TWI309506B - Jitter generating circuit - Google Patents

Description

1309506 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 技術領域 本發明係有關於-種可在訊號上升或下降的時點賦予 5 顫動的顫動產生電路。 【先前技術】 背景技術 在半‘體裝置中，在測試被測試元件（以下稱作 DUT」）的顫動谷許度時，需要對施加於服^上之測試圖 1〇形賦予雜’並使时_產生電路⑽如，參照專利文獻 s顫動產生％路係藉由比較截止電壓和斜坡產生器的 輸出電壓，在時鐘訊號變化的時點賦予正弦波之顫動。 專利文獻L特開平6_10侧號公報(第3_4頁、第13圖） 【發明内容】 !5 發明揭示 發明所欲解決之問題 另外 般認為，實際地對輸入於DUT之訊號所賦予 的顫動，除了歲^m u 使用專利文獻1的顫動產生電路所賦予之 20 ^入料相依的顫動之外，還有與輸人訊號圖形相 ^圖I效細動。例如，當由驅姆輸出之訊號通過有 :之傳輸線^傳送至顺時，訊號的上升時點會由 傳輸線路之招生 、 P 、夭而延遲，而且，根據圖形，在由高位準$ =不完全地知至低鱗、或者是祕位準完全或不= 遷移至高_時，會依®形來賦予變化之顫動。雖然 5 1309506 s亥顏動的大小係根據傳輸線路之損失大小與輸入訊號圖形 之間的組合來決定，但只要每次再現實際上用於組裝有 DUT之裝置的傳輸線路，即可對訊號賦予該圖形效應顫 動，但幾乎不可能對多接腳DUT再現實際的傳輸線路，故 5最好有可以簡單之結構產生圖形效應顫動的結構。 本發明係有鑑於該點而作成者，其目的在於提供一種 可以簡單之結構產生圖形效應之顫動的顫動產生電路。 用以解決問題之手段 為解決前述問題，本發明之顫動產生電路包含有：訊 10號分析機構，係用以分析輸入訊號之訊號圖形的内容者； 及相位調整機構，係可依訊號分析機構之分析結果，在輸 入訊號通過傳輸路線時，輪出在變化時點偏移的方向上調 整輸入訊號之相位後的訊號者，且該顫動產生電路可藉由 調整輸入訊號的相位來賦予顫動。實態地在訊號通過傳輪 15線路時，通過產生損失之傳輸線路所接收之訊號超過或不 足預定臨限值電壓的時點會產生變化。在本發明中，可藉 由依輸入訊號之訊號圖形的内容來調整相位，且依該訊號 之圖形之内容產生與實際傳輸線路中產生之顏動相同的圖 形效果顫動。而且，因不需與實際傳輸線路相同之配線， 20故可以簡單的結構產生圖形效應顫動。 另外，前述訊號分析機構最好是可分析前述輸入訊號 之頻率特性者，且依輸入訊號之訊號圖形的内容而於傳輸 線路產生之圖形效應顫動可想作主要是與輪入訊號之電壓 變化的狀態、即頻率相依。因此，藉由分析輪入訊號之頻 1309506 率特性來賦予顫動，可更接近實際地產生圖形效應顫動。 此外’前述sfl號分析機構最好是具有可使輸入訊號之 低通成分通過之濾波器，且相位調整機構以可依濾波器之 輸出電壓來進行相位S周整者為宜。藉此，可容易地檢測出 5 輸入訊號的頻率特性。 又，刖述讯號分析機構最好具有複數可使輸入訊號之 低通成分通過且截止解相異之鼓紐減用以合成複 數;慮波器之輸出電壓的合成機構，且相位調整機構以可依 前述合成㈣之合錢縣騎妹雜料宜。藉此， 10 15 20 可依輸入峨之訊號圖形難可變賴量，且可依訊號圖 开> 產生適當的圖形效應顫動。 ”二外别述瀘、波器最好是輪人有與輸人訊號負相的訊 虎或者疋則述相位調整機構最好是依從預定電壓扣除 ㈣波㈣壓的電壓，來進行相位調整。藉此，可 =入訊號通過傳輸路線時，在變化時點偏移的方向上調 整輸入訊號之如# α ρ, ’可再現於通過傳輸線路時所產生之 圖形效應顫動。 電麼之述訊號分析機構具有用以進行歧器之輸出 整機構調f機構。特別是，由前述增益調 程度來設定。# 0盔取好是依前述傳輸線路之訊號損失的 號的相位i整错此’可考慮假定傳輸線路的特性來進行訊 線路之多_㈤且可使料社電路來產生假定各種傳輸 員圖形效應顫動。 』迷相位調整機構最好是可依前述訊號分析機

