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TECHNOLOGISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Oszillator zum Erzeugen
eines Oszillationstakts mit einer gewünschten Frequenz, eine Frequenzvervielfacher
zum Multiplizieren der Frequenz eines gegebenen Bezugssignals und
eine Prüfvorrichtung
zum Prüfen
einer elektronischen Vorrichtung. Für benannte Staaten, in denen
eine Einbeziehung zulässig
ist, wird der in der folgenden Anmeldung beschriebene Inhalt in
die folgende Anmeldung als Teil der Beschreibung der vorliegenden
Anmeldung einbezogen.
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Japanische
Patentanmeldung Nr. 2003-399603, eingereicht am 28. November 2003.
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STAND DER
TECHNIK
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Die
Frequenz von Trägerwellen
und Taktsignalen beispielsweise bei der Verwendung bei der Hochgeschwindigkeits-Telekommunikation
wurde in letzter Zeit erhöht.
Es ist dann erforderlich, Nebenwellen- und Phasenstörungen zu
verringern, die in dem Signal bewirkt werden, um eine hochgenaue Operation
bei Verwendung eines derartigen Hochfrequenzsignals sicherzustellen.
Herkömmlich
wurde ein derartiges Hochfrequenzsignal mittels einer PLL (Phasenregelschleife)
erzeugt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE
PROBLEME
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Während jedoch
die PLL das Hochfrequenzsignal mittels eines spannungsgesteuerten
Oszillators (VCO) erzeugt, sind eine Hochtechnologie und eine Anzahl
von Versuchsentwürfen
wesentlich, um einen Q-Wert des VCO zu verbessern, und seine Entwicklungskosten
werden hoch. Weiterhin ist er, da die PLL stark empfindlich gegenüber Störungen ist, beeinflussbar
durch Störungen
innerhalb des Chips und Substratkopplungsstörungen, und es ist schwierig,
ihn gegenüber
solchen Störungen
zu isolieren.
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Es
ist auch schwierig, den VCO mit einem hohen durchschnittlichen Q-Wert
auszubilden aufgrund von Dispersion zwischen Elementen bei der Implementierung
der PLL auf dem Chip. Wenn ein LC-Wannenschaltungsverfahren bei dem VCO
verwendet wird, wird ein Bereich, in dem sich induktieve Elemente
und kapazitive Elemente befinden, extrem groß, wodurch ein für andere
Schaltungen wie eine logische Schaltung zu verwendender Bereich
beeinträchtigt
wird.
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, einen Oszillator, eine Frequenzvervielfacher und
eine Prüfvorrichtung
zu schaffen, die in der Lage sind, die vorgenannten Probleme zu
lösen.
Diese Aufgabe kann durch die Kombination von in den unabhängigen Ansprüchen der
Erfindung beschriebenen Merkmalen gelöst werden. Abhängige Ansprüche von
diesen spezifizieren bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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MITTEL ZUM
LÖSEN DER
PROBLEME
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Um
die vorgenanten Probleme zu lösen,
ist gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Oszillator zum Erzeugen eines oszillierenden
Signals mit gewünschter
Frequenz vorgesehen, mit einem Bezugsoszillationsabschnitt zum Erzeugen
eines Bezugssignals mit vorbestimmter Frequenz, mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen,
die in Kaskade verbunden sind, zum Empfangen des Bezugssignals und
zum Ausgeben des empfangenen Bezugssignals durch aufeinanderfolgendes
Verzögern
um nahezu gleiche Verzögerungszeiten,
einem Phasenvergleichsabschnitt zum Vergleichen der Phase des von
dem Bezugsoszillationsabschnitt erzeugten Bezugssignals mit der
Phase eines von einer letzten Stufe der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals,
einem Verzögerungssteuerabschnitt zum
Steuern einer Verzögerungszeit
der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen derart, dass
die Phase des Bezugssignals nahezu gleich der Phase des von der
letzten Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen ausgegebenen Verzögerungssignals
wird, und einer Frequenzadditionsschaltung zum Erzeugen des oszillierenden
Signals, bei dem Flanken der jeweiligen Eingangssignale kombiniert
sind durch logisches Betätigen
der in die jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen eingegebenen
Eingangssignale.
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Der
Oszillator kann das oszillierende Signal mit einer Frequenz erzeugen,
die das k-fache (worin k eine ganze Zahl gleich 2 oder größer ist)
der Frequenz des Bezugssignals ist, wobei 2k der ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
in Kaskade verbunden sein können
und eine Verzögerungszeit
nahezu gleich dem 1/2k-fachen
der Periode des Bezugssignals aufweisen können, und die Frequenzadditionsschaltung
kann die ansteigenden und abfallenden Flanken des oszillierenden
Signals erzeugen auf der Grundlage von ansteigenden Flanken der
jeweils in die mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen eingegebenen
Eingangssignale.
