JP2008139049A - Apparatus for measuring jitter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定信号のジッタを測定するジッタ測定装置に関して、特に回路の規模が小さく消費電力が少ないタイミング測定及びジッタ測定をするジッタ測定装置に関する。 The present invention relates to a jitter measuring apparatus that measures jitter of a signal under measurement, and more particularly to a jitter measuring apparatus that performs timing measurement and jitter measurement with a small circuit scale and low power consumption.
従来の被測定信号のジッタを測定するジッタ測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。 Prior art documents related to a conventional jitter measuring apparatus for measuring jitter of a signal under measurement include the following.
従来、半導体デバイス間でデータを受け渡す際にクロック及び出力信号等にジッタが生じていると半導体デバイスは精度よくデータを受け渡すことが出来ない。このため、クロック及び出力信号等のジッタを精度よく測定することが望まれている。このような中で、被測定信号のジッタを測定するジッタ測定装置がある。 Conventionally, when jitter occurs in a clock, an output signal, or the like when data is transferred between semiconductor devices, the semiconductor device cannot transfer data with high accuracy. For this reason, it is desired to accurately measure jitter such as clocks and output signals. Under such circumstances, there is a jitter measuring device for measuring the jitter of a signal under measurement.
図8は従来のジッタ測定装置の一例を示す構成図である。図8において、1はジッタ測定部、2はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等により構成された制御部である。また、3はジッタ測定部1及び制御部2から構成されるジッタ測定装置である。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional jitter measuring apparatus. In FIG. 8,
クロック信号が制御部2のクロック出力端から図8中”DUT100”に示す被試験対象の入力端に入力され、被測定信号が図8中”DUT100”に示す被試験対象の出力端からジッタ測定部1の測定信号入力端に入力される。
The clock signal is input from the clock output end of the control unit 2 to the input end of the test target indicated by “DUT100” in FIG. 8, and the signal under test is measured from the output end of the test target indicated by “DUT100” in FIG. The signal is input to the measurement signal input terminal of the
ストローブ信号が制御部2のストローブ出力端からジッタ測定部1のストローブ入力端に入力される。また、ジッタ測定部1の出力端から測定結果が出力され制御部2の測定結果入力端に入力される。
A strobe signal is input from the strobe output terminal of the control unit 2 to the strobe input terminal of the
図9は従来のジッタ測定装置の一例の具体的な構成図を示す構成図である。図9において、4はコンパレータ、5はフリップフロップである。図9において1、2及び3は図8と同一符号を付してある。 FIG. 9 is a configuration diagram showing a specific configuration diagram of an example of a conventional jitter measuring apparatus. In FIG. 9, 4 is a comparator and 5 is a flip-flop. In FIG. 9, 1, 2 and 3 are given the same reference numerals as in FIG.
被測定信号が図9中”DP100”に示す被試験対象の出力端からコンパレータ4の反転入力端子に入力される。また、図9中”VS100”に示す可変電圧源の出力電圧はコンパレータ4の非反転入力端子に接続される。 The signal under measurement is input to the inverting input terminal of the comparator 4 from the output end of the test target indicated by “DP100” in FIG. Further, the output voltage of the variable voltage source indicated by “VS100” in FIG. 9 is connected to the non-inverting input terminal of the comparator 4.
コンパレータ4の出力端子はフリップフロップ5のデータ入力端子(D端子)に接続される。また、フリップフロップ5のデータ出力端子(Q端子)は制御部2の入力端に接続され、フリップフロップ5のクロック端子は制御部2の出力端に接続される。 The output terminal of the comparator 4 is connected to the data input terminal (D terminal) of the flip-flop 5. The data output terminal (Q terminal) of the flip-flop 5 is connected to the input terminal of the control unit 2, and the clock terminal of the flip-flop 5 is connected to the output terminal of the control unit 2.
ここで、図8及び図9に示す従来例の動作を説明する。まず、コンパレータ4において比較電圧(閾値)が設定される。例えば、制御部2は図9中”VS100”に示す可変電圧源を制御してコンパレータ4の非反転入力端子に入力される電圧を設定する。 Here, the operation of the conventional example shown in FIGS. 8 and 9 will be described. First, a comparison voltage (threshold value) is set in the comparator 4. For example, the control unit 2 controls the variable voltage source indicated by “VS100” in FIG. 9 and sets the voltage input to the non-inverting input terminal of the comparator 4.
制御部2によって図8中”DUT100”に示す被試験対象にクロック信号が出力される。図8中”DUT100”に示す被試験対象から被測定信号が出力されコンパレータ4の反転入力端子に入力される。
The control unit 2 outputs a clock signal to the test target indicated by “DUT100” in FIG. A signal under test is output from the test target indicated by “
コンパレータ4は図8中”DUT100”に示す被試験対象から出力される電圧と図9中”VS100”に示す可変電圧源の電圧の大きさを比較する。 The comparator 4 compares the voltage output from the test object indicated by “DUT100” in FIG. 8 with the voltage of the variable voltage source indicated by “VS100” in FIG.
