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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Signalsendevorrichtung
und eine Signalempfangsvorrichtung, die mehrwertige Daten mittels
optischer Übertragung
senden und empfangen, eine Prüfvorrichtung,
die eine geprüfte
Vorrichtung prüft, ein
Prüfmodul
und ein Halbleiterchip. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf eine Signalsendevorrichtung und eine Signalempfangsvorrichtung,
die eine optische Übertragung über kurze Entfernung
durchführen.
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf die folgende Anmeldung,
deren Inhalt hier einbezogen wird, falls dies anwendbar ist.
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Am
26. Juli 2005 eingereichte
japanische
Patentanmeldung Nr. 2005-216043 .
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STAND DER TECHNIK
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Herkömmlich war
ein optisches Kommunikationsverfahren als ein Verfahren zum Übertragen
von Daten bekannt. Im Fall der optischen Kommunikation über eine
Hauptleitung, die eine Übertragung über große Entfernungen
durchführt,
wurde, um eine Informationsmenge zu erhöhen, von der erwartet wird, mittels
einer einzelnen optischen Faser übertragen zu
werden, eine Multiplexierung wie eine mehrwertige PSK (Phasenumtastung),
QAM (Quadratur-Amplitudenmodulation), WDM (Wellenlängenmultiplex) oder
DWDM (dichtes Wellenlängenmultiplex)
durchgeführt.
Da eine digitale Modulator-/Demodulatorschaltung oder eine Wellenlängenmultiplexschaltung zum
Realisieren eines derartigen Verfahrens kompliziert ist, besteht
das Problem, dass die Schaltung einen hohen Leistungsverbrauch,
große
Abmessungen und hohe Kosten hat. Da jedoch Multiplexieren niedrige
Kosten im Vergleich mit der Durchführung einer Kommunikation über große Entfernungen
mittels mehrerer paralleler optischer Fasern erfordert, wird eine
derartige mehrwertige Übertragung
oder Wellenlängenmultiplex-Übertragung
allgemein für
eine Kommunikation über
große
Entfernungen verwendet.
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Demgegenüber wird,
wenn eine Übertragung über kurze
Entfernungen von etwa 10 m durchgeführt wird, da die Zunahme der
Anzahl von parallel verwendeten Fasern niedrige Kosten im Vergleich mit
der Zunahme einer Übertragungskapazität unter Verwendung
der vorbeschriebenen PSK, QAM, WDM oder dergleichen erfordert, eine
parallele Übertragung
für eine
Kommunikation über
kurze Entfernungen durchgeführt.
Da jedoch die Anzahl von parallel verwendeten Fasern eine physikalische
Grenze hat, ist es erforderlich, eine Informationsmenge zu erhöhen, von
der erwartet wird, mittels einer einzelnen optischen Faser übertragen
zu werden, wenn gewünscht
wird, eine Übertragungskapazität über eine Kapazität, die durch
die Anzahl von Fasern gemäß der physikalischen
Grenze bestimmt ist, hinaus zu erhöhen.
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Ein
Verfahren zum (1) Erhöhen
der Übertragungsgeschwindigkeit,
(2) Durchführen
einer mehrwertigen Übertragung
oder (3) Durchführen
einer Wellenlängenmultiplex-Übertragung
wird in ähnlicher Weise
wie die vorbeschriebene Übertragung über große Entfernungen
berücksichtigt,
um eine Übertragungskapazität für eine Faser
zu erhöhen.
Da jedoch eine Ansprechgeschwindigkeit einer elektronischen Schaltung
oder einer optoelektrischen/elektrooptischen Umwandlungsschaltung
sich einem kritischen Punkt annähert
und somit eine Erhöhung
der Übertragungsgeschwindigkeit
schwierig ist, wird im Allgemeinen eine mehrwertige Übertragung
oder Wellenlängenmultiplex-Übertragung
durchgeführt.
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Da
ein relevantes Patentdokument nicht gefunden wurde, wird dessen
Beschreibung weggelassen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE
PROBLEME
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Jedoch
sind, wenn eine Wellenlängenmultiplex-Übertragung
durch parallele optische Übertragung über kurze
Entfernungen durchgeführt
wird, eine Multiwel lenlängen-Lichtquelle,
eine Zusammensetzvorrichtung und ein Verzweigungsfilter für jedes Datenbit
erforderlich. Aus diesem Grund wird die Kosteneffektivität verschlechtert.
Darüber
hinaus ist in einem Zeitspielraum, der gegenwärtig nahe einer Grenze ist,
ein größerer Spielraum
erforderlich, wenn eine mehrwertige Übertragung wie PSK oder QAM durchgeführt wird.
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Darüber hinaus
wird, obgleich ein ASK (Amplitudenumtastungs)-Verfahren zum Modulieren
einer Amplitude von Laserlicht betrachtet wird, gemäß einem
herkömmlichen
ASK-Verfahren eine Amplitude von oszillierendem CW (kontinuierliche
Welle)-Laserlicht, das von einer Laserquelle ausgegeben wird, mittels
eines indirekten Modulators moduliert. Da der indirekte Modulator
eine große
Fläche
erfordert, ist eine hochdichte Anordnung für ein Übertragungssystem schwierig,
und somit wird die Kosteneffektivität verschlechtert. Auf diese
Weise war es schwierig, eine Übertragungskapazität bei einer
optischen Kommunikation unter Verwendung einer herkömmlichen Vorrichtung
zu erhöhen.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Signalsendevorrichtung,
eine Signalempfangsvorrichtung, eine Prüfvorrichtung, ein Prüfmodul und
ein Halbleiterchip vorzusehen, die die vorgenannten Probleme lösen können. Die
vorstehenden und andere Aufgaben können durch in den unabhängigen Ansprüchen beschriebene
Kombinationen gelöst
werden. Die abhängigen
Ansprüche
definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der
vorliegenden Erfindung.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER
PROBLEME
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Um
dieses Problem zu lösen,
ist gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Signalsendevorrichtung vorgesehen,
die mehrwertige Daten, die zwischen mehreren logischen Werten von drei
oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal sendet. Die Signalsendevorrichtung enthält:
ein
Licht emittierendes Element, das Laserlicht mit einer durch einen
gegebenen Leistungszuführungsstrom
bestimmten Intensität
ausgibt; eine Stromquelle, die den Leistungszuführungsstrom zu dem Licht emittierenden
Element mit mehreren Stromwerten gemäß den mehreren Werten, die
durch Übergang der
mehrwertigen Daten erhalten werden können, liefert; und eine Modulationsschaltung,
die einen Stromwert des von der Stromquelle gelieferten Leistungszuführungsstroms
gemäß dem Übergang
der mehrwertigen Daten moduliert.
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Das
optische Signal der mehrwertigen Daten kann anhand einer Eingabe
eines digitalen Mehrbitwertes erzeugt werden, die Stromquelle kann
Bitstromquellen gemäß einer
Anzahl von Bits des digitalen Werts haben, jede der Bitstromquellen
kann einen elektrischen Strom gemäß einer Bitposition eines entsprechenden
Bits des digitalen Werts erzeugen, die Modulationsschaltung kann
Stromsteuerschalter gemäß der Anzahl
von Bits des digitalen Werts in Verbindung mit den Bitstromquellen
haben, und jeder der Stromsteuerschalter kann auswählen, ob
der von der entsprechenden Bitstromquelle erzeugte elektrische Strom
zu dem Licht emittierenden Element gemäß einem logischen Wert des
entsprechenden Bits des digitalen Werts geliefert wird.
