensterfunktion multiplizierten Wellenformabschnitt durch, so dass das Signal in der Zeitdomäne in die zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne transformiert wird. Als Nächstes ersetzt der Bandbreitenbegrenzer 1505 die negativen Frequenzkomponenten der zweiseitigen Spektren in der Frequenzdomäne durch null, um einseitige Spektren zu erhalten. Der Bandbreitenbegrenzer 1505 ersetzt dann die Frequenzkomponenten der einseitigen Spektren mit Ausnahme derjenigen um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum durch null, so dass nur die Frequenzkomponenten um die Grundfrequenz des zu messenden Signals herum verbleiben, wodurch die Bandbreite des Signals in der Frequenzdomäne begrenzt ist. Dann führt die Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506 die inverse FFT bei den bandbegrenzten einseitigen Spektren durch, so dass das Signal in der Frequenzdomäne in ein Signal in der Zeitdomäne transformiert wird. Die Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507 multipliziert das Signal in der Zeitdomäne mit der reziproken Fensterfunktion, um das bandbegrenzte analytische Signal zu erhalten. Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal prüft dann, ob der Pufferspeicher 1501 die Wellenformdaten speichert, die nicht verarbeitet wurden, oder nicht. Wenn festgestellt wird, dass die nicht verarbeiteten Wellenformdaten in dem Pufferspeicher 1501 verblieben sind, wählt die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 den nächsten Wellenformabschnitt aus. Nachdem die Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502 den Wellenformabschnitt he rausgezogen hat, so dass er teilweise den vorhergehenden herausgezogenen Wellenabschnitt überlappt, wiederholt die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal die vorbeschriebenen Vorgänge.
40 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für den Transformationsschritt S801 für das analytische Signal. Der Schritt S801 speichert die zu messenden Signale im Pufferspeicherschritt S1601. Der Schritt S1601 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die des mit Bezug auf 39 beschriebenen Pufferspeichers 1501. Der schritt S1601 kann durch Verwendung des Pufferspeichers 1501 durchgeführt werden.
Dann wählt der Wellenformdaten-Auswahlschritt S1602 einen Teil des zu messenden Signals aus, das im Pufferspeicherschritt S1601 gespeichert wurde, und zieht den ausgewählten Wellenformabschnitt als die Wellenformdaten heraus. Der Schritt S1602 ist derselbe oder ähnlich dem der Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502, die mit Bezug auf 39 beschrieben wurde und kann durchgeführt werden durch Verwendung der Wellenformdaten-Auswahlvorrichtung 1502.
Dann werden in dem Fensterfunktions-Multiplikationsschritt 1603 die im Schritt S1602 herausgezogenen Wellenformdaten mit einer vorbestimmten Fensterfunktion wie einer Hanning-Funktion multipliziert. Der Schritt S1603 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der der mit Bezug auf 39 beschriebenen Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1503 und kann durch die Fensterfunktions-Multiplikationsvorrichtung 1503 durchgeführt werden.
Dann werden in dem Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsschritt S1604 die mit der Fensterfunktion multiplizierten Wellenformdaten in ein Signal in der Frequenzdomäne transformiert. Der Schritt S1504 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der Zeitdomänen/Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung 1504, die mit Bezug auf 39 beschrieben wurde.
Dann werden in dem Entfernungsschritt S1605 für negative Frequenzkomponenten die negativen Frequenzkomponenten des in die Frequenzdomäne transformierten Signals entfernt. Der Schritt S1605 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die des mit Bezug auf 39 beschriebenen Bandbreitenbegrenzers 1505 und kann durch den Bandbreitenbegrenzer 1505 durchgeführt werden.
Dann werden in dem Bandbreiten-Begrenzungsschritt S1606 die Frequenzkomponenten des in die Frequenzdomäne transformierten Signals in der Nähe der Grundfrequenz hiervon herausgezogen. Der Schritt S1606 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie des mit Bezug auf 39 beschriebenen Bandbreitenbegrenzers 1505 und kann mittels des Bandbreitenbegrenzers 1505 durchgeführt werden.
Dann wird in dem Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsschritt S1607 das Signal mit der begrenzten Bandbreite in ein Signal in der Zeitdomäne transformiert. Der Schritt S1607 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506, die mit Bezug auf 39 beschrieben wurde, und kann mittels der Frequenzdomänen/Zeitdomänen-Transformationsvorrichtung 1506 durchgeführt werden.
Dann werden in dem Amplitudenkorrekturschritt S1608 die Amplitudenmodulationskomponenten des in die Zeitdomäne transformierten Signals entfernt. Der Schritt S1608 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 39 beschriebenen Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507 und kann mittels der Amplitudenkorrekturvorrichtung 1507 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird in dem Entscheidungsschritt S1609 bestimmt, ob unverarbeitete Daten des zu messenden Signals, das im Schritt 1601 gespeichert wurde, vorhanden sind oder nicht. Wenn nicht verarbeitete Daten verblieben sind, zieht der Wellenformdaten-Auswahlschritt S1601 den nächsten Teil des Signals in einer solchen Weise heraus, dass er teilweise den vorher herausgezogenen Teil überlappt. Der Schritt S1610 hat eine ähnliche Funktion wie der Schritt S1602. Wenn im Schritt S1609 festgestellt wird, dass keine nicht verarbeiteten Wellenformdaten vorhanden sind, ist der Vorgang beendet.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Schätzen der Phase der Zitterübertragungsfunktion nachfolgend beschrieben. 41 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels für den mit Bezug auf 7 beschriebenen Phasendifferenz-Schätzschritt S2301. Zuerst werden im Eingangszeitzitterspektren-Schätzschritt S2604 Zeitzitterspektren des Eingangssignals geschätzt durch Anwenden der Fourier-Transformation auf die Eingangszeitzitterfolge, die im mit Bezug auf 6 beschriebenen Eingangszeitzitterfolgen-Schätzschritt S241 geschätzt wurde. Als Nächstes werden im Ausgangszeitzitterspektren-Schätzschritt S2605 die Zeitzitterspektren des Ausgangssignals geschätzt durch Anwenden der Fourier-Transformation auf die Ausgangszeitzitterfolge, die in dem mit Bezug auf 6 beschriebenen Ausgangszeitzitterfolgen-Schätzschritt S243 geschätzt wurde. Dann werden in dem Zitterphasendifferenz-Schätzschritt S2606 die Phasendifferenzen zwischen der Eingangs- und Ausgangszeitzitterfolge geschätzt anhand der in den Schritten S2604 und S2605 geschätzten Zeitzitterspektren, und der Vorgang wird beendet.
Die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 schätzt die Zeitzitterspektren des Eingangssignals durch Verwendung der Gleichung (3) im Schritt S2604, welche die Zeitzitterspektren anhand des Eingangszeitzitterns schätzt. Darüber hinaus schätzt die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Zeitzitterspektren des Ausgangssignals unter Verwendung der Gleichung (4) im Schritt S2605, welche die Zeitzitterspektren anhand des Ausgangszeitzitterns schätzt. Darüber hinaus schätzt die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phasendifferenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangszeitzittern durch Verwendung von Gleichung (9) im Schritt S2606, welche Differenzen zwischen den Eingangs- und Ausgangszeitzittern anhand der Zeitzitterspektren schätzt. Weiterhin kann die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phasendifferenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangszeitzittern schätzen durch Berechnen des Arcustangens des Verhältnisses des imaginären Teils zu dem reellen Teil der Zitterübertragungsfunktion ((d. h. Im/Re) im Schritt S2606.
Die Phasendifferenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangszeitzittern kann berechnet werden durch Berechnen der Zeitdifferenz zwischen der Nulldurchgangszeit der augenblicklichen Eingangsphasenrauschen- Wellenform und der des augenblicklichen Ausgangsphasenrauschens, Berechnen eines Verhältnisses der berechneten Zeitdifferenz zu der Periode des zugeführten Zitterns (reziproke Zitterfrequenz) und Multiplizieren des berechneten Verhältnisses mit 2π (rad) (oder 360 Grad). In gleicher Weise kann sie berechnet werden durch Berechnen der Zeitdifferenz zwischen der Nulldurchgangszeit der Eingangszeitzitter-Wellenform und der der Ausgangszeitzitter-Wellenform, Berechnen des Verhältnisses der berechneten Zeitdifferenz zu der Periode des zugeführten Zitterns (der reziproken Zitterfrequenz) und Multiplizieren des berechneten Verhältnisses mit 2π (rad) (oder 360 Grad).
Darüber hinaus kann die Phase der Zitterübertragungsfunktion berechnet werden durch die augenblicklichen Phasenrauschen-Wellenform des Eingangs- und des Ausgangssignals. 42 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels für den mit Bezug auf 7 beschriebenen Phasendifferenz-Schätzschritt S2301. Die augenblickliche Phasenrauschen-Wellenform des zu der DUT zu liefernden Eingangssignals wird in dem augenblicklichen Eingangsphasenrauschen-Wellenform-Schätzschritt S2502 berechnet. Als Nächstes wird die augenblicklichen Phasenrauschen-Wellenform des von der DUT ausgegebenen Ausgangssignals in dem augenblicklichen Ausgangsphasenrauschen-Wellenform-Schätzschritt S2503 berechnet. Als Nächstes werden die Phasenrauschenspektren des Eingangssignals durch Anwenden der Fourier-Transformation auf die augenblickliche Phasenrauschen-Wellenform des Eingangssignals in dem Eingangsphasenrauschenspektren-Schätzschritt S2504 berechnet. Als Nächstes werden die Phasenrauschenspektren des Ausgangssignals durch Anwenden der Fourier-Transformation auf die augenblickliche Phasenrauschen-Wellenform des Ausgangssig nals in dem Ausgangsphasenrauschenspektren-Schätzschritt S2505 berechnet. Dann wird in dem Zitterphasendifferenz-Schätzschritt S2506 die Phasendifferenz zwischen den in den Schritten S2504 und S2505 berechneten augenblicklichen Phasenrauschen der Phasenrauschspektren berechnet, und der Vorgang wird beendet.
Im Schritt S2504 schätzt, wenn die Phasenrauschenspektren von dem augenblicklichen Eingangsphasenrauschen erhalten sind, die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phasenrauschenspektren des Eingangssignals durch Verwendung von Gleichung (1). Darüber hinaus schätzt die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phasenrauschenspektren des Ausgangssignals durch Verwendung der Gleichung (2) im Schritt S2505, wenn die Phasenrauschenspektren von dem augenblicklichen Ausgangsphasenrauschen erhalten sind. Weiterhin erhält die Zitterphasendifferenz-Schätzvorrichtung 503 die Phasendifferenz zwischen dem augenblicklichen Eingangs- und Ausgangsphasenrauschen durch Verwendung der Gleichung (9) im Schritt S2506, wenn die Phasendifferenzen zwischen dem augenblicklichen Phasenrauschen von den Phasenrauschenspektren erhalten sind, und schätzt die Phase der Zitterübertragungsfunktion.
43 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100. In 43 haben die Komponenten mit denselben Bezugszahlen wie denjenigen in 1 dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie die mit Bezug auf 1 beschriebenen. Die Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel enthält die Struktur von der in 1 gezeigten und enthält auch eine Signaleingabevorrichtung 301 und eine Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302.
Die Signaleingabevorrichtung 301 liefert ein durch Zuführen eines gewünschten Zitterns zu dem Eingangssignal erhaltenes Signal für die Eingabe in die DUT. Die Signaleingabevorrichtung 300 liefert beispielsweise ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal. Durch Zuführen des sinusförmigen Zitterns kann die Bitfehlerrate genau berechnet werden. Die Einzelheiten in dem Fall der Zuführung des sinusförmigen Zitterns werden später beschrieben.
Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 schätzt eine Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion der DUT. Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 kann die Zittertoleranz auf der Grundlage der Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion schätzen, wie vorstehend beschrieben ist. Darüber hinaus kann die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 die Zittertoleranz weiterhin auf der Grundlage der Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzen. Darüber hinaus kann die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 die Zittertoleranz weiterhin auf der Grundlage des internen Rauschens der DUT schätzen.
Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 kann die Zittertoleranz der DUT gemäß den Gleichungen (37), (39) oder (44) berechnen. Darüber hinaus kann die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 den Wert für den besten Fall der Zittertoleranz der DUT berechnen, wie vorstehend beschrieben ist.
Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 schätzt die Zitterübertragungsfunktion der DUT auf der Grundlage des Eingangszeitzitterns, das die Signaleingabevorrichtung 301 zu dem Eingangssignal führt, und des Ausgangszeitzitterns in dem Ausgangssignal der DUT. Die Signaleingabevorrichtung 300 führt nacheinander Eingangszeitzittern mit unterschiedlichen Zitteramplituden zu dem Eingangssignal. In diesem Beispiel empfängt die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 das in die DUT eingegebene Signal und das von der DUT ausgegebene Signal.