図9中”VS100”に示す可変電圧源の電圧よりも図8中”DUT100”に示す被試験対象から出力される電圧の方が大きい場合、コンパレータ4からローレベルの出力信号が出力され、フリップフロップ5のデータ入力端子に入力される。
When the voltage output from the
図9中”VS100”に示す可変電圧源の電圧よりも図8中”DUT100”に示す被試験対象から出力される電圧の方が小さい場合、コンパレータ4からハイレベルの出力信号が出力され、フリップフロップ5のデータ入力端子に入力される。 When the voltage output from the device under test indicated by “DUT100” in FIG. 8 is smaller than the voltage of the variable voltage source indicated by “VS100” in FIG. 9, a high level output signal is output from the comparator 4, and the flip-flop Is input to the data input terminal of the group 5.
制御部2は図8中”DUT100”に示す被試験対象から出力される被測定信号をコンパレータで比較するタイミングを与えるストローブ信号を出力する。 The control unit 2 outputs a strobe signal that gives the timing to compare the signal under measurement output from the test target indicated by “DUT100” in FIG.
フリップフロップ5はストローブ信号が入力したタイミングでコンパレータ4の出力値をラッチして出力する。例えば、フリップフロップ5はストローブ信号が入力したタイミングでコンパレータ4からの出力信号がハイレベルの場合にはハイレベルの出力信号を制御部2に出力し、ローレベルの場合にはローレベルの出力信号を制御部2に出力する。 The flip-flop 5 latches and outputs the output value of the comparator 4 at the timing when the strobe signal is input. For example, the flip-flop 5 outputs a high level output signal to the control unit 2 when the output signal from the comparator 4 is high level at the timing when the strobe signal is input, and outputs a low level output signal when the output signal is low level. Is output to the control unit 2.
これらの手順を繰り返して行い、制御部2は各ストローブのタイミング毎に出力されるフリップフロップ5の出力値から被測定信号のジッタを測定することができる。 By repeating these procedures, the control unit 2 can measure the jitter of the signal under measurement from the output value of the flip-flop 5 output at each strobe timing.
また、被測定信号のジッタを測定するジッタ測定装置の従来例として特許文献1に示すジッタ測定装置がある。
Further, as a conventional example of a jitter measuring apparatus for measuring jitter of a signal under measurement, there is a jitter measuring apparatus disclosed in
特許文献1に示す従来例のジッタ測定装置は、複数のストローブ信号から構成されるマルチストローブ信号を複数回出力するマルチストローブ生成部と、各ストローブ信号が入力したタイミングでコンパレータから出力される比較結果をラッチしてラッチ結果を出力する複数のフリップフロップとを備えるものである。
A conventional jitter measurement apparatus disclosed in
また、特許文献1に示すジッタ測定装置はフリップフロップから出力されるラッチ結果に基づいてこのラッチ結果が変化するタイミングを検出して変化点検出結果を出力する変化点検出部と、変化点検出部から出力される変化点検出結果に基づいて各タイミング毎にラッチ結果の変化が検出された回数を積算し頻度分布を生成するヒストグラム生成部とを備えることにより、被測定信号のジッタを比較的高速に検出することが可能となる。
Further, the jitter measuring apparatus disclosed in
しかし、図8に示す従来例では、1つのコンパレータ、フリップフロップ及び制御部が上記のような動作を繰り返し行わなければならないことにより、ジッタを測定するには膨大な測定時間が必要であるという問題があった。 However, in the conventional example shown in FIG. 8, since one comparator, flip-flop, and control unit must repeatedly perform the above-described operation, it takes a long time to measure jitter. was there.
また、特許文献1に示す従来例では複数のストローブ信号を発生させるために複数の複雑な可変遅延回路が必要であり、回路の規模及び消費電力が大きくなるといった問題があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能なジッタ測定装置を実現することにある。
Further, the conventional example shown in
Therefore, the problem to be solved by the present invention is to realize a jitter measuring apparatus capable of measuring timing and measuring jitter with a relatively small circuit scale and low power consumption.
