JP4806719B2 - Differential comparator and test apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、半導体デバイスの試験技術に関し、被試験デバイスから出力される差動形式の信号を評価する技術に関する。 The present invention relates to a test technique for a semiconductor device, and relates to a technique for evaluating a differential signal output from a device under test.
近年、テレビ受像器、DVD(Digital Versatile Disc)プレイヤをはじめとするデジタル家電の間で、映像信号や音声信号を高速に伝送するために、差動伝送システムが採用されている。差動伝送システムは、近い将来、メモリやCPU(Central Processing Unit)などのデバイス間のデータ伝送にも適用される。 In recent years, a differential transmission system has been adopted in order to transmit video signals and audio signals at high speed between digital home appliances such as a television receiver and a DVD (Digital Versatile Disc) player. The differential transmission system will be applied to data transmission between devices such as a memory and a CPU (Central Processing Unit) in the near future.
図1(a)、(b)は、差動インタフェースを備えるデバイスを試験する試験装置の構成の一部を示すブロック図である。図1(a)に示すように、試験システム300は、ピンエレクトロニクスPE、テストフィクスチャTFを備える。DUT200は、ソケットボード(SB)に装着される。ピンエレクトロニクスPEには、差動コンパレータ110が設けられる。差動コンパレータ110は、タイミングコンパレータとも称され、DUT200から出力された差動信号UP/UNを受け、ストローブ信号と同期したタイミングで、差動信号UP/UNのレベルを判定する。本明細書において、”P/N”は、差動のペアであることを示す。テストフィクスチャTF上には、ソケットボードSBとピンエレクトロニクスPE間を接続する差動信号線のペア50P/50N(以下、総称して差動信号線50とも称する)が設けられる。
FIGS. 1A and 1B are block diagrams illustrating a part of the configuration of a test apparatus that tests a device having a differential interface. As shown in FIG. 1A, the
図1(b)は、差動コンパレータ110の構成を示す回路図である。差動コンパレータ110は、減算器112、第1コンパレータ114、第2コンパレータ116、第1ラッチ118、第2ラッチ120を含む。減算器112は、差動信号RPとRNの差、つまり差動振幅信号DAを生成する。第1コンパレータ114は、差動振幅信号DAを上側のしきい値電圧VOHと比較する。第1ラッチ118は、比較結果SHを第1ストローブ信号Hstbのタイミングでラッチする。第2コンパレータ116は、差動振幅信号DAを下側のしきい値電圧VOLと比較する。第2ラッチ120は、比較結果SLを第2ストローブ信号Lstbのタイミングでラッチする。比較結果を示すデータSH、SLの論理値は、の以下の式(1a)、(1b)にもとづいて決定される。
SH=sign(VOH−(RP−RN)) …(1a)
SL=sign((RP−RN)−VOL) …(1b)
ここで、
sign(x)は、x>0のとき1、x<0のとき0をとる関数である。
FIG. 1B is a circuit diagram showing a configuration of the
SH = sign (VOH− (RP−RN)) (1a)
SL = sign ((RP-RN) -VOL) (1b)
here,
sign (x) is a function that takes 1 when x> 0 and 0 when x <0.
理想的には、テストフィクスチャTFに形成される差動信号線50のペアの長さは均一であるが、現実的な試験装置においては、長さが異なる場合がある。図2(a)、(b)は、それぞれ差動線路の長さが均一な場合、不均一な場合の、差動コンパレータ110の動作波形図である。図2(a)に示すように、差動信号線50の長さが均一の場合、DUT200から出力された差動信号UP/UNは、等しい遅延tpdを受けて差動コンパレータ110に到達する(RP/RN)。
Ideally, the length of the pair of
本明細書に示されるタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化されている。また、タイムチャート中、”X”は、値が不定(INVALID)であることを示す。 The vertical axis and the horizontal axis of the time chart shown in this specification are appropriately expanded or reduced for easy understanding, and each waveform shown is also simplified for easy understanding. . In the time chart, “X” indicates that the value is indefinite (INVALID).
差動振幅信号(RP−RN)のローレベルからハイレベルへの遷移に着目する。2つのコンパレータ114、116の出力SH、SLは、時間差Tcrを有するストローブ信号Hstb、Lstbのタイミングでラッチされる。
Pay attention to the transition from the low level to the high level of the differential amplitude signal (RP-RN). The outputs SH and SL of the two
ラッチされた信号(フェイル信号)FH、FLの値の組み合わせに基づいて、差動振幅信号(RP−RN)のローレベル(<VOL)からハイレベル(>VOH)への遷移時間Tが所定値Tcrより短いか否かが判定される。図2(a)では、信号FH、FLがともにローレベルであるため、T<Trcであると判定される。 Based on the combination of the values of the latched signals (fail signals) FH and FL, the transition time T from the low level (<VOL) to the high level (> VOH) of the differential amplitude signal (RP-RN) is a predetermined value. It is determined whether or not it is shorter than Tcr. In FIG. 2A, since both the signals FH and FL are at a low level, it is determined that T <Trc.
図2(b)は、差動信号線50P/50Nの長さが異なり、差動信号UNの受ける遅延量が、差動信号UPの受ける遅延量より所定時間teだけ長い場合を示す。この場合、DUT200からは正しく出力されているはずの差動振幅信号(RP−RN)の波形が、試験装置の内部ではなまり、フェイル信号FHがハイレベル、フェイル信号FLがローレベルと判定され、遷移時間Tが所定値Tcrよりも長いものと誤判定されてしまう。
FIG. 2B shows a case where the lengths of the
たとえば可変長同軸管(トロンボーン)をテストフィクスチャTFと直列な経路上に設ければ、同軸管の長さを変化させることで差動線路のアンバランスをキャンセルすることができる。しかしながら、可変長同軸管は高価で大きく、特に数百〜数千チャンネルを備える試験装置に、差動線路ごとに設けることは非現実的である。また、可変長同軸管は、メカニカルに線路長が変化するデバイスであるため、素早い調整が困難である。 For example, if a variable-length coaxial tube (trombone) is provided on a path in series with the test fixture TF, the unbalance of the differential line can be canceled by changing the length of the coaxial tube. However, the variable-length coaxial tube is expensive and large, and it is impractical to provide each differential line in a test apparatus having hundreds to thousands of channels. Moreover, since the variable-length coaxial tube is a device in which the line length changes mechanically, it is difficult to adjust quickly.
差動信号線50全体を、ツイストペアなどの対称性に優れた線路を用いて形成することも可能であるが、この場合、DUT200からの差動信号UP/UNに位相差や非対称性が存在した場合に、伝搬中にそれらが平均化されてしまい、試験装置側において、DUT200からの真の波形を評価することが困難となる。波形の非対称性が伝送線路の途中で平均化されるという差動線路本来のメリットが、試験装置という観点からみると、デメリットとなる。
Although it is possible to form the entire
その他にも、差動線路長のアンバランスに対処する技術が特許文献1〜3に開示されている。
In addition,
本発明は係る状況においてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、従来とは異なるアプローチによって、差動線路のアンバランスを解消することが可能な差動コンパレータの提供にある。 The present invention has been made in such a situation, and one of the exemplary purposes thereof is to provide a differential comparator capable of eliminating the unbalance of the differential line by an approach different from the conventional one.
本発明のある態様は、被試験デバイスから出力される差動信号を受信し、差動信号の差動振幅を所定のしきい値電圧と比較する差動コンパレータに関する。差動コンパレータは、差動信号の一方が入力される第1入力端子と、差動信号の他方が入力される第2入力端子と、第1入力端子に入力された信号を、指定されたタイミングでサンプリングし、その後ホールドする第1サンプルホールド回路と、第2入力端子に入力された信号を、指定されたタイミングでサンプリングし、その後ホールドする第2サンプルホールド回路と、第1、第2サンプルホールド回路それぞれの出力信号の差に応じた信号を所定のしきい値と比較する比較部と、比較部の出力をラッチするラッチ回路と、を備える。第1、第2サンプルホールド回路のサンプリングタイミングおよびラッチ回路のラッチタイミングを独立に調整可能である。
被試験デバイスと差動コンパレータの間は、ポジティブ配線とネガティブ配線からなる差動線路のペアで接続されるが、2本の差動線路の線路長がずれる場合がある。この場合、配線長のずれに応じて、第1サンプルホールド回路、第2サンプルホールド回路のサンプリングタイミングを調節することにより、差動線路の線路長のばらつきをキャンセルすることができる。このことは、被試験デバイスから出力された生の差動信号を適切に評価できることを意味する。
One embodiment of the present invention relates to a differential comparator that receives a differential signal output from a device under test and compares the differential amplitude of the differential signal with a predetermined threshold voltage. The differential comparator has a first input terminal to which one of differential signals is input, a second input terminal to which the other differential signal is input, and a signal input to the first input terminal at a designated timing. A first sample and hold circuit that samples and then holds the signal, and a second sample and hold circuit that samples and holds the signal input to the second input terminal at a specified timing, and the first and second sample and hold circuits. A comparison unit that compares a signal corresponding to a difference between output signals of the circuits with a predetermined threshold value, and a latch circuit that latches the output of the comparison unit are provided. The sampling timing of the first and second sample hold circuits and the latch timing of the latch circuit can be adjusted independently.
The device under test and the differential comparator are connected by a pair of differential lines composed of a positive line and a negative line, but the line lengths of the two differential lines may deviate. In this case, the variation in the line length of the differential line can be canceled by adjusting the sampling timing of the first sample hold circuit and the second sample hold circuit according to the deviation of the wiring length. This means that the raw differential signal output from the device under test can be properly evaluated.