44 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels des Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung. In 44 haben die Schritte, die mit denselben Bezugszahlen wie diejenigen in 2 gekennzeichnet sind, dieselben oder ähnliche Funktionen wie diejenigen, die mit Bezug auf 2 beschrieben wurden. Zuerst wird in dem Signaleingabeschritt S401 ein gewünschtes Zittern zu dem Eingangssignal geführt, und das zitternde Eingangssignal wird zu der DUT geliefert. Der Schritt S401 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 43 beschriebenen Signaleingabevorrichtung 301. Der Schritt S401 kann durch Verwendung der Signaleingabevorrichtung 301 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird im Schritt S201 die Zitterübertragungsfunktion berechnet. Der Schritt S201 ist ein ähnlicher Schritt wie der Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S201 in 2. Als Nächstes wird im Schritt S202 die Bitfehlerrate berechnet. Der Schritt S202 ist ein ähnlicher Schritt wie der Bitfehlerraten-Schätzschritt S202 in 2.
Als Nächstes wird im Zittertoleranz-Schätzschritt S402 die Zittertoleranz der DUT berechnet. Der Schritt S402 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 43 beschriebenen Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302. Der Schritt S402 kann unter Verwendung der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 durchgeführt werden.
45 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100. In 45 haben die Komponenten mit denselben Bezugszahlen wie denjenigen in 1 dieselben oder ähnlichen Funktionen und Strukturen wie die mit Bezug auf 1 beschriebenen. Die Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel enthält die Struktur von der in 1 gezeigten und enthält weiterhin eine Taktwiedergewinnungseinheit 2101.
Die Taktwiedergewinnungseinheit 2101 erzeugt ein wiedergewonnenes Taktsignal des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals der DUT. Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 empfängt den wiedergewonnenen Takt als das Ausgangssignal der DUT und berechnet die Zitterübertragungsfunktion der DUT auf der Grundlage des wiedergewonnenen Taktsignals.
46 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels eines Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung. In dem Taktwiedergewinnungsschritt S2201 wird das wiedergewonnene Taktsignal des Ausgangssignals der DUT erzeugt. Der Schritt S2201 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der der mit Bezug auf 45 beschriebenen Taktwiedergewinnungseinheit 2101 und kann unter Verwendung der Taktwiedergewinnungseinheit 2101 durchgeführt werden.
Dann wird in dem Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt S201 die Zitterübertragungsfunktion der DUT berechnet. Der Schritt S201 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der der mit Bezug auf 45 beschriebenen Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 und kann durch Verwendung der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 durchgeführt werden.
Dann wird in dem Bitfehlerraten-Schätzschritt S202 die Bitfehlerrate der DUT berechnet. Der Schritt S202 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der der mit Bezug auf 45 beschriebenen Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 und kann durch Verwendung der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 durchgeführt werden.
47 zeigt eine beispielhafte Struktur der DUT. Die DUT nimmt serielle Daten als ein Eingangssignal an und gibt parallele Daten als ein Ausgangssignal aus. Die DUT enthält ein Flip-Flop 3001, eine Taktwiedergewinnungseinheit 3003 und einen Serien/Parallel-Wandler 3002.
Die Taktwiedergewinnungseinheit 3003 empfängt das Eingangssignal (serieller Bitstrom) und erzeugt den wiedergewonnenen Takt für die Ausgabe des Ausgangssignals auf der Grundlage des empfangenen Eingangssignals (serieller Bitstrom). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Taktwiedergewinnungseinheit 3003 eine Phasenregelschleife (PLL).
Das Flip-Flop 3001 liefert das Eingangssignal zu dem Serien/Parallel-Wandler 3002. Der Serien/Parallel-Wandler 3002 empfängt den wiedergewonnenen Takt und wandelt das serielle Eingangssignal in das parallele Ausgangssignal auf der Grundlage der Zeiten des wiedergewonnenen Takts um.
Die Messvorrichtung 100 empfängt den von der Taktwiedergewinnungseinheit 3003 erzeugten wiedergewonnenen Takt als das Ausgangssignal der DUT und berechnet dann die Bitfehlerrate und/oder Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage des wiedergewonnenen Takts.
48 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100. In 48 haben die Komponenten mit denselben Bezugszahlen wie denjenigen in 1 dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie die mit Bezug auf 1 beschriebenen. Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel enthält eine Zeitschätzvorrichtung 3001, eine Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung 3102 und eine Bitfehler-Schätzvorrichtung 102.
Die Zeitschätzvorrichtung 3100 schätzt eine Zeitfehlerfolge des Eingangssignals zum Prüfen der DUT und eine Zeitfehlerfolge des Ausgangssignals, das die DUT als Antwort auf das Eingangssignal ausgibt. Die Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung 3102 berechnet die Zeitdifferenzen zwischen der Zeitfehlerfolge des Eingangssignals und der des Ausgangssignals. Die Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung 3102 kann die Zeitdifferenzen auf der Grundlage der Spitzenwerte oder der Effektivwerte der Eingangszeitfehlerfolgen und der Ausgangszeitfehlerfolgen berechnen. Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 schätzt die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der so berechneten Zeitdifferenzen. Gleichungen, die die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen und Bitfehlerrate anzeigen, können vorher in die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 eingegeben werden. Auch können Tabellen, die die Beziehung zwischen den Zeitdifferenzen und der Bitfehlerrate anzeigen, vorher in die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 eingegeben werden.
49 zeigt ein beispielhafte Eingangs- und Ausgangssignale. In dem gezeigten Beispiel gibt die DUT den wiedergewonnenen Takt als das Ausgangssignal aus. Die Zeiten des in die DUT eingegebenen Datenstroms und die Zeiten des wiedergewonnenen Takts sind in 49 durch Pfeile gezeigt. Der Eingangsdatenstrom und der wiedergewonnene Takt haben die in 49 gezeigten Zeitdifferenzen. Die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 berechnet die Bitfehlerrate auf der Grundlage solcher Zeitdifferenzen.
50 ist ein Flussdiagramm eines anderen Beispiels eines Messverfahrens nach der vorliegenden Erfindung. Im Zeitschätzschritt S3201 werden die Zeitfehlerfolgen des Eingangs- und Ausgangssignals erhalten. Der Schritt S3201 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 48 beschriebenen Zeitschätzvorrichtung 3100 und kann durch Verwendung der Zeitschätzvorrichtung 3100 durchgeführt werden.
Dann werden im Zeitdifferenzen-Schätzschritt S3202 die Zeitdifferenzen zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal berechnet. Der Schritt S3202 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 48 beschriebenen Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung 3102 und kann durch Verwendung der Zeitdifferenzen-Schätzvorrichtung 3102 durchgeführt werden.
Dann wird im Bitfehlerraten-Schätzschritt S3203 die Bitfehlerrate der DUT berechnet. Der Schritt S3203 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der mit Bezug auf 48 beschriebenen Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 und kann durch Verwendung der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 durchgeführt werden.
51 illustriert eine beispielhafte Struktur der Zeitschätzvorrichtung 3100. In 51 haben die Kom ponenten mit denselben Bezugszahlen wie denjenigen in 9 dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie die in 9 gezeigten. Die Zeitschätzvorrichtung 3100 enthält eine Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal, die das Eingangs- und Ausgangssignal in komplexe analytische Signal transformiert, eine Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase, die die augenblickliche Phase des analytischen Signals berechnet, eine Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301, die die anfänglichen Phasenwinkel und Durchschnittsfrequenzen der augenblicklichen Phasen berechnet und die Idealzeiten des Eingangs- und Ausgangssignals schätzt, eine Wiederabtastvorrichtung 3304, die die augenblickliche Phase wieder abtastet und die Eingangszeitfolge des Eingangssignals und die Ausgangszeitfolge des Ausgangssignals erzeugt, und eine Zeitfehler-Berechnungsvorrichtung 3305, die eine Zeitfehlerfolge des Eingangssignals und eine Zeitfehlerfolge des Ausgangssignals auf der Grundlage der Idealzeiten und der Zeitfolgen berechnet.
Die Wiederabtastvorrichtung 3304 kann die Zeit n der Zeitfehlerfolgen Δϕ[nT] zu der Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 liefern. Darüber hinaus kann die Wiederabtastvorrichtung 3304 die augenblickliche Phase zu der Nulldurchgangszeit der Wellenform des reellen Teils des analytischen Signals abtasten. Weiterhin kann die Wiederabtastvorrichtung 3304 die Abtastzeit in der Wiederabtastvorrichtung 3304 zu der Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 als die Zeit n liefern. Die Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 berechnet die Idealzeiten des Eingangs- und Ausgangssignals auf der Grundlage der von der Wiederabtastvorrichtung 3304 gelieferten Zeit n.
Die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal, die Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase und die Wiederabtastvorrichtung 3304 haben dieselben oder ähnliche Funktionen und Strukturen wie die Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal, die Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase und die Wiederabtastvorrichtung 901, die in 11 gezeigt sind.
Die Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 berechnet die anfänglichen Phasenwinkel und Durchschnittsfrequenzen der linearen augenblicklichen Phase des Eingangs- und Ausgangssignals, die in 14 gezeigt ist, um die Idealzeiten des Eingangs- und Ausgangssignals zu berechnen. In diesem Fall kann die Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 die Linearphasen-Schätzvorrichtung 703 enthalten. Die Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 kann die Werte der Linearphase, die zu der Zeit n erzeugt wird, als die Idealzeiten ausgeben. Die Zeitfehler-Berechnungsvorrichtung 3305 erzeugt die Zeitfehlerfolge jeweils des Eingangs- und Ausgangssignals auf der Grundlage der Idealzeit und des Ergebnisses der Wiederabtastung des augenblicklichen Phasenrauschens durch die Wiederabtastvorrichtung 3304. Die Messvorrichtung 100 nach dem gegenwärtigen Beispiel berechnet die Bitfehlerrate auf der Grundlage eines Ausrichtungsfehlers (Zeitdifferenz), der durch das Zittern in dem Eingangs- und Ausgangssignal bewirkt wird. Der Ausrichtungsfehler wird später beschrieben.
52 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels des Zeitschätzschritts S3201. Zuerst werden im Transformationsschritt S3400 für das analytische Signal das Eingangs- und Ausgangssignal in das analytische Signal transformiert. Der Schritt S3400 hat dieselbe o der eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 51 beschriebenen Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal und kann durch Verwendung der Transformationsvorrichtung 701 für das analytische Signal durchgeführt werden. Als Nächstes werden im Schätzschritt S3401 für die augenblickliche Phase die augenblicklichen Phasen des Eingangs- und Ausgangssignals berechnet. Der Schritt S3401 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie der der mit Bezug auf 51 beschriebenen Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase und kann durch Verwendung der Schätzvorrichtung 702 für die augenblickliche Phase durchgeführt werden.
Dann werden im Wiederabtastschritt S3402 die Eingangs- und Ausgangszeiterzitterfolgen erzeugt durch Abtasten des augenblicklichen Phasenrauschens des Eingangs- und Ausgangssignals. Der Schritt S3402 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 51 beschriebenen Wiederabtastvorrichtung 3304 und kann durch Verwendung der Wiederabtastvorrichtung 3304 durchgeführt werden.
Dann werden im Idealzeit-Schätzschritt S3403 die anfänglichen Phasenwinkel und Durchschnittsfrequenzen des Eingangs- und Ausgangssignals berechnet, und die Idealzeiten des Eingangs- und Ausgangssignals werden ebenfalls berechnet. Der Schritt S3403 hat dieselbe oder eine ähnliche Funktion wie die der mit Bezug auf 51 beschriebenen Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 und kann durch Verwendung der Idealzeit-Schätzvorrichtung 3301 durchgeführt werden.
Dann werden im Zeitfehler-Berechnungsschritt S3406 die Zeitfolgen des Eingangs- und Ausgangssignals erzeugt. Der Schritt S3406 hat dieselbe oder eine ähn liche Funktion wie die der mit Bezug auf 51 beschriebenen Zeitfehler-Berechnungsvorrichtung 3305 und kann durch Verwendung der Zeitfehler-Berechnungsvorrichtung 3305 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird das Ausrichtungszittern beschrieben. Ein Ausrichtungszittern ist definiert von P. R. Trischitta und stellt den Ausrichtfehler zwischen dem Zeitzittern des Eingangssignals und dem Zeitzittern des Ausgangssignals (wiedergewonnener Takt) dar. Das Ausrichtzittern ist definiert durch die folgende Gleichung. Δalign[nT] = |(Δϕ[nT] – Δθ[nT])| (31)
Δθ[nT] und Δϕ[nT] sind die Zeitzitterfolge des Eingangssignals zu der DUT bzw. die des Ausgangssignals der DUT. Der Spitze-zu-Spitze-Wert und der Effektivwert des Ausrichtungszitterns sind die wie folgt dargestellt:
ρ ist ein Korrelationskoeffizient zwischen dem Zeitzittern des wiedergewonnenen Takts und dem Zeitzittern der in die DUT eingegebenen Daten. Es wird z. B. angenommen, dass das Zeitzittern des wiedergewonnenen Takts stark mit dem Zeitzittern der Eingangsdaten der DUT korreliert. In diesem Fall kann ρ als 1,0 betrachtet werden, und die folgende Beziehung wird hergestellt.