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Die
Signalsendevorrichtung kann weiterhin enthalten: eine Messschaltung,
die eine Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik des
Licht emittierenden Elements misst; und eine Stromsteuerschaltung,
die den Stromwert des von jeder der Bitstromquellen erzeugten Leistungszuführungsstroms
auf der Grundlage der Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik
steuert. Die Stromsteuerschaltung kann den Stromwert des von jeder
der Stromquellen erzeugten Leistungszuführungsstroms steuern, um die
Intensität
des Laserlichts im Wesentlichen im Verhältnis zu einer Übergangsgröße des logischen
Werts der mehrwertigen Daten zu ändern.
Die Signalsendevorrichtung kann weiterhin eine Versetzungseinstellschaltung enthalten,
die eine Versetzung in jedem Pfad, durch den jeder digitale Wert
jedes Bits der mehrwertigen Daten des optischen Signals zu der Modulationsschaltung übertragen
wird, reduziert.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Signalempfangsvorrichtung vorgesehen,
die mehrwertige Daten, die zwischen mehreren logischen Werten von
drei oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal empfängt.
Die Signalempfangsvorrichtung enthält: ein Lichtempfangselement,
das das optische Signal empfängt
und einen durch die Intensität
des optischen Signals bestimmten Empfangsstrom erzeugt; eine Umwandlungsschaltung,
die den von dem Lichtempfangselement erzeugten Empfangsstrom in
eine Spannung umwandelt; mehrere Spannungsvergleichsschaltungen,
die in Verbindung mit den mehreren Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, vorgesehen sind und von
denen jede die von der Umwandlungsschaltung ausgegebene Spannung
und eine entsprechende von Vergleichsspannungen gemäß den logischen Werten
der mehrwertigen Daten vergleicht; einen Entzerrer, der in Verbindung
mit zumindest einer der Spannungsvergleichsschaltungen vorgesehen
ist und ein Jitter aus einer Spannungswellenform entfernt; und eine
Decodierschaltung, die einen logischen Wert der mehrwertigen Daten
auf der Grundlage von in den Spannungsvergleichsschaltungen erhaltenen
Vergleichsergebnissen ausgibt.
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Der
Entzerrer kann in Verbindung mit zumindest einer der Spannungsvergleichsschaltungen
in Folge von einer der mehreren Spannungsvergleichsschaltungen vorgesehen
sein, zu der eine größte der gegebenen
Vergleichsspannungen geführt
wird.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Prüfvorrichtung vorgesehen, die eine
geprüfte
Vorrichtung prüft.
Die Prüfvorrichtung enthält: einen
Prüfkopf,
auf dem die geprüfte
Vorrichtung befestigt ist; einen Körper, der ein Signal zu/von der
geprüften
Vorrichtung über
den Prüfkopf
sendet und empfängt
und über
gut/schlecht der geprüften Vorrichtung
entscheidet; eine Signalsendevorrichtung, die in dem Prüfkopf und
dem Körper
vorgesehen ist und mehrwertige Daten, die zwischen mehreren logischen
Werten von drei oder mehr Arten von Pegeln übergehen, als ein optisches
Signal sendet; und eine Signalempfangsvorrichtung, die in dem Prüfkopf und
dem Körper
vorgesehen ist und das optische Signal empfängt, und die Signalsendevorrichtung
enthält:
ein Licht emittierendes Element, das Laserlicht mit einer durch
einen gegebenen Leistungszuführungsstrom
bestimmten Intensität
ausgibt; eine Stromquelle, die den Leistungszuführungsstrom mit mehreren Stromwerten
entsprechend den mehreren Werten, die durch Übergang der mehrwertigen Daten erhalten
werden können,
zu dem Licht emittierenden Element liefert; und eine Modula tionsschaltung,
die einen Stromwert des von der Stromquelle gelieferten Leistungszuführungsstroms
gemäß dem Übergang der
mehrwertigen Daten moduliert.
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Die
Signalempfangsvorrichtung kann enthalten: ein Lichtempfangselement,
das das optische Signal empfängt
und einen durch die Intensität
des optischen Signals bestimmten Empfangsstrom erzeugt; eine Umwandlungsschaltung,
die den von dem Lichtempfangselement erzeugten Empfangsstrom in
eine Spannung umwandelt; mehrere Spannungsvergleichsschaltungen,
die in Verbindung mit den mehreren Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, vorgesehen sind und von
denen jede die von der Umwandlungsschaltung ausgegebene Spannung
und eine entsprechende von Vergleichsspannungen gemäß den logischen Werten
der mehrwertigen Daten vergleicht; einen Entzerrer, der in Verbindung
mit zumindest einer der Spannungsvergleichsschaltungen vorgesehen
ist und ein Jitter einer Spannungswellenform entfernt; und eine
Entscheidungsschaltung, die einen logischen Wert der mehrwertigen
Daten auf der Grundlage von in den Spannungsvergleichsschaltungen
erhaltenen Vergleichsergebnissen ausgibt.
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Die
Signalsendevorrichtung kann weiterhin eine Versetzungseinstellschaltung
enthalten, die eine Versetzung in jedem Pfad, durch den jeder digitale Wert
jedes Bits der mehrwertigen Daten des optischen Signals zu der Modulationsschaltung übertragen
wird, reduziert. Die Versetzungseinstellschaltung kann eine variable
Verzögerungsschaltung
haben, die eine Übertragungsverzögerungszeit
in jedem Pfad einstellt, die Signalempfangsvorrichtung kann weiterhin
eine Versetzungsmessschaltung haben, die eine Differenz zwischen
den Übertragungsverzögerungszeiten
in den Pfaden der Signalsendevorrichtung misst, und die Prüfvorrichtung
kann weiterhin eine Steuerschaltung enthalten, die einen Verzögerungsbetrag
der variablen Verzögerungsschaltung auf
der Grundlage der Differenz zwischen den durch die Versetzungsmessschaltung
gemessenen Übertragungsverzögerungszeiten
steuert.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfmodul vorgesehen, das in einer Prüfvorrichtung
zum Prüfen
einer geprüften
Vorrichtung vorgesehen ist und mehrwertige Daten, die zwischen mehreren
logischen Werten von drei oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal sendet. Das Prüfmodul enthält: ein Licht emittierendes
Element, das Laserlicht mit einer durch einen gegebenen Leistungszuführungsstrom
bestimmten Intensität
ausgibt; eine Stromquelle, die den Leistungszuführungsstrom mit mehreren Stromwerten gemäß den mehreren
Werten, die durch Übergang der
mehrwertigen Daten erhalten werden können, zu dem Licht emittierenden
Element liefert; und eine Modulationsschaltung, die einen Stromwert
des von der Stromquelle gelieferten Leistungszuführungsstroms gemäß dem Übergang
der mehrwertigen Daten moduliert.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist ein Prüfmodul vorgesehen, das in einer Prüfvorrichtung
zum Prüfen
einer geprüften
Vorrichtung vorgesehen ist und mehrwertige Daten, die zwischen mehreren
logischen Werten von drei oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal sendet. Das Prüfmodul enthält: ein Lichtempfangselement,
das das optische Signal empfängt
und einen durch die Intensität
des optischen Signals bestimmten Empfangsstrom erzeugt; eine Umwandlungsschaltung,
die den von dem Lichtempfangselement erzeugten Empfangsstrom in eine
Spannung umwandelt; mehrere Spannungsvergleichsschaltungen, die
in Verbindung mit den mehreren Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, vorgesehen sind und von
denen jede die von der Umwandlungsschaltung ausgegebene Spannung
und eine entsprechende von Vergleichsspannungen gemäß den logischen
Werten der mehrwertigen Daten vergleicht; einen Entzerrer, der in
Verbindung mit zumindest einer der Spannungsvergleichsschaltungen
vorgesehen ist und ein Jitter einer Spannungswellenform entfernt;
und eine Decodierschaltung, die einen logischen Wert der mehrwertigen
Daten auf der Grundlage von in den Spannungsvergleichsschaltungen
erhaltenen Vergleichsergebnissen ausgibt.