ある態様において、第1サンプルホールド回路は、一端の電位が固定された第1キャパシタと、一端の電位が固定された第2キャパシタと、第1キャパシタの他端と第1入力端子の間に設けられた第1スイッチと、第1キャパシタの他端と第2キャパシタの他端との間に設けられた第2スイッチと、所定の電圧をしきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第1基準電圧を生成する第1電圧源と、第1電圧源と前記第2キャパシタの他端の間に設けられた第3スイッチと、を含む。第1サンプルホールド回路は、入力されたストローブ信号と同期して、以下のステップ1〜3を実行する。
ステップ1.第2スイッチをオフ状態、第1、第3スイッチをオン状態とする。
ステップ2.第1スイッチ、第3スイッチをオフする。
ステップ3.第1、第3スイッチをオフ状態、第2スイッチをオン状態とする。
また、第2サンプルホールド回路は、一端の電位が固定された第3キャパシタと、一端の電位が固定された第4キャパシタと、第3キャパシタの他端と第2入力端子の間に設けられた第4スイッチと、第3キャパシタの他端と第4キャパシタの他端との間に設けられた第5スイッチと、所定の電圧をしきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第2基準電圧を生成する第2電圧源と、第2電圧源と第4キャパシタの前記他端の間に設けられた第6スイッチと、を含む。
第2サンプルホールド回路は、ストローブ信号と同期して以下の処理を実行する。
ステップ1. 第5スイッチをオフ状態、第4、第6スイッチをオン状態とする。
ステップ2. 第4、第6スイッチをオフする。
ステップ3. 第4、第6スイッチをオフ状態、第5スイッチをオン状態とする。
比較部は、第2キャパシタに生ずる電圧と、第4キャパシタに生ずる電圧とを比較してもよい。ラッチ回路は、比較部の出力をストローブ信号に応じたタイミングでラッチしてもよい。
In one aspect, the first sample-and-hold circuit is provided between a first capacitor having a fixed potential at one end, a second capacitor having a fixed potential at one end, and the other end of the first capacitor and the first input terminal. The first switch, a second switch provided between the other end of the first capacitor and the other end of the second capacitor, and a first reference in which a predetermined voltage is shifted by a potential difference corresponding to the threshold voltage A first voltage source for generating a voltage; and a third switch provided between the first voltage source and the other end of the second capacitor. The first sample and hold circuit executes the following
The second sample and hold circuit is provided between the third capacitor having a fixed potential at one end, the fourth capacitor having a fixed potential at one end, and the other end of the third capacitor and the second input terminal. A fourth switch, a fifth switch provided between the other end of the third capacitor and the other end of the fourth capacitor, and a second reference voltage obtained by shifting a predetermined voltage by a potential difference corresponding to the threshold voltage. A second voltage source to be generated; and a sixth switch provided between the second voltage source and the other end of the fourth capacitor.
The second sample hold circuit executes the following processing in synchronization with the strobe signal.
The comparison unit may compare the voltage generated in the second capacitor with the voltage generated in the fourth capacitor. The latch circuit may latch the output of the comparison unit at a timing according to the strobe signal.
ある態様の差動コンパレータは、第1キャパシタに生ずる電位と第3キャパシタに生ずる電位が入力されたダミーコンパレータをさらに備えてもよい。 The differential comparator according to an aspect may further include a dummy comparator to which a potential generated in the first capacitor and a potential generated in the third capacitor are input.
第1サンプルホールド回路は、一端が第1入力端子に接続された第7スイッチと、一端が前記第7スイッチの他端に接続された第5キャパシタと、所定の電圧をしきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第3基準電圧を生成する第3電圧源と、第5キャパシタの一端と第3電圧源の間に設けられた第8スイッチと、第4基準電圧を生成する第4電圧源と、第5キャパシタの他端と第4電圧源の間に設けられた第9スイッチと、を含んでもよい。 第1サンプルホールド回路は、ストローブ信号と同期して、以下のステップ1〜3を実行する。
ステップ1. 第8スイッチをオフ状態、第7、第9スイッチをオン状態とする。
ステップ2. 第7、第9スイッチをオフする。
ステップ3. 第7、第9スイッチをオフ状態で、第8スイッチをオン状態とする。
第2サンプルホールド回路は、一端が第2入力端子に接続された第10スイッチと、一端が前記第10スイッチの他端に接続された第6キャパシタと、所定の電圧をしきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第5基準電圧を生成する第5電圧源と、第6キャパシタの一端(第1端子)と第5電圧源の間に設けられた第11スイッチと、第6キャパシタの他端と第4電圧源の間に設けられた第12スイッチと、を含んでもよい。
第2サンプルホールド回路は、ストローブ信号と同期して、以下のステップ1〜3を実行する。
ステップ1. 第11スイッチをオフ状態で、第10、第12スイッチをオン状態とする。
ステップ2. 第10、第12スイッチをオフする。
ステップ3. 第10、第12スイッチをオフ状態で、第11スイッチをオン状態とする。
比較部は、第5キャパシタの他端に生ずる電圧と、第6キャパシタの他端に生ずる電圧とを比較してもよい。ラッチ回路は、比較部の出力をストローブ信号に応じたタイミングでラッチしてもよい。
The first sample and hold circuit includes a seventh switch having one end connected to the first input terminal, a fifth capacitor having one end connected to the other end of the seventh switch, and a predetermined voltage according to a threshold voltage. A third voltage source for generating a third reference voltage shifted by the potential difference, an eighth switch provided between one end of the fifth capacitor and the third voltage source, and a fourth voltage source for generating a fourth reference voltage And a ninth switch provided between the other end of the fifth capacitor and the fourth voltage source. The first sample and hold circuit executes the following
The second sample and hold circuit includes a tenth switch having one end connected to the second input terminal, a sixth capacitor having one end connected to the other end of the tenth switch, and a predetermined voltage according to a threshold voltage. A fifth voltage source for generating a fifth reference voltage shifted by the potential difference, an eleventh switch provided between one end (first terminal) of the sixth capacitor and the fifth voltage source, and the other end of the sixth capacitor And a twelfth switch provided between the fourth voltage source and the fourth voltage source.
The second sample and hold circuit executes the following
The comparison unit may compare the voltage generated at the other end of the fifth capacitor with the voltage generated at the other end of the sixth capacitor. The latch circuit may latch the output of the comparison unit at a timing according to the strobe signal.
ある態様において、第1、第2サンプルホールド回路は、第9、第12スイッチおよび第4電圧源に代えて、第5キャパシタの他端の電位と、第6キャパシタの他端の電位とを受ける差動アンプと、差動アンプの非反転入力端子と反転出力端子の間に設けられた第13スイッチと、差動アンプの反転入力端子と非反転出力端子の間に設けられた第14スイッチと、を含んでも良い。比較部は、差動アンプの反転出力端子の電位と非反転出力端子の電位を比較してもよい。 In one embodiment, the first and second sample and hold circuits receive the potential of the other end of the fifth capacitor and the potential of the other end of the sixth capacitor instead of the ninth and twelfth switches and the fourth voltage source. A differential amplifier, a thirteenth switch provided between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential amplifier, and a fourteenth switch provided between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential amplifier; , May be included. The comparison unit may compare the potential of the inverting output terminal of the differential amplifier with the potential of the non-inverting output terminal.
ある態様において、比較部は、第1、第2サンプルホールド回路それぞれの出力信号の差に応じた信号を所定のしきい値と比較する処理に代えて、第1、第2サンプルホールド回路それぞれの出力信号を比較してもよい。
この場合、差動線路の配線長のばらつきをキャンセルして、差動信号の大小関係を適切に評価できる。
In one aspect, the comparison unit replaces the signal according to the difference between the output signals of the first and second sample and hold circuits with a predetermined threshold value, and replaces the first and second sample and hold circuits with each other. The output signals may be compared.
In this case, variation in the wiring length of the differential line can be canceled, and the magnitude relationship of the differential signal can be appropriately evaluated.
本発明の別の態様は、試験装置に関する。試験装置は、被試験デバイスから出力される差動信号を受信し、差動信号の差動振幅を所定の上側しきい値電圧と比較する、上述のいずれかに記載の差動コンパレータと、差動信号の差動振幅を所定の下側しきい値電圧と比較する、上述のいずれかの差動コンパレータと、を備える。 Another aspect of the present invention relates to a test apparatus. The test apparatus receives the differential signal output from the device under test, compares the differential amplitude of the differential signal with a predetermined upper threshold voltage, and the differential comparator according to any one of the above. One of the above-mentioned differential comparators that compares the differential amplitude of the dynamic signal with a predetermined lower threshold voltage.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other between methods and apparatuses are also effective as an aspect of the present invention.
本発明のある態様に係る差動コンパレータによれば、差動信号線のアンバランスをキャンセルできる。 The differential comparator according to an aspect of the present invention can cancel the unbalance of the differential signal lines.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bに接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected. The case where it is indirectly connected through another member that does not affect the state is also included. Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as an electrical condition. It includes the case of being indirectly connected through another member that does not affect the connection state.
図3は、実施の形態に係る試験装置100の構成の一部を示す回路図である。試験装置100は、ピンエレクトロニクスPEと、テストフィクスチャTFを備える。DUT200は、差動形式の出力信号(以下、単に差動信号という)UP/UNを出力する。差動信号UP/UNは、テストフィクスチャTFに形成された差動信号線50P/50Nを介してピンエレクトロニクスPEの第1入力端子P1、第2入力端子P2へと入力される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the configuration of the
ピンエレクトロニクスPEは、上側(High-side)差動コンパレータ10Hと、下側(Low-side)差動コンパレータ10Lを含む。ピンエレクトロニクスPEは、入力されたストローブ信号φ0H、φ0Lのタイミングにもとづいて、差動信号のレベルを評価するタイミングコンパレータとして機能する。
The pin electronics PE includes an upper (High-side)
差動コンパレータ10Hは、受信した差動信号RP/RNの差動振幅成分DA(=RP−RN)を、所定の上側しきい値電圧VOHと比較する。差動コンパレータ10Lは、差動振幅成分(RP−RN)を、所定の下側しきい値電圧VOLと比較する。
The
差動コンパレータ10H、10Lは同様の構成であるため、以下は上側差動コンパレータ10Hにのみ着目して説明をする。下側差動コンパレータ10Lは、各信号や部材に付された符号の添え字「H」を、「L」に読み替えればよい。また、本明細書において示されるスイッチSWは、図3の右下のシンボルが示すように、制御信号として0(ローレベル)が入力されたときにオフ(遮断)、1(ハイレベル)が入力されたときにオン(導通)するものとする。このようなスイッチとしては、たとえばトランスファゲートなどのアナログスイッチが好適に利用できる。
Since the
差動コンパレータ10Hは、第1入力端子P1、第2入力端子P2、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2、比較部12、ラッチ回路18、タイミング制御部20、第1終端アンプTA1、第2終端アンプTA2を備える。
The
第1入力端子P1には、受信差動信号RP/RNの一方である非反転成分(以下、ポジティブ信号という)RPが入力される。第2入力端子P2には、受信差動信号RP/RNの他方である反転成分(以下、ネガティブ信号という)RNが入力される。 A non-inverted component (hereinafter referred to as a positive signal) RP, which is one of the received differential signals RP / RN, is input to the first input terminal P1. An inverted component (hereinafter referred to as a negative signal) RN, which is the other of the reception differential signals RP / RN, is input to the second input terminal P2.