Somit kann der Ausrichtungsfehler zwischen den Eingangsdaten und dem wiedergewonnenem Takt minimiert werden. Zu dieser Zeit hat die Taktwiedergewinnungseinheit die minimale Bitfehlerrate. Andererseits kann, wenn das Zeitzittern des wiedergewonnenen Takts vollständig unkorreliert mit dem Zeitzittern der Eingangsdaten der Taktwiedergewinnungseinheit ist, ρ als 0,0 angesehen werden, und der folgenden Beziehung ist genügt.
Wegen des Ausrichtungsfehlers zwischen den Eingangsdaten und dem wiedergewonnenen Takt hat diese DUT eine Bitfehlerrate, die nicht vernachlässigbar ist. Darüber hinaus ist der Spitze-zu-Spitze-Wert des Zeitzitterns des wiedergewonnenen Takts wie folgt gegeben:
Der Spitze-zu-Spitze-Wert des Ausrichtungszitterns wird wie folgt erhalten:
Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in welchem das sinusförmige Zittern dem Eingangssignal der DUT zugeführt wird. Ein Eingangsdatensignal x(t) wird mit dem Zeitzittern Δθ[nT] phasenmoduliert. Das wiedergewonnene Taktsignal y(t) ist ebenfalls mit dem Zeitzittern Δϕ[nT] phasenmoduliert. x(t) = Asin(2πfbt + Δθ[t]) (62) y(t) = Bsin(2πfbt + Δϕ[t]) (63)
In den obigen Gleichungen ist f_b eine Bitrate (Bittaktfrequenz). Wenn das augenblickliche Phasenrauschen des Bittakts Δθ[nT] und Δϕ[nT] der Sinuswelle cos(2πf_PMt) entsprechen, wird das sinusförmige Zittern erhalten. Wenn andererseits das sinusförmige Zittern demoduliert wird, wird die Sinuswelle erhalten. Da diese Sinuswelle einem Linienspektrum in der Frequenzdomäne entspricht, ist die Zitterfrequenz f_J durch eine einzige Frequenz f_PM gegeben. Daher ergibt ein Verhältnis der demodulierten Sinuswelle bei der Frequenz f_PM die Zitterübertragungsfunktion, die durch Gleichung (8) ausgedrückt wird.
Wenn andererseits Δθ[nT] und Δϕ[nT] angepasst sind, um dem Gaußschen Rauschen n_g(t) zu entsprechen, wird das Gaußsche Rauschzittern erhalten. Wenn das Gaußsche Rauschzittern demoduliert wird, wird die Gaußsche Rauschwelle erhalten. Da das Gaußsche Rauschen dem Breitbandspektrum in der Frequenzdomäne entspricht, ist die Zitterfrequenz f_J gegeben durch ein Frequenzband (F_lower, F_upper). Daher gibt das Verhältnis des Eingangs- und Ausgangsspektrums in diesem Frequenzband die Zitterübertragungsfunktion.
Es ist bekannt, dass, wenn das kegelstumpfförmige Gaußsche Verteilungszittern und das sinusförmige Zittern miteinander bei demselben Spitze-zu-Spitze-Wert verglichen werden, das sinusförmige Zittern eine Bitfehlerrate mit einer Strafe von etwa 1 dB mehr als der der Gaußschen Verteilung ergibt. Mit anderen Worten, das sinusförmige Zittern kann die Zitterverteilung für den schlechtesten Fall für die DUT ergeben. Daher kann in dem Fall, in welchem die Messvorrichtung 100 das sinusförmige Zittern zu dem Eingangssignal führt, die Prüfung der Bitfehlerrate und der Zittertoleranz genau durchgeführt werden.
Als Nächstes wird die Zittertoleranz beschrieben. Die Messung der Zittertoleranz ist die Erweiterung der Bitfehlerprüfung. Genauer gesagt, das Zeitzittern Δθ[nT] der Eingangsdaten zu der DUT schwankt durch das sinusförmige Zittern oder dergleichen, wodurch die Bitfehlerrate geprüft wird. Während die Zitterfrequenz f_J fest ist und die Größe des zugeführten Zitterns zunimmt, wird die minimale zugeführte Zittergröße, die die Erzeugung der Bitfehlerrate bewirkt, erhalten. Als Nächstes wird die Beziehung zwischen dem sinusförmigen Zittern und der Bitfehlerrate beschrieben. Zuerst wird eine Entscheidungsgrenze oder der Abtastzeitpunkt beschrieben. Bei der Beschreibung der Entscheidungsgrenze wird angenommen, dass der Bitstrom kein Zeitzittern hat.
53 zeigt ein Beispiel für das ideale und das tatsächliche Signal des Ausgangssignals. Wie in 53 gezeigt ist, ist die optimale Entscheidungsgrenze t_decision ein Punkt in der Mitte zwischen zwei benachbarten Nulldurchgängen (d. h., einer ansteigenden Kante und einer abfallenden Kante). Die Periode der optimalen Entscheidungsgrenzen ist gegeben durch die Periode von Bits T_b = 1/f_b. (a) Eine herkömmliche Messvorrichtung führt eine Abtastung des von der DUT ausgegebenen Bitstroms bei den optimalen Entscheidungsgrenzen t_decision durch. In einem Fall, in welchem die DUT beispielsweise ein Serialisierer ist, wird der Ausgangsbitstrom von dem Serialisierer bei t_decision abgetastet, was durch die Datenperiode pro Kanal von LT_b gegeben ist. (b) Dann vergleicht die herkömmliche Messvorrichtung die abgetasteten Werte mit einem Schwellenwert und unterscheidet logische Werte ”1” und ”0” des Ausgangsbitstroms der DUT. (c) Die herkömmliche Messvorrichtung vergleicht die aus den abgetasteten Werten bestimmten logischen Werte mit diesen entsprechenden erwarteten Werten, um die Fehlerrate zu berechnen.
Es wird eine für die Bitfehlerratenprüfung erforderliche Prüfzeit betrachtet. Beispielsweise erfordert die Zuführung einer binären Pseudozufallsfolge mit einer Musterlänge von 2¹⁵ – 1, die mit der Zitterfrequenz von 5 MHz phasenmoduliert ist, um die Zittertoleranzprüfung für eine 2,5 Gbps-Serienkommunikationsvorrichtung durchzuführen, nur 13 μs. Darüber hinaus erfordert die Zuführung einer binären Pseudozufallsfolge mit einer Musterlänge von 2²³ – 1 nur 3,4 ms. Andererseits erfordert die Prüfung der Bitfehlerrate von 10^–9 0,4 s. Somit ist diese Prüfzeit unabhängig von der Musterlänge. Darüber hinaus sind, um die Bitfehlerrate von 10^–12 zu prüfen, 400 s erforderlich. Darüber hinaus kann, wenn die zugeführte Zittergröße erhöht wird, die PLL-Schaltung in der DUT nicht korrekt arbeiten. Insbesondere kann, wenn die Bittaktfrequenz zunimmt, dieser Typ von Bitfehler in einem Fall auftreten, in welchem die zugeführten Zittergröße leicht erhöht ist. Aufgrund des Vorstehenden ist es gemäß dem Verfahren, bei welchem die Erzeugung des Bitfehlers erfasst wird, schwierig, eine Messung mit guter Wiederholbarkeit zu erhalten oder die Prüfzeit zu verkürzen. Daher ist es erforderlich, ein Verfahren zu finden, das nicht die direkte Erfassung des Bitfehlerauftretens erfordert, um die Prüfzeit zu verkürzen.
Die mit Bezug auf die 1 bis 47 beschriebene Messvorrichtung 100 berechnet die Zitterübertragungsfunktion der DUT und dann die Bitfehlerrate und/oder die Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der so berechneten Zitterübertragungsfunktion. Daher kann im Vergleich mit der herkömmlichen Messvorrichtung die Prüfzeit verkürzt werden. Darüber hinaus kann, obgleich die mit Bezug auf die 1 bis 47 beschriebene Messvorrichtung 100 die Zitterübertragungsfunktion der DUT berechnet, die Messvorrichtung 100 bei anderen Beispielen die Bitfehlerrate und/oder Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion berechnen, die vorher zu der Messvorrichtung 100 geliefert wurde.
Mit anderen Worten, die Messvorrichtung 100 kann die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung enthalten, die die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der vorher gegebenen Zitterübertragungsfunktion der DUT schätzt. Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung enthalten, die die Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der vorher gegebenen Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der DUT schätzt. In diesem Fall können die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung und die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung dieselben oder ähnlichen Funktionen und Strukturen wie die der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 und der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302, die vorstehend erwähnt sind, haben.
Die mit Bezug auf die 48 bis 52 beschriebene Messvorrichtung 100 berechnet die Zeitdifferenzen zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal, und sie berechnet dann die Bitfehlerrate der DUT auf der Grundlage der so berechneten Zeitdifferenzen. Daher kann im Vergleich mit den herkömmlichen Messvorrichtungen die Prüfzeit verkürzt werden. Darüber hinaus kann die mit Bezug auf die 48 bis 52 beschriebene Messvorrichtung die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung enthalten, die die Zittertoleranz der DUT schätzt. Die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung berechnet die Zittertoleranz der DUT auf der Grundlage der Zeitdifferenz zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal.
54 zeigt die Prüfzeit der Messvorrichtung 100 und die einer herkömmlichen Bitfehlerraten-Messvorrichtung. 55 zeigt eine beispielhafte Beziehung zwischen der Anzahl der Änderungen der zugeführten Zittergröße und der gemessenen Zittertoleranz in der Messvorrichtung 100. Wie in 54 gezeigt ist, erfordert die herkömmliche Bitfehlerraten-Messvorrichtung eine Prüfzeit von 20 s, um die zugeführte Zittergröße 20mal zu ändern und eine Einsekunden-Bitfehlerratenprüfung für jeden von 20 Typen der Zittergröße durchzuführen. Andererseits kann die vorgenannte Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz mit hoher Genauigkeit durch Ändern der zugeführten Zittergröße in einer minimalen Anzahl von Malen (z. B. viermal) und Erhalten der Zitterverstärkung schätzen, wie in 55 gezeigt ist. Die Messvorrichtung 100 kann die Zittertoleranz mit hoher Genauigkeit durch beispielsweise viermaliges Ändern der zugeführten Zittergröße und Durchführen der Messung für die jeweils zugeführte Zittergröße berechnen, wie in 55 gezeigt ist. Bei der Messvorrichtung 100 erfordert die Zittermessung für jede Zittergröße etwa 0,5 ms. Somit kann die Messvorrichtung 100 die Zitterverstärkung der DUT in etwa 2 s erhalten. D. h., die Messvor richtung 100 kann die Zittertoleranz in einer Prüfzeit erhalten, die etwa 1/10 der Prüfzeit bei der herkömmlichen Messvorrichtung beträgt.
56 illustriert eine andere beispielhafte Messvorrichtung 100. die Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel enthält dieselbe Struktur wie die mit Bezug auf 43 beschriebene und eine Auswahlvorrichtung 4020a und eine Auswahlvorrichtung 4020b (nachfolgend einfach als Auswahlvorrichtungen 4020 bezeichnet). Die Auswahlvorrichtungen 4020 wählen entweder ein Eingangsdatensignal aus, das zu der elektronischen Vorrichtung gegeben wird, oder ein Eingangsdaten-Taktsignal zum Erzeugen des Eingangsdatensignals, und liefern es zu der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 als ein Eingangssignal der DUT 3000. Darüber hinaus wählen die Auswahlvorrichtung 4020 entweder ein Ausgangsdatensignal, das von der DUT 3000 als Antwort auf das Eingangsdatensignal ausgegeben wird, oder ein von der DUT 3000 als Antwort auf das Eingangsdatensignal ausgegebenes wiedergewonnenes Taktsignal aus und liefern es zu der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 als ein Ausgangssignal der DUT 3000.
Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 misst die Zitterübertragungsfunktion zwischen dem empfangenen Eingangssignal und dem empfangenen Ausgangssignal. Die Arbeitweise der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 ist dieselbe wie die Arbeitsweise der mit Bezug auf 43 beschriebenen Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101. Darüber hinaus ist die Arbeitsweise der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 und der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 dieselbe wie die Arbeitsweise der Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung 102 und der Zit tertoleranz-Schätzvorrichtung 302, die mit Bezug auf 43 beschrieben wurden.
Darüber hinaus erzeugt die Signaleingabevorrichtung 301 das zu der DUT 3000 gelieferte Eingangsdatensignal und enthält einen Mustergenerator 4012, einen Zeitgenerator 4014 und einen Serialisierer 4010. Der Mustergenerator 4012 liefert Musterdaten zum Erzeugen des Eingangsdatensignals zu dem Serialisierer 4010, und der Zeitgenerator 4014 liefert das Eingangsdaten-Taktsignal zum Erzeugen des Eingangssignals zu dem Serialisierer 4010. Der Serialisierer 4010 erzeugt das Eingangsdatensignal auf der Grundlage der empfangenen Musterdaten und des empfangenen Eingangsdatentakts. Beispielsweise gibt der Serialisierer 4010 die jeweiligen Daten der empfangenen Musterdaten nacheinander in Abhängigkeit von einer Zeit von Kanten des empfangenen Eingangsdaten-Taktsignals aus.