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Der
Oszillator kann weiterhin einen Auswahlabschnitt zum Auswählen mehrerer
Eingangssignale, deren Phasenintervall nahezu gleich ist, aus den mehreren
Eingangssignalen, die in die mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen
eingegeben werden, und zum Liefern der ausgewählten Eingangssignale zu der
Frequenzadditionsschaltung, um das oszillierende Signal mit der
Frequenz entsprechend dem Phasenintervall zu erzeugen, enthalten.
Der Oszillator kann auch einen Auswahlabschnitt zum Auswählen mehrerer
beliebiger Eingangssignale aus den mehreren von den mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Eingangssignalen und zum Zuführen der ausgewählten Eingangssignale
zu der Frequenzadditionsschaltung, um das oszillierende Signal mit
einem beliebigen Muster zu erzeugen, enthalten.
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Der
Oszillator kann weiterhin ein Filter zum Entfernen von Störkomponenten
enthalten, die durch Versetzen der mehreren Eingangssignale gegenüber einer
Fre quenzkomponente des von der Frequenzadditionsschaltung erzeugten
oszillierenden Signals bewirkt sind, Der Oszillator kann weiterhin
mehrere zweite variable Verzögerungsschaltungen
enthalten, die in Kaskade verbunden sind, zum Empfangen des von
der letzten Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals
und zum Ausgeben des empfangenen Verzögerungssignals durch aufeinanderfolgendes Verzögern um
nahezu gleiche Verzögerungszeiten mit
den ersten variablen Verzögerungsschaltungen, und
mehrere Spannungsadditionsschaltungen, die für jede Stufe der mehreren ersten
und zweiten variablen Verzögerungsschaltungen
vorgesehen sind, zum Addieren des Spannungspegels der Eingangssignale,
die jeweils in die erste und zweite variable Verzögerungsschaltung
eingegeben werden, die in der selben Stufe der mehreren ersten und
zweiten variablen Verzögerungsschaltungen
vorgesehen sind, und zum Zuführen
von diesem zu der Frequenzadditionsschaltung.
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Die
Frequenzadditionsschaltung kann mehrere H-Pegel-Erzeugungsabschnitte aufweisen, die entsprechend
den ersten variablen Verzögerungsschaltungen
vorgesehen sind, die in geradzahligen Stufen der mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen
vorgesehen sind, zum Erzeugen von Bereichen, die den H-Pegel in
einer Wellenform des oszillierenden Signals darstellen, sowie mehrere L-Pegel-Erzeugungsabschnitte,
die entsprechend den ersten variablen Verzögerungsschaltungen vorgesehen
sind, die in ungeradzahligen Stufen der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
vorgesehen sind, zum Erzeugen von Bereichen, die den L-Pegel in
der Wellenform des oszillierenden Signals darstellen, wobei jeder
der H-Pegel-Erzeugungsabschnitte
eine UND-Verknüpfung
des in die entsprechende erste variable Verzögerungsschaltung eingegebenen
Eingangssignals und eines gegenüber
dem Eingangssignal um eine Zeit, in der ein Verzögerungswert eines Bereichs
der ersten variablen Verzögerungsschaltung,
zu dem eine halbe Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögerten Eingangssignals
durchführt
und eine Spannung mit dem Pegel H des oszillierenden Signals ausgibt,
wenn die berechnete UND-Verknüpfung
den logischen Wert H darstellt, jeder der L-Pegel-Erzeugungsabschnitte eine
UND-Verknüpfung
des in die entsprechende zweiter variable Verzögerungsschaltung eingegebenen
Eingangssignals und eines gegenüber
dem Eingangssignal um eine Zeit, in der ein Verzögerungswert eines Bereichs
der ersten variablen Verzögerungsschaltung
zu der halben Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögerten Eingangssignals
durchführt,
und eine Spannung mit dem Pegel L des oszillierenden Signals ausgibt,
wenn die berechnete UND-Verknüpfung
den logischen Wert H darstellt, und die Frequenzadditionsschaltung
kann eine Summe von von den mehreren H-Pegel-Erzeugungsabschnitten
und den mehreren L-Pegel-Erzeugungsabschnitten ausgegebenen Signalen
als das oszillierende Signal ausgeben. Der oszillierende Bezugsabschnitt
kann ein Quarzoszillator sein.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Frequenzvervielfacher zum
Ausgeben eines oszillierenden Signals, in welchem die Frequenz eines
gegebenen Bezugssignals multipliziert ist, vorgesehen, mit mehreren
ersten variablen Verzögerungsschaltungen,
die in Kaskade verbunden sind, zum Empfangen des Bezugssignals und
zum Ausgeben des empfangenen Bezugssignals durch aufeinanderfolgendes
Verzögern
mit nahezu gleichen Verzögerungszeiten,
einem Phasenvergleichsabschnitt zum Vergleichen der Phase des von
dem Os zillationsbezugsabschnitt erzeugten Bezugssignals mit der
Phase eines von einer letzen Stufe der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals,
einem Verzögerungssteuerabschnitt
zum Steuern der Verzögerungszeit
der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen derart,
dass die Phase des Bezugssignals nahezu gleich der Phase des von
der letzen Stufe der mehreren variablen Verzögerungsschaltungen ausgegeben Verzögerungssignals