第1終端アンプTA1および第2終端アンプTA2は、第1入力端子P1、第2入力端子P2にそれぞれ接続されており、DUT200から見た差動信号線50P/50Nを終端させる。試験装置100とDUT200の間で、双方向伝送がなされる場合、終端アンプに代えて、DUT200に対してデータを出力するドライバが設けられてもよい。
The first termination amplifier TA1 and the second termination amplifier TA2 are respectively connected to the first input terminal P1 and the second input terminal P2, and terminate the
第1サンプルホールド回路SH1は、第1入力端子P1に入力されたポジティブ信号RPを、第1制御信号(ホールド信号)φ1HPにより指定されたタイミング(たとえばポジティブエッジのタイミング)でサンプリングし、その後、サンプリングした値RPHをホールドする(ホールドモード)。サンプリングタイミングより前の期間、第1サンプルホールド回路SH1の出力信号HPは、入力されたポジティブ信号RPと一致する(トラッキングモード)。 The first sample hold circuit SH1 samples the positive signal RP input to the first input terminal P1 at a timing (for example, a positive edge timing) specified by the first control signal (hold signal) φ1HP, and then samples. The measured value RPH is held (hold mode). During a period before the sampling timing, the output signal HP of the first sample hold circuit SH1 coincides with the input positive signal RP (tracking mode).
同様に、第2サンプルホールド回路SH2は、第2入力端子P2に入力されたネガティブ信号RNを、第2制御信号(ホールド信号)φ1HNにより指定されたタイミング(たとえばポジティブエッジのタイミング)でサンプリングし、その後、その値RNHをホールドする(ホールドモード)。サンプリングタイミングより前の期間、第2サンプルホールド回路SH2の出力信号HNは、入力されたネガティブ信号RNと一致する(トラッキングモード)。 Similarly, the second sample hold circuit SH2 samples the negative signal RN input to the second input terminal P2 at a timing (for example, positive edge timing) designated by the second control signal (hold signal) φ1HN, Thereafter, the value RNH is held (hold mode). During a period before the sampling timing, the output signal HN of the second sample-and-hold circuit SH2 matches the input negative signal RN (tracking mode).
つまり、第1サンプルホールド回路SH1および第2サンプルホールド回路SH2は、入力信号をそのまま出力(トラッキング)し、指定されたタイミングでサンプリングしてホールドする機能を有している。 That is, the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 have a function of outputting (tracking) the input signal as it is, sampling and holding it at a designated timing.
図3において、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2はスイッチSWがオンのとき、サンプルホールド回路はトラッキングモードとなり、スイッチSWがオフすると、その値をサンプリングしてホールドする。第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2はそれぞれ、スイッチSWとキャパシタCを含むが、それらの構成は図3のそれに限定されるものではなく、後述の変形例や、本明細書では記述されないその他の構成を用いてもよい。 In FIG. 3, the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are in the tracking mode when the switch SW is turned on, and when the switch SW is turned off, the values are sampled and held. Each of the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 includes a switch SW and a capacitor C. However, their configurations are not limited to those shown in FIG. Other configurations not described may be used.
比較部12は、第1サンプルホールド回路SH1の出力信号(ホールドポジティブ信号)HPと、第2サンプルホールド回路SH2の出力信号(ホールドネガティブ信号)HNの差、つまり差動振幅(HP−HN)に応じた差動振幅信号DAを、上側しきい値電圧VOHと比較する。比較の結果、(HP−HN)>VOHのときローレベル、(HP−HN)<VOHのときハイレベルとなる比較信号SHが出力される。
The
図3において、比較部12は減算器14およびコンパレータ16を含んで構成される。減算器14は、ホールドポジティブ信号HPから、ホールドネガティブ信号HNをアナログ的に減算する。たとえば減算器14は抵抗と演算増幅器の組み合わせを含む減算器であってもよいし、その他の形式の減算器であってもよい。コンパレータ16は、減算器14から出力される差動振幅信号DAを、しきい値電圧VOHと比較する。なお、後述のさまざまな変形例で示されるように、比較部12の構成は図3のそれに限定されるものではない。
In FIG. 3, the
ラッチ回路18は、第3制御信号φ3Hに応じたタイミング(たとえばポジティブエッジ)で、比較信号SHをラッチする。ラッチされたフェイル信号FHは、図示しない判定回路へと入力される。
The
タイミング制御部20は、外部から入力された基準となるストローブ信号φ0Hにもとづいて、制御信号φ1HP、φ1HN、φ3Hを生成し、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2およびラッチ回路18を制御する。
各制御信号φ1HP、φ1HN、φ3Hの遷移タイミングは任意に調節可能である。すなわち、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2のサンプリングタイミングおよびラッチ回路18のラッチタイミングは独立に調整可能となっている。
The
The transition timing of each control signal φ1HP, φ1HN, φ3H can be arbitrarily adjusted. That is, the sampling timing of the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 and the latch timing of the
タイミング制御部20は、第1遅延回路22、第2遅延回路24、第1ANDゲート26、第1インバータ28、第2インバータ30、第3遅延回路32を含む。
第1遅延回路22および第2遅延回路24は、ストローブ信号φ0Hを分岐し、それぞれがストローブ信号φ0Hに対して、第1、第2可変遅延VDHP、VDHNを与える。第1インバータ28は、対応する第1遅延回路22の出力信号を反転し、第1制御信号φ1HPとして第1サンプルホールド回路SH1へと出力する。また第2インバータ30は、対応する第2遅延回路24の出力信号を反転し、第2制御信号φ1HNとして第2サンプルホールド回路SH2へと出力する。
The
The
第1ANDゲート26は、第1遅延回路22と第2遅延回路24の出力信号の論理積を発生する。第1ANDゲート26の出力信号は、第1制御信号φ1HPと第2制御信号φ1HNのうち遅く遷移する一方に追従して遷移する。第3遅延回路32は、第1ANDゲート26の出力信号に、第3遅延FD1を与えて、第3制御信号φ3Hとして出力する。したがって、ラッチ回路18は、第1制御信号φ1HPおよび第2制御信号φ1HNの両方がホールドモードとなったタイミングから、第3遅延FD1だけ後に、比較部12からの比較信号SHをラッチする。
The first AND
以上が差動コンパレータ10Hの構成である。続いてその動作を説明する。図4(a)、(b)は、図3の差動コンパレータの動作を例示したタイムチャートである。図4(a)は、上側差動コンパレータ10Hの、図4(b)は下側差動コンパレータ10Lの動作を例示する。
The above is the configuration of the
DUT200の試験に先立ち、差動信号線50P/50Nの線路長の差、言い換えれば伝搬時間の差teが予め測定されているものとする。伝搬時間の誤差teは、たとえば米国特許7,121,132号に開示される方法によって測定することができる。測定の結果、差動信号線50の一方の伝搬時間がtpd、他方の伝搬時間がtpd+teで与えられたとする。
Prior to the test of the
差動コンパレータ10H側、10L側の両方において、第1可変遅延VDHP(VDLP)および第2可変遅延VDHN(VDLN)は、測定された誤差teにもとづいて設定される。具体的には、第1遅延回路22および第2遅延回路24の遅延量は、
VDHN=VDHP+te
VDLN=VDLP+te
を満たすように調整される。この調整によって、第2制御信号φ1HNが第2サンプルホールド回路SH2にサンプリングを指示するタイミングは、第1制御信号φ1HPが第1サンプルホールド回路SH1にサンプリングを指示するタイミングよりも、時間差te遅れる。
On both the
VDHN = VDHP + te
VDLN = VDLP + te
It is adjusted to satisfy. By this adjustment, the timing at which the second control signal φ1HN instructs the second sample hold circuit SH2 to sample is delayed by a time difference te from the timing at which the first control signal φ1HP instructs the first sample hold circuit SH1 to sample.
図4(a)を参照する。時刻t0以前、ストローブ信号φ0Hはローレベルであり、第1制御信号φ1HPおよび第2制御信号φ1HNはいずれもハイレベルとなっている。この間、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2はいずれもトラッキングモードに設定される。 Reference is made to FIG. Prior to time t0, the strobe signal φ0H is at a low level, and the first control signal φ1HP and the second control signal φ1HN are both at a high level. During this time, both the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are set to the tracking mode.
時刻t0にストローブ信号φ0Hがハイレベルに遷移する。時刻t0から第1可変遅延VDHP経過後の時刻t1に、第1制御信号φ1HPがローレベルに遷移すると、第1サンプルホールド回路SH1がホールドモードに設定され、差動信号RPの値RPHをサンプリングし、その後保持する。 At time t0, the strobe signal φ0H changes to high level. When the first control signal φ1HP transitions to the low level at the time t1 after the first variable delay VDHP has elapsed from the time t0, the first sample hold circuit SH1 is set to the hold mode, and the value RPH of the differential signal RP is sampled. Then hold.