上記のような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
ジッタを測定するジッタ測定装置において、
被試験対象から出力される電圧と予め設定された複数の電圧とを比較してそれぞれの比較結果を出力する電圧比較部と、前記電圧比較部から出力されるそれぞれの比較結果をストローブ信号が入力されるタイミングでラッチしてそれぞれのラッチ結果を出力するラッチ部と、このラッチ部から出力されるそれぞれのラッチ結果を積算して頻度分布を求める積算部と、それぞれタイミングが異なる第1及び第2のストローブ信号に基づき第3のストローブ信号を出力して得られた前記頻度分布からジッタ値を求める制御部とを備えることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
In order to achieve the above-described problems, the invention described in
In a jitter measurement device that measures jitter,
A voltage comparison unit that compares the voltage output from the test object with a plurality of preset voltages and outputs the comparison results, and a strobe signal that inputs the comparison results output from the voltage comparison unit A first latch and a second latch that output the respective latch results by latching at different timings; and an accumulation unit that accumulates the respective latch results output from the latch units to obtain a frequency distribution; And a control unit for obtaining a jitter value from the frequency distribution obtained by outputting the third strobe signal based on the strobe signal of the timing, thereby performing timing measurement and jitter measurement with a relatively small circuit scale and low power consumption. It becomes possible.
請求項2記載の発明は、
請求項1記載の発明であるジッタ測定装置において、
前記電圧比較部が、前記被試験対象から出力される電圧が反転入力端子に入力され、複数の可変電圧源の一つから出力される電圧が非反転入力端子に入力され、出力端子から前記比較結果を出力する複数のコンパレータから構成されることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The invention according to claim 2
In the jitter measuring apparatus according to
In the voltage comparison unit, a voltage output from the test object is input to an inverting input terminal, a voltage output from one of a plurality of variable voltage sources is input to a non-inverting input terminal, and the comparison is performed from an output terminal. By comprising a plurality of comparators that output the results, timing measurement and jitter measurement can be performed with a relatively small circuit scale and low power consumption.
請求項3記載の発明は、
請求項1記載の発明であるジッタ測定装置において、
前記ラッチ部が、前記電圧比較部から出力される比較結果の一つがデータ入力端子に入力され、前記ストローブ信号がクロック端子にそれぞれ入力され、データ出力端子から前記ラッチ結果を出力する複数のフリップフロップから構成されることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The invention described in claim 3
In the jitter measuring apparatus according to
The latch unit has a plurality of flip-flops that output one of the comparison results output from the voltage comparison unit to the data input terminal, the strobe signal to the clock terminal, and output the latch result from the data output terminal. Thus, timing measurement and jitter measurement can be performed with a relatively small circuit scale and low power consumption.
請求項4記載の発明は、
請求項1記載の発明であるジッタ測定装置において、
前記積算部が、前記ラッチ部から出力されるラッチ結果の一つが入力端子に入力され、出力端子から積算結果を出力する複数のカウンタから構成されることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The invention according to claim 4
In the jitter measuring apparatus according to
The integration unit is composed of a plurality of counters that input one of the latch results output from the latch unit to the input terminal and output the integration result from the output terminal, thereby enabling a relatively small circuit scale and low power consumption. Thus, timing measurement and jitter measurement can be performed.
請求項5記載の発明は、
請求項1記載の発明であるジッタ測定装置において、
前記制御部が、前記第1のストローブ信号を複数回出力して第1の頻度分布を求め、この第1の頻度分布における発生頻度が50%となる第1の電圧を補間により算出し、前記第2のストローブ信号を複数回出力して第2の頻度分布を求め、この第2の頻度分布における発生頻度が50%となる第2の電圧を補間により算出し、前記第1及び第2のストローブ信号のタイミングと前記第1及び第2の電圧の関係を示す関係式を求め、この関係式に基づき予め設定していた電圧からストローブ信号のタイミングを求め、このタイミングに基づいて前記第3のストローブ信号を複数回出力して第3の頻度分布を求めて電圧幅を算出し、この電圧幅を時間幅に変換してジッタを算出することにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The invention according to claim 5
In the jitter measuring apparatus according to
The control unit outputs the first strobe signal a plurality of times to obtain a first frequency distribution, calculates a first voltage with an occurrence frequency of 50% in the first frequency distribution by interpolation, The second strobe signal is output a plurality of times to obtain a second frequency distribution, a second voltage with an occurrence frequency of 50% in the second frequency distribution is calculated by interpolation, and the first and second A relational expression indicating the relationship between the timing of the strobe signal and the first and second voltages is obtained, the timing of the strobe signal is obtained from a preset voltage based on the relational expression, and the third timing is determined based on this timing. A strobe signal is output a plurality of times, a third frequency distribution is obtained to calculate a voltage width, and this voltage width is converted into a time width to calculate jitter, thereby allowing a relatively small circuit scale and low power consumption. It is possible to make the ring measured and jitter measurements.