ist, und einer Frequenzadditionsschaltung zum Erzeugen des oszillierenden
Signals, in welchen Flanken der jeweiligen Eingangssignale kombiniert
sind durch logisches Verknüpfen
der in die jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen eingegebenen
Eingangssignale.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer
elektronischen Vorrichtung vorgesehen, mit einem Mustergenerator
zum Erzeugen eines Prüfmusters
zum Prüfen der
elektronischen Vorrichtung, einer Wellenform-Formungsvorrichtung zum Formen und Zuführen des
Prüfmusters
zu der elektronischen Vorrichtung, einem Taktgenerator zum Erzeugen
eines Taktsignals mit einer gewünschten
Frequenz, zum Steuern der Zeiten der Wellenform-Formungsvorrichtung für die Zuführung des
Prüfmusters,
und einem Beurteilungsabschnitt zum Vergleichen eines von der elektronischen
Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals mit einem Signal für einen
erwarteten Wert auf der Grundlage des Prüfmusters, um zu beurteilen,
ob die elektronische Vorrichtung fehlerfrei ist oder nicht, und
der Taktgenerator hat einen Oszillationsbezugsabschnitt zum Erzeugen
eines Bezugssignals mit einer vorbestimmten Frequenz, mehrere erste
variable Verzögerungsschaltungen,
die in Kaskade verbunden sind, zum Empfangen des Bezugs signals und
zum Ausgeben des empfangenen Bezugssignals durch aufeinanderfolgendes
Verzögern
mit nahezu gleichen Verzögerungszeiten,
einen Phasenvergleichsabschnitt zum Vergleichen der Phase des von
dem Oszillationsbezugsabschnitt erzeugten Bezugssignals mit der
Phase eines von einer letzten Stufe der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals, einen
Verzögerungssteuerabschnitt
zum Steuern der Verzögerungszeit
der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen derart,
dass die Phase des Bezugssignals nahezu gleich der Phase des von
der letzten Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals
ist, und eine Frequenzadditionsschaltung zum Erzeugen des Taktsignals,
in welchem Flanken der jeweiligen Eingangssignale kombiniert sind
durch logisches Verknüpfen
der in die jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen eingegebenen
Eingangssignale.
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Es
ist festzustellen, dass die vorstehend beschriebene Zusammenfassung
der Erfindung nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale
der Erfindung beschreibt. Die Erfindung kann auch eine Unterkombination
der vorbeschriebenen Merkmale sein.
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WIRKUNG DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung ermöglicht,
dass das oszillierende Signal mit geringeren Störungen einfach erzeugt werden
kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Oszillators 100 gemäß einem
Ausfüh rungsbeispiel
der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation des Oszillators 100 zeigt.
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3 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Frequenzadditionsschaltung 50 zeigt.
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4 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Auswahlabschnitts 30 zeigt.
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5 ist
ein Diagramm, das ein beispielhaftes Spektrum eines von dem Oszillator 100 erzeugten
oszillierenden Signals zeigt.
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6 ist
ein Diagramm, das eine andere beispielhaft Konfiguration eines Verzögerungsabschnitts 20 zeigt.
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7 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Verzögerungsabschnitts 200 zum
Prüfen
einer elektronischen Vorrichtung 150 zeigt.
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BESTE ART
DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage von bevorzugten Ausführungsbeispielen
beschrieben, die den Bereich der Erfindung nicht beschränken, sondern
die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen,
die in den Ausführungsbeispielen
beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
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1 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Oszillators 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Der Oszillator 100 nach diesem Beispiel
erzeugt ein Oszillationssignal mit einer gewünschten Frequenz durch Verwendung
einer DLL (Verzögerungsverriegelungsschleife).
Der Oszillator 100 hat einen Oszillationsbezugsabschnitt 10 und einen
Frequenzvervielfacher 12. Der Oszillationsbezugsabschnitt 10 erzeugt
ein Bezugssignal mit einer vorbestimmten Frequenz. Der Oszillationsbezugsabschnitt
kann beispielsweise ein Quarzoszillator sein.
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Der
Frequenzvervielfacher 12 gibt ein oszillierendes Signal
aus, bei dem die Frequenz des gegebenen Bezugssignals vervielfacht
ist. Der Frequenzvervielfacher 12 hat einen Verzögerungsabschnitt 20,
einen Auswahlabschnitt 30, ein Filter 40, einen
Phasenvergleichsabschnitt 42, ein Schleifenfilter 44,
einen Verzögerungssteuerabschnitt 46 und eine
Frequenzadditionsschaltung 50.