時刻t0から第1可変遅延VDHN経過後の時刻t2に、第2制御信号φ1HNがハイレベルからローレベルに遷移すると、第2サンプルホールド回路SH2がホールドモードに設定され、差動信号RNの値RNHをサンプリングし、その後保持する。 When the second control signal φ1HN transitions from the high level to the low level at the time t2 after the elapse of the first variable delay VDHN from the time t0, the second sample hold circuit SH2 is set to the hold mode, and the value RNH of the differential signal RN Is sampled and then held.
ここで、減算器14から出力される差動振幅信号(HP−HN)に着目する。差動振幅信号(HP−HN)の値は、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2の状態に応じて以下のように変化する。
(1) 時刻t1以前
この状態では、HP=RP、HN=RNであるため、
(HP−HN)=RP−RN
(2) 時刻t1〜t2
この状態では、第1サンプルホールド回路SH1がホールドモード、第2サンプルホールド回路SH2がトラッキングモードであるため、RP=RPH、HN=RNであるため、
(HP−HN)=RPH−RN
(3) 時刻t2以降
この状態では、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2がともにホールドモードであるため、RP=RPH、HN=RNHであるため、
(HP−HN)=RPH−RNH
Here, attention is focused on the differential amplitude signal (HP-HN) output from the
(1) Before time t1 In this state, because HP = RP and HN = RN,
(HP-HN) = RP-RN
(2) Time t1 to t2
In this state, since the first sample hold circuit SH1 is in the hold mode and the second sample hold circuit SH2 is in the tracking mode, RP = RPH and HN = RN.
(HP-HN) = RPH-RN
(3) After time t2 In this state, since both the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are in the hold mode, RP = RPH and HN = RNH.
(HP-HN) = RPH-RNH
時刻t1〜t2の間の、時刻t3に、差動振幅(HP−HN)が、しきい値電圧VOHとクロスすると、比較信号SHがハイレベルからローレベルへと遷移する。 When the differential amplitude (HP-HN) crosses the threshold voltage VOH at time t3 between times t1 and t2, the comparison signal SH changes from high level to low level.
第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2がともにホールドモードとなる時刻t2よりもさらに遅延時間FD3経過後の時刻t4に、第3制御信号φ3Hがハイレベルに遷移し、ラッチ回路18が比較部12の出力をラッチする。このとき、比較信号SHはローレベルであるから、フェイル信号FHの値はローレベルに確定する。
At time t4 after the lapse of the delay time FD3 from time t2 when both the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are in the hold mode, the third control signal φ3H transitions to the high level, and the
図4(b)に示すように、差動コンパレータ10Lは、ストローブ信号φ0Lを基準として、差動コンパレータ10Hと同様に動作する。差動コンパレータ10Lによってローレベルのフェイル信号FLが生成される。
As shown in FIG. 4B, the
実施の形態に係る差動コンパレータ10H、10Lの効果は、従来の差動コンパレータとの比較によって明確となる。
The effects of the
差動線路50P/50Nの配線長の誤差が存在する場合に、図1に示す従来の回路を用いて正常な差動信号UP/UNを評価すると、図2(b)に示すようにフェイル信号FHがハイレベルとなり、遷移時間が規格を満たさないものと誤判定されるという問題が生じていた。
When there is an error in the wiring length of the
これに対して、図3の差動コンパレータ10H、10Lによれば、フェイル信号FH、FLはともにローレベルと判定されるため、DUT200から出力された差動信号UP/UNの遷移時間が規格を満たすものと正しく判定することができる。つまり、従来の差動コンパレータと同様の機能を有しつつも、差動線路の配線長にアンバランスが生じている場合においても、そのアンバランスの影響を排除して差動信号を評価できる。
On the other hand, according to the
また、図3の差動コンパレータ10H、10LはCMOSプロセスで簡易に構成できるため、図1の差動コンパレータ110と比べても、回路面積の増加はそれほど大きくない。
Further, since the
図5は、実施の形態に係る差動コンパレータの第1の変形例を示す回路図である。図5の第1サンプルホールド回路SH1および第2サンプルホールド回路SH2は、図3の第1サンプルホールド回路SH1および第2サンプルホールド回路SH2の機能に加えて、減算器14の機能も有している。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a first modification of the differential comparator according to the embodiment. The first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 in FIG. 5 have the function of the
第1サンプルホールド回路SH1は、第1キャパシタC1、第2キャパシタC2、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3、第1電圧源VS1を含む。
第1キャパシタC1は、その一端(第1端子)が接地されて、その電位が固定される。第2キャパシタC2も同様に、一端(第1端子)が接地されて、その電位が固定される。第1スイッチSW1は、第1キャパシタC1の他端(第2端子)と、第1入力端子P1との間に設けられる。第2スイッチSW2は、第1キャパシタC1の他端(第2端子)と第2キャパシタC2の他端(第2端子)との間に設けられる。キャパシタC1〜C4それぞれの容量値はいずれも等しく設定される。
The first sample hold circuit SH1 includes a first capacitor C1, a second capacitor C2, a first switch SW1, a second switch SW2, a third switch SW3, and a first voltage source VS1.
One end (first terminal) of the first capacitor C1 is grounded, and its potential is fixed. Similarly, one end (first terminal) of the second capacitor C2 is grounded and its potential is fixed. The first switch SW1 is provided between the other end (second terminal) of the first capacitor C1 and the first input terminal P1. The second switch SW2 is provided between the other end (second terminal) of the first capacitor C1 and the other end (second terminal) of the second capacitor C2. The capacitance values of the capacitors C1 to C4 are all set equal.
第1電圧源VS1は、所定の電圧Vcを、しきい値電圧VOHに応じた電位差(VOH/2)だけ低電位側にシフトした第1基準電圧(Vc−VOH/2)を生成する。電圧Vcは、電源電圧の1/2であってもよいし、差動信号RP/RNのコモン電圧であってもよいし、その他の一定の電圧であってもよい。第3スイッチSW3は、第1電圧源VS1と第2キャパシタC2の他端(第2端子)の間に設けられる。 The first voltage source VS1 generates a first reference voltage (Vc−VOH / 2) obtained by shifting the predetermined voltage Vc to a lower potential side by a potential difference (VOH / 2) corresponding to the threshold voltage VOH. The voltage Vc may be ½ of the power supply voltage, may be a common voltage of the differential signal RP / RN, or may be other constant voltage. The third switch SW3 is provided between the first voltage source VS1 and the other end (second terminal) of the second capacitor C2.
第2サンプルホールド回路SH2は、第3キャパシタC3、第4キャパシタC4、第4スイッチSW4、第5スイッチSW5、第6スイッチSW6、第2電圧源VS2を含む。その構成は第1サンプルホールド回路SH1と同様である。第2電圧源VS2は、所定の電圧Vcを、しきい値電圧VOHに応じた電位差(VOH/2)だけ高電位側にシフトした第2基準電圧(Vc+VOH/2)を生成する。 The second sample hold circuit SH2 includes a third capacitor C3, a fourth capacitor C4, a fourth switch SW4, a fifth switch SW5, a sixth switch SW6, and a second voltage source VS2. The configuration is the same as that of the first sample hold circuit SH1. The second voltage source VS2 generates a second reference voltage (Vc + VOH / 2) obtained by shifting the predetermined voltage Vc to the high potential side by a potential difference (VOH / 2) corresponding to the threshold voltage VOH.
タイミング制御部20は、ストローブ信号φ0Hにもとづいて制御信号φ1HP、φ1HN、φ2H、φ1H、φ3Hを生成する。タイミング制御部20は、第1遅延回路22、第2遅延回路24、第1インバータ28、第2インバータ30、NANDゲート34、第3インバータ36、第4遅延回路38、第5遅延回路40を含む。
The
ストローブ信号φ0Hは、第1遅延回路22および第1インバータ28を経て、制御信号φ1HPとして第1スイッチSW1に供給される。また第2遅延回路24および第2インバータ30を経て、制御信号φ1HNとして第4スイッチSW4に供給される。
The strobe signal φ0H is supplied to the first switch SW1 as the control signal φ1HP through the
NANDゲート34は、第1遅延回路22および第2遅延回路24の出力信号の否定論理積を生成する。NANDゲート34の出力信号は、制御信号φ1Hとして第3スイッチSW3、第6スイッチSW6に供給される。
The
NANDゲート34の出力信号は、第3インバータ36および第4遅延回路38を経て、制御信号φ2Hとして第2スイッチSW2、第5スイッチSW5へと供給される。制御信号φ2Hには、第5遅延回路40によって遅延FD2が与えられ、制御信号φ3Hが生成される。
The output signal of the
なお、タイミング制御部20の構成はこれに限定されず、同様の機能を有する回路であればよい。
The configuration of the
差動コンパレータ10Hにはさらに、ダミーコンパレータ17が設けられている。ダミーコンパレータ17は、第1キャパシタC1に生ずる電位HHPと第3キャパシタC3に生ずる電位HHNが入力される。このダミーコンパレータ17は、電圧比較を行うことを目的とするものではなく、負荷をバランスさせるために設けられている。ダミーコンパレータ17を設けることにより、第1サンプルホールド回路SH1および第2サンプルホールド回路SH2が、第2スイッチSW2および第5スイッチSW5を軸として対称となるため、信号処理の精度が飛躍的に高まる。
A dummy comparator 17 is further provided in the
以上が図5の差動コンパレータ10H、10Lの構成である。続いてその動作を説明する。
The above is the configuration of the
差動コンパレータ10H側、10L側のそれぞれにおいて、第1可変遅延VDHP(VDLP)および第2可変遅延VDHN(VDLN)は、誤差teにもとづいて設定される。
On each of the
ストローブ信号φ0Hと同期して差動コンパレータ10Hは以下の処理を実行する。
The
ステップ1.(初期化モード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、第2スイッチSW2をオフ状態、第1スイッチSW1、第3スイッチをオン状態とする。その結果、第1キャパシタC1が第1入力端子P1の電位(RP)で充電され、第2キャパシタC2が第1基準電圧(Vc−VOH/2)で充電される。
また第2サンプルホールド回路SH2側において、第5スイッチSW5をオフ状態、第4スイッチSW4、第6スイッチSW6をオン状態とする。その結果、第3キャパシタC3が第2入力端子P2の電位(RN)で充電され、第4キャパシタC4が第2基準電圧(Vc+VOH/2)で充電される。
On the first sample hold circuit SH1 side, the second switch SW2 is turned off, and the first switch SW1 and the third switch are turned on. As a result, the first capacitor C1 is charged with the potential (RP) of the first input terminal P1, and the second capacitor C2 is charged with the first reference voltage (Vc−VOH / 2).