請求項6記載の発明は、
請求項5記載の発明であるジッタ測定装置において、
前記制御部が、前記第3の頻度分布の発生頻度が0%を超え100%未満となる電圧の範囲を前記電圧幅とすることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The invention described in claim 6
In the jitter measuring apparatus according to claim 5,
The control unit sets the voltage range in which the frequency of occurrence of the third frequency distribution is more than 0% and less than 100% as the voltage width, thereby enabling timing measurement and jitter with a relatively small circuit scale and low power consumption. Measurement can be performed.
本発明によれば次のような効果がある。
請求項1、2、3、4、5及び請求項6の発明によれば、
電圧比較部が被試験対象から出力される電圧と予め設定された複数の電圧とを比較して結果を出力し、電圧比較部において得られた比較結果をラッチ部がストローブ信号の入力されるタイミングでラッチして結果を出力し、積算部がラッチ部で得られたラッチ結果を積算して頻度分布を求め、制御部がそれぞれタイミングの異なる第1及び第2のストローブ信号に基づいて得られた第3のストローブ信号を出力して得られた頻度分布からジッタ値を求めることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。
The present invention has the following effects.
According to the inventions of
Timing at which the voltage comparison unit compares the voltage output from the device under test with a plurality of preset voltages and outputs the result, and the comparison result obtained by the voltage comparison unit is input to the latch unit when the strobe signal is input. The result is latched and output, and the accumulating unit accumulates the latch results obtained by the latch unit to obtain the frequency distribution, and the control unit is obtained based on the first and second strobe signals having different timings, respectively. By obtaining the jitter value from the frequency distribution obtained by outputting the third strobe signal, it is possible to perform timing measurement and jitter measurement with a relatively small circuit scale and low power consumption.
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るジッタ測定装置の一実施例を示す構成図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a jitter measuring apparatus according to the present invention.
図1において6はジッタ測定部、7はASIC(Application Specific Integrated Circuit)等により構成された制御部である。また、8はジッタ測定部6及び制御部7から構成されるジッタ測定装置である。
In FIG. 1, reference numeral 6 denotes a jitter measuring unit, and 7 denotes a control unit constituted by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or the like. Reference numeral 8 denotes a jitter measuring apparatus including a jitter measuring unit 6 and a
クロック信号が制御部7のクロック出力端から図1中”DUT110”に示す被試験対象の入力端に入力され、被測定信号が図1中”DUT110”に示す被試験対象の出力端からジッタ測定部6の測定信号入力端に入力される。
The clock signal is input from the clock output terminal of the
また、ストローブ信号が制御部7のストローブ出力端から出力されジッタ測定部6のストローブ入力端に入力され、ジッタ測定部6の出力端から測定結果が出力され制御部7の測定結果入力端に入力される。
A strobe signal is output from the strobe output terminal of the
図2は本発明に係るジッタ測定装置の一実施例の具体的な構成図である。図2において9、10、11、12、13及び14はコンパレータ、15、16、17、18、19及び20はD型のフリップフロップ、21は遅延素子22、23、24、25、26、27及び28はカウンタである。図2において7及び8は図1と同一符号を付してある。
FIG. 2 is a specific configuration diagram of an embodiment of the jitter measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 2, 9, 10, 11, 12, 13 and 14 are comparators, 15, 16, 17, 18, 19 and 20 are D-type flip-flops, and 21 is
また、50はコンパレータ9、10、11、12、13及び14によって構成される電圧比較部50はフリップフロップ15、16、17、18、19及び20によって構成されるラッチ部51はカウンタ22、23、24、25、26、27及び28によって構成される積算部である。
Further, 50 is a
被測定信号が図2中”DP110”に示す被試験対象の出力端からコンパレータ9、10、11、12、13及び14の反転入力端子に入力される。
A signal under measurement is input to the inverting input terminals of the
図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源の出力電圧はコンパレータ9、10、11、12、13及び14の非反転入力端子にそれぞれに接続される。
In FIG. 2, the output voltages of the variable voltage sources indicated by “VS111”, “VS112”, “VS113”, “VS114”, “VS115” and “VS116” are non-inverted by the
また、コンパレータ9、10、11、12、13及び14の出力端子からフリップフロップ15、16、17、18、19及び20のデータ入力端子(D端子)に出力信号が入力される。
Also, output signals are input from the output terminals of the
フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のクロック端子、遅延素子21の入力端、カウンタ28の入力端にストローブ信号がそれぞれ入力される。また、遅延素子21の出力端からフリップフロップ15、16、17、18、19及び20のリセット信号入力端子(R端子)にリセット信号がそれぞれ入力される。
Strobe signals are respectively input to the clock terminals of the flip-
フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のデータ出力端子(Q端子)からカウンタ22、23、24、25、26及び27の入力端子に出力信号が入力される。
Output signals are input from the data output terminals (Q terminals) of the flip-
また、カウンタ22、23、24、25、26、27及び28のリセット信号入力端子にリセット信号が入力される。
A reset signal is input to the reset signal input terminals of the
カウンタ22、23、24、25、26、27及び28の出力端は図2中”IP110”、”IP111”、”IP112”、”IP113”、”IP114”、”IP115”及び”IP116”に示す制御部7の入力端にそれぞれ接続される。
The output terminals of the
ここで、図1及び図2に示す本発明に係るジッタ測定装置の一実施例の動作について簡単に説明する。 Here, the operation of the embodiment of the jitter measuring apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be briefly described.