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Der
Verzögerungsabschnitt 20 hat
mehrere erste variable Verzögerungsschaltungen 22-0 bis 22-N (nachfolgend
allgemein als 22 bezeichnet), die in Kaskade verbunden sind. Die
mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 empfangen
das Bezugssignal und geben jeweils das empfangene Bezugssignal durch
Verzögern
um nahezu gleiche Verzögerungszeiten
aus.
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Der
Phasenvergleichsabschnitt 42 vergleicht die Phase des von
dem Oszillationsbezugsabschnitt 10 erzeugten Bezugssignals
mit der Phase eines Verzögerungssignals,
das von einer letzten Stufe der mehreren variablen Verzögerungsschaltungen 22 ausgegeben
wurde, und gibt eine Spannung entsprechend ihrer Phasendifferenz über das
Schleifenfilter 44 zu dem Verzögerungssteuerabschnitt 46 aus.
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Auf
der Grundlage der von dem Phasenvergleichsabschnitt 42 empfangenen
Spannung steuert der Verzögerungssteuerabschnitt 46 die
Verzögerungszeit
der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22.
Zu dieser Zeit steuert der Verzögerungssteuerabschnitt 46 die
Verzögerungszeit der
jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen
derart, dass die Phase des Bezugssignals nahezu gleich der Phase
des von der letzten Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals
ist, und derart, dass die Verzögerungszeit
in jeder der ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 gleich
ist. Das heißt,
Eingangssignale φ0
bis φN,
deren Phase jeweils um einen bestimmten Wert verschoben ist, wie
in 2 gezeigt ist, werden in die jeweiligen ersten
variablen Verzögerungsschaltungen 22 eingegeben.
Die Frequenzadditionsschaltung 50 erzeugt ein oszillierendes
Signal, in welchen Flanken der jeweiligen Eingangssignale kombiniert
sind durch logisches Verknüpfen
der in die jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 eingegebenen
Eingangssignale φ0
bis φN.
Die Frequenzadditionsschaltung 50 nach diesem Ausführungsbeispiel
erzeugt ansteigende und abfallende Flanken des oszillierenden Signals
auf der Grundlage von ansteigenden und abfallenden Flanken der jeweiligen
Eingangssignalen.
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Wenn
beispielsweise ein oszillierendes Signal zu erzeugen ist, dessen
Frequenz das k-fache (worin k eine ganze Zahl gleich 2 oder größer ist)
der Frequenz des Bezugssignals ist, sind vorzugsweise 2k erste variable
Verzögerungsschaltungen 22 in Kaskade
verbunden. In diesem Fall setzt der Verzögerungssteuerabschnitt 46 die
Verzögerungszeit
der ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-0 bis 22-2k,
die durch 2k in Kaskade verbunden sind, auf einen Verzögerungszeit
von nahezu gleich dem 1/2k-fachen der Periode des Bezugssignals.
Es ist dann möglich,
die mehreren Einganssignale φ0
bis φ2k-1
zu erzeugen, die die jeweiligen ansteigenden und abfallenden Flanken
des zu erzeugen den oszillierenden Signals darstellen, in dem die
Verzögerungszeiten
der jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-0 bis 22(2k-1) wie
vorbeschrieben gesetzt werden. Die Frequenzadditionsschaltung 50 erzeugt
die ansteigenden und abfallenden Flanken des oszillierenden Signals
auf der Grundlage der ansteigenden Flanken der jeweiligen Eingangssignale φ0 bis φ2k-1, die
in die mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-0 bis 22-(2k-1) eingegeben
werden. Eine Konfiguration der Frequenzadditionsschaltung 50 wird
nachfolgend in Verbindung mit 3 beschrieben.
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Der
Auswahlabschnitt 30 wählt
die mehreren Eingangssignale, deren Phasenabstand nahezu gleich
ist, aus den mehreren Eingangssignalen φ0 bis φ2k-1 aus entsprechend der Frequenz
des zu erzeugenden oszillierenden Signals und liefert die ausgewählten Eingangssignale
zu der Frequenzadditionsschaltung 50. Eine derartige Steuerung
ermöglicht,
dass das oszillierende Signal die Frequenz entsprechend dem zu erzeugenden
Phasenabstand hat. Beispielsweise kann der Auswahlabschnitt 30 das oszillierende
Signal mit der Frequenz gleich dem k/2-fachen der Frequenz des Bezugssignals
erzeugen, in dem die Eingangssignale φ2m-1, die in jede zweite Stufe der mehreren
ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-(2m-1) (worin
m eine ganze Zahl von 0 bis k ist) eingegeben werden, ausgewählt werden.