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Gemäß dem sechsten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterchip vorgesehen,
das auf einem Halbleitersubstrat eine Signalsendevorrichtung enthält, die
mehrwertige Daten, die zwischen mehreren logischen Werten von drei
oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein logisches Signal sendet. Die Signalsendevorrichtung enthält: ein
Licht emittierendes Element, das Laserlicht mit einer durch einen
gegebenen Leistungszuführungsstrom
bestimmten Intensität
ausgibt; eine Stromquelle, die den Leistungszuführungsstrom mit mehreren Stromwerten
gemäß den mehreren
Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, zu dem Licht emittierenden
Element liefert; und eine Modulationsschaltung, die einen Stromwert
des von der Stromquelle gelieferten Leistungszuführungsstroms gemäß dem Übergang
der mehrwertigen Daten moduliert.
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Gemäß dem siebenten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleiterchip vorgesehen,
das auf einem Halbleitersubstrat eine Signalempfangsvorrichtung enthält, die
mehrwertige Daten, die zwischen mehreren logischen Werten von drei
oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal empfängt.
Die Signalempfangsvorrichtung enthält: ein Lichtempfangselement,
das das optische Signal empfängt
und einen durch die Intensität
des optischen Signals bestimmten Empfangsstrom erzeugt; eine Umwandlungsschaltung,
die den von dem Lichtempfangselement erzeugten Empfangsstrom in
eine Spannung umwandelt; mehrere Spannungsvergleichsschaltungen,
die in Verbindung mit den mehreren Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, vorgesehen sind und von
denen jede die von der Umwandlungsschaltung ausgegebene Spannung
und eine entsprechende von Vergleichsspannungen gemäß den logischen
Werten der mehrwertigen Daten vergleicht; einen Entzerrer, der in
Verbindung mit zumindest einer der Spannungsvergleichsschaltungen
vorgesehen ist und ein Jitter einer Spannungswellenform entfernt; und
eine Decodierschaltung, die einen logischen Wert der mehrwertigen
Daten auf der Grundlage von in den Spannungsvergleichsschaltungen
erhaltenen Vergleichsergebnissen ausgibt.
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Die
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende
Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorbeschriebenen Merkmale
sein.
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WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können mehrwertige
Daten leicht gemäß einem
optischen Übertragungsverfahren
mittels einer Vorrichtung mit geringen Abmessungen durch direkte
Modulation anstelle einer einen indirekten Modulator verwendenden
indirekten Modulation übertragen
werden. Darüber
hinaus hat eine optische Übertragung über kurze Entfernungen
wie eine optische Übertragung
zwischen einem Körper
und einem Prüfkopf
in einer Prüfvorrichtung
einen extrem kleinen Verlust durch eine optische Faser. Aus diesem
Grund kann die vorliegende Erfindung im Fall einer optischen Übertragung über kurze
Entfernungen mit einem Spielraum einer Amplitudenrichtung effektiv
eingesetzt werden. Darüber
hinaus kann, da eine optische Übertragung durch
Amplitudenmodulation durchgeführt
wird, eine Übertragungskapazität für eine Faser
erhöht
werden ohne Verwendung eines Zeitspielraums, der sich einer Grenze
annähert.
Darüber
hinaus können
Daten mit hoher Genauigkeit übertragen
werden durch Steuern von Leistungszuführungsströmen gemäß einer Charakteristik eines
Licht emittierenden Elements 32.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration einer Signalsendevorrichtung 30 zeigt.
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3 ist
eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30 zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration einer Signalempfangsvorrichtung 40 zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine von einem D/A-Wandler 70 ausgegebene
Schwellenspannung zeigt.
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6 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Charakteristik eines Licht emittierenden
Elements 32 zeigt.
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7 ist
eine Ansicht, die ein anderes Bei spiel für eine Konfiguration einer
Signalsendevor richtung 30 zeigt.
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8 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Beziehung der Intensität von Laserlicht
zu jedem logischen Wert von mehrwertigen Daten zeigt, wenn eine
Stromsteuerschaltung 58 Bitstromquellen 44 steuert.
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9 ist
eine Ansicht, die ein anderes Bei spiel für eine Konfiguration einer
Signalsendevor richtung 30 zeigt.
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10A und 10B sind
Ansichten, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration einer
Signalsendevorrichtung 30 und einer Signalempfangsvorrichtung 40 zeigen. 10A zeigt eine Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30 und 10B zeigt eine Konfiguration der Signalempfangsvorrichtung 40.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben, die den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern
die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen,
die in dem Ausführungsbeispiel
beschrieben sind, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
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1 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Prüfvorrichtung 100 ist
eine Vorrichtung, die eine geprüfte
Vorrichtung 200 wie eine Halbleiterschaltung prüft, und
sie enthält
einen Körper 10 und einen
Prüfkopf 20.
Auf dem Prüfkopf 20 ist
die geprüfte
Vorrichtung 200 befestigt, und er sendet und empfängt Signale
zu/von der geprüften
Vorrichtung 200.
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Darüber hinaus
sendet und empfängt
der Körper 10 Signale
zu/von der geprüften
Vorrichtung 200 über
den Prüfkopf 20 und
entscheidet über gut/schlecht
der geprüften
Vorrichtung 200. Beispielsweise liefert der Körper 10 ein
Prüfsignal,
von dem erwartet wird, in die geprüfte Vorrichtung 200 eingegeben
zu werden, über
den Prüfkopf 20 zu
der geprüften
Vorrichtung 200, und empfängt ein von der geprüften Vorrichtung 200 ausgegebenes
Ausgangssignal über
den Prüfkopf 20.
Dann entscheidet der Körper 10 über gut/schlecht
der geprüften
Vorrichtung 200 auf der Grundlage des Ausgangssignals.
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Darüber hinaus
enthalten der Körper 10 und der
Prüfkopf 20 jeweils
eine Signalsendevorrichtung 30 und eine Signalempfangsvorrichtung 40 zum Übertragen
von Signalen. Die Signalsendevorrichtung 30 und die Signalempfangsvorrichtung 40 übertragen
optische Signale über
mehrere optische Fasern, die den Körper 10 und den Prüfkopf 20 verbinden.
Da ein Abstand zwischen dem Körper 10 und dem
Prüfkopf 20 beispielsweise
ein kurzer Abstand von nicht mehr als 10 m ist, können die
mehreren optischen Fasern unter geringen Kosten parallel vorgesehen
sein.
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Zusätzlich kann
bei dem vorliegenden Beispiel, obgleich der Körper 10 und der Prüfkopf 20 jeweils
die Signalsendevorrichtung 30 und die Signalempfangsvorrichtung 40 enthalten,
um Signale zwischen dem Körper 10 und
dem Prüfkopf 20 zu übertragen,
die Prüfvorrichtung 100 an
einem gewünschten
Punkt ein Prüfmodul
enthalten, das zumindest eine von der Signalsendevorrichtung 30 und
der Signalempfangsvorrichtung 40 enthält. Die Prüfvorrichtung 100 kann
das Prüfmodul
beispielsweise an einem gewünschten
Punkt enthalten, an dem Signale mittels einer optischen Faser übertragen
werden können.
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2 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30 zeigt. Die
Signalsendevorrichtungen 30, die jeweils in dem Körper 10 und
dem Prüfkopf 20 vorgesehen
sind, haben dieselbe Konfiguration. Die Signalsendevorrichtung 30 enthält ein Licht
emittierendes Element 32, eine Stromquelle 42 und
eine Modulationsschaltung 34. Die Signalsendevorrichtung 30 bei
dem vorliegenden Beispiel moduliert einen zu dem Licht emittierenden
Element 32 gelieferten Leistungszuführungsstrom gemäß zu übertragenden
Daten, um eine Amplitude von von dem Licht emittierenden Element 32 ausgegebenem
Laserlicht zu modulieren und mehrwertige Daten, die zwischen mehreren
logischen Werten von drei oder mehr Arten von Pegeln übergehen,
als ein optisches Signal zu senden.