7 1309506 構之分析結果來變更參考電壓的訊差放大器。或者是，前 述相位調整機構最好是可依前述訊號分析機構之分析結果 來變更參考電壓的電壓比較器。而前述相位調整機構最好 是可依前述訊號分析機構之分析結果來變更延遲量的可變 5延遲電路。藉此，可確實且容易地變更於傳輸線路傳送出 去之訊號的變化時點（訊號相位）。 又，前述訊號分析機構和相位調整機構最好是組裝於 用以輸出輸入訊號之電路所形成的晶片或模組中者。藉 此，可達成包含顫動產生電路或輸出輸入訊號之電路的結 1〇構全體的小型化、t程的簡化或伴隨著零件件數的削減而 使成本降低。 圖示簡單說明 第1圖係顯示-實施形態之顫動產生電路的結構圖。 第2(A)圖-第2(C)圖係因傳輸線路之損失而產生之訊號 15 衰減的說明圖。 第3圖係部分地顯示顫動產生電路之具體結構的電路 圖。 第4⑷圖-第4(B)圖係顫動產生電路的動作說明圖。 【實施方式】 20實施發明之最佳形態 以下參照圖式詳細地說明使用有本發明之一實施形態 的顫動產生電路。 第1圖係顯示一實施形態之顫動產生電路的結構圖。如 第1圖所示，本實施形態之顫動產生電路以有驅動器輸入

8 1309506 電路10、20 ;複數增益調整電路3〇 ;複數低通濾波器 (LPF)40(40A、40B).....複數加法器50 ; 1個加法器52 . 驅動器輸出電路60;波形整形電路70。該顫動產生電路^系 設於DUT2與用以將訊號輸出至DUT2之驅動器3之間，且可 5對由轉器3向DUT2輸出之訊號，進行賦予對應訊號圖^ 内谷之圖形週期顫動的動作。 10 15 20 驅動器輸入電路10係訊差放大器，係其中一輸入端輪 入有預定參考電壓Vref的參考訊號，而另_輪入端則輪二 有驅細的輪出訊號者，且可輸出與由驅動器3輸入之訊 號同相的訊號。而參考電㈣#係設定成由驅動器3輪入二 =號的低位準與高位準的平均電郎Q%的電•由驅動器 ί；:出電Γ輸出之訊號會輸入至由訊差放大器構成之驅動 路60。又’驅動器輪入電路2〇係訊差放大器，传 :中-輪入端輸入有驅動器3的輪出訊號，而 輪入有預定參考電歷Vref來 輪鳊則 動器3輸入之訊號負相的訊號。雖㈣等^會輪出與由驅 賴、_使__構之減放^等輸入電 號的關係卻相反。而 ° —斤輸入之2個訊 控制資料S1、S2、. 調整電路30可藉由從外部輸入之 增益將由驅動器輸二=增益，然後以分別設定之 其輸出。㈣通錢ΓρΓ 放大錢少，再將 過對應之增益調整電40(40Α、40Β、..·）可分別使通 . 电路30後之訊號的低诵士、八 Λ施形態中，設有-成刀通過。在本 波器4〇構成之處理2别述增益調整電物和低通據 4。加法器5〇可分別加上複數包含在 9 13〇95〇6 • 轉複數組處理系_之低職波it的輸出電壓。加法器 . 52可將由複數加法器5〇所加之電壓與預定電壓Vbb_D(^ 加:以生成參考電壓Vbb，然後該參考電壓Vbb會輸入至驅 5動器輸出電路60。驅動器輸出電路60輸入有由驅動器輸入 - 電路1〇輸出之訊號、和由加法器52輸出之參考電壓Vbb，以 進行使用有该等2個訊號之訊差放大。而由驅動器輸出電路 6〇輸出之訊號，在經波形整形電路70進行波形整形後，會 • &顏動產生電路1輸出’然後輸入至DUT2的輸入接腳或輸 出入接腳。 1〇 前述複數低通濾波器4〇係對應訊號分析機構q個加法 器52和1個驅動器輸出電路6〇係對應相位調整機構，複數加 法器50係對應合成機構，而複數增益調整電路则彳係對應 增益调整機構。 本實施形態之顫動產生電路丨具有此種結構，接著說明 15其動作。複數低通瀘波器4〇A、働、…分別設定有相異之 • 截止頻率，可使相異之頻率成分通過。在不易以1個濾波器 再現於貫際之傳輸線路產生之顫動的情形下，可分別配合 濾波器的輸出，或使幾個濾波器切換動作。 第2圖係於實際地安裝有DUT的環境下，所使用之因傳 20輸線路之損失而產生之訊號衰減的說明圖。又，在第2圖 中，為說明訊號之衰減狀態而極端地顯示損失大的情形。 在第2(A)圖中’係以虛線表示高頻率之訊號圖形a之訊號輸 入至傳輸線路的狀態。當連接於DUT2之傳輪線路之損失大 時，則訊號的電壓在由低位準完全地遷移至高位準，或由