Das heißt,
der Auswahlabschnitt 30 kann das oszillierende Signal mit
der Frequenz von k bis k/2j (worin j eine ganze Zahl ist) der Frequenz
des Bezugssignals erzeugen, in dem die Eingangssignale, die in jede
2j-te Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 eingegeben
werden, ausgewählt
werden. Der Auswahlabschnitt 30 kann ein oszillierendes
Signal mit einem beliebigen Muster durch Auswählen mehrere beliebiger Eingangssignale
erzeugen. Eine Konfiguration des Auswahlabschnitts 30 wird
nachfolgend in Verbindung mit 4 beschrieben.
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Das
Filter 40 entfernt Störkomponenten,
die durch Versetzen der mehreren Eingangssignale gegenüber der
Frequenzkomponente des von der Frequenzadditionsschaltung 50 erzeugten
oszillierenden Signals erzeugt sind. Da der Oszillator 100 nach dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel
die DLL (Verzögerungsverriegelungsschleife)
verwendet, wird ein Q-Wert des oszillierenden Signals nahezu gleich
einem Q-Wert des Bezugssignals, und der Q-Wert des oszillierenden
Signals kann im Vergleich zu dem Fall der Verwendung eines VCO verbessert
werden, Weiterhin können,
da die in dem oszillierenden Signal bewirkten Störkomponenten diskret von einem
mittleren Frequenzband entsprechend der Verzögerungszeit der ersten variablen
Verzögerungsschaltungen
erzeugt werden, diese leicht durch das Filter 40 mit einem
niedrigen Q-Wert und einer einfachen Konfiguration entfernt werden.
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2 ist
ein Zeitdiagramm, das eine beispielhaft Operation des Oszillators 100 zeigt.
Bei diesem Beispiel erzeugt der Oszillator 100 das oszillierende
Signal (Ausgangssignal) mit einer Frequenz, die das Vierfache der
Frequenz des Bezugssignals ist. Die Verzögerungszeit, die nahezu gleich
1/8 der Periode des Bezugssignals ist, wird für die jeweiligen ersten variablen
Verzögerungsschaltungen 22 wie vorstehend
beschrieben gesetzt. Dann erzeugt die Frequenzadditionsschaltung 50 aus
den jeweiligen Eingangssignalen φ0
bis φ7
die ansteigenden Flanken des oszillierenden Signals aus den ansteigenden Flanken
der geradzahligen Eingangssignale (φ0, φ2, φ4, φ6), und sie erzeugt die abfallenden
Flanken des oszillierenden Signals aus den ansteigenden Flanken
der ungeradzahligen Eingangssignale (φ1, φ3, φ5, φ7).
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3 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration der Frequenzadditionsschaltung 50 zeigt.
Bei diesem Beispiel hat die Frequenzadditionsschaltung 50 mehrere
H-Pegel-Erzeugungsabschnitte 52-0, 52-2,... (nachfolgend
allgemein als 52 bezeichnet) und mehrere L-Pegel-Erzeugungsabschnitte 53-1, 53-3,
... (nachfolgend als 53 bezeichnet).
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Die
mehreren H-Pegel-Erzeugungsabschnitte 52 sind entsprechend
den ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-0, 22-2, 22-4,...
vorgesehen, die in den geradzahligen Stufen der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen 22 vorgesehen sind,
und erzeugen Bereiche, die den Pegel H (Spitzenbereiche) in einer
Wellenform des oszillierenden Signals darstellen. Jeder der H-Pegel-Erzeugungsabschnitte 52 führt zumindest
eine UND-Verknüpfung
des in die entsprechende erste variable Verzögerungsschalung 22 eingegebenen
Eingangssignals und eines Eingangssignals, das gegenüber dem
Eingangssignal um eine Zeit, in der ein Verzögerungswert eines Bereichs
der ersten variablen Verzögerungsschaltung
zu einer halben Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögert ist,
durch und gibt die Spannung des Pegels H des oszillierenden Signals aus,
wenn die berechnete UND-Verknüpfung
den logischen Wert H darstellt.
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Beispielsweise
führt der
H-Pegel-Erzeugungsabschnitt 52-0 eine UND-Verknüpfung des
entsprechenden Eingangssignals φ0
und des Eingangssignals φ5,
das gegenüber
dem Eingangssignal φ0 um
eine Zeit verzögert
ist, bei der der Verzögerungswert
des Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung zu der halben Periode
des Bezugssignals addiert ist, durch. Hier führt, obgleich kein verzögertes Eingangssignal
mit Bezug auf das beispielsweise in die letzte Stufe der ersten
variablen Verzögerungsschaltungen
eingegebene Eingangssignal existiert, der H-Pegel-Erzeugungsabschnitt 52 eine
UND-Verknüpfung
eines Eingangssignals durch, das gegenüber dem Eingangssignal um eine Zeit
verzögert
ist, bei der der Verzögerungswert
eines Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung zu der halben
Periode des Bezugssignals addiert ist, wenn in einem derartigen
Fall das Eingangssignal um eine Periode vorwärts verschoben ist. Das heißt, ein
gegenüber
dem Eingangssignal um die Zeit, bei der der Wert der Verzögerung eines
Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung zu der halben
Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögertes Eingangssignal enthält ein Eingangssignal,
dessen Phase gegenüber
dem Eingangssignal um eine Zeit, bei der der Wert der Verzögerung eines Bereichs
der ersten variablen Verzögerungsschaltung
zu der halben Periode des Bezugssignals verzögert ist, und eine Eingangssignal,
dessen Phase gegenüber
dem Eingangssignal um eine Zeit, bei der der Wert der Verzögerung eines
Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung von der halben
Periode des Bezugssignals subtrahiert ist, voreilt.