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Das
Licht emittierende Element 32 gibt Laserlicht mit einer
durch einen gegebenen Leistungszuführungsstrom bestimmten Intensität aus. Das Licht
emittierende Element 32 ist beispielsweise eine Laserdiode.
Die Stromquelle 42 ist eine Stromquelle, die einen Leistungszuführungsstrom
mit mehreren Stromwerten gemäß mehreren
Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, zu dem Licht emittierenden
Element 32 liefern kann. Wenn die mehrwertigen Daten beispielsweise
vier Arten von Werten annehmen können,
ist die Stromquelle 42 so ausgebildet, dass ein elektrischer
Strom mit vier Arten von Stromwerten zu dem Licht emittierenden
Element 32 geliefert werden kann.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel hat die Stromquelle 42 eine Vorspannstromquelle 46 und
mehrere Bitstromquellen 44-1 und 44-2, die als 44 bezeichnet werden.
Die Vorspannstromquelle 46 liefert vorher einen Vorspannstrom
zu dem Licht emittierenden Element 32, um eine Leuchtverzögerungszeit
in dem Licht emittierenden Element 32 zu verkürzen. Darüber hinaus
wird jeder logische Wert von mehrwertigen Daten, der in die Signalsendevorrichtung 30 als ein
zu sendendes Daten stück
eingegeben wird, durch einen digitalen Mehrbitwert ausgedrückt. Die Anzahl
der in der Stromquelle 42 enthaltenen Bitstromquellen 44 wird
durch die Anzahl von Bits der eingegebenen mehrwertigen Daten bestimmt.
Wenn beispielsweise die Anzahl von Bits der mehrwertigen Daten gleich
zwei ist, hat die Stromquelle 42 zweit Bitstromquellen 44.
Bei diesem Beispiel können,
obgleich die Erläuterung
für die
Anzahl von zwei Bits erfolgt, die mehrwertigen Daten mit der Anzahl
von mehr als zwei Bits ausgedrückt
werden.
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Jede
der Bitstromquellen 44 erzeugt einen elektrischen Strom
gemäß einer
Bitposition eines entsprechenden Bits in einem digitalen Wert von mehrwertigen
Daten. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Bitstromquelle 44-1 in
Verbindung mit einem ersten Bit der mehrwertigen Daten vorgesehen
und erzeugt einen vorbestimmten elektrischen Strom I1. Darüber hinaus
ist die Bitstromquelle 44-2 in Verbindung mit einem zweiten
Bit der mehrwertigen Daten vorgesehen und erzeugt einen elektrischen
Strom I2, dessen Stromwert im Wesentlichen das Zweifache des elektrischen
Stroms I1 ist. Hier ist das zweite Bit der mehrwertigen Daten ein
Bit, das eine Stelle höherer
Ordnung als die des ersten Bits anzeigt.
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Die
Modulationsschaltung 34 moduliert einen Stromwert eines
von der Stromquelle 42 zu dem Licht emittierenden Element 32 gelieferten
Leistungszuführungsstroms
gemäß dem Übergang
des logischen Werts der mehrwertigen Daten. Bei dem vorliegenden
Beispiel moduliert die Modulationsschaltung 34 den Leistungszuführungsstrom
durch Auswahl, ob von den mehreren Bitstromquellen 44 erzeugte
elektrische Ströme
gemäß dem Übergang des
logischen Werts der mehrwertigen Daten zu dem Licht emittierenden
Element 32 geliefert werden. Beispielsweise wird der Modulationsschaltung 34 ein
digitales Mehrbit-Eingangssignal, das die mehrwertigen Daten zeigt,
von der Eingabeschaltung 102 geliefert. Dann überlagert
die Modulationsschaltung 34 den von der entsprechenden
Bitstromquelle 44 erzeugten elektrischen Strom über den
Leistungszuführungsstrom,
wenn ein Bitwert des digitalen Eingangssignals entsprechend jeder
der Bitstromquellen 44 eins ist, und die Modulationsschaltung 34 überlagert
nicht den von der entsprechenden Bitstromquelle 44 erzeugten
elektrischen Strom über den
Leistungszuführungsstrom,
wenn ein Bitwert der entsprechenden mehrwertigen Daten null ist.
Durch eine derartige Steuerung kann ein Stromwert eines von der
Stromquelle 42 zu dem Licht emittierenden Element 32 gelieferten
Leistungszuführungsstroms gemäß dem Übergang
des logischen Werts der mehrwertigen Daten moduliert werden.
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Die
Modulationsschaltung 34 hat Stromsteuerschalter 36-1 und 36-2,
die als 36 bezeichnet werden, gemäß der Anzahl von Bits des digitalen
Werts der mehrwertigen Daten. Bei diesem Beispiel hat, da die Anzahl
von Bits der mehrwertigen Daten gleich zwei ist, die Modulationsschaltung 34 zwei
Stromsteuerschalter 36. Jeder der Stromsteuerschalter 36 ist
in Verbindung mit jedem Bit der mehrwertigen Daten vorgesehen und
wählt aus,
ob der von der entsprechenden Bitstromquelle 44 erzeugte
elektrische Strom dem Leistungszuführungsstrom des Licht emittierenden
Elements 32 überlagert
und zu dem Licht emittierenden Element 32 geliefert wird,
gemäß dem logischen
Wert des entsprechenden Bits. In diesem Beispiel liefert die Modulationsschaltung 34 den von
der entsprechenden Bitstromquelle 44 erzeugten elektrischen
Strom zu dem Licht emittierenden Element 32, wenn der logische Wert
des entsprechenden Bits gleich eins ist, und liefert nicht den von
der entsprechenden Bitstromquelle 44 erzeugten elektrischen
Strom zu dem Licht emittierenden Element 32, wenn der logische
Wert des entsprechenden Bits gleich null ist.
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Jeder
der Stromsteuerschalter 36 kann einen elektrischen Strom
mittels eines Transistors steuern, der zwischen dem Licht emittierenden
Element 32 und der Bitstromquelle 44 vorgesehen
ist, oder er kann einen elektrischen Strom mittels eines Differenzpaares
von Transistoren steuern. Der Stromsteuerschalter 36 bei
dem vorliegenden Beispiel hat ein Differenzpaar von Transistoren 38 und 39,
die zwischen dem Licht emittierenden Element 32 und der
Bitstromquelle 44 vorgesehen sind. Jeder der Stromsteuerschalter 36 nimmt
Spannungen gemäß dem logischen
Wert des entsprechenden Bits der mehrwertigen Daten an Basisanschlüssen des Differenzpaares
der Transistoren 38 und 39 auf und steuert, ob
der von der entsprechenden Bitstromquelle 44 erzeugte elektrische
Strom zu dem Licht emittierenden Element 32 geliefert wird.
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Durch
eine derartige Konfiguration ist es möglich, die Amplitude von Laserlicht
als einen mehrfachen Wert zu steuern und hierdurch eine optische Übertragung
mit einer großen Übertragungskapazität durchzuführen. Darüber hinaus
wird, da eine die Leistungszuführungsströme modulierende
direkte Modulation ohne optische Modulation der Amplitude von Laserlicht
durchgeführt
wird, eine optische Modulationsschaltung nicht verwendet, und somit
kann die erforderliche Fläche
verringert werden.
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3 ist
eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30 zeigt.
