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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung,
eine elektronische Vorrichtung, eine Prüfvorrichtung, eine Taktgeneratorschaltung
und ein Lastschwankungs-Kompensationsverfahren. Insbesondere bezieht
sich die vorliegende Erfindung auf eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
zum Kompensieren der zu der Operationsschaltung gelieferten Stromversorgungsspannung.
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine
Japanische Patentanmeldung Nr. 2006-221913 ,
die am 16. August 2006 eingereicht wurde und deren Inhalt hier einbezogen wird,
wenn dies in dem bezeichneten Staat anwendbar ist.
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STAND DER TECHNIK
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Üblicherweise
wird bei solchen Komponenten wie einer integrierten Schaltung, die
eine durch einen CMOS oder dergleichen gebildete logische Schaltung
enthalten, die logische Schaltung durch eine von außen
zugeführte Stromversorgungsspannung betrieben. Beispielsweise
ist eine in einem integrierten Schaltungschip gebildete Stromversorgungs-Metallverbindungsschicht
mit einer externen Stromversorgungsquelle durch Verbindungsdrähte oder
dergleichen verbunden. Jede logische Schaltung der integrierten
Schaltung empfängt eine Versorgungsleistung, indem sie
mit der Stromversorgungs-Metallverbindungsschicht verbunden wird.
Mit anderen Worten, die logischen Schaltungen einer integrierten
Schaltung werden durch eine gemeinsame Stromversorgungsquelle betrieben.
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Bei
einer derartigen Konfiguration hängt die zu jeder logischen
Schaltung gelieferte Versorgungsspannung von dem Betriebszustand
der anderen logischen Schaltungen ab. Dies wird wie folgt im Einzelnen
erläutert. Der durch eine logische Schaltung verbrauchte
Versorgungsstrom schwankt in Abhängigkeit von dem Betriebszustand
der logischen Schaltung. Jedoch empfängt die logische Schaltung eine
Versorgungsleistung über die Verbindungsdrähte
oder die Metallverbindung, wie vorstehend dargestellt ist. Daher ändert,
wenn der von den anderen logischen Schaltungen verbrauchte Versorgungsstrom schwankt,
die sich ergebende Widerstandskomponente entsprechend der zu der
logischen Schaltung gelieferten Versorgungsspannung.
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Eine
logische Schaltung ist einer Lastschwankung unterworfen und somit
schwankt die Versorgungs spannung, wenn der Versorgungsstrom schwankt.
Jedoch ermöglicht die herkömmliche Technologie
nur eine Schwankungskompensation mit einer relativ niedrigen Frequenz
und ist häufig nicht ausgebildet, um die Schwankung der
Versorgungsspannung in dem vorbeschriebenen Fall zu kompensieren.
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Es
ist bereits eine Ausgleichsschaltung bekannt, die die festgestellte
Schwankung der Versorgungsspannung verringert, indem der gesamte
Versorgungsstromverbrauch durch eine Schaltung konstant gehalten
wird (z. B. Patentdokument 1). Die offenbarte Ausgleichsschaltung
erfasst die Zeit, in der ein Impuls durch eine logische Schaltung
hindurchgeht, berechnet den von der logischen Schaltung verbrauchten
Versorgungsstrom auf der Grundlage der erfassten Zeit und verbraucht
einen Füllstrom, der eine im Wesentlichen konstante Summe
ergibt, wenn er zu dem berechneten Verbrauchsstrom addiert wird.
[Patentdokumen
1]
Japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 11-74768 , Seite 4,
1.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE
PROBLEME
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Jedoch
musst die herkömmliche Ausgleichsschaltung mehrere Elemente
verwenden, um die Zeit zu erfassen, in der ein Impuls hindurchgeht,
und um einen von einer logischen Schaltung verbrauchten Versorgungsstrom
zu berechnen, und benötigt so einen großen Schaltungsaufwand,
der dazu führt, dass der gesamte von einer Schaltung verbrauchte
Versorgungsstrom zunimmt.
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Angesichts
des Vorstehend ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung, eine elektronische Vorrichtung,
eine Prüfvorrichtung, eine Taktgeneratorschaltung und ein
Lastschwankungs-Kompensationsverfahren vorzusehen, die in der Lage
sind, die vorgenannten Probleme zu lösen. Dieser Vorteil
wird durch Kombinationen der in den unabhängigen Ansprüchen
beschriebenen Merkmale erzielt. Die abhängigen Ansprüche
definieren weitere vorteilhafte konkrete Beispiele der vorliegenden
Erfindung.
