JPH01162011A - Flat pulse generator - Google Patents

Flat pulse generator

Info

Publication number
JPH01162011A
JPH01162011A JP32084687A JP32084687A JPH01162011A JP H01162011 A JPH01162011 A JP H01162011A JP 32084687 A JP32084687 A JP 32084687A JP 32084687 A JP32084687 A JP 32084687A JP H01162011 A JPH01162011 A JP H01162011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
fet
drain
input signal
pulse
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP32084687A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kouji Karibe
苅部 互児
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Japan Inc
Original Assignee
Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hewlett Packard Ltd filed Critical Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Priority to JP32084687A priority Critical patent/JPH01162011A/en
Publication of JPH01162011A publication Critical patent/JPH01162011A/en
Priority to US07/749,507 priority patent/US5192876A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an output pulse, whose rising and falling are rapid, to be plain in both high and low level sides by executing connection to the source of an FET and a constant current source, which are commonly connected, in a flat pulse generator FPG and removing an output from an interval between one drain of the FET and a drain resistance. CONSTITUTION:The two couples of a low power source coupled FET logic (SCFL) are parallelly connected just as being 'turned inside out'. Namely, in the respective SCFLs, slight field-through, to be generated by an input signal VIN and a reverse phase input signal VIN' are coupled at common connecting points among resistances RD1, RD2, FET1, FET3 and FET4 and between the FET4 and an FET2 in the relation of a reverse phase mutually. Thus, these field-through are canceled each other and accuracy is improved much more. Further, since the two SCFLs are coupled, an output high level VH and a low level VL can be set independently. Accordingly, since an allowing threshold level is wide, a GaAsMESFET can be used. Thus, the pulse at an extremely high speed can be generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は高速パルスの標準信号源およびディジタイジン
グオシロスコープやリニアLSIテストシステム等の校
正用信号源として用いることができるフラットパルス発
生器(以下、FPGと称する)に関する。
Detailed Description of the Invention [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a flat pulse generator (hereinafter referred to as FPG) which can be used as a high-speed pulse standard signal source and a signal source for calibration of digitizing oscilloscopes, linear LSI test systems, etc. (referred to as ).

〔従来技術およびその問題点〕[Prior art and its problems]

近年、高速のD/Aコンバータの試験などを行うため、
高速・高精度測定の要求が高まりつつある。しかしなが
ら、このような分野、特に1nS以下で8ビット以上の
ような高速セトリング信号を充分満足に測れる測定器は
まだない。このような状況の中で従来の高速測定器の精
度を上げるためには標準となりうる信号が必要となる。
In recent years, in order to test high-speed D/A converters,
Demand for high-speed, high-precision measurement is increasing. However, there is still no measuring instrument that can satisfactorily measure high-speed settling signals of 8 bits or more at 1 nS or less in this field. In order to improve the accuracy of conventional high-speed measuring instruments under these circumstances, a signal that can be used as a standard is required.

この標準となり得る信号とは具体的には一定のレベルま
 −で極めて短い時間で立上がり(あるいは立下がり)
、そのレベルに到達した後は極めて高速にセトリングす
る信号である。
Specifically, a signal that can become this standard is one that rises (or falls) to a certain level in an extremely short time.
, it is a signal that settles extremely quickly after reaching that level.

従来の高速信号の測定器、たとえばオシロスコープの立
ち上がり時間は最高300 p S、サンプリング型で
数10pSと充分に高速である。しかし、精度の点でオ
シロスコープは分解能が6〜8ビツトしかなく、しかも
高速時の精度までは規定されないのが普通である。
The rise time of conventional high-speed signal measuring instruments, such as oscilloscopes, is at most 300 pS, and for sampling types, it is several tens of pS, which is sufficiently high. However, in terms of accuracy, oscilloscopes have a resolution of only 6 to 8 bits, and the accuracy at high speeds is not normally specified.

高速パルス標準としては、NBS標準FPGについてI
EEE  IM−32pp27−32に記載があり、さ
らにその発展として本願出願人による特願昭61−20
5627号や特願昭62−20992号がある。一方、
高速パルス回路としては、例えば信学技報5SD81−
83に開示されているような、GaAs  MES  
FETを用いた論理回路があるが、これらは高速動作を
目的としているため、標準信号として用いるために必要
な上述した波形を持たせることについては考慮されてい
ない。
As a high-speed pulse standard, NBS standard FPG I
It is described in EEE IM-32 pp27-32, and as a further development, the patent application filed by the applicant in 1986-20
There are No. 5627 and Japanese Patent Application No. 62-20992. on the other hand,
As a high-speed pulse circuit, for example, IEICE Technical Report 5SD81-
GaAs MES as disclosed in 83
There are logic circuits using FETs, but since these are intended for high-speed operation, no consideration is given to providing them with the above-mentioned waveform necessary for use as a standard signal.