Die Signalsendevorrichtung 30 bei dem vorliegenden Beispiel
hat mehrere Bitstromquellen 50-1 und 50-2, die
als 50 bezeichnet werden, eine Vorspannstromquelle 46 und
ein Licht emittierendes Element 32. Darüber hinaus ist das Licht emittierende
Element 32 gleich dem in 2 gezeigten
Licht emittierenden Element 32.
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Jede
der Bitstromquellen 50 hat ein Differenzpaar von Transistoren 52 und 54, ähnlich dem
in 2 gezeigten Stromsteuerschalter 36. Darüber hinaus
hat die Vorspannstromquelle 46 einen Transistor, der zwischen
dem Licht emittierenden Element 32 und Erdpotential vorgesehen
ist, und liefert einen durch eine an den Gateanschluss angelegte
Vorspannung bestimmten Leistungszuführungsstrom zu dem Licht emittierenden
Element 32. Die Transistoren in der Bitstromquelle 50 und
der Vorspannstromquelle 46 sind Transistoren vom MOSFET-Typ.
Auf diese Weise kann eine Treiberschaltung des Licht emittierenden
Elements 32 auf einem monolithischen IC-Chip durch Verwendung
eines Transistors vom MOSFET-Typ für die Transistoren in der Treiberschaltung
gebildet werden.
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Die
Signalsendevorrichtung 30 und die Signalempfangsvorrichtung 40 können auf
einem Halbleiterchip gebildet sein. Beispielsweise kann das Halbleiterchip
zumindest eine von der Signalsendevorrichtung 30 und der
Signalempfangsvorrichtung 40 auf einem Halbleitersubstrat
von diesem enthalten. Darüber
hinaus kann das Halbleiterchip einen Teil einer Konfiguration der
Signalsendevorrichtung 30 oder der Signalempfangsvorrichtung 40 enthalten.
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Jeder
der Transistoren 52 ist zwischen einer Busleitung, an die
eine vorbestimmte Drainspannung VDD angelegt ist, und einem Erdpotential
vorgesehen, und ihm wird eine Gatespannung zugeführt, die durch einen logischen
Wert eines entsprechenden Bits in mehrwertigen Daten bestimmt ist.
Darüber
hinaus ist jeder der Transistoren 54 zwischen dem Licht
emittierenden Element 32 und dem Erdpotential vorgesehen,
und ihm wird eine Spannung zugeführt, die
durch Umkehren der an den Transistor 52 angelegten Gatespannung
erhalten wird. Mit anderen Worten überlagert der Transistor 54 einen
elektrischen Strom gemäß dem logischen
Wert des entsprechenden Bits in den mehrwertigen Daten über den
Leistungszuführungsstrom
des Licht emittierenden Elements 32, und der Transistor 52 steuert
konstant Verbrauchsströme
in den Transistoren des Differenzpaares.
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Bei
der Signalsendevorrichtung 30 nach dem vorliegenden Beispiel
kann, da die Bitstromquelle 50 als die Bitstromquelle 44 und
der Stromsteuerschalter 36 nach 2 wirkt,
die Größe der Schaltung
verringert werden. Darüber
hinaus sind von jeder der Bitstromquelle. 50-1 und 50-2 erzeugte
elektrische Ströme
gleich von jeder der in 2 gezeigten Bitstromquelle. 44-1 und 44-2 erzeugten
elektrischen Strömen.
Beispielsweise erzeugt die Bitstromquelle 50-2 einen elektrischen
Strom, der durch Multiplizieren des von der Bitstromquelle 50-1 erzeugten
elektrischen Stroms mit zwei erhalten wird. Aus diesem Grund kann
die Bitstromquelle 50-2 Transistoren haben, deren Gatebreite
das Zweifache von der der Transistoren der Bitstromquelle 50-1 ist,
oder sie kann anders als die Bitstromquelle 50-1 zwei parallele
Transistoren für
jeden der Transistoren 52 und 54 haben.
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4 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Konfiguration der Signalempfangsvorrichtung 40 zeigt.
Die Signalempfangsvorrichtungen 40, die jeweils in dem
Körper 10 und
dem Prüfkopf 20 vorgesehen
sind, haben dieselbe Konfiguration. Die Signalempfangsvorrichtung 40 enthält ein Lichtempfangselement 60,
eine Umwandlungsschaltung 62, mehrere Entzerrer 64-1 bis 64-3,
die als 64 bezeichnet werden, mehrere Spannungsvergleichsschaltungen 66-1 bis 66-3,
die als 66 bezeichnet werden, eine Decodierschaltung 68,
einen D/A-Wandler 70 und eine Einstellschaltung 72.
Die Signalempfangsvorrichtung 40 nach dem vorliegenden
Beispiel empfängt
ein von der Signalsendevorrichtung 30 gesendetes optisches
Signal und gibt durch das optische Signal übertragene mehrwertige Daten
aus. Bei dem vorliegenden Beispiel wird der Fall, dass die Signalsendevorrichtung 30 ein
optisches Signal mit vier Werten sendet, erläutert.
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Das
Lichtempfangselement 60 empfängt ein von der Signalsendevorrichtung 30 gesendetes
optisches Signal mit mehreren Werten und erzeugt einen durch die
Intensität
des optischen Signals bestimmten Empfangsstrom. Das Lichtempfangselement 60 ist
beispielsweise eine Photodiode. Die Umwandlungsschaltung 62 wandelt
den von dem Lichtempfangselement 60 erzeugten Empfangsstrom
in eine Spannung um. Die Umwandlungsschaltung 62 kann eine
Impedanzumwandlungsschaltung (TIA) sein, die eine durch einen gegebenen
elektrischen Strom bestimmte Spannung ausgibt.
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Der
D/A-Wandler 70 gibt mehrere Schwellenspannungen (Vth1,
Vth2 und Vth3) gemäß mehreren
von der Einstellschaltung 72 gelieferten Spannungsdaten
aus. Die Einstellschaltung 72 gibt die mehreren Spannungsdaten
aus, durch die jeder durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhaltene Wert gemäß mehreren Werten, die durch Übergang der
mehrwertigen Daten erhalten werden, unterschieden wird. Beispielsweise
gibt die Einstellschaltung 72 Spannungsdaten aus, die Zwischenwerte zwischen
Spannungspegeln entsprechend den Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden, zeigen. Beispielsweise gibt
die Einstellschaltung 72 Spannungsdaten, die 0,5 V, 1,5
V und 2,5 V anzeigen, unter der Annahme aus, dass die Spannungspegel
entsprechend den Werten, die durch Übergang der mehrwertigen Daten
erhalten werden, gleich 0 V, 1 V, 2 V und 3 V sind.
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Die
Spannungsvergleichsschaltungen 66 sind jeweils in Verbindung
mit den mehreren Werten, die durch Übergang der mehrwertigen Daten
erhalten werden, vorgesehen. Mit anderen Worten sind die Spannungsvergleichsschaltungen 66 so
vorgesehen, dass die mehreren durch Übergang der mehrwertigen Daten
erhaltenen Werte unterschieden werden können. Wenn beispielsweise die
mehrwertigen Daten vier Werte durch Übergang haben, können drei
Spannungsvergleichsschaltungen 66 vier Werte angemessen
unterscheiden. Jede der Spannungsvergleichsschaltungen 66 vergleicht
die Größe der von
der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen Spannung und die
Größe einer
Vergleichsspannung, die durch einen entsprechenden logischen Wert
der mehrwertigen Daten bestimmt ist.
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Die
Decodierschaltung 68 gibt einen logischen Wert der mehrwertigen
Daten auf der Grundlage der in den Spannungsvergleichsschaltungen 66 erhaltenen
Vergleichsergebnisse aus. Bei diesem Beispiel gibt die Decodierschaltung 68 den
logischen Wert der mehrwertigen Daten für jedes Bit der mehrwertigen
Daten auf der Grundlage der Vergleichsergebnisse aus.