コンパレータ9、10、11、12、13及び14において所定の比較電圧(閾値)が制御部7によってそれぞれ設定される。この時、予めジッタ値を算出する際に基準となる電圧を決めておき、その電圧に基づいて各比較電圧が設定される。
A predetermined comparison voltage (threshold value) is set by the
例えば、制御部7は予め”VT4”を基準の電圧として図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源を制御してコンパレータ9、10、11、12、13及び14の非反転入力端子に入力される電圧をそれぞれ”VT1”、”VT2”、”VT3”、”VT4”、”VT5”及び”VT”6に設定する。
For example, the
また、制御部7によって図1中”DUT110”に示す被試験対象にクロック信号が複数回出力される。図1中”DUT110”に示す被試験対象から被測定信号が出力され、コンパレータ9、10、11、12、13及び14の反転入力端子にそれぞれ入力される。
Further, the
コンパレータ9、10、11、12、13及び14では図1中”DUT110”に示す被試験対象から被測定信号が入力される度に図1中”DUT110”に示す被試験対象から出力された電圧と図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源の電圧の大きさを比較する。
Each time the
図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源の電圧よりも図1中”DUT110”に示す被試験対象から出力された電圧の方が大きい場合、コンパレータ9、10、11、12、13及び14の出力端子からローレベルの出力信号がそれぞれ出力され、フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のデータ入力端子に入力される。
2 is output from the
また、図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源の電圧よりも図1中”DUT110”に示す被試験対象から出力された電圧の方が小さい場合、コンパレータ9、10、11、12、13及び14の出力端子からハイレベルの出力信号がそれぞれ出力され、フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のデータ入力端子に入力される。
Further, the output from the test object shown in “DUT110” in FIG. 1 is higher than the voltage of the variable voltage source shown in “VS111”, “VS112”, “VS113”, “VS114”, “VS115” and “VS116” in FIG. When the applied voltage is smaller, high level output signals are output from the output terminals of the
さらに、図1及び図2に示す本発明に係るジッタ測定装置の一実施例の動作を図3、図4、図5、図6及び図7を用いて詳細に説明する。 Furthermore, the operation of the embodiment of the jitter measuring apparatus according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, 5, 6 and 7. FIG.
図3は本発明に係るジッタ測定装置の一実施例の動作を説明するフロー図である。図4、図5、図6及び図7は本発明に係るジッタ測定装置の一実施例の動作を説明する説明図である。図4(a)及び図4(b)はそれぞれストローブ信号の出力タイミングが”t=a”及び”t=b”の場合のラッチ部51の出力結果の頻度分布である。 FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment of the jitter measuring apparatus according to the present invention. 4, 5, 6 and 7 are explanatory diagrams for explaining the operation of an embodiment of the jitter measuring apparatus according to the present invention. 4A and 4B are frequency distributions of output results of the latch unit 51 when the output timing of the strobe signal is “t = a” and “t = b”, respectively.