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Bei
diesem Beispiel hat der H-Pegel-Erzeugungsabschnitt 50 mehrere
Transistoren 54 und 62. Das entsprechende Eingangssignal
wird über
einen Gateanschluss an den Transistor 62 gegeben, und ein
Eingangssignal, das gegenüber
dem Eingangssignal um die Zeit, bei der der Wert der Verzögerung eines
Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung zu der halben
Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögert ist, wird über seinen
Gateanschluss zu dem Transistor 54 gegeben. Die jeweiligen
Transistoren sind in Kaskade verbunden und die Spannung des H-Pegels wird zu einem
Sourceanschluss des Transistors 54 gegeben. Der H-Pegel-Erzeugungsabschnitt 52 erzeugt
die Spannung des Pegels H des oszillierenden Signals, wenn die UND-Verknüpfung der
gegebenen Eingangssignale den logischen Wert H mittels einer derartigen
Konfiguration darstellt.
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Die
mehreren L-Pegel-Erzeugungsabschnitte 53 sind entsprechend
den ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22-1, 22-3, 22-5,...
vorgesehen, die in ungeradzahligen Stufen der mehreren ersten variablen
Verzögerungsstufen
vorgesehen sind, und erzeugen Bereiche, die den Pegel L (Talbereiche)
der Wellenform des oszillierenden Signals darstellen. Jeder der
H-Pegel-Erzeugungsabschnitte
führt zumindest
eine UND-Verknüpfung des
in die entsprechende erste variable Verzögerungsschaltung 22 eingegebenen
Eingangssignals und eines Eingangssignals, das gegenüber dem
Eingangssignal um eine Zeit, bei der der Wert der Verzögerung eines
Bereichs der ersten variablen Verzögerungsschaltung zu der halben
Periode des Bezugssignals addiert ist, verzögert ist, durch und gibt die
Spannung des Pegels H des oszillierenden Signals aus, wenn die berechnete
UND-Verknüpfung
den logischen Wert H darstellt.
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Obgleich
der L-Pegel-Erzeugungsabschnitt 53 nahezu die selbe Konfiguration
wie der vorbeschriebene H-Pegel-Erzeugungsabschnitt
hat, wird die Spannung des Pegels L des oszillierenden Signals zu
dem Transistor 54 des L-Pegel-Erzeugungsabschnitts 53 gegeben.
Dann gibt die Frequenzadditionsschaltung 50 eine Summe
von Signalen, die von. den mehreren H-Pegel-Erzeugungsabschnitten 52 und
den mehreren L-Pegel- Erzeugungsabschnitten 53 ausgegeben
wurden, als das oszillierende Signal aus. Durch eine derartige Konfiguration
wird nur eine der UND-Verknüpfungen,
die durch die mehreren H-Pegel-Erzeugungsabschnitte 52 und
die mehreren L-Pegel-Erzeugungsabschnitte 53 berechnet wurden,
in jeder Phase des oszillierenden Signals gleich dem logischen Wert
H, und ein Wert des oszillierenden Signals in der Phase wird bestimmt
durch den Spannungspegel, der zu den H-Pegel-Erzeugungsabschnitten 52 oder
den L-Pegel-Erzeugungsabschnitten 53 gegeben
ist, die den logischen Wert H berechnet haben. Die Frequenzadditionsschaltung 50 nach
diesem Ausführungsbeispiel
ermöglicht
die Erzeugung des oszillierenden Signals durch eine einfache Konfiguration.
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4 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration des Auswahlabschnitts 30 zeigt. Bei
diesem Beispiel hat der Auswahlabschnitt 30 mehrere UND-Schaltungen 32-0 bis 32-N (nachfolgend
allgemein als 32 bezeichnet). Die jeweiligen UND-Schaltungen 32 sind
entsprechend den mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 vorgesehen
und empfangen die in die entsprechenden ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 eingegebenen
Eingangssignalen. Jede UND-Schaltung 32 empfängt auch
ein Auswahlsignal und gibt eine UND-Verknüpfung des Ausgangssignals und des
Eingangssignals zu der Frequenzadditionsschaltung 50 aus.
Das heißt,
es ist möglich,
durch das Auswahlsignal zu steuern, ob jedes Eingangssignal zu der
Frequenzadditionsschaltung 50 zu liefern ist oder nicht.