On the second sample hold circuit SH2 side, the fifth switch SW5 is turned off, and the fourth switch SW4 and the sixth switch SW6 are turned on. As a result, the third capacitor C3 is charged with the potential (RN) of the second input terminal P2, and the fourth capacitor C4 is charged with the second reference voltage (Vc + VOH / 2).
ステップ2.(ホールドモード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、制御信号φ1HPに応じたタイミングで第1スイッチSW1をオフに切りかえる。このとき、第1キャパシタC1に差動信号RPがサンプルホールドされる。また制御信号φ1Hに応じたタイミングで第3スイッチSW3をオフに切りかえる。
第2サンプルホールド回路SH2側において、制御信号φ1HNに応じたタイミングで第4スイッチSW4をオフに切りかえる。このとき、第3キャパシタC3に差動信号RNがサンプルホールドされる。また制御信号φ1Hに応じたタイミングで第6スイッチSW6をオフに切りかえる。
On the first sample hold circuit SH1 side, the first switch SW1 is turned off at a timing according to the control signal φ1HP. At this time, the differential signal RP is sampled and held in the first capacitor C1. Further, the third switch SW3 is turned off at a timing according to the control signal φ1H.
On the second sample and hold circuit SH2 side, the fourth switch SW4 is turned off at a timing according to the control signal φ1HN. At this time, the differential signal RN is sampled and held in the third capacitor C3. Further, the sixth switch SW6 is turned off at a timing according to the control signal φ1H.
ステップ3.(演算モード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、第1スイッチSW1、第3スイッチSW3をオフした状態で、制御信号φ2Hに応じたタイミングで第2スイッチSW2をオンする。その結果、第1キャパシタC1と第2キャパシタC2の間で電荷の再配分が発生し、電位HHPと電位SHPが平均化される。
On the first sample hold circuit SH1 side, the second switch SW2 is turned on at a timing according to the control signal φ2H with the first switch SW1 and the third switch SW3 turned off. As a result, charge redistribution occurs between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, and the potential HHP and the potential SHP are averaged.
第2サンプルホールド回路SH2側において、第4スイッチSW4、第6スイッチSW6をオフした状態で、制御信号φ2Hに応じたタイミングで第5スイッチSW5をオン状態とする。その結果、第3キャパシタC3と第4キャパシタC4の間で電荷の再配分が発生し、電位HHNと電位SHNが平均化される。 On the second sample and hold circuit SH2 side, with the fourth switch SW4 and the sixth switch SW6 turned off, the fifth switch SW5 is turned on at a timing according to the control signal φ2H. As a result, charge redistribution occurs between the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4, and the potential HHN and the potential SHN are averaged.
ステップ4.
コンパレータ16(比較部12)は、第2キャパシタC2に生ずる電圧SHPと、第4キャパシタC4に生ずる電圧SHNとを比較し、比較結果に応じた比較信号SHを生成する。ラッチ回路18は、比較部12の出力SHを、ストローブ信号φ0Hに応じたタイミング(φ3H)でラッチする。
The comparator 16 (comparator 12) compares the voltage SHP generated in the second capacitor C2 with the voltage SHN generated in the fourth capacitor C4, and generates a comparison signal SH corresponding to the comparison result. The
タイムチャートを参照することによりさらに理解が深まるであろう。図6(a)、(b)は、図5の差動コンパレータの動作を例示したタイムチャートである。図6(a)は、上側差動コンパレータ10Hの、図6(b)は下側差動コンパレータ10Lの動作を例示する。
The understanding will be further deepened by referring to the time chart. FIGS. 6A and 6B are time charts illustrating the operation of the differential comparator of FIG. 6A illustrates the operation of the upper
図6(a)を参照する。時刻t0以前、ストローブ信号φ0Hはローレベルであり、制御信号φ1HPおよび制御信号φ1HNはいずれもハイレベルである。この間、第1キャパシタC1〜第4キャパシタC4が充電される(ステップ1)。 Reference is made to FIG. Prior to time t0, the strobe signal φ0H is at a low level, and the control signal φ1HP and the control signal φ1HN are both at a high level. During this time, the first capacitor C1 to the fourth capacitor C4 are charged (step 1).
時刻t0にストローブ信号φ0Hがハイレベルに遷移する。時刻t0から第1可変遅延VDHP経過後の時刻t1に、制御信号φ1HPがハイレベルからローレベルに遷移すると、第1サンプルホールド回路SH1が差動信号RPの値RPHをサンプリングし、その後ホールドする(ステップ2)。 At time t0, the strobe signal φ0H changes to high level. When the control signal φ1HP transitions from the high level to the low level at the time t1 after the first variable delay VDHP has elapsed from the time t0, the first sample hold circuit SH1 samples the value RPH of the differential signal RP, and holds it thereafter ( Step 2).
時刻t0から第1可変遅延VDHN経過後の時刻t2に、制御信号φ1HNがハイレベルからローレベルに遷移すると、第2サンプルホールド回路SH2が差動信号RNの値RNHをサンプリングし、その後ホールドする(ステップ2)。 When the control signal φ1HN transitions from the high level to the low level at the time t2 after the first variable delay VDHN elapses from the time t0, the second sample hold circuit SH2 samples the value RNH of the differential signal RN and then holds it ( Step 2).
第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2がともにホールドモードとなる時刻t2に、制御信号φ1Hがローレベルに遷移し、第3スイッチSW3、第6スイッチSW6がオフする。時刻t2から遅延時間FD1経過後の時刻t3に、制御信号φ2Hがハイレベルとなり、第2スイッチSW2、第5スイッチSW5がオンする(ステップ3)。 At time t2 when both the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are in the hold mode, the control signal φ1H transitions to the low level, and the third switch SW3 and the sixth switch SW6 are turned off. At time t3 after the delay time FD1 has elapsed from time t2, the control signal φ2H becomes high level, and the second switch SW2 and the fifth switch SW5 are turned on (step 3).
第2スイッチSW2がオンすると、第1キャパシタC1と第2キャパシタC2間で電荷が再配分され、ホールドされた信号RPHと基準電圧(Vc−VOH/2)が平均化されて、互いに漸近していき、最終的に、(RPH+Vc−VOH/2)/2にセトリングされる(ステップ3)。 When the second switch SW2 is turned on, the charge is redistributed between the first capacitor C1 and the second capacitor C2, the held signal RPH and the reference voltage (Vc−VOH / 2) are averaged, and asymptotically approach each other. Finally, it is settled to (RPH + Vc−VOH / 2) / 2 (step 3).
第5スイッチSW5がオンすると、第3キャパシタC3と第4キャパシタC4間で電荷が再配分され、ホールドされた信号RNHと基準電圧(Vc+VOH/2)が平均化されて、互いに漸近していき、最終的に、(RNH+Vc+VOH/2)/2にセトリングされる。なお、第2スイッチSW2、第5スイッチSW5をはじめとするスイッチは、ゼロでないオン抵抗を有するため、各電圧はCRの時定数にしたがって変化する(ステップ3)。 When the fifth switch SW5 is turned on, charges are redistributed between the third capacitor C3 and the fourth capacitor C4, the held signal RNH and the reference voltage (Vc + VOH / 2) are averaged, and asymptotically approach each other, Finally, it is settled to (RNH + Vc + VOH / 2) / 2. Since the switches including the second switch SW2 and the fifth switch SW5 have non-zero ON resistance, each voltage changes according to the CR time constant (step 3).
第2キャパシタC2の電位SHPと第4キャパシタC4の電位SHNは、電荷再配分の過程中の時刻t4において等しくなる(交差する)。2つの電位SHPとSHNが交差する時刻t4において、コンパレータ16の出力信号SHのレベルはハイレベルからローレベルへと遷移する。
The potential SHP of the second capacitor C2 and the potential SHN of the fourth capacitor C4 become equal (intersect) at time t4 during the charge redistribution process. At time t4 when the two potentials SHP and SHN intersect, the level of the output signal SH of the
制御信号φ3Hがアサートされる時刻t5において、比較信号SHがラッチ回路18によってラッチされ、フェイル信号FHの値がローレベルに確定する(ステップ4)。
At time t5 when the control signal φ3H is asserted, the comparison signal SH is latched by the
図6(b)に示すように、差動コンパレータ10Lは、ストローブ信号φ0Lを基準として、差動コンパレータ10Hと同様に動作する。差動コンパレータ10Lによってローレベルのフェイル信号FLが生成される。
As shown in FIG. 6B, the
このように、図5の差動コンパレータ10H、10Lによれば、差動線路50P/50Nの配線長のアンバランスをキャンセルすることができ、DUT200から出力される生の差動信号UP/UNを適切に評価できる。
Thus, according to the
また、CMOS回路で構成したコンパレータ16は、数十〜数百mVの入力オフセット電圧を有する場合がある。そこで、第1電圧源VS1、第2電圧源VS2が生成する各基準電圧を、入力オフセット電圧に応じて意図的にシフトさせて最適化することにより、コンパレータ16の入力オフセット電圧を好適にキャンセルすることができるという利点もある。
Further, the
図7は、実施の形態に係る差動コンパレータの第2の変形例を示す回路図である。
差動コンパレータ10Hは、第5キャパシタC5、第6キャパシタC6、第7スイッチSW7〜第12スイッチSW12、第3電圧源VS3、第4電圧源VS4およびタイミング制御部20を備える。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a second modification of the differential comparator according to the embodiment.