図3中”S101”において制御部7は第1のタイミングでストローブ信号を出力する。例えば、制御部7は図1中”DUT110”に示す被試験対象から出力される複数の被測定信号に同期して”t=a(tは時間)”のタイミングでストローブ信号を複数回出力する。ストローブ信号はフリップフロップ15、16、17、18、19及び20のクロック端子、遅延素子21の一端及びカウンタ28の入力端に入力される。
In "S101" in FIG. 3, the
フリップフロップ15、16、17、18、19及び20ではストローブ信号が入力した時点でのコンパレータ9、10、11、12、13及び14の出力値をラッチしたラッチ結果をカウンタ22、23、24、25、26及び27にそれぞれ出力する。
In the flip-
例えば、フリップフロップ15ではストローブ信号が入力した時点におけるコンパレータ9からの出力信号がハイレベルの場合にはカウンタ22にハイレベルの出力信号を出力する。
For example, the flip-flop 15 outputs a high-level output signal to the
遅延素子21はストローブ信号が入力した後に一定時間遅延させてフリップフロップ15、16、17、18、19及び20にリセット信号を出力する。
The
フリップフロップ15、16、17、18、19及び20は遅延素子21からリセット信号が入力されてそれぞれラッチした値をリセットする。
The flip-
また、カウンタ22、23、24、25、26及び27ではフリップフロップ15、16、17、18、19及び20からの出力信号がハイレベルの場合にはカウンタ値をインクリメントし、出力信号がローレベルの場合にはカウンタ値をインクリメントしない。すなわち、カウンタ22、23、24、25、26及び27はハイレベルの出力信号の発生回数を積算することになる。
In the
カウンタ28はストローブ信号が入力される度にカウンタ値をインクリメントしてストローブの回数を積算する。
Each time the strobe signal is input, the
制御部7は予め設定されたストローブの必要回数を超えたか否かを判断し、必要回数に到達した場合にリセット信号をカウンタ22、23、24、25、26、27及び28に出力し、カウンタ22、23、24、25、26、27及び28はカウンタ値をリセットする。
The
次に、図3中”S102”において制御部7は積算部52から得られる頻度分布において発生頻度が50%となる電圧を算出する。
Next, in “S102” in FIG. 3, the
例えば、制御部7はカウンタ22、23、24、25、26、27及び28で積算したカウンタ値から図4(a)に示すようなラッチ部51の出力結果の頻度分布を得る。制御部7はこの得られた頻度分布において発生頻度が50%となる電圧”VTa”を補間により求める。
For example, the
次に、図3中”S103”において制御部7は第2のタイミングでストローブ信号を出力する。例えば、制御部7は”t=b”のタイミングでストローブ信号が複数回出力され、フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のクロック端子、遅延素子21及びカウンタ28の一端に入力される。
Next, in “S103” in FIG. 3, the
また、図3中”S103”のステップの電圧比較部50、ラッチ部51及び積算部52における動作は図3中”S101”のステップと同様の動作であるため説明を省略する。
Further, the operations in the
次に、図3中”S104”において制御部7は積算部52から得られる頻度分布において発生頻度が50%となる電圧を算出する。
Next, in “S104” in FIG. 3, the
例えば、制御部7はカウンタ22、23、24、25、26、27及び28で積算したカウンタ値から図4(b)に示すようなラッチ部51の出力結果の頻度分布を得る。制御部7はこの頻度分布において発生頻度が50%となる電圧”VTb”を補間により求める。
For example, the
次に、図3中”S105”において制御部7では予め定めた基準となる電圧”VT4”におけるストローブタイミング(c)を求める。
Next, in “S105” in FIG. 3, the
例えば、制御部7ではストローブ信号を出力する各タイミング”t=a”及び”t=b”と各タイミングにおける頻度分布の発生頻度が50%となる電圧”VTa”及び”VTb”から、ストローブ信号を出力するタイミングと頻度分布の発生頻度が50%となる電圧の関係を示す関係式は以下の式(1)のようになる。
SR=(VTb−VTa)/(b−a)・・・(1)
For example, the
SR = (VTb−VTa) / (ba) (1)
そして、図5に示すように求めた関係式を用いることにより予め定めた基準となる電圧”VT4”におけるストローブのタイミング(c)を以下の式(2)、若しくは、式(3)から求める。
c=(VT4−VTa)/SR+a・・・(2)
c=(VT4−VTb)/SR+b・・・(3)
Then, by using the relational expression obtained as shown in FIG. 5, the strobe timing (c) at the predetermined reference voltage “VT4” is obtained from the following expression (2) or expression (3).