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Die
Entzerrer 64 sind in Verbindung mit zumindest einer der
Spannungsvergleichsschaltung 66 vorgesehen und entfernen
ein Jitter einer von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen
Spannungswellenform und liefern die Ergebnisse zu den entsprechenden
Spannungsvergleichsschaltungen 66. Beispielsweise können die
Entzerrer 64 eine abfallende Flanke der von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen
Spannungswellenform steil machen und das Ergebnis ausgeben. Der
Entzerrer 64 kann eine Schaltung sein, die eine Faltungsoperation bei
einer vorher gegebenen Wellenform und einer von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen Spannungswellenform
durchführt.
Die vorher gegebene Wellenform ist eine Wellenform, die zum Verringern
einer Breite einer abfallenden Neigung einer Spannungswellenform
durch eine Faltungsoperation verwendet wird.
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Durch
eine derartige Konfiguration ist es möglich, mehrwertige Daten zu
empfangen, die als ein optisches Signal übertragen werden. Darüber hinaus
hat, da eine abfallende Flanke einer Ausgangswellenform in dem Licht
emittierenden Element 32 wie einer Laserdiode nicht steil
ist, das optische Signal ein Jitter gemäß einer Charakteristik des
Licht emittierenden Elements 32. Die Signalempfangsvorrichtung 40 bei
dem vorliegenden Beispiel kann ein optisches Signal mit hoher Genauigkeit
demodulieren, da ein Jitter der von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen
Spannungswellenform verringert werden kann.
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Darüber hinaus
nimmt, da das Licht emittierende Element 32 wie eine Laserdiode
keine ideale lineare Charakteristik des elektrischen Stroms zu dem optischen
Ausgangssignal hat, ein Jitter in einem optischen Signal im Verhältnis zu
der Amplitude des optischen Signals zu. Aus diesem Grund können die Entzerrer 64 in
Verbindung mit zumindest einer der mehreren Spannungsvergleichsschaltungen 66 in Folge
von einer der mehreren Spannungsvergleichsschaltungen vorgesehen
sein, zu der eine größte der gegebenen
Vergleichsspannungen geliefert wird. Darüber hinaus können die
Entzerrer 64 in Verbindung mit allen Spannungsvergleichsschaltungen 66 vorgesehen
sein.
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5 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine von dem D/A-Wandler 70 ausgegebene
Schwellenspannung zeigt. Eine vertikale Achse in 5 zeigt einen
Spannungspegel. Der Spannungspegel der von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen Spannungswellenform
geht zwischen vier in 5 gezeigten Spannungspegeln über, wenn
der logische Wert der mehrwertigen Daten zwischen vier Arten von
Werten übergeht.
Der D/A-Wandler 70 gibt Schwellenspannungen Vth1, Vth2
und Vth3 entsprechend im Wesentlichen Zwischenwerten zwischen den
Spannungspegeln aus. Dann vergleichen die Spannungsvergleichsschaltungen 66 diese
Schwellenspannungen und die von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebene
Spannung. Durch eine derartige Steuerung ist es möglich, einen
logischen Wert mit mehreren Werten zu unterscheiden.
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6 ist
eine Ansicht, die beispielhaft eine Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik des
Licht emittierenden Elements 32 zeigt. In 6 zeigt
eine horizontale Achse einen zu dem Licht emittierenden Element 32 gelieferten Leistungszuführungsstrom,
und eine vertikale Achse zeigt die Intensität von von dem Licht emittierenden Element 32 ausgegebenem
Laserlicht. Eine Charakteristik des Licht emittierenden Elements 32 wie
einer Laserdiode hat einen Bereich, in welchem die Charak teristik
keine gerade Linie ist, wie in 6 gezeigt ist.
Aus diesem Grund können
Intervalle zwischen Intensitätswerten
des Laserlichts, die gemäß den logischen
Werten 00, 01, 10 und 11 der mehrwertigen Daten ausgegeben werden,
in einigen Fällen
nicht regelmäßig sein.
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Beispielsweise
werden, wenn mehrwertige Daten, die durch Modulieren der Amplitude
eines elektrischen Signals übertragen
werden, demoduliert werden, Pegel von Schwellenspannungen in regelmäßigen Abständen eingestellt.
Jedoch kann, wie bei dem vorliegenden Beispiel gezeigt ist, wenn
die Amplitude von Laserlicht moduliert wird, um mehrwertige Daten
durch Modulieren eines zu dem Licht emittierenden Element 32 gelieferten
Leistungszuführungsstroms
zu senden, die Demodulation in einigen Fällen nicht mit hoher Genauigkeit
durchgeführt
werden, wenn die Schwellenspannungen in regelmäßigen Abständen eingestellt sind.
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Aus
diesem Grund ist es bevorzugt, dass der D/A-Wandler 70 Schwellenspannungen
gemäß einer Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik
dieses Licht emittierenden Elements 32 ausgibt. Beispielsweise
kann die Einstellschaltung 72 vorher Spannungsdaten gemäß der Leistungszuführungsstrom/-Ausgangsintensitäts-Charakteristik
des Licht emittierenden Elements 32 speichern. Darüber hinaus
kann die Stromquelle 42 der Signalsendevorrichtung 30 Leistungszuführungsströme gemäß der Charakteristik
erzeugen.
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Darüber hinaus
können
die Spannungsdaten vorher durch einen Benutzer, der die Charakteristik misst,
eingestellt werden, oder sie können
von der Einstellschal tung 72 mittels der durch die Signalempfangsvorrichtung 40 gemessenen
Charakteristik berechnet werden. Die von der Stromquelle 42 in
der Signalsendevorrichtung 30 erzeugten Leistungszuführungsströme werden
aufeinanderfolgend geändert, wenn
die Signalempfangsvorrichtung 40 diese Charakteristik misst.
Dann kann die Signalempfangsvorrichtung 40 die zu der Spannungsvergleichsschaltung 66 gegebenen
Spannungsdaten für
jeden Leistungszuführungsstrom ändern und
einen Spannungspegel einer von der Umwandlungsschaltung 62 ausgegebenen
Spannungswellenform zu dem entsprechenden Leistungszuführungsstrom
messen, um die Charakteristik zu messen.
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Wenn
die von dem D/A-Wandler 70 ausgegebenen Schwellenspannungen
gesteuert werden, berechnet die Einstellschaltung 72 Spannungspegel von
in die Spannungsvergleichsschaltung 66 eingegebenen Spannungen,
die durch Übergang
von mehrwertigen Daten erhaltenen logischen Werten entsprechen,
auf der Grundlage der Charakteristik, und stellt Zwischenwerte zwischen
den Spannungspegeln als die Schwellenspannungen ein.
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7 ist
eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration einer
Signalsendevorrichtung 30 zeigt. Die Signalsendevorrichtung 30 nach dem
vorliegenden Beispiel enthält
weiterhin eine Messschaltung 56 und eine Stromsteuerschaltung 58 zusätzlich zu
der in 2 dargestellten Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30.
Die Messschaltung 56 misst eine in 6 dargestellte
Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik.
Beispielsweise ändert,
wie in 6 dargestellt ist, die Messschaltung 56 aufeinanderfolgend
die von der Stromquelle 42 erzeugten Leistungszuführungsströme und misst
die Intensität
des von dem Licht emittierenden Element 32 für jeden
Leistungszuführungsstrom
ausgegebenen optischen Signals. Darüber hinaus kann, wie in 6 dargestellt
ist, die Signalempfangsvorrichtung 40 als die Messschaltung 56 wirken.