Darüber hinaus führt, wie in 43 erläutert ist, die Signaleingabevorrichtung 301 ein gewünschtes Zeitzittern zu dem Eingangsdatensignal. Die Signaleingabevorrichtung 301 kann das Zeitzittern zu dem Eingangsdatensignal führen, indem das Zeitzittern zu dem Eingangsdaten-Taktsignal geführt wird.
Als das Ausgangssignal kann, wenn das wiedergewonnene Taktsignal ausgewählt ist, die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 die Zitterübertragungsfunktion in der mit Bezug auf 47 beschriebenen Taktwiedergewinnungseinheit 3003 messen. In diesem Fall kann entweder das Eingangsdatensignals oder das Eingangsdaten-Taktsignal als das Eingangssignal ausgewählt werden.
Darüber hinaus kann als das Ausgangssignal, wenn das Ausgangsdatensignal ausgewählt ist, die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 die Zitterübertragungsfunktion in der gesamten Struktur der mit Bezug auf 47 beschriebenen DUT 3000 messen. Auch kann in diesem Fall entweder das Eingangsdatensignal oder das Eingangsdaten-Taktsignal als das Eingangssignal ausgewählt werden. D. h., durch Auswahl des Eingangssignals kann bestimmt werden, welcher Teil der DUT 3000 gemessen werden soll.
Darüber hinaus kann auch bei dem mit Bezug auf 44 beschriebenen Messverfahren ein Schritt zum Auswählen entweder des Eingangsdatensignals oder des Eingangsdaten-Taktsignals als das Eingangssignal vorgesehen sein, sowie ein Schritt zur Auswahl entweder des Ausgangsdatensignals oder des wiedergewonnenen Taktsignals als das Ausgangssignal, zwischen S401 und S201. Diese Schritte können durch Verwendung der Auswahlvorrichtungen 4020 durchgeführt werden.
57 illustriert Beispiele von von dem Mustergenerator 4012 erzeugten Musterdaten. Z. B. kann der Mustergenerator 4012 ein Signal der binären Pseudozufallsfolge erzeugen, wie in Daten A gezeigt ist. Darüber hinaus kann z. B. der Mustergenerator 4012 Musterdaten erzeugen, wie in Daten B gezeigt ist, in denen ein Bit der Musterdaten entsprechend einem bestimmten Ausgangsstift der DUT 3000 abwechselnd 1 (hoch) und 0 (niedrig) wiederholt. In diesem Fall werden die Größe des Eingangsdatensignals und des Eingangsdaten-Taktsignals, das in die DUT 3000 eingegeben wird, für den bestimmten Ausgangsstift der DUT 3000 einander gleichgemacht. Dadurch kann die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 die Zitterübertragungsfunktion genauer messen.
Darüber hinaus kann der Mustergenerator 4012 Musterdaten erzeugen, die in Daten C gezeigt sind, bei denen 1 und 0 für jede Bitanzahl, die dieselbe Anzahl wie die der Ausgangsstifte ist, wiederholt wird. Auch in diesem Fall kann die Zitterübertragungsfunktion wie bei den Daten B genauer gemessen werden, und die Musterdaten können leicht erzeugt werden.
58 illustriert eine andere beispielhafte Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel enthält eine Signalfangeinheit 4062, eine Schätzvorrichtung 4004 für periodisches Zittern, eine Idealkantenzeit-Schätzvorrichtung 4006 und eine Kantenzeitfehler-Schätzvorrichtung 4008. Beispielsweise ist die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel ein herkömmliches Oszilloskop.
Die Signalfangeinheit 4062 fängt das Ausgangssignal der DUT. Darüber hinaus misst die Signalfangeinheit 4062 eine Periode des gefangenen Ausgangssignals usw.
Die Periodenzitter-Schätzvorrichtung 4004 schätzt eine Periodenzitterfolge des Ausgangssignals auf der Grundlage des Messergebnisses in der Signalfangeinheit 4062. Hier kann die Periodenzitterfolge die Länge jedes Zyklus des Ausgangssignals anzeigen, und sie kann die Zeit jeder Kante des Ausgangssignals anzeigen.
Die Idealkantenzeit-Schätzvorrichtung 4006 schätzt eine Durchschnittsperiode des Ausgangssignals auf der Grundlage der Periodenzitterfolge. Wenn z. B. die Periodenzitterfolge die Länge jedes Zyklus des Ausgangssignals anzeigt, schätzt die Idealkantenzeit- Schätzvorrichtung 4006 einen Durchschnitt jedes Wertes der Periodenzitterfolge als eine durchschnittliche Periode des Ausgangssignals.
Als Nächstes schätzt die Kantenzeitfehler-Schätzvorrichtung 4008 die Ausgangszeitzitterfolge auf der Grundlage der Durchschnittsperiode der Periodenzitterfolge und die Periodenzitterfolge. Z. B. kann das Ausgangszeitzittern geschätzt werden durch Berechnen einer Idealkantenzeitfolge, die die Idealzeit jeder Kante des Ausgangssignals anzeigt, und durch Berechnen der Differenz zwischen der Idealkantenzeitfolge und der Periodenzitterfolge, die die Zeit jeder Kante des Ausgangssignals anzeigt, auf der Grundlage der Durchschnittsperiode des Ausgangssignals.
Die Zeitzitterfolge des Ausgangssignals kann geschätzt werden durch die Struktur der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 bei diesem Beispiel sowie der Zeitzitter-Schätzvorrichtungen 501 bei den anderen Beispielen. Darüber hinaus kann die Zeitzitterfolge des Eingangssignals der DUT geschätzt werden.
59 ist ein Flussdiagramm, das ein anderes Beispiel für den Schritt S221 der Zeitzitterschätzung zeigt. Der Zeitzitter-Schätzschritt S221 bei diesem Beispiel kann durch die mit Bezug auf 58 beschriebene Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 durchgeführt werden.
Zuerst wird das Signal, dessen Zeitzittern zu schätzen ist, in dem Signalfangschritt S8000 gefangen. Der Schritt S8000 kann durch Verwendung der mit Bezug auf 58 beschriebenen Signalfangeinheit 4062 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird die Periodenzitterfolge des gefangenen Signals in einem Periodenzitterfolgen-Schätzschritt S8002 geschätzt. Der Schritt S8002 kann durch Verwendung der mit Bezug auf 58 beschriebenen Periodenzitter-Schätzvorrichtung 4004 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird die Durchschnittsperiode des Signals in dem Idealkantenzeit-Schätzschritt S8004 geschätzt. Der Schritt S8004 kann durch Verwendung der mit Bezug auf 58 beschriebenen Idealkantenzeit-Schätzvorrichtung 4006 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird die Zeitzitterfolge des Signals in dem Kantenfehler-Schätzschritt S8006 geschätzt. Der Schritt S8006 kann durch Verwendung der mit Bezug auf 58 beschriebenen Kantenzeitfehler-Schätzvorrichtung 4008 durchgeführt werden.
60 zeigt ein Beispiel einer Kurve einer Bitfehlerrate. In 60 zeigen Kreise Messpunkte von Bits, die von einer herkömmlichen Messvorrichtung gemessen wurden, und eine ausgezogene Linie zeigt die von der Messvorrichtung 100 gemessene Bitfehlerratenkurve. Mit der Messvorrichtung 100 kann eine Bitfehlerratenkurve erhalten werden, die mit dem herkömmlichen Verfahren kompatibel ist. Jedoch kann, wie mit Bezug auf 56 beschrieben ist, um die in 60 gezeigte Bitfehlerratenkurve zu erhalten, entweder das Eingangsdatensignal oder das Eingangsdaten-Taktsignal als das Eingangssignal ausgewählt werden, und entweder das Ausgangsdatensignal oder das wiedergewonnene Taktsignal als das Ausgangssignal.
61 ist eine beispielhafte Messung der Zittertoleranz.
In 61 zeigt eine horizontale Achse die Frequenz des Eingangszeitzitterns, und eine vertikale Achse zeigt die Zittertoleranz. Darüber hinaus zeigen Kreise in 61 die von der herkömmlichen Messvorrichtung gemessene Zittertoleranz, und quadratische Markierungen zeigen die von der Messvorrichtung 100 gemessene Zittertoleranz. Bei diesem Beispiel misst die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz unter Verwendung der Gleichung (39). Wie in 61 gezeigt ist, kann die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz messen, die mit dem herkömmlichen Verfahren kompatibel ist. Darüber hinaus kann, wie mit Bezug auf 56 beschrieben ist, um die in 61 gezeigte Zittertoleranz zu erhalten, entweder das Eingangsdatensignal oder das Eingangsdaten-Taktsignal als das Eingangssignal und entweder das Ausgangsdatensignal oder das wiedergewonnene Taktsignal als das Ausgangssignal ausgewählt werden.
Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz unter Verwendung der Gleichung (39.2) messen. Die genauere Zittertoleranz kann gemessen werden durch Einsetzen von beispielsweise 0,75 für β in diesem Fall.
62 ist eine andere beispielhafte Struktur einer Zittertoleranz-Messvorrichtung als ein Beispiel für die Messvorrichtung 100.
Die Messvorrichtung 100 enthält eine Signaleingabevorrichtung 301, eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, eine Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 und eine auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102. Die Signaleingabevorrichtung 301 hat dieselbe Funktion und dieselbe Struktur wie die Signaleingabevorrichtung 301, die mit Bezug auf 56 beschrieben wurde, und die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 hat dieselbe Funktion und die dieselbe Struktur wie die mit Bezug auf 3 beschriebene Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501.
Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 schätzt die Zitterverzerrung der Ausgangszeitzitterfolge. Hier ist die Zitterverzerrung der Ausgangszeitzitterfolge die Verzerrung des Ausgangszeitzitterns des Ausgangssignals, das die DUT 3000 als Antwort auf das Eingangssignal tatsächlich ausgibt, gegenüber dem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die DUT 3000 als Antwort auf das Eingangssignal ausgeben sollte.
Die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zuverlässigkeit der DUT 3000 gegenüber Zittern auf der Grundlage der Zitterverzerrung. Z. B. schätzt die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 die Zittertoleranz der DUT 3000. Darüber hinaus kann die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzen, ob die DUT 3000 normal arbeitet als Antwort auf das Eingangszeitzittern mit einer vorbestimmten Amplitude. D. h., die Signaleingabevorrichtung 300 kann das Eingangszeitzittern mit einer gewünschten Amplitude zu dem Eingangssignal führen und es zu der DUT 3000 liefern, und die auf das Zittern bezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 kann die Zuverlässigkeit der DUT 3000 gegenüber Zittern für die Amplitude des Eingangszeitzitterns schätzen.
63 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für das Messverfahren zum Messen der DUT 300 zeigt. Zuerst wird in dem Zitterfrequenz-Einstellschritt S4500 die Frequenz des zu dem Eingangssignal für die DUT 3000 geführten Eingangszeitzitterns gesetzt.
Als Nächstes wird in einem Zitteramplituden-Einstellschritt S4502 die Amplitude des zu dem Eingangssignal für die DUT 3000 geführten Eingangszeitzitterns gesetzt. Die Schritte S4500 und S4502 können unter Verwendung der mit Bezug auf 62 beschriebenen Signaleingabevorrichtung 300 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird in einem Zeitzitterfolgen-Messschritt wird in einem Zeitzitterfolgen-Messschritt S4504 die Ausgangszeitzitterfolge gemessen auf der Grundlage des Ausgangssignals der DUT 3000. Der Schritt S4504 kann unter Verwendung der mit Bezug auf 62 beschriebenen Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird in einem Zitterverzerrungs-Messschritt S4506 die Zitterverzerrung des Zeitzitterns in dem Ausgangssignal, das die DUT 3000 tatsächlich ausgibt, gegenüber dem Zeitzittern des Ausgangssignals, das die DUT 3000 als Antwort auf das Eingangssignal ausgeben sollte, gemessen. Der Schritt S4506 kann durch Verwendung der mit Bezug auf 62 beschriebenen Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird ein Beurteilungsschritt S4508 festgestellt, ob die Zitterverzerrung größer als ein vorbestimmter Wert ist. Der Schritt S4508 kann unter Verwendung der mit Bezug auf 62 beschriebenen zitterbezogenen Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 durchgeführt werden.
In dem Schritt S4508 kehrt, wenn die Zitterverzerrung kleiner als der vorbestimmte Wert ist, die Folge wieder zu dem Schritt S4502 zurück, in welchem das Eingangssignal, dem das Einganszeitzittern mit der größeren Amplitude als bei der vorhergehenden Zeit zugeführt ist, in die DUT 3000 eingegeben wird, und die Verarbeitung der Schritte S4502 bis S4508 wird wiederholt, bis die Zitterverzerrung in dem Schritt S4508 größer als der vorbestimmte Wert wird.