(S 1309506 高位準完全地遷移至低位準之前，就會產生下個狀態的變 化。此時的時間延遲為tio、til。另外，在第2(B)圖中，係 以虛線表示低頻率之訊號圖形C之訊號輸入至傳輸線路的 狀態。當傳輸線路中之損失大時，則訊號電壓在由低位準 5 完全地遷移至高位準，或由高位準完全地遷移至低位準 時’雖需某種程度的時間，但因訊號圖形c之高位準或低位 準的期間很長，故訊號可變化至接近高位準或低位準的電 壓位準。此時之時間延遲為t20(#tl0)、t21〇tll)。如第2(c) 圖所示’實際之傳輸線路輸入由有第2(A)圖所示之訊號與 10第2(B)圖所示之訊號適當組合而成的訊號。在第2(c)圖所示 之例中，此時訊號之上升時點延遲t3〇，雖然等於第2(B)圖 所示之號圖形C之訊號之上升時點延遲t2〇，但下降時點 延遲t31並不等於第2(B)圖所示之訊號圖形c之訊號之下降 時點延遲t21。如此，可依照輸入於傳輪線路之訊號的圖形 15來變動上升時點或下降時點的延遲量。在本實施形態中， 可藉由使用複數低通濾波器4〇A、40B、...，檢測出由各種 圖形之訊號組合而成之低頻率成分。 分別設於低通濾波器40前段之增益調整電路3〇，可以 分別依控制資料(SI、S2、…）所設定之增益，來放大或減 20少由驅動器輸入電路20輸出之電壓。而且，依照假定傳輸 線路之長度或形狀等的不同，特性(損失量或損失頻率相依 關係)也會相異。所以，即使輸入訊號相同，通過傳輸線路 後之衰減程度也會相異。為產生對應假定傳輪線路之圖形 效應顫動，可變更控制資料S1、S2、…，且各增益調整電 11 I3〇95〇6 路3〇t之增益係設定射變狀態。例如，在複數具有種種 特性之傳輸搞巾，藉轉驗錢_預絲出在將控制 資料S1、S2、...設定成何值時，可產生對應傳輸線路之適 當的圖形效應顫動，然後測#實際使用之傳輸線路的特 性，再使用對應該所測量之特性的控制資料S1、S2、…即 可。

10 15 複數加法器50可分別加上(合成)複數低通渡波器仙之 輸咖。又，加法器52係藉由將預定電辭一上由複 數加法器50所加之電壓，來生成參考電塵I的參考訊號， 再將該生成之參考訊號輸人至驅動器輪出電路6()。例如， 使用輪入訊號之低位準與高位準的平均電郎〇%的電壓） 作為狀電壓VBB.De，再㈣使財㈣瀘波㈣分析輪入 訊號之頻率齡簡之最核加法^⑽輸出電壓，然後 輸入至驅動ϋ輸出電路6G。因此，可依輸人訊號之頻率， 來變化輪人於器輸出電路6G之參考訊號的電壓位準，