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5 ist
ein Diagramm, das ein beispielhaftes Spektrum des von dem Oszillator 100 erzeugten oszillierenden
Signals zeigt. In 5 stellt eine Abszissenachse
die Frequenz des oszillierenden Signals dar und eine Ordinatenachse
stellt die Intensität
des Spektrums bei jeder Frequenz dar. Wie in 5 gezeigt
ist, hat das oszillierende Signal ein Spektrum mit einem Q-Wert,
der nahezu gleich dem des Bezugssignals bei der vorbestimmten Mittenfrequenz fosc ist, und bewirkt Störkomponenten pro fosc/n,
die auf die Mittenfrequenz fosc zentriert
sind.
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Da
der Q-Wert bei der Mittenfrequenz Fosc nahezu
gleich dem Q-Wert des von dem Quarzoszillator erzeugten Bezugssignals
ist, kann der Q-Wert der Mittenfrequenz Fosc verbessert
werden im Vergleich zu einem Fall der Erzeugung eines oszillierenden
Signals mittels eines Fosc. Weiterhin kann,
da die Störkomponenten
diskret an Positionen erscheinen, die vollständig von der Mittenfrequenz
FOSC getrennt sind, das einfache Filter sie leicht entfernen, wie
vorstehend beschrieben ist. Daher kann der Oszillator 100 das
oszillierende Signal, in dem Störungen
verringert sind, erzeugen.
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6 ist
ein Diagramm, das eine andere beispielhafte Konfiguration des Verzögerungsabschnitts 20 zeigt.
Der Verzögerungsabschnitt 20 nach
diesem Beispiel enthält
weiterhin mehrere zweite variable Verzögerungsschaltungen 24-0 bis 24-N (nachfolgend
allgemein als 24 bezeichnet), die in Kaskade verbunden
sind, und mehrere Spannungsadditionsschaltungen 26-0 bis 26-N (nachfolgend
allgemein als 26 bezeichnet) zusätzlich zu der Struktur des
in Verbindung mit 1 erläuterten Verzögerungsabschnitts 20.
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Die
mehreren zweiten variablen Verzögerungsschaltungen 24 sind
in der gleichen Anzahl wie die ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 in Kaskade
verbunden und geben das von der letzten Stufe der mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen 22 ausgegebene
Verzögerungssignal durch
aufeinander folgendes Verzögern
um die nahezu gleiche Verzögerungszeit
wie der der ersten variablen Verzögerungsschaltungen 22 zu
dem Phasenvergleichsabschnitt 42 aus. Vorzugsweise haben
die mehreren ersten und zweiten variablen Verzögerungsschaltungen 22 und 24 dieselben
Charakteristiken. Das heißt,
sie erzeugen vorzugsweise denselben Verzögerungswert mit Bezug auf denselben
voreingestellten Verzögerungswert.
Weiterhin setzt der Verzögerungssteuerabschnitt 46 (siehe 1)
vorzugsweise die Verzögerungswerte
der mehreren ersten und zweiten variablen Verzögerungsschaltungen 22 und 24 auf
denselben Wert.
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Jede
der Spannungsadditionsschaltungen 26 addiert den Spannungspegel
der jeweils in die erste und zweite variable Verzögerungsschaltung 22 und 24,
die in derselben Stufe der mehreren ersten und zweiten Verzögerungsschaltungen 22 und 24 vorgesehen
sind, eingegebenen Eingangssignale und liefert sie zu der Frequenzadditionsschaltung. Die
Spannungsadditionsschaltung 26 ist für jede Stufe der mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen 22 und
der mehreren zweiten variablen Verzögerungsschaltungen 24 vorgesehen.
Eine derartige Konfiguration ermöglicht,
dass die durch Dispersion von Elementen der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen 22 bewirkte
Versetzung jedes Eingangssignals einer Durchschnittswertbildung
unterzogen und verringert wird.
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Jede
der Spannungsadditionsschaltungen 26 kann so ausgebildet
sein, dass sie den Spannungspegel der jeweiligen Eingangssignale
durch Verbinden der Eingangsanschlüsse der ersten und der zweiten
variablen Verzögerungsschaltung 22 und 24,
die in derselben Stufe vorgesehen sind, addiert, oder sie kann so
konfiguriert sein, dass sie eine Schaltung zum Addieren der Spannungsbildung
der jeweiligen Eingangssignale hat.
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Weiterhin
kann, obgleich vorstehend der Fall erläutert wurde, bei dem der Verzögerungsabschnitt 20 mehrere
erste und zweite variable Verzögerungsschaltungen 22 und 24 hat,
der Verzögerungsabschnitt 20 weiterhin
mehrere variable Verzögerungsschaltungen
mit derselben Konfiguration wie der der mehreren ersten variablen
Verzögerungsschaltungen 22 enthalten,
wie in 6 gezeigt ist. In diesem Fall kann die Spannungsadditionsschaltung 26 die Versetzung
des Eingangssignals weiter verringern durch Addieren des Spannungspegels
der in die jeweiligen in derselben Stufe vorgesehenen variablen Verzögerungsschaltungen
eingegebenen Eingangssignale.