Wenn die Zitterverzerrung in dem Schritt S4508 größer als der vorbestimmte Wert wird, wird die Zittertoleranz der DUT 3000 in dem Zittertoleranz-Schätzschritt S4510 geschätzt. In dem Schritt S4510 kann die Amplitude des Eingangszeitzitterns geschätzt werden als eine Zittertoleranz der DUT 3000 bei der Frequenz des Eingangszeitzitterns, wenn in dem Schritt S4508 festgestellt wurde, dass die Zitterverzerrung größer als der vorbestimmte Wert ist. Darüber hinaus kann der Schritt S4510 durchgeführt werden unter Verwendung der mit Bezug auf 62 beschriebenen zitterbezogenen Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102.
Als Nächstes wird in einem Schritt S4512 festgestellt, ob es ein Eingangszeitzittern mit einer anderen Frequenz gibt, das weiterhin zu messen ist. Wenn es ein anderes Eingangszeitzittern mit einer anderen Frequenz gibt, das zu messen ist, wird die Frequenz in dem Schritt S4500 gesetzt und die Verarbeitung der Schritte S4500 bis S4510 wird wiederholt. Wenn es darüber hinaus kein zu messendes Eingangszeitzittern mehr gibt, wird die Messung der Zittertoleranz beendet. D. h., die Signaleingabevorrichtung 301 liefert das Eingangssignal, zu dem mehrere sinusförmige Zittersignals mit unterschiedlichen Frequenzen geführt wurden, beispielsweise zu der DUT 3000, und die zit terbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zuverlässigkeit der DUT gegenüber dem Zittern für jede Frequenz der sinusförmigen Zittersignale. Darüber hinaus kann die Signaleingabevorrichtung 300 das Eingangssignal, zu welchem die Eingangszeit Zittersignale mit mehreren Frequenzkomponenten geführt wurden, zu der DUT 3000 liefern. In diesem Fall wird die Zuverlässigkeit der DUT 3000 gegenüber den Zittersignalen für alle Frequenzkomponenten gemessen.
64 ist eine beispielhafte Messung der Zittertoleranz.
In 64 zeigt eine horizontale Achse die Amplitude des Eingangszeitzittern mit einer vorbestimmten Frequenz, und eine vertikale Achse zeigt die Amplitude des Ausgangszeitzitterns.
Wie mit Bezug auf 63 beschrieben ist, liefert die Signaleingabevorrichtung 300 der Messvorrichtung 100 mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Amplituden des Eingangszeitzitterns zu der DUT 3000, und die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zittertoleranz der DUT 3000 auf der Grundlage der Zitterverzerrung von jedem der Ausgangszeitzittersignale gegenüber den mehreren Eingangssignalen.
D. h., wie durch die Kreise in 63 gezeigt ist, die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 schätzt die Amplitude der Ausgangszeitzittersignale in Abhängigkeit von mehreren Eingangszeitzittersignalen mit unterschiedlichen Amplituden, und die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zittertoleranz auf der Grundlage der Amplitude der Eingangszittersignale, wobei die Amplitude des Ausgangszeitzitterns in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangszeitzitterns nicht linear wird.
Wie mit Bezug auf 47 beschrieben ist, erzeugt in der DUT 3000 die Taktwiedergewinnungseinheit 3003 einen wiedergewonnenen Takt als Antwort auf das Eingangssignal, und das Flip-Flop 3001 und der Serien/Parallel-Wandler 3002 geben das empfangene Signal als Antwort auf den wiedergewonnenen Takt aus. Aus diesem Grund hat, wenn die Amplitude des Eingangszeitzitterns in dem Eingangssignal klein ist, das Ausgangszeitzittern eine lineare Beziehung zu der Amplitude des Eingangszeitzitterns. Wenn jedoch die Amplitude des Eingangszeitzitterns größer als die Bitbreite beispielsweise des Eingangssignals usw. wird, besteht die Möglichkeit, dass das Flip-Flop 3001 und der Serien/Parallel-Wandler 3002 einen gegenüber dem auszugebenden Bitwert unterschiedlichen Bitwert ausgeben. Aus diesem Grund wird die Amplitude des Ausgangszeitzitterns nicht linear in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangszeitzitterns. In diesem Fall kann, wie vorstehend beschrieben ist, da das Ausgangssignal einen unterschiedlichen Bitwert gegenüber dem ursprünglichen Bitwert ausgeben kann, die Zittertoleranz der DUT 3000 leicht gemessen werden durch Erfassung der Domäne, in der die Amplitude des Ausgangszeitzitterns in Abhängigkeit von der Amplitude des Eingangszeitzitterns nicht linear wird.
65 zeigt ein Beispiel der Zusammensetzung der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100. In diesem Beispiel misst die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Spektrums der Ausgangszeitzitterfolge. Die Zitterverzerrungs- Schätzvorrichtung 4100 enthält eine Zeitzitterspektrum-Schätzvorrichtung 4104 und die Zitterverzerrungs-Berechnungsvorrichtung 4106. Darüber hinaus führt bei diesem Beispiel die Signaleingabevorrichtung 301 das Eingangszeitzittern, das eine vorbestimmte Frequenz wie beispielsweise ein sinusförmiges Zittern hat, zu dem Eingangssignal.
65 ist eine beispielhafte Struktur einer Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100. Bei diesem Beispiel misst die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Spektrums der Ausgangszeitzitterfolge. Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 enthält eine Zeitzitterspektrum-Schätzvorrichtung 4104 und eine Zitterverzerrungs-Berechnungsvorrichtung 4106. Darüber hinaus führt bei diesem Beispiel die Signaleingabevorrichtung 301 das Eingangszeitzittern mit einer vorbestimmten Frequenz, wie beispielsweise ein sinusförmiges Zittern, zu dem Eingangssignal.
Die Zeitzitterspektrum-Schätzvorrichtung 4104 empfängt die Ausgangszeitzitterfolge und schätzt das Zitterspektrum der Ausgangszeitzitterfolge. Beispielsweise schätzt die Zeitzitterspektrum-Schätzvorrichtung 4104 das Zitterspektrum mit der Fourier-Transformation.
Die Zitterverzerrungs-Berechnungsvorrichtung 4106 berechnet die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterspektrums.
Beispielsweise berechnet die Zitterverzerrungs-Berechnungsvorrichtung 4106 die Verzerrung des Zitterspektrums des Ausgangszeitzitterns in dem von der DUT 3000 ausgegebenen Ausgangssignal gegenüber dem Zitterspektrum des Ausgangszeitzitterns in dem Ausgangssignal, das von der DUT 3000 auszugeben ist.
66 ist eine andere beispielhafte Messung der Zittertoleranz. 66 zeigt ein Beispiel des Zitterspektrums des Ausgangszeitzitterns des Ausgangssignals, das von der DUT 3000 auszugeben ist, wenn dem Eingangssignal ein sinusförmigen Zittern zugeführt wird. In 66 zeigt eine horizontale Achse die Zitterfrequenz und eine vertikale Achse zeigt die Intensität des Zitterns bei der Zitterfrequenz. Wenn das Eingangszeitzittern zu dem Eingangssignal geführt wird, wird das Ausgangszeitzittern durch die Zitterübertragungsfunktion des sinusförmigen Zitterns und die DUT 3000 bestimmt.
Wenn beispielsweise das sinusförmige Zittern mit einer vorbestimmten Frequenz zu dem Eingangssignal geführt wird, hat das Spektrum des Ausgangszeitzitterns eine Spitze bei der Grundfrequenz des sinusförmigen Zitterns, und es hat die Intensität gemäß der Zitterübertragungsfunktion.
Wenn die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das zu dem Eingangssignal geführt wird, in der mit Bezug auf 64 beschriebenen linearen Domäne ist, zeigt das Spektrum des Ausgangszeitzitterns das Spektrum gemäß der Sinuswelle, wie mit Bezug auf 66 beschrieben ist. D. h., ein harmonischer Inhalt ist niedrig genug im Vergleich mit dem Inhalt der Grundfrequenz.
67 ist ein anderes Beispiel des Zitterspektrums des Ausgangszeitzitterns des Ausgangssignals, das von der DUT 3000 in einem Fall auszugeben ist, in welchem dem Eingangssignal ein sinusförmiges Zittern zuge führt wird. In 67 zeigt eine horizontale Achse die Zitterfrequenz und eine vertikale Achse zeigt die Intensität des Zitterns bei der Zitterfrequenz. Wenn die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das dem Eingangssignal zugeführt wird, in der nicht linearen Domäne ist, die mit Bezug auf 64 beschrieben ist, erscheint eine Verzerrung in dem Spektrum des Ausgangszeitzitterns, wie in 67 gezeigt ist, gegenüber dem in 66 gezeigten Spektrum. D. h., ein harmonischer Inhalt des Grundfrequenzinhalts nimmt zu. Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100, die mit Bezug auf 65 beschrieben ist, schätzt die Verzerrung. Z. B. wird auf der Grundlage des Verhältnisses des Grundfrequenzinhalts des Zitterspektrums, die dieselbe wie die Frequenz des sinusförmigen Zitterns ist, und des harmonischen Inhalts der Grundfrequenzkomponente in dem Zitterspektrum die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns geschätzt. Bei diesem Beispiel schätzt die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100, dass das Ausgangszeitzittern verzerrt ist, wenn das Verhältnis der Intensität des Inhalts der primären Harmonischen zu der Intensität des Inhalts der Grundfrequenz größer als ein vorbestimmter Wert ist. Wenn die Zitterverzerrung in dem Ausgangszeitzittern auftritt, kann ein Bitfehler in dem Ausgangssignal der DUT 3000 auftreten.
Gemäß der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 bei diesem Beispiel kann festgestellt werden, ob ein Bitfehler in dem Ausgangssignal der DUT 3000 durch das zugeführte Eingangszeitzittern auftritt. Darüber hinaus kann die Zittertoleranz der DUT 3000 geschätzt werden, indem dieselbe Schätzung für mehrere Eingangszeitzittersignals mit unterschiedlicher Amplitude durchgeführt wird.
Die 68 und 69 illustrierten andere Beispiele für die Messung der Zittertoleranz. Die 68 und 69 zeigen Zitterhistogramme der Amplitude des Ausgangszeitzitterns, wenn ein sinusförmiges Zittern als das Eingangszeitzittern zugeführt wird. In den 68 und 69 zeigt die horizontale Achse die Amplitude des Ausgangszeitzitterns im Einheitsintervall, und eine vertikale Achse zeigt die Frequenz des Auftretens bei jeder Amplitude.
68 ist ein Zitterhistogramm des Ausgangszeitzitterns in einem Fall, in welchem die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das zu dem Eingangssignal geführt wird, in der mit Bezug auf 64 beschriebenen linearen Domäne ist. Bei diesem Beispiel gibt, wenn die Amplitude des sinusförmigen Eingangszitterns in der linearen Domäne ist, die DUT 3000 das Ausgangszeitzittern aus, das zwei Spitzen an den beiden Enden des Zitterhistogramms hat, wie in 68 gezeigt ist.
69 ist ein Zitterhistogram des Ausgangszeitzitterns in einem Fall, in welchem die Amplitude des zu dem Eingangssignal geführten sinusförmigen Zitterns in der mit Bezug auf 64 beschriebenen nicht linearen Domäne ist.
Wenn die Amplitude des sinusförmigen Zitterns, das zu dem Eingangssignal geführt ist, in der mit Bezug auf 64 beschriebenen nicht linearen Domäne ist, hat das in 69 gezeigte Zitterhistogramm des Ausgangszeitzitterns eine Verzerrung gegenüber dem in 68 gezeigten Zitterhistogramm.
Bei diesem Beispiel erzeugt die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 das Zitterhistogramm der Aus gangszeitzitterfolge und schätzt die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterhistogramms. Beispielsweise kann die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 die Verzerrung des Ausgangszeitzitterns gegenüber dem sinusförmigen Eingangszittern auf der Grundlage davon schätzen, ob zwei Spitzen an den beiden Enden eines Zitterhistogramms vorhanden sind.
70 ist eine andere beispielhafte Struktur einer Zittertoleranz-Messvorrichtung als ein Beispiel für die Messvorrichtung 100. Zusätzlich zu der Zusammensetzung der mit Bezug auf 62 beschriebenen Messvorrichtung 100 enthält die Messvorrichtung 100 bei diesem Beispiel weiterhin eine Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 und eine Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302. Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 und die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 haben dieselbe oder eine ähnliche Funktion und Struktur wie die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 und die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302, die mit Bezug auf 43 beschrieben wurden.
Zuerst misst bei diesem Beispiel die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz nach dem mit Bezug auf 44 beschriebenen Verfahren unter Verwendung der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501, der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 und der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 301. Als Nächstes liefert die Signaleingabevorrichtung 301 ein erstes Prüfsignal zu der DUT 3000, wobei das Zeitzittern mit einer Amplitude entsprechend der von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 geschätzten Zittertoleranz zu dem ersten Prüfsignal geführt ist.
Die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 schätzt die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns des von der DUT 3000 ausgegebenen Ausgangssignals als Antwort auf das erste Prüfsignal gegenüber dem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, welches die DUT 3000 als Antwort auf das erste Prüfsignal ausgeben soll.