上に掲げた文献に開示された従来のFPGでは、立上が
り時間を短くし、立上がり後の波形を平坦にするために
ダイオードクランパを用いた。このためFPGの出力レ
ベルのある一方だけしか平坦にならず、従ってこの平坦
な方のレベルしかパルス標準として使用することができ
ない。その上、出力パルスの立上がり時間がダイオード
クランパへの入力信号に依存し、またこの入力信号の立
上がりが高速になるとその急峻な立上がり部分のクラン
プ用ダイオードの容量を通して出力側への漏れが無視で
きないものとなる。
In the conventional FPG disclosed in the above-mentioned documents, a diode clamper is used to shorten the rise time and flatten the waveform after the rise. For this reason, only one of the output levels of the FPG is flat, and therefore only this flat level can be used as a pulse standard. Furthermore, the rise time of the output pulse depends on the input signal to the diode clamper, and if the rise of this input signal becomes fast, leakage to the output side through the capacitance of the clamping diode at the steep rise portion cannot be ignored. becomes.

この種のFPGの出力を校正信号として用いて系の解析
を行う方法については、例えば本願出願人による特願昭
61−239737号、特願昭62−140614号等
に開示されているが、ここでも大きな問題が生じる。す
なわち、信号の周波数領域の解析には高速フーリエ解析
が最も有効かつ必然的な手段であるが、片側のレベルだ
けが平坦なパルス信号では高速フーリエ変換の性質上そ
のまま応用できない。そのため、高速フーリエ変換に適
合するように、他方のレベルが平坦な信号と擬似的につ
なぎ合わせる等の工夫がなされたりする。しかし、この
方法によれば、つなぎ合わせにより誤差が生じる危険が
ある。
A method for analyzing a system using the output of this type of FPG as a calibration signal is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 61-239737 and Japanese Patent Application No. 140614-1982 filed by the applicant. But a big problem arises. That is, although fast Fourier analysis is the most effective and necessary means for analyzing the frequency domain of a signal, it cannot be directly applied to a pulse signal where only one side of the level is flat due to the nature of fast Fourier transform. Therefore, in order to make it suitable for fast Fourier transform, some measures are taken, such as artificially connecting one signal with another signal whose level is flat. However, according to this method, there is a risk that errors may occur due to the joining.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は上述した従来技術の問題点を解消し、基
準信号として極めて良好な波形の信号を発生することが
できるFPGを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above and to provide an FPG that can generate a signal with an extremely good waveform as a reference signal.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の実施例によれば、前掲の文献である信学技報5
SD81−83 r低電力・ソース・カップルド・FE
T・ロジック(SCFL)によるGaAs  IC高速
分周器」で提案された論理回路S CF L (Sou
rce Coupled PET Logic)を用い
て構成されたFPGが与えられる。このFPGでは共通
接続されたFETのソースが定電流源に接続されており
、また一方のFETのドレインとドレイン抵抗との間か
ら出力が取り出される。この構成により、立上がり、立
下がりが急峻であり、出力のパルスの高低何れのレベル
の側も平坦な出力パルスが得られる。
According to an embodiment of the present invention, the above-mentioned document IEICE Technical Report 5
SD81-83 rLow power/source coupled/FE
Logic circuit S CF L (Sou
An FPG configured using rcCoupled PET Logic) is provided. In this FPG, the sources of commonly connected FETs are connected to a constant current source, and an output is taken out between the drain of one FET and a drain resistor. With this configuration, it is possible to obtain an output pulse that has steep rises and falls and is flat on both high and low levels of the output pulse.

第1の実施例では、FETのゲート・ドレイン間のわず
かな容量によっておこるフィードスルーを打ち消すため
、2組の5CFLを並列に接続している。また5CFL
の組み合わせにより、出力の高レベルと低レベルの電圧
を独立に設定することができる。
In the first embodiment, two sets of 5CFLs are connected in parallel in order to cancel the feedthrough caused by the slight capacitance between the gate and drain of the FET. Also 5CFL
By combining these, the high level and low level output voltages can be set independently.

第2の実施例では、フィードスルーを打ち消すために、
小容量のキャパシタを入力からFETのドレインにたす
きかけに接続している。
In the second embodiment, in order to cancel the feedthrough,
A small capacitor is connected across from the input to the drain of the FET.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第一図に本発明のFPGの第1の実施例を示す。 FIG. 1 shows a first embodiment of the FPG of the present invention.