且可依輪入訊號之訊號圖形的内容，來調整作為對該參考 訊號之電壓位準的訊差放大輸出所得之減的上升時點及 下降時點。 ” 如此，本實施形態之顫動產生電路1，可藉由依輸入訊 20號之訊號圖形的内容來調整相位，依該訊號之圖形之内容 產生與實際傳輸線路中產生之顫動相同的圖形效果顫動。 而且，因不需與實際傳輸線路相同之配線，故可以簡單的 結構產生圖形效應顫動。 另外，藉由將輸入訊號分別通過低通濾波器4〇A、 ⑧ 12 1309506 地檢測出輸入訊號之頻率特性。特別是，藉 由使用複輯止頻率相異之低㈣波⑽A、娜、...，即 ==圖形來進行可變相位調整，且可依訊號圖形 產生適田的圖形效應顫動ό又， 做輸出錢㈣益調以在第^^料行低通滤波器 別設於低通較器顿段結構中’藉由分 θ皿凋整電路30，可分別進行 ^，…考额定傳輸祕之碰，麵行訊紅相位調

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正，且可使用共通之顫動產生 . — 電路b來產生假定各種傳輪 線路之夕種_形效應鶴。而且，藉由使用訊差放大器 作為驅動讀出電輸，可確實且容易地變更由顫動產生 電路1輸出之訊號的變化時點(訊號的相位）。 此外，藉由從其中一驅動器輪入電路20輪出與從另— 驅動器輸人電路H)輪出之訊號負相軌號，可在輸入訊號 通過傳輸線路時，對變化時點延遲的方向調整輸入訊號的 相位’而可再現通過假定傳輪線路時所產生之圖形效應颠 動。 另外，因本實施形態之軸魅電路1係狀DUT2與 驅動器3之間，故可外接於對DUT2進行各種實驗之半導體 測试裝置的效能板(performance board)或插座板等，且不+ 20更換半導體測試裝置的結構即可對由半導體測試裝置輪入 至DUT2之訊號賦予顫動。 第3圖係部分地顯示顫動產生電路之具體結構的電路 圖。第3圖所示之結構係將第1圖所示之由驅動器輸入電路 20至加法器52的具體結構，以2個處理系統來顯示者。第3 ⑧ 13 1309506 圖所示之結構包含有：對應其中-處理系統之第巧路 100，對應另一處理系統之弟2電路2〇〇 ;用以產生預定電壓 Vbb-dc之電晶體300 ;電阻302及定流電路3〇4 ;將預定電壓 VBB-DC加上2個處理系統的輸出電壓的3個電阻31〇、312、 5 314。 弟1電路100具有2個構成訊差放大器之電晶體1〇2、 104 ;共通地連接於該等2個電晶體102、1〇4射極之可變定 流電路106 ;作為個別地連接於2個電晶體1〇2、1〇4集極之 負載笔阻的電阻110、112，並聯地連接於其中一電阻11〇之 10電容器114 ;連接於電晶體102集極之電晶體12〇及定流電路 122。 其中一電晶體102的基極輪入有由驅動器3輸出之訊 说，而另一電晶體104的基極輸入有具有預定參考電壓(例 如輸入於電晶體102之訊號之低位準與高位準的平均電壓） 15的參考訊號VR。因此，與輸入於其中一電晶體1〇2之訊號負 相的訊號就會由該電晶體102的集極輸出。該輸出訊號之電 壓位準可藉由利用控制資料S1來變更可變定流電路1 〇 6之 定流輸出值’而成為可變狀態。由電晶體102集極輸出之訊 號可藉由由電阻110和電容器114構成之低通濾波器平順， 2〇 且只有以該等元件常數（電阻值和電容值）決定之截止頻率 以下之低通成分才會透過電晶體120輸出。2個電晶體102、 104係對應驅動器輸入電路20，電阻110、電容器114係對應 低通濾波器40A，可變定流電路106係對應1個增益調整電路 30 ° 14 ⑧ 1309506 另外’第2電路200具有2個構成訊差放大器之電晶體 202、204 ;共通地連接於該等2個電晶體202、204射極之可 變定流電路206 ;作為個別地連接於2個電晶體202、204集 極之負載電阻的電阻210、212 ;並聯地連接於其中一電阻 5 21〇的電谷器214，連接於電晶體202集極之電晶體220及定 流電路222。第2電路200的結構及各部動作基本上與第1電 路的結構及各部動作相同，只有由電阻21〇及電容器214構 成之低通濾波器40B的截止頻率相異。例如，由包含在第j 電路100内之電阻110和電容器114構成之低通濾波器4〇A的 〇截止頻率，係設定成較由包含在第2電路200内之電阻210和 電容器214構成之低通濾波器4〇b的截止頻率高者。所以， 在第1電路100中，可檢測出各頻率成分，甚至連輸入訊號 之負相訊號的高頻率成分也可檢測出來，而第2電路2〇〇則 可檢測出輸入訊號之負相訊號的低頻率成分。 用以產生第1電路100、第2電路200及電壓Vbb dc之電晶 體300的各輸入端，係透過3個電阻310、312、314來連接， 且由該連接點輸出在預定電壓Vbb dc上重疊有2個處理系統 之輸出電壓的參考電壓vBB 0 ^ 第4圖係顫動產生電路1的動作說明圖。第4(A)圖係顯 示由驅動器輸入電路10輸出之訊號與參考電壓V仙之間的 關係，而第4(B)圖則係顯示已賦予顫動之驅動器輸出電路 6〇之輸出訊號。 备在持續低位準後輸入低位準與高位準頻繁地交替之 高頻率的訊號時（第4(A)圖的期間丁丨），可藉由第丨電路1〇〇