The
第7スイッチSW7、第5キャパシタC5、第3電圧源VS3、第4電圧源VS4は、第1サンプルホールド回路SH1に相当する。 The seventh switch SW7, the fifth capacitor C5, the third voltage source VS3, and the fourth voltage source VS4 correspond to the first sample hold circuit SH1.
第7スイッチSW7は、その一端が第1入力端子P1に接続される。第5キャパシタC5は、その一端(第1端子)が第7スイッチSW7の他端に接続される。
第3電圧源VS3は、所定の電圧Vcを、しきい値電圧VOHに応じた電位差(VOH/2)だけ高電位側にシフトした第3基準電圧(Vc+VOH/2)を生成する。第8スイッチSW8は、第5キャパシタC5の一端と第3電圧源VS3の間に設けられる。第4電圧源VS4は、第4基準電圧Vcを生成する。第9スイッチSW9は、第5キャパシタC5の他端(第2端子)と第4電圧源VS4の間に設けられる。
One end of the seventh switch SW7 is connected to the first input terminal P1. One end (first terminal) of the fifth capacitor C5 is connected to the other end of the seventh switch SW7.
The third voltage source VS3 generates a third reference voltage (Vc + VOH / 2) obtained by shifting the predetermined voltage Vc to the high potential side by a potential difference (VOH / 2) corresponding to the threshold voltage VOH. The eighth switch SW8 is provided between one end of the fifth capacitor C5 and the third voltage source VS3. The fourth voltage source VS4 generates a fourth reference voltage Vc. The ninth switch SW9 is provided between the other end (second terminal) of the fifth capacitor C5 and the fourth voltage source VS4.
同様に第8スイッチSW8、第6キャパシタC6、第5電圧源VS5、第4電圧源VS4は、第2サンプルホールド回路SH2に相当する。第2サンプルホールド回路SH2のトポロジーは、第1サンプルホールド回路SH1と同様である。 Similarly, the eighth switch SW8, the sixth capacitor C6, the fifth voltage source VS5, and the fourth voltage source VS4 correspond to the second sample hold circuit SH2. The topology of the second sample and hold circuit SH2 is the same as that of the first sample and hold circuit SH1.
タイミング制御部20は、図5と同様に構成され、ストローブ信号φ0Hにもとづいて制御信号φ1HP、φ1HN、φ2H、φ1H、φ3Hを生成する。
The
以上が図7の差動コンパレータ10H、10Lの構成である。続いてその動作を説明する。ストローブ信号φ0Hと同期して差動コンパレータ10Hは以下の処理を実行する。
The above is the configuration of the
ステップ1. (トラッキングモード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、第8スイッチSW8をオフ状態、第7スイッチSW7、第9スイッチSW9をオン状態とする。その結果、第5キャパシタC5の両端に、第1入力端子P1の電位(RP)と第4基準電圧Vcが印加され、第5キャパシタC5が充電される。
On the first sample hold circuit SH1 side, the eighth switch SW8 is turned off, and the seventh switch SW7 and the ninth switch SW9 are turned on. As a result, the potential (RP) of the first input terminal P1 and the fourth reference voltage Vc are applied to both ends of the fifth capacitor C5, and the fifth capacitor C5 is charged.
また第2サンプルホールド回路SH2側において、第11スイッチSW11をオフ状態で、第10スイッチSW10、第12スイッチSW12をオン状態とする。その結果、第6キャパシタC6が充電される。 On the second sample hold circuit SH2 side, the eleventh switch SW11 is turned off and the tenth switch SW10 and the twelfth switch SW12 are turned on. As a result, the sixth capacitor C6 is charged.
ステップ2. (ホールドモード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、制御信号φ1HPに応じたタイミングで第7スイッチSW7をオフに切りかえる。このとき、第5キャパシタC5の一端の電位HHPは、電位RPHにホールドされる。また制御信号φ1Hに応じたタイミングで第9スイッチSW9をオフに切りかえる。その結果、第5キャパシタC5の電圧VcapHPは、(Vc−RPH)にホールドされる。
On the first sample hold circuit SH1 side, the seventh switch SW7 is turned off at a timing according to the control signal φ1HP. At this time, the potential HHP at one end of the fifth capacitor C5 is held at the potential RPH. Further, the ninth switch SW9 is turned off at a timing according to the control signal φ1H. As a result, the voltage VcapHP of the fifth capacitor C5 is held at (Vc−RPH).
第2サンプルホールド回路SH2側において、制御信号φ1HNに応じたタイミングで第10スイッチSW10をオフに切りかえる。このとき、第6キャパシタC6の一端の電位HHNは、電位RNHにホールドされる。また制御信号φ1Hに応じたタイミングで第12スイッチSW12をオフに切りかえる。その結果、第6キャパシタC6の電圧VcapHNは、(Vc−RNH)にホールドされる。 On the second sample and hold circuit SH2 side, the tenth switch SW10 is turned off at a timing corresponding to the control signal φ1HN. At this time, the potential HHN at one end of the sixth capacitor C6 is held at the potential RNH. Further, the twelfth switch SW12 is turned off at a timing according to the control signal φ1H. As a result, the voltage VcapHN of the sixth capacitor C6 is held at (Vc−RNH).
ステップ3. (演算モード)
第1サンプルホールド回路SH1側において、第7スイッチSW7、第9スイッチSW9をオフした状態で、制御信号φ2Hに応じたタイミングで第8スイッチSW8をオンする。その結果、第5キャパシタC5の他端の電位SHPは、(VcapHP+Vc+VOH/2)となる。
第2サンプルホールド回路SH2側において、第10スイッチSW10、第12スイッチSW12をオフした状態で制御信号φ2Hに応じたタイミングで第11スイッチSW11をオンする。その結果、第6キャパシタC6の他端の電位SHNは、(VcapHN+Vc−VOH/2)となる。
On the first sample hold circuit SH1 side, the eighth switch SW8 is turned on at a timing according to the control signal φ2H with the seventh switch SW7 and the ninth switch SW9 turned off. As a result, the potential SHP at the other end of the fifth capacitor C5 is (VcapHP + Vc + VOH / 2).
On the second sample hold circuit SH2 side, the eleventh switch SW11 is turned on at a timing according to the control signal φ2H with the tenth switch SW10 and the twelfth switch SW12 turned off. As a result, the potential SHN at the other end of the sixth capacitor C6 is (VcapHN + Vc−VOH / 2).
ステップ4.
コンパレータ16(比較部12)は、第5キャパシタC5の他端に生ずる電圧SHPと、第6キャパシタC6に生ずる電圧SHNとを比較し、比較結果に応じた比較信号SHを生成する。
コンパレータ16の出力SHは、
sign(SHP−SHN)=sign(VOH−(RPHーRNH))
で与えられ、式(1a)と等価である。ラッチ回路18は、比較部12の出力SHを、ストローブ信号φ0Hに応じたタイミング(φ3H)でラッチする。
The comparator 16 (comparator 12) compares the voltage SHP generated at the other end of the fifth capacitor C5 with the voltage SHN generated at the sixth capacitor C6, and generates a comparison signal SH according to the comparison result.
The output SH of the
sign (SHP-SHN) = sign (VOH- (RPH-RNH))
And is equivalent to equation (1a). The
差動コンパレータ10L側において、コンパレータ16の出力SLは、
sign(SLN−SLP)=sign((RPL−RNL)−VOL)
となり、式(1b)と等価である。
On the
sign (SLN-SLP) = sign ((RPL-RNL) -VOL)
Which is equivalent to equation (1b).
以上の処理は、タイムチャートを参照することによりさらに理解が深まるであろう。図8(a)、(b)は、図7の差動コンパレータの動作を例示するタイムチャートである。図8(a)は、上側差動コンパレータ10Hの、図8(b)は下側差動コンパレータ10Lの動作を例示する。
The above processing will be further understood by referring to the time chart. 8A and 8B are time charts illustrating the operation of the differential comparator in FIG. FIG. 8A illustrates the operation of the upper
図8(a)を参照する。時刻t0以前、ストローブ信号φ0Hはローレベルであり、制御信号φ1HP、φ1HNおよびφ1Hはいずれもハイレベルである。この間、第5キャパシタC5、第6キャパシタC6が充電される(ステップ1)。 Reference is made to FIG. Prior to time t0, the strobe signal φ0H is at a low level, and the control signals φ1HP, φ1HN, and φ1H are all at a high level. During this time, the fifth capacitor C5 and the sixth capacitor C6 are charged (step 1).
時刻t0にストローブ信号φ0Hがハイレベルに遷移する。時刻t0から第1可変遅延VDHP経過後の時刻t1に、制御信号φ1HPがハイレベルからローレベルに遷移すると、第7スイッチSW7がオフする。このとき、第5キャパシタC5の一端の電位HHPは、電位RPHにホールドされる(ステップ2)。 At time t0, the strobe signal φ0H changes to high level. When the control signal φ1HP transitions from the high level to the low level at time t1 after the first variable delay VDHP has elapsed from time t0, the seventh switch SW7 is turned off. At this time, the potential HHP at one end of the fifth capacitor C5 is held at the potential RPH (step 2).
時刻t0から第1可変遅延VDHN経過後の時刻t2に、制御信号φ1HNがハイレベルからローレベルに遷移すると、第10スイッチSW10がオフし、第6キャパシタC6の一端の電位HHNは、電位RNHにホールドされる(ステップ2)。 When the control signal φ1HN transitions from the high level to the low level at the time t2 after the first variable delay VDHN has elapsed from the time t0, the tenth switch SW10 is turned off, and the potential HHN at one end of the sixth capacitor C6 becomes the potential RNH. Hold (step 2).