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Die
Stromsteuerschaltung 58 steuert einen Stromwert eines von
jeder der Bitstromquellen 44 erzeugten elektrischen Stroms
auf der Grundlage der von der Messschaltung 56 gemessenen
Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik.
Beispielsweise kann die Stromsteuerschaltung 58 jede der
Bitstromquellen 44 steuern, um die Intensität von Laserlicht
im Wesentlichen im Verhältnis
zu einer Größe des Übergangs
eines logischen Werts von mehrwertigen Daten zu ändern.
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8 ist
eine Ansicht, die beispielhaft die Beziehung der Intensität von Laserlicht
zu jedem logischen Wert von mehrwertigen Daten zeigt, wenn die Stromsteuerschaltung 58 die
Bitstromquellen 44 steuert. Bei dem vorliegenden Beispiel
wird der Fall erläutert,
in welchem die mehrwertigen Daten drei Bits haben. Wie in 7 dargestellt
ist, steuert die Stromsteuerschaltung 58 von den Bitstromquellen 44 erzeugte
elektrische Ströme
derart, dass die Intensität
von Laserlicht im Wesentlichen im Verhältnis zu der Größe eines Übergangs
des logischen Werts der mehrwertigen Daten geändert wird. Wie beispielsweise
in 8 gezeigt ist, steuert die Stromsteuerschaltung 58 einen
von jeder der Bitstromquellen 44 erzeugten elektrischen
Strom derart, dass ein Diagramm der Intensität von Laserlicht, wenn der
von jeder der Bitstromquellen 44 erzeugte elektrische Strom
unabhängig über den
Leistungszuführungsstrom überlagert
wird (mit anderen Worten, die logischen Werte der mehrwertigen Daten
werden 001, 010 und 100), im Wesentlichen einer geraden Linie angenähert sein
kann. Durch eine derartige Steuerung ist es möglich, Laserlicht zu erzeugen,
dessen Intensität
im Wesentlichen proportional zu einer Größe des Übergangs jedes logischen Werts
der mehrwertigen Daten ist.
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Darüber hinaus
kann die Stromsteuerschaltung 58 einen von jeder der Bitstromquellen 44 erzeugten
elektrischen Strom innerhalb eines Bereichs einstellen, in welchem
die Leistungszuführungsstrom/Ausgangsintensitäts-Charakteristik
des Licht emittierenden Elements 32 einer geraden Linie
angenähert
sein kann. In diesem Fall steuert die Stromsteuerschaltung 58 jede
der Bitstromquellen 44 derart, dass Stromwerte in den Bitstromquellen 44 das Einfache,
Zweifache, Vierfache und so weiter des kleinsten Stromwerts werden.
In diesem Fall erzeugt der D/A-Wandler 70 der Signalempfangsvorrichtung 40 Schwellenspannungen
mit im Wesentlichen regelmäßigen Intervallen
gemäß der Ausgangsintensität entsprechend
den logischen Werten.
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9 ist
eine Ansicht, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration einer
Signalsendevorrichtung 30 zeigt. Die Signalsendevorrichtung 30 nach dem
vorliegenden Beispiel enthält
weiterhin mehrere Flipflops 74 zusätzlich zu der in 2, 3 oder 7 dargestellten
Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30. Die mehreren
Flipflops 74 sind in Verbindung mit Bits eines von den
Eingabeschaltungen 102 einer sendenden Quellenschaltung
ausgegebenen digitalen Eingangssignals in der Nähe der Modulationsschaltung 34 vorgesehen.
Jedem der Flipflops 74 wird derselbe Takt zugeführt, und
es empfängt
das entsprechende Bitsignal und gibt das Bitsignal gemäß dem Takt
in die Modulationsschaltung 34 ein. Durch eine derartige Konfiguration
wirken die Flipflops 74 als eine Versetzungseinstellschaltung,
die eine Versetzung zwischen Pfaden, die die Bits der mehrwertigen
Daten zu der Modulationsschaltung 34 übertragen, beseitigt. Hier
ist eine Versetzung zwischen Pfaden eine Differenz zwischen Übertragungsverzögerungszeiten
von Pfaden von dem Empfang jedes Datenbits der mehrwertigen Daten
durch die Signalsendevorrichtung 30 bis zum Übertragen
der jeweiligen Datenbits zu der Modulationsschaltung 34.
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Wenn
eine Versetzung zwischen Bits übertragenden
Pfaden auftritt, werden die Wellenformen von zu dem Licht emittierenden
Element 32 gelieferten Leistungszuführungsströmen verzerrt und haben hierdurch
Störspitzen,
da die Bitstromquellen 44 steuernde Zeiten eine Abweichung
haben. Als eine Folge ist eine Wellenform eines von dem Licht emittierenden
Elements 32 ausgegebenen optischen Signals verzerrt und
hat somit eine Störspitze.
Bei der Signalsendevorrichtung 30 nach dem vorliegenden Beispiel
ist es möglich,
da die Flipflops 74 die Eingangszeiten der Bitsignale vergleichmäßigen, Verzerrung
und Störspitzen
einer Wellenform eines optischen Signals zu verringern.
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Die 10A und 10B sind
Ansichten, die ein anderes Beispiel für eine Konfiguration einer Signalsendevorrichtung 30 und
einer Signalempfangsvorrichtung 40 zeigen. 10A zeigt eine Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30,
und 10B zeigt eine Konfiguration
der Signalempfangsvorrichtung 40.
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Die
Signalsendevorrichtung 30 nach dem vorliegenden Beispiel
enthält
weiterhin mehrere variable Verzögerungsschaltungen 104 zusätzlich zu
der in 2, 3 oder 7 dargestellten
Konfiguration der Signalsendevorrichtung 30. Die mehreren
variablen Verzögerungsschaltungen 104 sind
jeweils in Verbindung mit von den Eingabeschaltungen 102 der sendenden
Quellenschaltung ausgegebenen Bits eines digitalen Eingangssignals
vorgesehen. Jede der variablen Verzögerungsschaltungen 104 empfängt ein
entsprechendes Bitsignal und verzögert das entsprechende Bitsignal,
um eine Versetzung zwischen Übertragungspfaden
zu verringern. Durch eine derartige Konfiguration kann eine Versetzung
zwischen Bits übertragenden
Pfaden beseitigt werden.
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Darüber hinaus
kann die Signalsendevorrichtung 30 bei dem vorliegenden
Beispiel, obgleich es schwierig ist, dass die in 9 gezeigte
Signalsendevorrichtung 30 diese Versetzung beseitigt, wenn
die Größe einer
Versetzung zwischen Pfaden größer als
eine Periode eines zu dem Flipflop 74 gegebenen Takts ist,
eine Versetzung innerhalb eines variablen Bereichs eines Verzögerungsbetrags
der variablen Verzögerungsschaltung 104 verringern,
da die Versetzung mittels der variablen Verzögerungsschaltung 104 verringert
wird. Darüber
hinaus braucht, obgleich die variable Verzögerungsschaltung 104 bei
dem vorliegenden Beispiel in jedem ein Bitsignal übertragenden
Pfad vorgesehen ist, die variable Verzögerungsschaltung 104 bei
einem anderen Beispiel nicht in einem Bezugspfad vorgesehen zu sein.
Ein Verzögerungsbetrag
jeder der variablen Verzögerungsschaltungen 104 ist
gemäß einer
vorher gemessenen Versetzung eingestellt.
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Darüber hinaus
enthält
die Signalempfangsvorrichtung 40 weiterhin einen Multiplexer 76,
ein Flipflop 82 und eine variable Verzögerungsschaltung 84 zusätzlich zu
der in 4 dargestellten Konfiguration der Signalempfangsvorrichtung 40.