c = (VT4-VTa) / SR + a (2)
c = (VT4-VTb) / SR + b (3)
次に、図3中”S106”において制御部7は”t=c”のタイミングでストローブ信号を出力する。例えば、制御部7は”t=c”のタイミングでストローブ信号が複数回出力され、フリップフロップ15、16、17、18、19及び20のクロック端子、遅延素子21及びカウンタ28の一端に入力される。
Next, in “S106” in FIG. 3, the
また、図3中”S106”のステップの電圧比較部50、ラッチ部51及び積算部52の動作は図3中”S101”のステップと同様の動作であるため説明を省略する。
Further, the operations of the
次に、図3中”S107”において制御部7は積算部52から得られる頻度分布に基づいてジッタを算出する。
Next, in “S107” in FIG. 3, the
例えば、制御部7はカウンタ22、23、24、25、26、27及び28で積算したカウンタ値から図6に示すようなラッチ部51の出力結果の頻度分布を得る。また、発生頻度が0%を超え100%未満(0%<頻度<100%)となる電圧の範囲を電圧幅(ΔVj)として算出する。
For example, the
ちなみに、発生頻度が0%及び100%であると求められた電圧は、電圧比較部50の出力値が不変であることからジッタの範囲ではないものとみなして電圧幅(ΔVj)から除外するものとする。
Incidentally, the voltages whose occurrence frequencies are 0% and 100% are excluded from the voltage width (ΔVj) on the assumption that they are not in the jitter range because the output value of the
また、図7に示すように制御部7は求めた電圧幅(ΔVj)及び図3中”S105”のステップで求めた関係式を用いて以下の式(4)によりジッタ値(Tj)を求める。
Tj=ΔVj/SR・・・(4)
Further, as shown in FIG. 7, the
Tj = ΔVj / SR (4)
この結果、電圧比較部が被試験対象から出力される電圧と予め設定された複数の電圧とを比較して結果を出力し、ラッチ部がストローブ信号の入力したタイミングで電圧比較部において得られた比較結果をラッチして結果を出力し、積算部がラッチ部で得られたラッチ結果を積算して頻度分布を求め、制御部がそれぞれタイミングの異なる第1及び第2のストローブ信号に基づいて得られた第3のストローブ信号を出力して得られた頻度分布からジッタ値を求めることにより、比較的小さい回路規模及び少ない消費電力でタイミング測定及びジッタ測定をすることが可能となる。 As a result, the voltage comparison unit compares the voltage output from the test object with a plurality of preset voltages and outputs the result, and the latch unit obtains the voltage comparison unit at the timing when the strobe signal is input. The comparison result is latched and the result is output. The accumulating unit accumulates the latch result obtained by the latch unit to obtain the frequency distribution, and the control unit obtains the first and second strobe signals having different timings. By obtaining the jitter value from the frequency distribution obtained by outputting the third strobe signal, timing measurement and jitter measurement can be performed with a relatively small circuit scale and low power consumption.
なお、図1等に示す実施例では、電圧比較部50はコンパレータ9、10、11、12、13及び14から構成されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、電圧比較部は1個以上のコンパレータから構成されるものであっても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, it is exemplified that the
また、図1等に示す実施例では、ラッチ部51はフリップフロップ15、16、17、18、19及び20から構成されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、ストローブ信号が入力したタイミングで電圧比較部を構成するコンパレータの出力信号の値を検出するものであればラッチ部は1個以上のフリップフロップから構成されるものであっても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, the latch unit 51 is exemplified as being composed of flip-
また、図1等に示す実施例では、制御部7では積算部52から得られた各比較電圧におけるラッチ部51の出力結果の頻度分布から発生頻度が0%を超え100%未満となる電圧幅を求めると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、制御部は頻度50%となる電圧を境界として正側電圧幅ΔVjp及び負側電圧幅ΔVjnに分けて求めても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, the
また、図1等に示す実施例では、コンパレータ9、10、11、12、13及び14は反転入力端子が図2中”DP110”に示す被試験対象の出力端に、非反転入力端子が図2中”VS111”、”VS112”、”VS113”、”VS114”、”VS115”及び”VS116”に示す可変電圧源にそれぞれ接続されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、制御部がラッチ部からの出力信号の発生頻度を積算することが可能であればコンパレータの極性は正負逆のものであっても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, the
また、図1等に示す実施例では、制御部7はASIC等で構成されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、制御部7は論理回路等で構成されたハードウェアで実現されるものであっても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, it is exemplified that the
また、図1等に示す実施例では、遅延素子21はストローブ信号が入力された後に一定時間遅延させてリセット信号をラッチ部51に出力すると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、制御部7がストローブ信号を出力した後に一定時間遅延させてリセット信号をラッチ部51に出力するものであっても構わない。
In the embodiment shown in FIG. 1 and the like, it is exemplified that the
また、図1等に示す実施例では、電圧比較部50はコンパレータ9、10、11、12、13及び14から構成されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、電圧比較部は差動コンパレータによって構成され、被試験対象から出力される電圧と予め設定される比較電圧とを比較して電圧差が正の値であればハイレベルの信号を出力し、電圧差が負の値であればローレベルの信号を出力するものであっても構わない。また、差動コンパレータに設定される比較電圧は可変オフセット電圧によって設定されるものであっても構わない。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and the like, the
また、図1等に示す実施例では、図2中”DP110”に示す被試験対象の出力端がコンパレータに接続されると例示されているが、特にこれに限定されるものではなく、図2中”DP110”に示す被試験対象の出力端とコンパレータの間にバッファ回路を設置するものであっても構わない。 Further, in the embodiment shown in FIG. 1 and the like, it is exemplified that the output end of the object to be tested shown in “DP110” in FIG. 2 is connected to the comparator, but the present invention is not limited to this. A buffer circuit may be provided between the output terminal to be tested shown in the middle “DP110” and the comparator.