時刻t2に、制御信号φ1Hがローレベルに遷移し、第9スイッチSW9、第12スイッチSW12がオフする。その結果、第5キャパシタC5の電圧VcapHPと第6キャパシタC6の電圧VcapHNがホールドされる(ステップ2)。 At time t2, the control signal φ1H changes to the low level, and the ninth switch SW9 and the twelfth switch SW12 are turned off. As a result, the voltage VcapHPP of the fifth capacitor C5 and the voltage VcapHN of the sixth capacitor C6 are held (step 2).
時刻t3にφ2Hがハイレベルに遷移すると、第8スイッチSW8、第11スイッチSW11がオンする。そうすると、コンパレータ16の入力電圧SHP、SHNが、それぞれ、
SHP=2×Vc−RPH+VOH/2
SHN=2×Vc−RNH−VOH/2
にレベルシフトされる。このとき、コンパレータ16の出力SHは、不定状態からローレベルに遷移する(ステップ3)。
When φ2H transits to a high level at time t3, the eighth switch SW8 and the eleventh switch SW11 are turned on. Then, the input voltages SHP and SHN of the
SHP = 2 × Vc−RPH + VOH / 2
SHN = 2 * Vc-RNH-VOH / 2
Level shifted to At this time, the output SH of the
制御信号φ3Hがアサートされる時刻t5において、比較信号SHがラッチ回路18によってラッチされ、フェイル信号FHの値がローレベルに確定する。
At time t5 when the control signal φ3H is asserted, the comparison signal SH is latched by the
図8(b)に示すように、差動コンパレータ10Lは、ストローブ信号φ0Lを基準として、差動コンパレータ10Hと同様に動作する。差動コンパレータ10Lによってローレベルのフェイル信号FLが生成される。
As shown in FIG. 8B, the
このように、図7の差動コンパレータ10H、10Lによれば、差動線路の配線長のアンバランスをキャンセルすることができ、DUT200からの差動信号UP/UNを適切に評価できる。
As described above, according to the
図9は、実施の形態に係る差動コンパレータの第3の変形例を示す回路図である。
図9の差動コンパレータ10Hは、チョッパー型オペアンプを利用した回路であり、図7の第9スイッチSW9、第12スイッチSW12および第4電圧源VS4に代えて、差動アンプ42、第13スイッチSW13、第14スイッチSW14を備える。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a third modification of the differential comparator according to the embodiment.
The
差動アンプ42は、その非反転入力端子に、第5キャパシタC5の他端の電位SHPを、その反転入力端子に、第6キャパシタC6の他端の電位SHNを受け、利得Aで差動増幅する。 The differential amplifier 42 receives the potential SHP of the other end of the fifth capacitor C5 at its non-inverting input terminal, and receives the potential SHN of the other end of the sixth capacitor C6 at its inverting input terminal. To do.
第13スイッチSW13は、差動アンプ42の非反転入力端子と反転出力端子の間に設けられ、第14スイッチSW14は、差動アンプ42の反転入力端子と非反転出力端子の間に設けられる。 The thirteenth switch SW13 is provided between the non-inverting input terminal and the inverting output terminal of the differential amplifier 42, and the fourteenth switch SW14 is provided between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential amplifier 42.
第13スイッチSW13、第14スイッチSW14のオン、オフは、制御信号φ1Hにより制御される。差動アンプ42の非反転出力をTHP、反転出力をTHNと書くと、第13スイッチSW13、第14スイッチSW14がオフのとき、
THP=Vc+(SHP−SHN)×A/2
THN=Vc−(SHP−SHN)×A/2
が成立する。また、第13スイッチSW13、第14スイッチSW14がオンのとき、
THP=SHN=Vc
THN=SHP=Vc
が成立する。
On / off of the thirteenth switch SW13 and the fourteenth switch SW14 is controlled by a control signal φ1H. When the non-inverting output of the differential amplifier 42 is written as THP and the inverting output is written as THN, when the thirteenth switch SW13 and the fourteenth switch SW14 are off,
THP = Vc + (SHP−SHN) × A / 2
THN = Vc− (SHP−SHN) × A / 2
Is established. When the thirteenth switch SW13 and the fourteenth switch SW14 are on,
THP = SHN = Vc
THN = SHP = Vc
Is established.
コンパレータ16(比較部12)は、差動アンプ42の非反転出力端子の電位THPと反転出力端子の電位THNを比較する。 The comparator 16 (comparator 12) compares the potential THP of the non-inverting output terminal of the differential amplifier 42 with the potential THN of the inverting output terminal.
図9の差動コンパレータ10Hは、図7の差動コンパレータ10Hと同様に動作する。したがって、差動線路の配線長のアンバランスをキャンセルすることができ、DUT200からの差動信号UP/UNを適切に評価できる。
The
図10は、実施の形態に係る差動コンパレータの第4の変形例を示す回路図である。上述したいくつかの実施の形態では、差動振幅(RP−RN)を、上側のしきい値電圧VOHと下側のしきい値電圧VOLそれぞれと比較する差動コンパレータについて説明した。これに対して図10の差動コンパレータは、しきい値電圧VOH、VOLがともにゼロの場合の構成を示す。かかる差動コンパレータ10は、差動振幅信号(RP−RN)の符号が正か負かを、言い換えれば差動信号RP/RNの大小関係を判定する。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a fourth modification of the differential comparator according to the embodiment. In the above-described embodiments, the differential comparators that compare the differential amplitude (RP-RN) with the upper threshold voltage VOH and the lower threshold voltage VOL have been described. On the other hand, the differential comparator of FIG. 10 shows a configuration in which both threshold voltages VOH and VOL are zero. The
図10の差動コンパレータ10は、図3の差動コンパレータ10H、10Lから、減算器14を除いた構成となっている。すなわち、コンパレータ16は、第1サンプルホールド回路SH1の出力HPと第2サンプルホールド回路SH2の出力HNを比較する。ラッチ回路18は、コンパレータ16の出力SCを制御信号φ3に応じたタイミングでラッチし、フェイル信号FCを生成する。
The
図11は、図10の差動コンパレータ10の動作を例示するタイムチャートである。
FIG. 11 is a time chart illustrating the operation of the
時刻t0以前、ストローブ信号φ0Hはローレベルであり、したがって第1制御信号φ1HPおよび第2制御信号φ1HNはいずれもハイレベルとなっており、第1サンプルホールド回路SH1、第2サンプルホールド回路SH2はいずれもトラッキングモードに設定される。 Prior to time t0, the strobe signal φ0H is at the low level, and therefore the first control signal φ1HP and the second control signal φ1HN are both at the high level, and the first sample hold circuit SH1 and the second sample hold circuit SH2 are both Is also set to tracking mode.
時刻t0にストローブ信号φ0がハイレベルに遷移する(アサート)。時刻t0から第1可変遅延VDP経過後の時刻t1に、第1制御信号φ1Pがハイレベルからローレベルに遷移すると、第1サンプルホールド回路SH1がホールドモードに設定され、差動信号RPの値RPHをサンプリングし、その後保持する。 At time t0, the strobe signal φ0 changes to high level (assert). When the first control signal φ1P transitions from the high level to the low level at the time t1 after the first variable delay VDP has elapsed from the time t0, the first sample hold circuit SH1 is set to the hold mode, and the value RPH of the differential signal RP Is sampled and then held.
時刻t0から第1可変遅延VDN経過後の時刻t2に、第2制御信号φ1Nがハイレベルからローレベルに遷移すると、第2サンプルホールド回路SH2がホールドモードに設定され、差動信号RNの値RNHをサンプリングし、その後保持する。 When the second control signal φ1N transitions from the high level to the low level at the time t2 after the first variable delay VDN has elapsed from the time t0, the second sample hold circuit SH2 is set to the hold mode, and the value RNH of the differential signal RN Is sampled and then held.
時刻t2以前に、第1サンプルホールド回路SH1の出力HPと第2サンプルホールド回路SH2の出力HNが交差し、比較信号SCがハイレベルに遷移する。その後、時刻t4に制御信号φ3Hがハイレベルとなると、フェイル信号FCの値が確定する。 Prior to time t2, the output HP of the first sample-and-hold circuit SH1 and the output HN of the second sample-and-hold circuit SH2 cross each other, and the comparison signal SC transitions to a high level. Thereafter, when the control signal φ3H becomes high level at time t4, the value of the fail signal FC is determined.
図10の差動コンパレータ10によれば、差動信号線50P/50Nの線路長に誤差があった場合でもその影響をキャンセルし、DUT200から出力される差動信号UP/UNのクロスポイントを適切に評価することができる。
According to the
実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the embodiments merely show the principle and application of the present invention, and the embodiments depart from the idea of the present invention defined in the claims. Many modifications and arrangements can be made without departing from the scope.