Der Multiplexer 76, das Flipflop 82 und die variable
Verzögerungsschaltung 84 wirken
als eine Versetzungsmessschaltung zum Messen einer Differenz zwischen Übertragungsverzögerungszeiten
der Pfade der Signalsendevorrichtung 30.
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Der
Multiplexer 76 hat eine ODER-Schaltung 78 und
eine UND-Schaltung 80 und wählt eines der Bitsignale des
digitalen Ausgangssignals der Decodierschaltung 68 aus
und gibt dieses aus. Die UND-Schaltung 80 gibt ein logisches
Produkt eines von der Decodierschaltung 68 ausgegebenen
zweiten Bitsignals und eines Steuersignals aus. Darüber hinaus
gibt die ODER-Schaltung 78 eine logische Summe eines von
der Decodierschaltung 68 ausgegebenen ersten Bitsignals
und des von der UND-Schaltung 80 ausgegebenen Signals aus.
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Wenn
eine Versetzung gemessen wird, gibt die sendende Quellenschaltung
zuerst ein Muster "0101..." als das erste Bit
der mehrwertigen Daten aus und gibt ein Muster "0000..." als das zweite Bit aus. Darüber hinaus
wird dem Multiplexer 76 das Steuersignal, dessen Wert auf
einen Pegel L fixiert ist, zugeführt.
Durch eine derartige Steuerung wählt der
Multiplexer 76 das erste Bit der mehrwertigen Daten aus
und gibt dieses aus. Dann erwirbt das Flipflop 82 ein Ausgangssignal
von dem Multiplexer 76 gemäß einem durch die variable
Verzögerungsschaltung 84 verzögerten Takt.
Eine Phase, durch die ein logischer Wert des ersten Bits der mehrwertigen
Daten übergeht,
kann erfasst werden durch aufeinanderfolgendes Ändern eines Verzögerungsbetrags
in der variablen Verzögerungsschaltung 84.
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Als
Nächstes
gibt die sendende Quellenschaltung ein Muster "0000..." als das erste Bit der mehrwertigen
Daten aus und gibt ein Muster "0101..." als das zweite Bit
aus. Darüber
hinaus wird dem Multiplexer 76 das Steuersignal zugeführt, dessen
Wert auf einen Pegel H fixiert ist. Durch eine derartige Steuerung
wählt der
Multiplexer 76 das zweite Bit der mehrwertigen Daten aus
und gibt es aus. Dann erwirbt das Flipflop 82 ein Ausgangssignal
von dem Multiplexer 76 gemäß einem durch die variable
Verzögerungsschaltung 84 verzögerten Takt.
Eine Phase, durch die ein logischer Wert des zweiten Bits der mehrwertigen
Daten übergeht,
kann erfasst werden durch aufeinanderfolgende Änderung eines Verzögerungsbetrags
in der variablen Verzögerungsschaltung 84.
Dann wird der Verzögerungsbetrag
der variablen Verzögerungsschaltung 104 gemäß einer
Differenz zwischen der Phase, durch die der logische Wert des ersten
Bits übergeht,
und der Phase, durch die der logische Wert des zweiten Bits übergeht,
eingestellt. Die Prüfvorrichtung 100 kann
weiterhin eine Steuerschaltung enthalten, die den Verzögerungsbetrag
der variablen Verzögerungsschaltung 84 auf
der Grundlage der Differenz zwischen den auf diese Weise gemessenen Übertragungsverzögerungszeiten steuert.
Durch eine derartige Steuerung kann eine Versetzung verringert werden.
Darüber
hinaus wird, wenn eine normale Datenübertragung nach der Einstellung
des Verzögerungsbetrags
der variablen Verzögerungsschaltung 104 durchgeführt wird,
dem Multiplexer 76 das Steuersignal mit einem Wert, der auf
einen Pegel L fixiert ist, zugeführt.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung im Wege eines beispielhaften Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen
und Substitutionen vornehmen kann, ohne den Geist und den Bereich
der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es ist augenscheinlich
anhand der Definition der angefügten
Ansprüche,
dass Ausfüh rungsbeispiele
mit derartigen Modifikationen ebenfalls zu dem Bereich der vorliegenden
Erfindung gehören.
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GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung möglich,
mehrwertige Daten mittels einer kleinen Vorrichtung durch direkte Modulation
anstatt durch indirekte Modulation unter Verwendung eines indirekten
Modulators auf einfache Weise optisch zu übertragen. Darüber hinaus
hat wie bei einem Körper
und einem Prüfkopf
in einer Prüfvorrichtung
eine optische Übertragung über kurze
Entfernungen einen extrem geringen Verlust in optischen Fasern.
Aus diesem Grund kann die vorliegende Erfindung wirksam für optische Übertragung über kurze
Entfernungen mit einem Spielraum in einer Amplitudenrichtung eingesetzt
werden. Darüber hinaus
kann, da die optische Übertragung
durch Amplitudenmodulation durchgeführt wird, eine Übertragungskapazität pro Faser
erhöht
werden ohne Verwendung eines zeitlichen Spielraums, der sich einer Grenze
annähert.
Darüber
hinaus können
Daten mit hoher Genauigkeit übertragen
werden durch Steuern von Leistungszuführungsströmen gemäß einer Charakteristik eines
Licht emittierenden Elements 32.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist eine Signalsendevorrichtung (30) vorgesehen, enthaltend
ein Licht emittierendes Element (32), das Laserlicht mit
einer durch einen gegebenen Leistungszuführungsstrom bestimmten Intensität ausgibt,
eine Stromquelle (42), die den Leistungszuführungsstrom
mit mehreren Stromwerten gemäß den mehreren
Werten, die durch Übergang
der mehrwertigen Daten erhalten werden können, zu dem Licht emittierenden
Element liefert, und eine Modulationsschaltung (34), die
einen Stromwert des von der Stromquelle gelieferten Leistungszuführungsstroms gemäß dem Übergang
der mehrwertigen Daten moduliert. Das optische Signal für die mehrwertigen
Daten wird anhand einer Eingabe eines digitalen Mehrbitwertes erzeugt,
die Stromquelle hat Bitstromquellen (44) gemäß einer
Anzahl von Bits des digitalen Werts, wobei jede der Bitstromquellen
einen elektrischen Strom gemäß einer
Bitposition eines entsprechenden Bits des digitalen Werts erzeugt.
Die Modulationsschaltung hat Stromsteuerschalter (36) gemäß der Anzahl
von Bits des digitalen Werts in Verbindung mit den Bitstromquellen,
und jeder der Stromsteuerschalter wählt aus, ob der von der entsprechenden Bitstromquelle
erzeugte elektrische Strom zu dem Licht emittierenden Element geliefert
wird, gemäß einem
logischen Wert des entsprechenden Bits des digitalen Werts.
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BEZUGSZAHLEN
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- 10 Körper, 20 Prüfkopf, 30 Signalsendevorrichtung, 32 Licht
emittierendes Element, 34 Modulationsschaltung, 36 Stromsteuerschalter, 38, 39 Transistoren, 40 Signalempfangsvorrichtung, 42 Stromquelle, 44 Bitstromquelle, 46 Vorspannstromquelle, 50 Bitstromquelle, 52, 54 Transistoren, 56 Messschaltung, 58 Stromsteuerschaltung, 60 Lichtempfangselement, 62 Umwandlungsschaltung, 64 Entzerrer, 66 Spannungs vergleichsschaltung, 68 Decodierschaltung, 72 Einstellschaltung, 74 Flipflop, 76 Multplexer, 78 ODER-Schaltung, 80 UND-Schaltung, 82 Flipflop, 84 variable
Verzögerungsschaltung, 100 Prüfvorrichtung, 102 variable
Verzögerungsschaltung, 200 geprüfte Vorrichtung.