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Weiterhin
kann, da der Oszillator 100 bei diesem Beispiel die ansteigenden
und abfallenden Flanken des oszillierenden Signals jeweils durch
die Eingangssignale erzeugt, dieser das Jitter sowohl in den ansteigenden
als auch den abfallenden Flanken herabsetzen durch Verringern der
Versetzung der Eingangssignale. Das heißt, ein Tastverhältnis des
oszillierenden Signals kann genau auf 50% gesteuert werden.
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7 ist
ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung 200 zum Prüfen einer
elektronischen Vorrichtung 150 zeigt. Die Prüfvorrichtung 200 hat
einen Mustergenerator 110, eine Wellenform-Formungsvorrichtung 120,
einen Taktgenerator 130 und einen Beurteilungsabschnitt 140.
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Der
Mustergenerator 110 erzeugt ein Prüfmuster zum Prüfen der
elektronischen Vorrichtung 150 und liefert es zu der Wellenform-Formungsvorrichtung 120.
Der Mustergenerator 110 erzeugt auch ein Signal für einen
erwarteten Wert, der von der elektronischen Vorrichtung 150 entsprechend
dem Prüfmuster
auszugeben ist, und liefert es zu dem Beurteilungsabschnitt 140.
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Die
Wellenform-Formungsvorrichtung 120 formt das Prüfmuster
und liefert es zu der elektronischen Vorrichtung 150. Der
Taktgenerator 130 erzeugt ein Taktsignal mit einer gewünschten
Frequenz zum Steuern der Zeiten, zu denen die Wellenform-Formungsvorrichtung 120 das
Prüfmuster
liefert. Hier weist der Taktgenerator 130 den in Verbindung
mit den 1 bis 6 erläuterten
Oszillator 100 zum Erzeugen des Taktsignals auf. Die Prüfvorrichtung 200 kann
auch den in Verbindung mit den 1 bis 6 erläuterten
Oszillator 100 aufweisen, um den Bezugstakt zum Betätigen jeder
Komponente der Prüfvorrichtung 200 zu
erzeugen.
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Der
Beurteilungsabschnitt 140 vergleicht ein von der elektronischen
Vorrichtung 150 ausgegebenes Ausgangssignal mit dem erwarteten
Wert auf der Grundlage des Prüfmusters,
um zu beurteilen, ob die elektronische Vorrichtung 150 fehlerfrei
ist oder nicht. Dir Prüfvorrichtung 200 nach
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann die Prüfung
durch Verwendung des Taktes mit geringeren Störungen durchführen, so
dass sie genau beurteilen kann, ob die elektronische Vorrichtung 150 fehlerfrei
ist oder nicht.
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Obgleich
die Erfindung im Wege der Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen
und Substitutionen durchführen
kann, ohne den Geist und den Bereich der Erfindung zu verlassen.
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Es
ist anhand der Definition der angefügten Ansprüche offensichtlich, dass die
Ausführungsbeispiele
mit derartigen Modifikationen auch zu dem Bereich der Erfindung
gehören.
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GEWERBLICHE
ANWENDBARKEIT
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Es
ist anhand der vorstehenden Beschreibung augenscheinlich, dass die
Erfindung die einfache Erzeugung des oszillierenden Signals mit
weniger Störungen
ermöglicht.
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Zusammenfassung:
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Es
ist ein Oszillator zum Erzeugen eines oszillierendes Signals mit
einer gewünschten
Frequenz vorgesehen, mit einem Oszillationsbezugsabschnitt zum Erzeugen
eines Bezugssignals mit einer vorbestimmten Frequenz, mehreren ersten
variablen Verzögerungsschaltungen,
die in Kaskade verbunden sind, zum Empfangen des Bezugssignals und
zum Ausgeben des empfangenen Bezugssignals durch aufeinanderfolgendes
Verzögern
um nahezu gleiche Verzögerungszeiten,
einem Phasenvergleichsabschnitt zum Vergleichen der Phase des von
dem Oszillationsbezugsabschnitt erzeugten Bezugssignals mit der
Phase eines von einer letzten Stufe der mehreren ersen variablen
Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals,
einem Verzögerungssteuerabschnitt
zum Steuern einer Verzögerungszeit
der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen derart,
dass die Phase des Bezugssignals nahezu gleich der Phase des von
der letzten Stufe der mehreren ersten variablen Verzögerungsschaltungen
ausgegebenen Verzögerungssignals
wird, und einer Frequenzadditionsschaltung zum Erzeugen des oszillierenden
Signals, in welchem Flanken der jeweiligen Eingangssignale durch logisches
Verknüpfen
der in die jeweiligen ersten variablen Verzögerungsschaltungen eingegebenen Eingangssignale
kombiniert sind.