同図において、FETIとFET2およびFET3とF
ET4はそれぞれ5CFLを構成している。
In the same figure, FETI and FET2 and FET3 and F
Each ET4 constitutes 5 CFLs.

これら2組の5CFLは入力信号VINと逆相入力信号
*VINにより駆動され、入力信号VIN=”H”、逆
相入力信号*VIN=”L”では第2図の等価回路(a
)に示すような経路で電流が流れる。また入力信号VI
N=”L”、逆相入力信号*VIN=”H・”では第2
図(b)に示すような経路で電流が流れる。ここで定電
流源11と■2の電流が異なるようにしておくことによ
り、入力信号VIN、逆相入力信号*VINを反転させ
ると、負荷RLには矩形波を生じる。
These two sets of 5CFLs are driven by the input signal VIN and the opposite phase input signal *VIN.
) Current flows through the path shown in (). Also, the input signal VI
When N=”L”, reverse phase input signal *VIN=”H・”, the second
Current flows through a path as shown in Figure (b). By setting the currents of the constant current sources 11 and (2) to be different, when the input signal VIN and the negative phase input signal *VIN are inverted, a rectangular wave is generated in the load RL.

5CFLを構成することにより、FETI〜FET4に
はGaAs  MES  FETを使用するのが容易に
なる。一般にGaAs  MES  FETはばらつき
が大きいが、5CFLでは闇値範囲が広いので問題とは
ならない。本回路構成にGaAs  MES  FET
を用いることで、キャリア移動度が高い、少数キャリア
の蓄積がない、といった理由で、極めて高速な動作をさ
せることができる。さらに5CFLでは、FETをドレ
イン電流飽和領域内で動作させることができるため、ゲ
ート・ドレイン間容量が小さく入力信号が出力側に漏れ
るフィードスルーも従来の構成に比べて改善される。
By configuring 5CFL, it becomes easy to use GaAs MES FETs for FETI to FET4. In general, GaAs MES FETs have large variations, but 5CFLs have a wide range of dark values, so this is not a problem. GaAs MES FET is used in this circuit configuration.
By using , extremely high speed operation can be achieved due to high carrier mobility and no accumulation of minority carriers. Furthermore, in the 5CFL, since the FET can be operated within the drain current saturation region, the gate-drain capacitance is small, and feedthrough, where an input signal leaks to the output side, is improved compared to the conventional configuration.

第1図に示す実施例では2組の5CFLを「裏返し的」
に並列接続している。すなわちこの第1図の構成では、
各5CFLで入力信号VIN、逆相人力信号*VINに
よって発生するわずかのフィードスルーが互いに逆相の
関係で抵抗RDI、RD2とFETIとFET3および
FET4とFET2の共通接続点で結合されている。こ
れにより、これらのフィードスルーは互いに打ち消し合
い、精度が一層向上する。更に2つの5CFLを組み合
わせたことで、出力の高レベルVHと低レベルVLを独
立して設定することができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, two sets of 5CFLs are
are connected in parallel. In other words, in the configuration shown in Figure 1,
A small amount of feedthrough generated by the input signal VIN and the negative phase human input signal *VIN in each 5CFL is coupled at a common connection point between the resistors RDI, RD2, FETI, FET3, and FET4 and FET2 in a mutually negative phase relationship. This allows these feedthroughs to cancel each other out, further improving accuracy. Furthermore, by combining two 5CFLs, the output high level VH and low level VL can be set independently.

第1図の回路では更に5CFL内で出力端子に接続され
ているドレイン抵抗RD2の値をこのFPGの負荷RL
と等しくしておく。これにより第2図に示す等価回路か
らも明らかなように、FPGの出力インピーダンスはそ
の出力の高低何れのレベルでも負荷RLと整合がとれる
ので、反射による波形の乱れが生じることがない。また
5CFL内の他方のドレイン抵抗RDIの値はドレイン
抵抗RD2の1/2としておく。このようにすると、R
D2とRLとの合成抵抗とRDIO値が等しくなるので
、第2図かられかるように2つの定電流源■1、I2の
負荷条件が一定に保たる。これにより、定電流源■1、
I2の過渡特性による乱れを最小にできる。
In the circuit shown in Figure 1, the value of the drain resistor RD2 connected to the output terminal within 5CFL is set to the load RL of this FPG.
Let it be equal to As a result, as is clear from the equivalent circuit shown in FIG. 2, the output impedance of the FPG can be matched with the load RL at both high and low output levels, so that no waveform distortion occurs due to reflection. Further, the value of the other drain resistance RDI in 5CFL is set to 1/2 of the drain resistance RD2. In this way, R
Since the combined resistance of D2 and RL and the RDIO value are equal, the load conditions of the two constant current sources 1 and I2 are kept constant as shown in FIG. As a result, constant current source ■1,
Disturbances due to the transient characteristics of I2 can be minimized.