1、6 ジッタ測定部
2、7 制御部
3、8 ジッタ測定装置
4、9、10、11、12、13、14 コンパレータ
5、15、16、17、18、19、20 フリップフロップ
21 遅延素子
22、23、24、25、26、27、28 カウンタ
50 電圧比較部
51 ラッチ部
52 積算部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
被試験対象から出力される電圧と予め設定された複数の電圧とを比較してそれぞれの比較結果を出力する電圧比較部と、
前記電圧比較部から出力されるそれぞれの比較結果をストローブ信号が入力されるタイミングでラッチしてそれぞれのラッチ結果を出力するラッチ部と、
このラッチ部から出力されるそれぞれのラッチ結果を積算して頻度分布を求める積算部と、
それぞれタイミングが異なる第1及び第2のストローブ信号に基づき第3のストローブ信号を出力して得られた前記頻度分布からジッタ値を求める制御部と
を備えることを特徴とするジッタ測定装置。 In a jitter measurement device that measures jitter,
A voltage comparison unit that compares the voltage output from the test object with a plurality of preset voltages and outputs each comparison result; and
A latch unit that latches each comparison result output from the voltage comparison unit at a timing when a strobe signal is input and outputs each latch result;
An integration unit for integrating each latch result output from the latch unit to obtain a frequency distribution;
And a control unit for obtaining a jitter value from the frequency distribution obtained by outputting a third strobe signal based on the first and second strobe signals having different timings.
前記被試験対象から出力される電圧が反転入力端子に入力され、複数の可変電圧源の一つから出力される電圧が非反転入力端子に入力され、出力端子から前記比較結果を出力する複数のコンパレータから構成されることを特徴とする
請求項1記載のジッタ測定装置。 The voltage comparison unit is
A voltage output from the test object is input to an inverting input terminal, a voltage output from one of a plurality of variable voltage sources is input to a non-inverting input terminal, and a plurality of outputs of the comparison result are output from the output terminal. The jitter measuring apparatus according to claim 1, comprising a comparator.
前記電圧比較部から出力される比較結果の一つがデータ入力端子に入力され、前記ストローブ信号がクロック端子にそれぞれ入力され、データ出力端子から前記ラッチ結果を出力する複数のフリップフロップから構成されることを特徴とする
請求項1記載のジッタ測定装置。 The latch portion is
One of the comparison results output from the voltage comparison unit is input to a data input terminal, the strobe signal is input to a clock terminal, and a plurality of flip-flops output the latch result from the data output terminal. The jitter measuring apparatus according to claim 1.
前記ラッチ部から出力されるラッチ結果の一つが入力端子に入力され、出力端子から積算結果を出力する複数のカウンタから構成されることを特徴とする
請求項1記載のジッタ測定装置。 The integrating unit is
2. The jitter measuring apparatus according to claim 1, wherein one of the latch results output from the latch unit is input to an input terminal and includes a plurality of counters that output an integration result from the output terminal.
前記第1のストローブ信号を複数回出力して第1の頻度分布を求め、
この第1の頻度分布における発生頻度が50%となる第1の電圧を補間により算出し、
前記第2のストローブ信号を複数回出力して第2の頻度分布を求め、
この第2の頻度分布における発生頻度が50%となる第2の電圧を補間により算出し、
前記第1及び第2のストローブ信号のタイミングと前記第1及び第2の電圧の関係を示す関係式を求め、
この関係式に基づき予め設定していた電圧からストローブ信号のタイミングを求め、
このタイミングに基づいて前記第3のストローブ信号を複数回出力して第3の頻度分布を求めて電圧幅を算出し、
この電圧幅を時間幅に変換してジッタを算出することを特徴とする
請求項1記載のジッタ測定装置。 The control unit is
Outputting the first strobe signal a plurality of times to obtain a first frequency distribution;
A first voltage at which the frequency of occurrence in the first frequency distribution is 50% is calculated by interpolation;
Outputting the second strobe signal a plurality of times to obtain a second frequency distribution;
A second voltage with an occurrence frequency of 50% in the second frequency distribution is calculated by interpolation,
Obtaining a relational expression indicating the relationship between the timings of the first and second strobe signals and the first and second voltages,
Obtain the timing of the strobe signal from the preset voltage based on this relational expression,
Based on this timing, the third strobe signal is output a plurality of times to obtain a third frequency distribution to calculate a voltage width,
2. The jitter measuring apparatus according to claim 1, wherein the jitter is calculated by converting the voltage width into a time width.
前記第3の頻度分布の発生頻度が0%を超え100%未満となる電圧の範囲を前記電圧幅とすることを特徴とする
請求項5記載のジッタ測定装置。 The control unit is
6. The jitter measuring apparatus according to claim 5, wherein a voltage range in which the occurrence frequency of the third frequency distribution is greater than 0% and less than 100% is defined as the voltage width.
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-
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