Dann beurteilt die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102, die ein Beispiel für die Beurteilungseinheit ist, ob die von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 geschätzte Zittertoleranz der richtige Wert ist auf der Grundlage der von der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 geschätzten Zitterverzerrung.
Wenn die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 feststellt, dass die Zittertoleranz nicht der richtige Wert ist, liefert die Signaleingabevorrichtung 301 ein zweites Prüfsignal zu der DUT 3000, wobei ein Zeitzittern mit einer kleineren Amplitude als bei dem ersten Prüfsignal zu dem zweiten Prüfsignal geführt wird, und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 schätzt die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns des Ausgangssignals, das die DUT 3000 als Antwort auf das zweite Prüfsignal ausgibt, gegenüber dem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die DUT 3000 als Antwort auf das zweite Prüfsignal ausgeben soll. Die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zittertoleranz neu auf der Grundlage der von der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 geschätzten Zitterverzerrung entsprechend dem zweiten Prüfsignal. Beispielsweise kann die Zittertoleranz neu geschätzt werden durch die Verarbeitung der mit Bezug auf 63 beschriebenen Schritte S4502 bis S4508.
Mit der Messvorrichtung 100 bei diesem Beispiel kann die Zittertoleranz der DUT 3000 genau und schnell gemessen werden. D. h., da die Zittertoleranz durch jedes der mit Bezug auf die 44 und 63 beschriebenen Verfahren gemessen wird, kann die Zittertoleranz genau gemessen werden. Z. B. kann, selbst wenn eine Tendenz vorliegt, dass die durch das in 44 erläuterte Verfahren gemessene Zittertoleranz einen großen Wert zeigt, die Zittertoleranz mit noch ausreichenderen Genauigkeit gemessen werden. Darüber hinaus kann die Zittertoleranz mit einer hohen Geschwindigkeit durch das mit Bezug auf 33 beschriebene Verfahren gemessen werden, indem der grobe Wert der Zittertoleranz zuerst durch das mit Bezug auf 44 beschriebene Verfahren geschätzt wird. Darüber hinaus kann die Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel wie die in 56 erläuterte Messvorrichtung 100 entweder das Eingangsdatensignal oder das Eingangsdaten-Taktsignal als das Eingangssignal auswählen, und sie kann entweder das Ausgangsdatensignal oder das wiedergewonnene Taktsignal als das Ausgangssignal auswählen.
71 zeigt noch ein anderes Beispiel einer Konfiguration der Messvorrichtung 100. Zuerst misst die Messvorrichtung 100 gemäß diesem Beispiel einen groben Wert der Zittertoleranz der DUT 3000 auf der Grundlage der Verstärkungsschätzung der Zitterübertragungsfunktion. Dann wird ein Eingangszeitzittern mit einer Amplitude in der Nähe des Amplitudenwertes des Eingangszeitzitterns, das gemäß dem Wert der Zittertoleranz bestimmt ist, zugeführt, um Eingangsmustersignale nacheinander zu modulieren. Der Bitwert des Eingangssignals und ein Bitwert des Bezugsmustersignals werden miteinander verglichen, und die Amplitude des Eingangszeitzitterns wird als eine Zitterto leranz bei der Erfassung eines Bitfehlers geschätzt.
Zusätzlich zu der Konfiguration der in 62 erläuterten Messvorrichtung 100 enthält die Messvorrichtung 100 weiterhin den Bitfehlerdetektor 3500. In 71 hat die Zusammensetzung, die dieselbe Bezugszahl wie in 62 trägt, dieselbe oder eine ähnliche Funktion und Konfiguration wie die Funktion und Konfiguration, die mit Bezug auf 62 erläutert wurde. Darüber hinaus enthält bei diesem Beispiel die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung 302 und schätzt die Zittertoleranz der DUT 3000.
Der Bitfehlerdetektor 3500 erfasst einen Bitfehler in dem Ausgangssignal der DUT 3000 durch Vergleich jedes der Bits des von der DUT 3000 ausgegebenen Ausgangssignals mit jedem der Bits des Bezugsmustersignals, das die DUT 3000 ausgeben soll.
Wenn beispielsweise die DUT 3000 ein Deserialisierer ist, wie in 47 gezeigt ist, empfängt der Bitfehlerdetektor 3500 zumindest eines von von der DUT 3000 ausgegebenen parallelen Datensignale oder von dem von der DUT 3000 ausgegebenen wiedergewonnenen Takt und digitalisiert diese. Die Abtastrate beträgt vorzugsweise das Drei- oder Mehrfache der Frequenz des digitalisierten Signals (paralleles Datensignal oder wiedergewonnener Takt).
Als Nächstes wird das digitalisierte Datensignal durch einen Komparator oder dergleichen binärisiert, und das binärisierte Datensignal wird an der ansteigenden Kante des digitalisierten wiedergewonnenen Takts abgetastet. Eine erzeugte binäre Reihe und das Bezugsmustersignal werden miteinander verglichen und dann wird der Bitfehler erfasst.
In einer 15stufigen PRBS (Pseudozufalls-Binärfolge) gibt es zumindest einen Bereich, in welchem aufeinander folgende ”1”-Bits die Run bilden, die eine Länge 15 hat, in einem seriellen Bitstrom. Daher sind die binären Reihen und die Standard-PRBS zueinander ausgerichtet durch Musteranpassung des Bereichs entsprechend einer derartigen maximalen Länge. Schließlich wird der Fehler der binären Reihen erfasst durch Vergleichen von diesen Bit für Bit.
Als Nächstes wird ein Beispiel der Arbeitsweise der Messvorrichtung 100 unter Verwendung eines Flussdiagramms erläutert.
72 ist ein Flussdiagramm, das beispielhaft die Arbeitsweise der Messvorrichtung 100 zeigt. Zuerst setzt im Schritt S3502 die Signaleingabevorrichtung 301 einen Typ des Eingangszeitzitterns, das dem Eingangssignal zugeführt wird. Hier wird ein Zufallszittern als das Eingangszeitzittern ausgewählt.
Als Nächstes setzt im Schritt S3504 die Signaleingabevorrichtung 301 die Amplitude des Eingangszeitzitterns. Dann gibt die Signaleingabevorrichtung 301 das Eingangsmustersignal, dem das Eingangszeitzittern zugeführt ist, in die DUT 3000 ein.
Die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 empfängt das in die DUT 3000 eingegebene Eingangsmustersignal und das von der DUT 3000 als Antwort auf das Eingangsmustersignal ausgegebene Ausgangssignal. Dann misst im Schritt S3506 die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 die Zitterübertragungsfunktion der DUT 3000 af der Grundlage des empfange nen Eingangs- und Ausgangssignals entsprechend dem vorstehend beschriebenen Verfahren.
Als Nächstes schätzt im Schritt S3508 die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 den groben Wert der Zittertoleranz der DUT 3000 auf der Grundlage der Verstärkungsschätzungen und der Phasenschätzungen der Zitterübertragungsfunktion. D. h., die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 schätzt die Zittertoleranzwerte, die auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion nach dem vorstehend erwähnten Verfahren geschätzt werden, um angenäherte Werte der Zittertoleranz zu sein. Darüber hinaus können, wie vorstehend erwähnt ist, da die Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion im Schritt S3508 geschätzt wird, die groben Werte der Zittertoleranz über alle Frequenzen des Eingangszeitzitterns geschätzt werden.
Als Nächstes setzt im Schritt S3510 die Signaleingabevorrichtung 301 den Typ des Eingangszeitzitterns, das dem Eingangssignal zugeführt wird. Hier wird ein sinusförmiges Zittern als das Eingangszeitzittern ausgewählt. Dann setzt im Schritt S3512 die Signaleingabevorrichtung 301 die Frequenz des Eingangszeitzitterns, dessen Zittertoleranz zu messen ist. Als Nächstes setzt im Schritt S3514 die Signaleingabevorrichtung 301 die Amplitude des Eingangszeitzitterns bei der Amplitude entsprechend dem Wert der von der zitterbezogenen Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 geschätzten Zittertoleranz. Beispielsweise setzt die Signaleingabevorrichtung 301 die Amplitude des Eingangszeitzitterns in der Nähe des Amplitudenwertes des Eingangszeitzitterns entsprechend dem groben Wert der von der zitterbezogenen Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 geschätzten Zittertoleranz, führt dieses zu dem Eingangsmustersignal und gibt es in die DUT 3000 ein.
Der Bitfehlerdetektor 3500 empfängt das von der DUT 3000 als Antwort auf das Eingangsmustersignal ausgegebene Ausgangssignal. Dann erfasst im Schritt S3516 der Bitfehlerdetektor 3500 den Bitfehler in dem Ausgangssignal durch Vergleich jedes Bits des Bezugsmustersignals, dessen Ausgabe als Antwort auf das Eingangssignal erwartet wird, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die DUT 3000 tatsächlich ausgibt. Alternativ ist das Ausgangssignal beispielsweise ein von der DUT 3000 ausgegebenes Datensignal, und der Bitfehlerdetektor 3500 erfasst den Wert jedes Bits des Datensignals durch Abtasten des Datensignals an der ansteigenden Kante des Taktsignals, das die DUT 3000 synchron mit dem Datensignal ausgibt. Jedoch tastet bei noch einem alternativen Beispiel der Bitfehlerdetektor 3500 das Datensignal an der ansteigenden Kante noch eines anderen Taktsignals ab. Als Nächstes wird im Schritt S3518 festgestellt, ob die Anzahl von von dem Bitfehlerdetektor 3500 erfassten Fehlerbits gleich null ist. Wenn die Anzahl von Fehlerbits gleich null ist, wird der Amplitudenwert des Eingangszeitzitterns im Schritt S3514 erhöht, und die Durchführung der Schritte S3514 bis S3518 wird wiederholt, bis der Bitfehlerdetektor 3500 einen Bitfehler erfasst. Wenn die Anzahl von Fehlerbits im Schritt S3518 größer als null ist, setzt die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 die Amplitude des Eingangszeitzitterns als den Zittertoleranzwert der DUT 3000 (S3520).
Als Nächstes wird im Schritt S3522 beurteilt, ob andere Frequenzen des Eingangszeitzitterns, die zu prüfen sind, verblieben sind, und wenn ein Frequenzband, das zu prüfen ist, verblieben ist, wird die Frequenz des Eingangszeitzitterns im Schritt S3512 geändert und die Durchführung der Schritte S3512 bis S3522 wird wiederholt. Die Durchführung wird beendet, nachdem alle Frequenzen geprüft wurden.
Durch derartige Maßnahmen misst die Messvorrichtung 100 den groben Wert der Zittertoleranz schnell auf der Grundlage der Zitterübertragungsfunktion, und sie misst den Zittertoleranzwert genau auf der Grundlage der groben Zittertoleranzschätzung. Aus diesem Grund kann die Messvorrichtung 100 die Zittertoleranz schnell und genau messen.
73 zeigt noch ein anderes Beispiel einer Konfiguration der Messvorrichtung 100. Die Messvorrichtung 100 bei diese Beispiel enthält die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 anstelle der Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung 101 bei der Konfiguration der mit Bezug auf 71 erläuterten Messvorrichtung 100. Die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 haben dieselben oder eine ähnliche Funktion und Konfiguration wie die der Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 und der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100, die mit Bezug auf 62 erläutert wurden.
Wie die in 71 erläuterte Messvorrichtung 100 misst die Messvorrichtung 100 bei diesem Beispiel einen groben Wert der Zittertoleranz der DUT 3000 auf der Grundlage des Spektrums des Ausgangszeitzitterns, und sie misst den Zittertoleranzwert genau auf der Grundlage des groben Wertes der gemessenen Zittertoleranz.
Bei der Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel schätzt die Zeitzitter-Schätzvorrichtung 501 im Schritt S3506 nach 72 das Ausgangszeitzittern. Dann schätzt die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung 4100 die Verzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Spektrums des Ausgangszeitzitterns. Dann schätzt im Schritt S3508 die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 den groben Wert der Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung. Diese Maßnahmen sind dieselben wie diejenigen bei der in 62 erläuterten Messvorrichtung 100. Darüber hinaus werden hinsichtlich der Schritte S3502 bis S3504 und S3512 bis S3522, die in 72 erläutert sind, dieselben Maßnahmen wie bei der in 71 erläuterten Messvorrichtung 100 ergriffen. Auch bei der Messvorrichtung 100 nach diesem Beispiel wird die Zittertoleranz schnell und genau gemessen.
Darüber hinaus kann die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 bei diesem Beispiel die Amplitude des Eingangszeitzitterns ändern, bis der Bitfehlerdetektor 3500 einen Bitfehler erfasst, und sie schätzt den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns, oberhalb welchem der Bitfehlerdetektor beginnt, einen Bitfehler zu erfassen, als die Zittertoleranz. Oder die Zittertoleranz kann auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns berechnet werden.