10…差動コンパレータ、P1…第1入力端子、P2…第2入力端子、SH1…第1サンプルホールド回路、SH2…第2サンプルホールド回路、12…比較部、14…減算器、16…コンパレータ、17…ダミーコンパレータ、18…ラッチ回路、20…タイミング制御部、22…第1遅延回路、24…第2遅延回路、26…第1ANDゲート、28…第1インバータ、30…第2インバータ、32…第3遅延回路、34…NANDゲート、36…第3インバータ、38…第4遅延回路、40…第5遅延回路、42…差動アンプ、TA1…第1終端アンプ、TA2…第2終端アンプ、50…差動信号線、100…試験装置、200…DUT、C1…第1キャパシタ、C2…第2キャパシタ、C3…第3キャパシタ、C4…第4キャパシタ、C5…第5キャパシタ、C6…第6キャパシタ、SW1…第1スイッチ、SW2…第2スイッチ、SW3…第3スイッチ、SW4…第4スイッチ、SW5…第5スイッチ、SW6…第6スイッチ、SW7…第7スイッチ、SW8…第8スイッチ、SW9…第9スイッチ、SW10…第10スイッチ、SW11…第11スイッチ、SW12…第12スイッチ、SW13…第13スイッチ、SW14…第14スイッチ、VS1…第1電圧源、VS2…第2電圧源、VS3…第3電圧源、VS4…第4電圧源、VS5…第5電圧源。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記差動信号の一方が入力される第1入力端子と、
前記差動信号の他方が入力される第2入力端子と、
前記第1入力端子に入力された信号を、指定されたタイミングでサンプリングし、その後ホールドする第1サンプルホールド回路と、
前記第2入力端子に入力された信号を、指定されたタイミングでサンプリングし、その後ホールドする第2サンプルホールド回路と、
前記第1、第2サンプルホールド回路それぞれの出力信号の差に応じた信号を所定のしきい値と比較する比較部と、
前記比較部の出力をラッチするラッチ回路と、
を備え、前記第1、第2サンプルホールド回路のサンプリングタイミングおよび前記ラッチ回路のラッチタイミングを独立に調整可能であることを特徴とする差動コンパレータ。 A differential comparator that receives a differential signal output from a device under test and compares the differential amplitude of the differential signal with a predetermined threshold voltage;
A first input terminal to which one of the differential signals is input;
A second input terminal to which the other of the differential signals is input;
A first sample-and-hold circuit that samples a signal input to the first input terminal at a designated timing and then holds the sample;
A second sample and hold circuit that samples the signal input to the second input terminal at a designated timing and then holds the sample;
A comparator for comparing a signal corresponding to a difference between output signals of the first and second sample and hold circuits with a predetermined threshold;
A latch circuit for latching the output of the comparator;
And a differential comparator capable of independently adjusting a sampling timing of the first and second sample hold circuits and a latch timing of the latch circuit.
一端の電位が固定された第1キャパシタと、
一端の電位が固定された第2キャパシタと、
前記第1キャパシタの他端と前記第1入力端子の間に設けられた第1スイッチと、
前記第1キャパシタの他端と前記第2キャパシタの他端との間に設けられた第2スイッチと、
所定の電圧を、前記しきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第1基準電圧を生成する第1電圧源と、
前記第1電圧源と前記第2キャパシタの前記他端の間に設けられた第3スイッチと、
を含み、かつ
前記第2スイッチをオフ状態、前記第1、第3スイッチをオン状態とするステップと、
前記第1、第3スイッチをオフするステップと、
前記第1、第3スイッチをオフ状態、前記第2スイッチをオン状態とするステップと、
をストローブ信号に応じたタイミングで実行し、
前記第2サンプルホールド回路は、
一端の電位が固定された第3キャパシタと、
一端の電位が固定された第4キャパシタと、
前記第3キャパシタの他端と前記第2入力端子の間に設けられた第4スイッチと、
前記第3キャパシタの他端と前記第4キャパシタの他端との間に設けられた第5スイッチと、
所定の電圧を、前記しきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第2基準電圧を生成する第2電圧源と、
前記第2電圧源と前記第4キャパシタの前記他端の間に設けられた第6スイッチと、
を含み、かつ
前記第5スイッチをオフ状態、前記第4、第6スイッチをオン状態とするステップと、
前記第4、第6スイッチをオフするステップと、
前記第4、第6スイッチをオフ状態、前記第5スイッチをオン状態とするステップと、
を前記ストローブ信号に応じたタイミングで実行し、
前記比較部は、前記第2キャパシタに生ずる電圧と、前記第4キャパシタに生ずる電圧とを比較し、
前記ラッチ回路は、前記比較部の出力を前記ストローブ信号に応じたタイミングでラッチすることを特徴とする請求項1に記載の差動コンパレータ。 The first sample and hold circuit includes:
A first capacitor having a fixed potential at one end;
A second capacitor having a fixed potential at one end;
A first switch provided between the other end of the first capacitor and the first input terminal;
A second switch provided between the other end of the first capacitor and the other end of the second capacitor;
A first voltage source for generating a first reference voltage by shifting a predetermined voltage by a potential difference corresponding to the threshold voltage;
A third switch provided between the first voltage source and the other end of the second capacitor;
And turning off the second switch and turning on the first and third switches;
Turning off the first and third switches;
Turning off the first and third switches and turning on the second switch;
At a timing according to the strobe signal,
The second sample and hold circuit includes:
A third capacitor having a fixed potential at one end;
A fourth capacitor having a fixed potential at one end;
A fourth switch provided between the other end of the third capacitor and the second input terminal;
A fifth switch provided between the other end of the third capacitor and the other end of the fourth capacitor;
A second voltage source that generates a second reference voltage by shifting a predetermined voltage by a potential difference corresponding to the threshold voltage;
A sixth switch provided between the second voltage source and the other end of the fourth capacitor;
And turning off the fifth switch and turning on the fourth and sixth switches;
Turning off the fourth and sixth switches;
Turning off the fourth and sixth switches and turning on the fifth switch;
At a timing according to the strobe signal,
The comparison unit compares the voltage generated in the second capacitor with the voltage generated in the fourth capacitor;
The differential comparator according to claim 1, wherein the latch circuit latches the output of the comparison unit at a timing corresponding to the strobe signal.
一端が第1入力端子に接続された第7スイッチと、
一端が前記第7スイッチの他端に接続された第5キャパシタと、
所定の電圧を、前記しきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第3基準電圧を生成する第3電圧源と、
前記第5キャパシタの前記一端と前記第3電圧源の間に設けられた第8スイッチと、
第4基準電圧を生成する第4電圧源と、
前記第5キャパシタの他端と前記第4電圧源の間に設けられた第9スイッチと、
を含み、かつ
前記第8スイッチをオフ状態、前記第7、第9スイッチをオン状態とするステップと、
前記第7、第9スイッチをオフするステップと、
前記第7、第9スイッチをオフ状態で、前記第8スイッチをオン状態とするステップと、
をストローブ信号に応じたタイミングで実行し、
前記第2サンプルホールド回路は、
一端が第2入力端子に接続された第10スイッチと、
一端が前記第10スイッチの他端に接続された第6キャパシタと、
所定の電圧を、前記しきい値電圧に応じた電位差だけシフトした第5基準電圧を生成する第5電圧源と、
前記第6キャパシタの前記一端と前記第5電圧源の間に設けられた第11スイッチと、
前記第6キャパシタの前記他端と前記第4電圧源の間に設けられた第12スイッチと、
を含み、かつ
前記第11スイッチをオフ状態で、前記第10、第12スイッチをオン状態とするステップと、
前記第10、第12スイッチをオフするステップと、
前記第10、第12スイッチをオフ状態で、前記第11スイッチをオン状態とするステップと、
をストローブ信号に応じたタイミングで実行し、
前記比較部は、前記第5キャパシタの前記他端に生ずる電圧と、前記第6キャパシタの前記他端に生ずる電圧とを比較し、
前記ラッチ回路は、前記比較部の出力を前記ストローブ信号に応じたタイミングでラッチすることを特徴とする請求項1に記載の差動コンパレータ。 The first sample and hold circuit includes:
A seventh switch having one end connected to the first input terminal;
A fifth capacitor having one end connected to the other end of the seventh switch;
A third voltage source for generating a third reference voltage by shifting a predetermined voltage by a potential difference corresponding to the threshold voltage;
An eighth switch provided between the one end of the fifth capacitor and the third voltage source;
A fourth voltage source for generating a fourth reference voltage;
A ninth switch provided between the other end of the fifth capacitor and the fourth voltage source;
And turning off the eighth switch and turning on the seventh and ninth switches;
Turning off the seventh and ninth switches;
Turning the seventh and ninth switches off and the eighth switch on;
At a timing according to the strobe signal,
The second sample and hold circuit includes:
A tenth switch having one end connected to the second input terminal;
A sixth capacitor having one end connected to the other end of the tenth switch;
A fifth voltage source for generating a fifth reference voltage obtained by shifting a predetermined voltage by a potential difference corresponding to the threshold voltage;
An eleventh switch provided between the one end of the sixth capacitor and the fifth voltage source;
A twelfth switch provided between the other end of the sixth capacitor and the fourth voltage source;
And the eleventh switch is turned off and the tenth and twelfth switches are turned on.
Turning off the tenth and twelfth switches;
Turning the tenth and twelfth switches off and the eleventh switch on;
At a timing according to the strobe signal,
The comparison unit compares the voltage generated at the other end of the fifth capacitor with the voltage generated at the other end of the sixth capacitor;
The differential comparator according to claim 1, wherein the latch circuit latches the output of the comparison unit at a timing corresponding to the strobe signal.
前記第5キャパシタの前記他端の電位と、前記第6キャパシタの前記他端の電位とを受ける差動アンプと、
前記差動アンプの非反転入力端子と反転出力端子の間に設けられた第13スイッチと、
前記差動アンプの反転入力端子と非反転出力端子の間に設けられた第14スイッチと、
を含み、
前記比較部は、前記差動アンプの反転出力端子の電位と非反転出力端子の電位を比較することを特徴とする請求項4に記載の差動コンパレータ。 The first and second sample and hold circuits are replaced with the ninth and twelfth switches and the fourth voltage source.
A differential amplifier that receives a potential of the other end of the fifth capacitor and a potential of the other end of the sixth capacitor;
A thirteenth switch provided between a non-inverting input terminal and an inverting output terminal of the differential amplifier;
A fourteenth switch provided between the inverting input terminal and the non-inverting output terminal of the differential amplifier;
Including
The differential comparator according to claim 4, wherein the comparison unit compares the potential of the inverting output terminal of the differential amplifier with the potential of the non-inverting output terminal.
前記差動信号の差動振幅を所定の下側しきい値電圧と比較する、請求項1から6のいずれかに記載の差動コンパレータと、を備えることを特徴とする試験装置。 The differential comparator according to claim 1, which receives a differential signal output from a device under test and compares the differential amplitude of the differential signal with a predetermined upper threshold voltage;
A test apparatus comprising: the differential comparator according to claim 1, wherein the differential amplitude of the differential signal is compared with a predetermined lower threshold voltage.
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