15 1309506 及弟2電路200檢測出對應其圖形變化之頻率成分，然後配 合輸入訊號之位準變化來生成變動之參考電再由驅 動器輸出電路6〇輸出已賦予對應該參考電壓VBB之額動的 訊號(第4⑼圖的期間Tl)。又，當低位準與高位準交替之頻 5率變㈣(第4(Α)_期町2)，職配合財純頻率成分 之輸入訊號的位準變化，來生成變動之參考電壓I，再由 驅動器輸出電路60輸出已賦予對應該參考電壓I之顏動 的訊號(第4⑻圖的期間T2)。在第4⑻圖中，未賦予顏動之 波形係以虛線表示，而已賦予顫動的波形則係以實線表示。 1〇 _ ’本發明並不限定於前述實施形態，而可在本發 明之要曰的圍内作各種變化實施。在前述實施形態中， 雖係使用由訊差放大器構成之驅動器輸出電路6〇來進行訊 號之相位調整，但亦可使用電壓比較器或可變延遲電路來 代替訊差放大器。在使用電壓比較器時，只要將驅動輸入 15電路10之輸出訊號輪入至正輪入端子，而將參考電壓Vbb 的參考訊號輸入至負輸入端子即可。又，在使用可變延遲 電路時，只要依參考電壓Vbb來設定延遲量即可。 另外，在鈾述貫施形態中，雖係使用複數低通濾波器 40A ' 40B •來分析輸入訊號之訊號圖形的内容（頻率特 20性）’但亦可將一部分或全部之低通濾波器置換成帶通濾波 器或高通濾波器。又，濾波器以外之結構，例如，可預先 準備複數作為檢測對象之訊號圖形（比較圖形），然後求出輸 入訊號與該等複數比較圖形之間的相關性，分析輸入訊號 之訊號圖形的内容。 16 -1309506 此外，在前述實施形態中，雖然顫動產生電路丨内之驅 動器輸入電路10與驅動器輸出電路6〇係直接連接在一起， 但亦可在驅動器輸入電路10與驅動器輸出電路60之間插入 延遲電路。藉由插入延遲電路，可調整由驅動器輸入電路 5 10輸出之訊號的相位。 另外，在前述實施形態中’顫動產生電路丨雖係設置在 驅動器3與DUT2之間，但亦可設於驅動器3的前段。此時， 亦可省略觸魅電路丨狀絲整形電_，直接將驅動 器輸出電路60之輸出訊號輸入至驅動器3。當驅動糾用以 H)輸出輪入訊號之電路)或設於其前段之各種電路(圖°°未示）等 係作為1個晶片或1個模組的一部分而形成時，亦可將該顏 動產生電路1組裝於該等晶片或模組中。藉此，可達到含有 顫動產生電路1或驅動器3等的電路小型化、製程之簡化或 伴隨著零件件數的削減而使成本降低等。 15 產業上利用之可能性 根據本發明，藉由依輸入訊號之訊號圖形的内容來調 整輸入訊號的相位，可依該訊號圖形的内容產生與在傳輸 路線所產生之顫動相同之圖形效應顫動。而且，因和實際 之傳輸線路-樣不需配線’故可以簡單的結構產生圖形效 20 應顫動。 【圖式簡單說明】 第！圖係顯示〆實施形態之I轉產生電路的社構圖。 第2⑷圖-第2(C)圖係因傳輪線路之損失而產生之訊號 衰減的說明圖。