第3図は本発明のFPGの第2の実施例の基本動作を説
明するための回路図である。この回路では、第1図にお
ける2つの5CFLの中の一方を微小容量C1、C2に
置き換え、簡略化している。
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining the basic operation of the second embodiment of the FPG of the present invention. In this circuit, one of the two 5CFLs in FIG. 1 is replaced with minute capacitors C1 and C2 for simplification.

この構成はFETI、FET2のゲート・ドレイン間容
量の変化が小さい場合に有効である。また第1図ではド
レイン抵抗RDI、RD2はドレイン・グランド間に入
っていたので、FPGの出力は、NチャネルFETを用
いた場合には負電位パルス、PチャネルFETでは正電
位パルスに限られてしまうが、第3図の回路ではドレイ
ン電源■DDを用意することでこの制限をなくしている
This configuration is effective when the change in the gate-drain capacitance of FETI and FET2 is small. In addition, in Figure 1, the drain resistors RDI and RD2 are placed between the drain and ground, so the output of the FPG is limited to negative potential pulses when using an N-channel FET, and positive potential pulses when using a P-channel FET. However, in the circuit shown in FIG. 3, this restriction is eliminated by providing a drain power supply DD.

なおこの構成では2つのドレイン抵抗RDI、RD2の
値を等しくし、また負荷RL2と疑似負荷RLIO値も
互いに等しくして、定電流源■1の負荷条件を直流にお
いても一定となるようにした方が好ましい。またドレイ
ン電源VDDの内部インピーダンスは充分に低くする必
要がある。
In addition, in this configuration, the values of the two drain resistors RDI and RD2 are made equal, and the values of the load RL2 and the pseudo load RLIO are also made equal to each other, so that the load condition of the constant current source 1 remains constant even in direct current. is preferred. Furthermore, the internal impedance of the drain power supply VDD needs to be sufficiently low.

なお、以上の説明ではFETとしてGaAsMES  
FETを使用する例しか挙げなかったが、これ以外の高
速デバイス、たとえばHEMT、を使用してももちろん
よい。
In addition, in the above explanation, GaAsMES is used as the FET.
Although only an example using an FET has been given, it is of course possible to use other high-speed devices such as a HEMT.

また定電流源と言っても必要とされる出力を得るのに充
分なほどに高い内部インピーダンスを有している電源で
あればよい。
Furthermore, the constant current source may be any power source that has an internal impedance high enough to obtain the required output.

また、例えば充分長いケーブルの先に負荷が接続されて
いて注目している時間内には反射が帰ってこない等、負
荷からの反射が無視できるような場合には、FETのド
レインをそのまま電流出力として負荷に接続することも
できる。
In addition, if the reflection from the load can be ignored, for example, if the load is connected to the end of a sufficiently long cable and the reflection does not return within the time period of interest, then the drain of the FET can be used to directly output the current. It can also be connected to a load as a