Beispielsweise bestimmt die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102, welches Verfahren zum Berechnen der Zittertoleranz gemäß dem Steuerband der PLL in der DUT 3000 zu wählen ist. Hier ist das Steuerband der PLL das Band der Zitterfrequenz, in welchem das Zittern durch die PLL korrigiert wird. D. h., da die große Möglichkeit besteht, dass der Bit fehler in dem Ausgangssignal durch das Zittern in der PLL bewirkt wird, wenn die Frequenz des Eingangszeitzitterns die Frequenz in dem Steuerband der PLL ist, berechnet die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung 4102 die Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszitterns. Darüber hinaus wird, da die hohe Möglichkeit besteht, der Bitfehler in dem Ausgangssignal durch den Abtastfehler des Datensignals oder dergleichen bewirkt wird, wenn die Frequenz des Eingangszeitzitterns die Frequenz außerhalb des Steuerbands der PLL ist, die Zittertoleranz auf der Grundlage des Bitfehlererfassungsergebnisses des Bitfehlerdetektors 3500 berechnet.
Obgleich die vorliegende Erfindung anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen und Ersetzungen durchführen kann, ohne den Geist und den Umfang der vorliegenden zu verlassen, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist. Auch ist darauf hinzuweisen, dass die Messvorrichtung und das Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung auch das Netzwerksystem einschließlich optischer Vorrichtungen messen oder prüfen kann. D. h., das Netzwerksystem einschließlich Schaltungen, elektronischen Vorrichtungen, optischen Vorrichtung, und andere Systeme können in dem Rahmen der elektronischen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten sein, die nur die angefügten Ansprüche definiert ist. Darüber hinaus können Schaltungen, elektronische Vorrichtung und Systeme, die Vorrichtungen wie optische Vorrichtungen im Innern enthalten können, in dem Rahmen der elektronischen Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung enthalten sein, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert ist.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, können gemäß der vorliegenden Erfindung die Bitfehlerrate und die Zittertoleranz der DUT wirksam berechnet werden. Gemäß der Messvorrichtung und dem Messverfahren nach der vorliegenden Erfindung kann die Prüfzeit minimiert werden, da die Bitfehlerrate anhand der Zeitzitterfolge geschätzt wird und daher keine Histogrammoperation erforderlich ist. Daher können die Kosten der Bitfehlerratenprüfung erheblich verringert werden.

Claims

Messvorrichtung zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist: eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501), die betätigbar ist zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Berechnen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals; und eine Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103), die betätigbar ist zum Berechnen der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) aufweist: eine Schätzvorrichtung (700) für augenblickliches Phasenrauschen, die betätigbar ist zum Berechnen eines augenblicklichen Phasenrauschens des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals; und eine Wiederabtastvorrichtung (901), die betätigbar ist zum Erzeugen der Ausgangszeitzitterfolge, erhalten durch Wiederabtastung des augenblicklichen Phasenrauschens zu vorbestimmten Zeitpunkten.
Messvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Wiederabtastvorrichtung (901) das augenblickliche Phasenrauschen zu Zeitpunkten wieder abtastet, die angenähert dieselbe wie Nulldurchgangszeiten des Ausgangssignals sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die elektronische Vorrichtung mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Zittergrößen empfängt und mehrere Ausgangssignale jeweils entsprechend den mehreren Eingangssignalen ausgibt, wobei die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) die Ausgangszeitzitterfolgen jeweils entsprechend den Ausgangssignalen berechnet, und bei der die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103) die Zitterübertragungsfunktion weiterhin auf der Grundlage der Informationen berechnet, die mehrere Eingangszeitzitterfolgen entsprechend den mehreren Eingangssignalen anzeigen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die elektronische Vorrichtung mehrere Eingangssignale mit unterschiedlichen Zittergrößen nacheinander empfängt und mehrere der Ausgangssignale jeweils entsprechend den Eingangssignalen ausgibt, die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) die mehreren Eingangssignale nacheinander empfängt und mehrere Eingangszeitzitterfolgen der mehreren Eingangssignale berechnet, und mehrere Ausgangssignale nacheinander empfängt und die Ausgangszeitzitterfolgen der jeweiligen Ausgangssignale berechnet, und die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103) die Zitterübertragungsfunktion weiterhin auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolgen berechnet.
Messvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, weiterhin aufweisend eine Frequenzdomänen-Transformationsvorrichtung, die betätigbar ist zum Transformieren der Eingangszeitzitterfolgen und der Ausgangszeitzitterfolgen in Frequenzdomänensignale.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103) eine Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung (502) aufweist, die betätigbar ist zum Berechnen einer Verstärkung |H_J(f_J)| der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der folgenden Gleichung
worin ΔΦ[f_J] Ausgangszeitzitterspektren des Ausgangssignals sind; ΔΘ[f_J] Eingangszeitzitterspektren des Eingangssignals sind; ΔΦ(f_J) Phasenrauschenspektren des Ausgangssignals sind; und ΔΘ(f_J) Phasenrauschenspektren des Eingangssignals sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103) eine Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung (502) aufweist, die betätigbar ist zum Berechnen einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der mehreren Eingangszeitzitterfolgen und der mehreren Ausgangszeitzitterfolgen.
Messvorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung (502) die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion schätzt auf der Grundlage eines Ergebnisses der Linearanpassung einer Beziehung zwischen einem Spitze-zu-Spitze-Wert eines Eingangszeitzitters der mehreren Eingangszeitzitterfolgen und eines Spitze-zu-Spitze-Wertes eines Ausgangszeitzitterns der mehreren Ausgangszeitzitterfolgen, oder eines Effektivwertes des Ausgangszeitzitterns der Ausgangszeitzitterfolgen und eines Effektivwertes eines Eingangszeitzitterns der mehreren Eingangszeitzitterfolgen.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zitterübertragungsfunktions-Schätzvorrichtung (103) eine Zitterphasen-Schätzvorrichtung aufweist, die betätigbar ist zum Berechnen einer Phase ∠H_J(f_J) der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage der folgenden Gleichung:
worin ΔΦ[f_J] Ausgangszeitzitterspektren des Ausgangssignals sind; ΔΘ[f_J] Ausgangszeitzitterspektren des Eingangssignals sind; ΔΦ(f_J) Phasenrauschenspektren des Ausgangssignals sind; und ΔΘ(f_J) Phasenrauschenspektren des Eingangssignals sind.
Messvorrichtung nach Anspruch 5 oder 8, weiterhin aufweisend eine Zuführungseinheit, die betätigbar zum Zuführen eines Signals ist, das erhalten ist durch Zuführen des gewünschten Eingangszeitzitterns zu dem Eingangssignal, zu der elektronischen Vorrichtung, wobei die Zitterverstärkungs-Schätzvorrichtung (502) die Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion auf der Grundlage des Eingangszeitzitterns, das von der Zitterzuführungseinheit dem Eingangssignal zugeführt ist, und des Ausgangszeitzitterns in dem Ausgangssignal schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Zitterzuführungseinheit ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal als das Eingangszeitzittern zuführt.
Messvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Zitterzuführungseinheit das Eingangszeitzittern durch Modulieren einer Phase des Eingangssignals zuführt.
Messvorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Zitterzuführungseinheit das Eingangszeitzittern durch Modulieren einer Frequenz des Eingangssignals zuführt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Taktwiedergewinnungseinheit, die betätigbar ist zum Erzeugen eines wiedergewonnenen Taktsignals des Ausgangssignals auf der Grundlage des Ausgangssignals, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) das Ausgangszeitzittern auf der Grundlage des wiedergewonnenen Taktsignals schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Schätzvorrichtung (700) für augenblickliches Phasenrauschen aufweist: eine Transformationsvorrichtung (701) für ein analytisches Signal, die betätigbar ist zum Transformieren des Ausgangssignals in ein komplexes analytisches Signal; eine Schätzvorrichtung für die augenblickliche Phase (702), die betätigbar ist zum Schätzen einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals auf der Grundlage des analytischen Signals; eine Schätzvorrichtung (703) für die augenblickliche Linearphase, die betätigbar ist zum Schätzen einer augenblicklichen Linearphase des Ausgangssignals auf der Grundlage einer augenblicklichen Phase des analytischen Signals; und eine Lineartrend-Entfernungsvorrichtung (704), die betätigbar ist zum Berechnen eines augenblicklichen Phasenrauschens, das durch Entfernung der augenblicklichen Linearphase aus der augenblicklichen Phase auf der Grundlage der augenblicklichen Phase und der augenblicklichen Linearphase erhalten wird.
Messvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) weiterhin eine Niedrigfrequenz-Phasenrauschen-Entfernungsvorrichtung (1901) aufweist, die betätigbar ist zum Empfangen des augenblicklichen Phasenrauschens, Entfernen der Niedrigfrequenzkomponenten aus dem augenblicklichen Phasenrauschen und Liefern des augenblicklichen Phasenrauschens ohne Niedrigfrequenzkomponente zu der Wiederabtastvorrichtung (901).
Messvorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) weiterhin einen Analog/Digital-Wandler (9901) aufweist, der betätigbar ist zum Umwandeln des Ausgangssignals in ein digitales Signal und zum Liefern des digitalen Signals zu der Transformationsvorrichtung (701) für das analytische Signal, wobei die Transformationsvorrichtung (701) für analytische Signal das analytische Signal auf der Grundlage des digitalen Signals erzeugt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) eine Zeitzitterfolge des Eingangsdaten-Taktsignals schätzt zum Erzeugen eines zu der elektronischen Vorrichtung gegebenen Eingangsdatensignals, sowie eine Zeitzitterfolge eines Ausgangsdatensignals, das von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangsdatensignal ausgegeben wird, und die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung (101) die Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdaten-Taktsignal und dem Ausgangsdatensignal auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) geschätzten Zeitzitterfolge misst.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) eine Zeitzitterfolge eines Eingangsdatensignals, das zu der elektronischen Vorrichtung gegeben ist, und eines Ausgangsdatensignals, das von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangsdatensignal ausgegeben ist, schätzt, und die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung (101) eine Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdatensignal und dem Ausgangsdatensignal auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung geschätzten Zeitzitterfolge misst.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) die Zeitzitterfolge eines Eingangsdatensignals, das zu der elektronischen Vorrichtung gegeben ist, und ein von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf die Eingangsdaten ausgegebenes wiedergewonnenes Taktsignal schätzt, und die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung (101) eine Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdatensignal und dem wiedergewonnenen Taktsignal auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) geschätzten Zeitzitterfolge misst.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) eine Zeitzitterfolge eines Eingangsdaten-Taktsignals zum Erzeugen des zu der elektronischen Vorrichtung gegebenen Eingangsdatensignals und ein von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf die Eingangsdaten ausgegebenes wiedergewonnenes Taktsignal schätzt, und die Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung (101) eine Zitterübertragungsfunktion zwischen dem Eingangsdaten-Taktsignal und dem wiedergewonnenen Taktsignal auf der Grundlage der von der Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) geschätzten Zeitzitterfolge misst.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 19–22, bei der die elektronische Vorrichtung serielle Daten als das Eingangsdatensignal empfängt und parallele Daten als das Ausgangsdatensignal von Ausgangsstiften ausgibt, wobei die Anzahl von Ausgangsstiften vorbestimmt ist, die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) die Ausgangszeitzitterfolge des Ausgangsdatensignals entsprechend von einem bestimmten Ausgangsstift der Ausgangsstifte ausgegebenen Daten schätzt, und die Eingabeeinheit (301) das Eingangsdatensignal zu der elektronischen Vorrichtung liefert, in welchem ein Bit der Musterdaten entsprechend dem bestimmten Ausgangsstift von den Ausgangsstiften abwechselnd 1 (hoch) und 0 (niedrig) wiederholt.
Messvorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Eingabeeinheit (301) das Eingangsdatensignal zu der elektronischen Vorrichtung liefert, in welchen Bits der Musterdaten für jedes Bit mit derselben Anzahl wie den Ausgangsstiften 1 und 0 wiederholen.
Messvorrichtung zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung, aufweisend eine Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung (102), die betätigbar ist zum Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Messvorrichtung nach Anspruch 25, bei der die Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung (102) die Bitfehlerfehlerrate weiterhin auf der Grundlage einer Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzt.
Messvorrichtung zum Messen der Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung, aufweisend eine Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302), die betätigbar ist zum Schätzen der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Messvorrichtung nach Anspruch 27, bei der die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) die Zittertoleranz weiterhin auf der Grundlage einer Phase der Zitterübertragungsfunktion schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, bei der die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) einen groben Wert der Zittertoleranz auf der Grundlage der Verstärkungsschätzung der Zitter übertragungsfunktion schätzt, und die Messvorrichtung weiterhin aufweist: eine Signaleingabevorrichtung (301), die betätigbar zum Eingeben der mehreren Eingangssignale, denen Zeitzittersignale mit unterschiedlichen Amplituden in der Nähe eines Amplitudenwertes gemäß dem groben Wert der Zittertoleranz nacheinander zugeführt sind, in die elektronische Vorrichtung, und einen Bitfehlerdetektor (3500), der betätigbar ist zum Erfassen von Bitfehlern in dem Ausgangssignal durch Vergleich jedes Bits eines Bezugssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal, dem das Zeitzittern zugeführt ist, ausgeben soll, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung entsprechend dem Eingangssignal ausgibt, und wobei die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns schätzt, oberhalb dessen der Bitfehlerdetektor beginnt, den Bitfehler in dem Ausgangssignal zu erfassen, wobei das Eingangszeitzittern der Zittertoleranz entspricht.