17 (S 1309506 第3圖係部分地顯示顫動產生電路之具體結構的電路 圖。 第4(A)圖-第4(B)圖係顫動產生電路的動作說明圖。 【主要元件符號說明】

1...顫動產生電路 120...電晶體 2…被測試元件 122...定流電路 3…驅動器 200...第2電路 10...驅動器輸入電路 202...電晶體 20...驅動器輸入電路 204...電晶體 30...增益調整電路 206...可變定流電路 40…低通濾波器 210...電阻 40A...低通濾波器 212...電阻 40B...低通濾波器 214...電容器 50...加法器 220...電晶體 52...加法器 222...定流電路 60...驅動器輸出電路 300...電晶體 70...波形整形電路 302...電阻 100...第1電路 310...電阻 102...電晶體 312...電阻 104...電晶體 314...電阻 106...可變定流電路 S1...控制資料 110.·.電阻 S2...控制資料 112…電阻 114...電容器 18

Claims (1)

1309506 十、申請專利範圍： 1. 一種顫動產生電路，包含有： 訊號分析機構，係用以分析輸入訊號之訊號圖形的 内容者；及 5 相位調整機構，係可依前述訊號分析機構之分析結 果，在前述輸入訊號通過傳輸路線時，輸出在變化時點 偏移的方向上調整前述輸入訊號之相位後的訊號者， 且該顫動產生電路可藉由調整前述輸入訊號的相 位來賦予顫動。 10 2.如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述訊號 分析機構係用以分析前述輸入訊號之頻率特性者。 3. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述訊號 分析機構具有可使前述輸入訊號之低通成分通過之濾 波器， 15 且前述相位調整機構可依前述濾波器之輸出電壓 來進行相位調整。 4. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述訊號 分析機構具有複數可使前述輸入訊號之低通成分通過 且截止頻率相異之截止濾、波器及用以合成前述複數濾 20 波器之輸出電壓的合成機構， 且前述相位調整機構可依前述合成機構之合成電 壓來進行相位調整。 5. 如申請專利範圍第3項之顫動產生電路，其中前述濾波 器輸入與有前述輸入訊號負相的訊號。 19 6. 如申請專利範圍第3項之顫動產生電路，其中前述相位 調整機構係依從預定電壓扣除掉前述濾波器之輸出電 壓的電壓，來進行相位調整。 7. 如申請專利範圍第4項之顫動產生電路，其中前述濾波 器輸入有與前述輸入訊號負相的訊號。 8. 如申請專利範圍第4項之顫動產生電路，其中前述相位 調整機構係依從預定電壓扣除掉前述濾波器之輸出電 壓的電壓，來進行相位調整。 9. 如申請專利範圍第3項之顫動產生電路，其中前述訊號 分析機構具有用以進行前述濾、波器之輸出電壓之增益 調整的增益調整機構。 10. 如申請專利範圍第9項之顫動產生電路，其中由前述增 益調整機構所調整之增益係依前述傳輸線路之訊號損 失的程度來設定。 11. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述相位 調整機構係可依前述訊號分析機構之分析結果來變更 參考電壓的訊差放大器。 12. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述相位 調整機構係可依前述訊號分析機構之分析結果來變更 參考電壓的電壓比較器。 13. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述相位 調整機構係可依前述訊號分析機構之分析結果來變更 延遲量的可變延遲電路。 14. 如申請專利範圍第1項之顫動產生電路，其中前述訊號 1309506 分析機構和前述相位調整機構係組裝於用以輸出前述 輸入訊號之電路所形成的晶片或模組中者。

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