更に、本願発明の構成ではGaAs  MESFET等
をドレイン電流飽和領域で用いることによりゲート・ド
レイン間の容量が極めて小さい状態で使用している。こ
れにより第1図、第3図中に示されているような互いに
逆相のフィードスルーをキャンセルすることによるフィ
ードスルーの低減を行わなくとも、従来のFPGよりも
充分に良好な特性を示す。従って要求される信号精度に
よってはキャンセルを行わない「生の」出力を使用する
こともできる。その場合にはFETのゲートの一方を直
流レベルに固定しておき、片側だけを駆動してもよい。
Furthermore, in the configuration of the present invention, a GaAs MESFET or the like is used in a drain current saturation region, so that the capacitance between the gate and drain is extremely small. As a result, the FPG exhibits sufficiently better characteristics than the conventional FPG even without reducing the feedthrough by canceling out the feedthroughs having mutually opposite phases as shown in FIGS. 1 and 3. Therefore, depending on the required signal accuracy, a "raw" output without cancellation can also be used. In that case, one of the gates of the FET may be fixed at a DC level and only one side may be driven.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、許容闇値範囲が
広いのでGaAs  MES  FETを用いることが
でき、このため極めて高速なパルスを発生できる。また
どのような状態においても出力インピーダンスが一定と
なるので、負荷までの伝送インピーダンスと整合をとる
ことで、反射波の影響により出力パルスの平坦性が悪影
響を受けることを防止できる。更に、入力パルスの漏れ
の影響が小さいので極めて平坦な出力パルスを発生する
ことができる。
As described above, according to the present invention, GaAs MES FETs can be used because the allowable dark value range is wide, and therefore extremely high-speed pulses can be generated. Further, since the output impedance is constant in any state, by matching the transmission impedance to the load, it is possible to prevent the flatness of the output pulse from being adversely affected by the influence of reflected waves. Furthermore, since the influence of input pulse leakage is small, extremely flat output pulses can be generated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例の基本構成を説明する図
、第2図は第1図の回路の動作を説明するための等価回
路を示す図、第3図は本発明の第2の実施例の基本動作
を説明する図である。 FETI、FET2、FET3、FET4 :GaAs
  MES  FET。 RDl、RD2 ニドレイン抵抗、 RL、RL2 :負荷、 RLI:疑似負荷 11、I2:定電流源、 VIN:入力信号、 *VIN:逆相入力信号。
FIG. 1 is a diagram for explaining the basic configuration of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an equivalent circuit for explaining the operation of the circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram for explaining the basic configuration of the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating the basic operation of the second embodiment. FETI, FET2, FET3, FET4: GaAs
MES FET. RDl, RD2 Nidrain resistance, RL, RL2: Load, RLI: Pseudo load 11, I2: Constant current source, VIN: Input signal, *VIN: Negative phase input signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一対のFETのソースを電流源に共通接続し、前記FE
Tのドレインから出力を取り出して成るフラットパルス
発生器。
The sources of the pair of FETs are commonly connected to a current source, and the
A flat pulse generator that takes the output from the drain of a T.
JP32084687A 1987-12-18 1987-12-18 Flat pulse generator Pending JPH01162011A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32084687A JPH01162011A (en) 1987-12-18 1987-12-18 Flat pulse generator
US07/749,507 US5192876A (en) 1987-12-18 1991-08-16 Flat pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32084687A JPH01162011A (en) 1987-12-18 1987-12-18 Flat pulse generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01162011A true JPH01162011A (en) 1989-06-26

Family

ID=18125898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32084687A Pending JPH01162011A (en) 1987-12-18 1987-12-18 Flat pulse generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01162011A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107144748A (en) * 2017-06-02 2017-09-08 重庆大学 The Earthing Reliability monitoring method and its system of TT systems based on Injection Signal

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107144748A (en) * 2017-06-02 2017-09-08 重庆大学 The Earthing Reliability monitoring method and its system of TT systems based on Injection Signal
CN107144748B (en) * 2017-06-02 2019-09-10 重庆大学 The Earthing Reliability monitoring method and its system of TT system based on Injection Signal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Poulton et al. A 1-GHz 6-bit ADC system
Saul A GaAs MESFET sample and hold switch [for video A/D conversion]
KR960012801B1 (en) Ripple-free phase detector using two sample-and-hold circuit
US4336495A (en) Integrated circuit arrangement in MOS-technology with field-effect transistors
US5140179A (en) Master-slave type flip-flop circuit
US3851260A (en) Signal sampling circuits
US20050206545A1 (en) Holding method, analog to digital converting method, signal observing method, holding apparatus, analog to digital converting apparatus, and signal observing apparatus
Razavi Design of a 100-MHz 10-mW 3-V sample-and-hold amplifier in digital bipolar technology
US4922130A (en) High performance track/hold for a digital multimeter
US7119585B2 (en) Sample and hold circuit based on an ultra linear switch
US5514982A (en) Low noise logic family
US5030848A (en) Precision voltage divider
US7279922B1 (en) Sub-sampling of weakly-driven nodes
JPH01162011A (en) Flat pulse generator
US6384641B1 (en) Signal sampling circuit with high frequency noise immunity and method therefor
US5192876A (en) Flat pulse generator
US4825103A (en) Sample-and-hold circuit
US6281717B1 (en) Dynamic error compensation in track-and-hold circuits
JPS62232800A (en) Signal sampler
JPH0161263B2 (en)
US4937472A (en) Sampling-holding circuit with high sampling frequency
Wakayama et al. A 1.2-mu m BiCMOS sample-and-hold circuit with a constant-impedance, slew-enhanced sampling gate
KR930000545B1 (en) Integrated circuit tester and remote pin electronics therefor
SU1121623A1 (en) Stroboscopic converter mixer
SU1173330A1 (en) Linear converter of the voltage actual value