Messvorrichtung nach Anspruch 29, bei der der Bitfehlerdetektor (3500) das von der elektronischen Vorrichtung ausgegebene Datensignal an der Flanke des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Taktsignals abtastet, das Datensignal in eine Folge mit logischen Werten (Datenfolge) umwandelt und jedes Bit der erfassten Datenfolge mit jedem Bit des gegebenen Bezugsmustersignals vergleicht.
Messvorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, weiterhin aufweisend: eine Zitterzuführungseinheit, die betätigbar ist zum Liefern eines ersten Prüfsignals, dem ein Zeitzittern zugeführt ist, zu der elektronischen Vorrichtung, wobei das Zeitzittern eine Amplitude entsprechend der von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) geschätzten Zittertoleranz hat; eine Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100), die betätigbar ist zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung gemäß dem ersten Prüfsignal ausgegebenen Ausgangssignals gegenüber einem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung gemäß dem ersten Prüfsignal ausgeben soll; und eine Beurteilungseinheit, die betätigbar ist zum Beurteilen, ob die Zittertoleranz ein richtiger Wert ist, auf der Grundlage der Zittertoleranz.
Messvorrichtung nach Anspruch 31, bei der, wenn die Beurteilungseinheit feststellt, dass die von der Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) geschätzte Zittertoleranz nicht ein richtiger Wert ist, die Zitterzuführungseinheit ein zweites Prüfsignal, dem ein Zeitzittern zugeführt ist, zu der elektronischen Vorrichtung liefert, wobei das Zeitzittern eine kleinere Amplitude als das erste Prüfsignal hat, die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) die Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung gemäß dem zweiten Prüfsignal ausgegebenen Ausgangssignals gegenüber einem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung gemäß dem zweiten Prüfsignal ausgeben soll, schätzt, und die Beurteilungseinheit die Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung, die von der Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) geschätzt wurde, und entsprechend dem zweiten Prüfsignal neu schätzt.
Messvorrichtung zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist: eine Zeitschätzvorrichtung (3100), die betätigbar ist zum Schätzen einer Eingangszeitfolge eines Eingangssignals zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung und einer Ausgangszeitfolge eines Ausgangssignals, das von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegeben wird; Eine Zeitdifferenz-Schätzvorrichtung (3102), die betätigbar ist zum Berechnen der Zeitdifferenzen zwischen der Eingangszeitfolge und der Ausgangszeitfolge; und eine Bitfehlerraten-Schätzvorrichtung (102), die betätigbar ist zum Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Zeitdifferenzen.
Messvorrichtung nach Anspruch 33, bei der die Zeitschätzvorrichtung (3100) die Eingangszeitfolge und die Ausgangszeitfolge auf der Grundlage einer Nulldurchgangszeitfolge von ansteigenden Flanken oder abfallenden Flanken des Eingangssignals und des Ausgangssignals schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 33, bei der die Zeitschätzvorrichtung (3100) aufweist: eine Transformationsvorrichtung (701) für ein analytisches Signal, die betätigbar ist zum Transformieren des Eingangssignals und des Ausgangssignals in komplexe analytische Signale; eine Schätzvorrichtung (702) für die augenblickliche Phase, die betätigbar ist zum Berechnen augenblicklicher Phasen der analytischen Signale; und eine Wiederabtastvorrichtung (3304), die betätigbar ist zum Wiederabtasten der augenblicklichen Phase, um Zeitfolgen des Eingangssignals und des Ausgangssignals zu erzeugen.
Messverfahren zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung, welches aufweist: einen Zeitzitter-Schätzschritt zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Berechnen einer Ausgangszeitzitterfolge, die mehrere Ausgangszeitzittersignale eines Ausgangssignals anzeigt, auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals; und einen Zitterübertragungsfunktions-Schätzschritt zum Berechnen der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und der Ausgangszeitzitterfolge.
Messverfahren zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung, aufweisend einen Bitfehlerraten-Schätzschritt zum Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Messverfahren zum Messen der Zittertoleranz einer elektronischen Vorrichtung, aufweisend einen Zittertoleranz-Schätzschritt zum Schätzen der Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage einer Verstärkung der Zitterübertragungsfunktion der elektronischen Vorrichtung.
Messverfahren zum Messen einer Bitfehlerrate einer elektronischen Vorrichtung, aufweisend: Schätzen einer Eingangszeitfolge eines Eingangssignals zum Prüfen der elektronischen Vorrichtung und einer Ausgangszeitfolge eines von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals; Berechnen der Zeitdifferenzen zwischen der Eingangszeitfolge und der Ausgangszeitfolge; und Schätzen der Bitfehlerrate der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Zeitdifferenzen.
Messvorrichtung zum Messen der Zuverlässigkeit einer elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern, welche aufweist: eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501), die betätigbar ist zum Schätzen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf ein Eingangssignal, dem ein Eingangszeitzittern zugeführt ist, ausgegebenen Ausgangssignals; eine Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100), die betätigbar ist zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals gegenüber einem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgeben soll, auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge; und eine zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung (4102), die betätigbar ist zum Schätzen der Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern auf der Grundlage der Zitterverzerrung.
Messvorrichtung nach Anspruch 40, weiterhin aufweisend eine Zitterzuführungseinheit, die betätigbar ist zum Zuführen des Eingangszeitzitterns mit einer gewünschten Amplitude zu dem Eingangssignal, und zum Liefern des Eingangssignals zu der elektronischen Vorrichtung, wobei die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung die Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern über die Amplitude des Eingangszeitzitterns schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 41, bei der die Zitterzuführungseinheit die mehreren Eingangssignale mit unterschiedlichen Amplituden des Eingangszeitzitterns zu der elektronischen Vorrichtung liefert, und die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung (4102) die Zittertoleranz der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Zitterverzerrung von jedem der Ausgangszeitzittersignale gegenüber den mehreren Eingangssignalen schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 40, bei der die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) einen groben Wert der Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns schätzt, und die Messvorrichtung weiterhin aufweist: eine Signaleingabevorrichtung (301), die betä tigbar ist zum Eingeben der Eingangssignale, denen Zeitzittersignale mit unterschiedlichen Amplituden in der Nähe eines Amplitudenwertes gemäß dem groben Wert der Zittertoleranz nacheinander zugeführt sind, in die elektronische Vorrichtung, und einen Bitfehlerdetektor (3500), der betätigbar ist zum Erfassen von Bitfehlern in dem Ausgangssignal durch Vergleichen jedes Bits eines Bezugsmustersignals, das die elektronische Vorrichtung (3000) als Antwort auf das Eingangssignal, dem das Zeitzittern zugeführt ist, ausgeben soll, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung (3000) gemäß dem Eingangssignal ausgibt, und wobei die Zittertoleranz-Schätzvorrichtung (302) den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns, oberhalb dessen der Bitfehlerdetektor (3500) beginnt, den Bitfehler in dem Ausgangssignal zu erfassen, setzt, wobei das Eingangszeitzittern der Zittertoleranz entspricht.
Messvorrichtung nach Anspruch 42, weiterhin aufweisend: eine Signaleingabevorrichtung (301), die betätigbar ist zum Zuführen eines Eingangszeitzitterns zu dem Eingangssignal und einen Bitfehlerdetektor (3500), der betätigbar ist zum Erfassen von Bitfehlern in dem Ausgangssignal durch Vergleichen jedes Bits eines Bezugsmustersignals, das die elektronische Vorrichtung (3000) als Antwort auf das Eingangsignal, dem das Zeitzittern zugeführt ist, ausgeben soll, mit jedem Bit des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung (3000) gemäß dem Eingangssignal ausgibt, und wobei die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung (4102) selektiv eine Amplitude des Eingangszeitzitterns ändert, bis der Bitfehlerdetektor den Bitfehler erfasst, und den Spitze-zu-Spitze-Wert des Eingangszeitzitterns schätzt, oberhalb dessen der Bitfehlerdetektor (3500) beginnt, den Bitfehler zu erfassen, wobei das Eingangszeitzittern die Zittertoleranz gibt, oder selektiv die Zittertoleranz auf der Grundlage der Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns berechnet.
Messvorrichtung nach Anspruch 44, bei der der Bitfehlerdetektor (3500) das von der elektronischen Vorrichtung (3500) ausgegebene Datensignal an der Flanke des von der elektronischen Vorrichtung (3000) ausgegebenen Taktsignals abtastet, das Datensignal in eine Folge logischer Werte (Datenfolge) umwandelt und jedes Bit der erfassten Datenfolge mit jedem Bit des gegebenen Bezugsmustersignals vergleicht.
Messvorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, bei der die Zitterzuführungseinheit ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal führt, und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) ein Zitterhistogramm der Ausgangszeitzitterfolge erzeugt und die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterhistogramms berechnet.
Messvorrichtung nach Anspruch 41 oder 42, bei der die Zitterzuführungseinheit ein sinusförmiges Zittern zu dem Eingangssignal führt, und die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) ein Zitterspektrum der Ausgangszeitzitterfolge schätzt und die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Zitterspektrums berechnet.
Messvorrichtung nach Anspruch 47, bei der die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) die Zitterverzerrung des Ausgangszeitzitterns auf der Grundlage des Verhältnisses des Grundfrequenzinhalts des Zitterspektrums, das dieselbe Frequenz wie das zitterförmige Zittern hat, und des harmonischen Inhalts des Grundfrequenzinhalts in dem Zitterspektrum schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 42, bei der die Zitterverzerrungs-Schätzvorrichtung (4100) die Amplitude des Ausgangszeitzitterns gegenüber den mehreren sinusförmigen Zittersignalen mit unterschiedlicher Amplitude schätzt, und die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung (4102) die Zittertoleranz auf der Grundlage der Amplitude des sinusförmigen Zitterns schätzt, wobei die Amplitude des Ausgangszeitzitterns als Antwort auf die Amplitude des sinusförmigen Zitterns nicht linear wird.
Messvorrichtung nach Anspruch 41, bei der die Zitterzuführungseinheit das Eingangssignal zu der elektronischen Vorrichtung (3000) liefert, wobei die mehreren sinusförmigen Zittersignale mit unterschiedlichen Frequenzen zu dem Eingangssignal geführt werden, und die zitterbezogene Übertragungsstraf-Schätzvorrichtung (4102) die Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern über jede Frequenz des sinusförmigen Zitterns schätzt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 40, bei der die Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501) aufweist: eine Periodenzitter-Schätzvorrichtung (4004), die betätigbar ist zum Schätzen einer Periodenzitterfolge des Ausgangssignals; eine Idealflankenzeit-Schätzvorrichtung (4006), die betätigbar ist zum Schätzen der Durchschnittsperiode der Periodenzitterfolge; und eine Flankenzeitfehler-Schätzeinheit (4008), die betätigbar ist zum Schätzen der Ausgangszeitzitterfolge auf der Grundlage der Durchschnittsperiode der Periodenzitterfolge und der Periodenzitterfolge.
Messverfahren zum Messen der Zuverlässigkeit einer elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern, welches aufweist: einen Zeitzitter-Schätzschritt zum Schätzen einer Ausgangszeitzitterfolge eines Ausgangssignals auf der Grundlage dieses von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf ein Eingangssignal, welchem ein Eingangszeitzittern zugeführt ist, ausgegebenen Ausgangssignals; einen Zitterverzerrungs-Schätzschritt zum Schätzen der Zitterverzerrung eines Ausgangszeitzitterns des von der elektronischen Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgegebenen Ausgangssignals gegenüber einem Idealzeitzittern des Ausgangssignals, das die elektronische Vorrichtung als Antwort auf das Eingangssignal ausgeben soll, auf der Grundlage der Ausgangszeitzitterfolge; und einen zitterbezogenen Übertragungsstraf-Schätzschritt zum Schätzen der Zuverlässigkeit der elektronischen Vorrichtung gegenüber Zittern auf der Grundlage der Zitterverzerrung.
Messverfahren zum Messen der Zitterübertragungsfunktion einer elektronischen Vorrichtung, welche aufweist: eine Zeitzitter-Schätzvorrichtung (501), die betätigbar ist zum Berechnen einer Eingangszeitzitterfolge eines in die elektronische Vorrichtung eingegebenen Eingangssignals und zum Schätzen eines augenblicklichen Ausgangsphasenrauschens des Ausgangssignals auf der Grundlage eines Ausgangssignals von der elektronischen Vorrichtung; und eine Zitterübertragungsfunktions-Messvorrichtung (101), die betätigbar ist zum Messen einer Zitterübertragungsfunktion in der elektronischen Vorrichtung auf der Grundlage der Eingangszeitzitterfolge und des augenblicklichen Ausgangsphasenrauschens.