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MITTEL ZUM LÖSEN
DER PROBLEME
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Um
die vorgenannten Probleme zu lösen, ist als ein erstes
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
zum Kompensieren einer zu einer Operationsschaltung gelieferten
Versorgungsspannung vorgesehen, welche Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
enthält: eine Verzögerungsschaltung, die eine
Versorgungsspannung von einer für die Operationsschaltung
gemeinsamen Versorgungsquelle empfängt und ein verzögertes
Signal, das sich durch die Verzögerung eines zugeführten
periodischen Signals um einen Verzögerungsbetrag entsprechend
der Versorgungsspannung ergibt, ausgibt; einen Phasenkomparator,
der eine Phase des periodischen Signals mit einer Phase des verzögerten
Signals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung, die eine zu
der Verzögerungsschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
verzögerten Signal auf einen voreingestellten Wert einstellt,
auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators; eine
Steuervorrichtung, die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene
Vorspannung hält, wenn die Phasendifferenz zwischen dem
periodischen Signal und dem verzögerten Signal den voreingestellten
Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die
eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung teilt; und eine Schwankungskompensationsschaltung,
die einen Betrag eines zu der Versorgungsstrom-Kompensationsschaltung
gelieferten Versorgungsstroms steuert auf der Grundlage des von
dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses, während
die Vorspannung der Initialisierungsschaltung gehalten wird.
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Zusätzlich
kann eine Anordnung gebildet werden, bei der der Phasenkomparator
das Vergleichsergebnis ausgibt, das darstellt, welche der Phasen
des periodischen Signals und des verzögerten Signals der
anderen voreilt, und die Initialisierungsschaltung enthält:
einen ersten Zähler, der einen ersten Zählwert
ausgibt, der durch das Vergleichsergebnis erhöht oder verringert
wird; und einen D/A-Wandler, der die Vorspannung mit einem Pegel entsprechend
dem ersten Zählwert ausgibt.
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Zusätzlich
kann die Anordnung weiterhin enthalten: eine PVT-Monitorschaltung,
die auf demselben Substrat gebildet ist, auf dem die Operationsschaltung
gebildet ist, wobei die PVT-Monitorschaltung in demselben Prozess
gebildet wird, in welchem die Verzögerungsschaltung gebildet
wird, und eine Charakteristik der PVT-Monitorschaltung schwankt gemäß einer
Schwankung von zumindest einem von dem Prozess für die
Verzögerungsschaltung, die Versorgungsspannung der Verzögerungsschaltung
und einer Temperatur der Verzögerungsschaltung; und eine
Einstellschaltung, die die Charakteristik der PVT-Monitorschaltung
misst und eine Auflösung des D/A-Wandler auf der Grundlage
des Messergebnisses einstellt.
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Zusätzlich
kann die Anordnung so gebildet sein, dass die Einstellschaltung
weiterhin einen Anfangswert des von dem ersten Zähler ausgegebenen ersten
Zählwerts auf der Grundlage des Messergebnisses einstellt.
Die Anordnung kann weiterhin so gebildet sein, dass die Einstellschaltung
vorher eine Tabelle speichert, die die Auflösung des D/A-Wandlers und
den Anfangswert des ersten Zählwerts darstellt, die zu
jedem Messergebnis der PVT-Monitorschaltung einzustellen sind. Zusätzlich
kann die Anordnung so gebildet sein, dass die Schwankungskompensationsschaltung
enthält: einen zweiten Zähler, der einen zweiten
Zählwert ausgibt, der entsprechend dem Vergleichsergebnis
erhöht oder erniedrigt wird; und eine Stromversorgungsquelle,
die einen Versorgungsstrom entsprechend dem zweiten Zählwert
erzeugt und den erzeugten Versorgungsstrom zu der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung
liefert. Die Anordnung kann so gebildet sein, dass die Einstellschaltung
weiterhin eine Auflösung der Stromversorgungsquelle auf
der Grundlage des Messergebnisses einstellt. Die Anordnung kann
so ausgebildet sein, dass die Einstellschaltung vorher eine Tabelle speichert,
die die Auflösung der Stromversorgungsquelle darstellt,
die zu jedem Messergebnis betreffend die Charakteristik der PVT-Monitorschaltung einzustellen
ist.
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Zusätzlich
kann die Anordnung so ausgebildet sein, dass, wenn die Phasendifferenz
zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten Signal
nicht der voreingestellte Wert ist, die Steuervorrichtung einen
Operationstakt zu dem ersten Zähler liefert und die Zuführung
eines Operationstakts zu dem zweiten Zähler anhält,
und wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und
dem verzögerten Signal den voreingestellten Wert erreicht hat,
die Steuervorrichtung die Zuführung eines Operationstakts
zu dem ersten Zähler anhält und die Zuführung
eines Operationstakts zu dem zweiten Zähler beginnt.
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Als
ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung zum Kompensieren
einer zu einer Operationsschaltung gelieferten Versorgungsspannung
vorgesehen, welche Lastschwankungs-Kompensationsschaltung enthält:
eine Oszillatorschaltung, die eine Versorgungsspannung von einer
für die Operationsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle
empfängt und ein Oszillationssignal mit einer Frequenz
entsprechend der Versorgungsspannung ausgibt; einen Phasenkomparator,
der eine Phase eines zugeführten periodischen Signals mit
einer Phase des Oszillationssignals vergleich; eine Initialisierungsschaltung,
die eine zu der Oszillatorschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
Oszillationssignal auf einen voreingestellten Wert auf der Grundlage
des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators einstellt; eine
Steuervorrichtung, die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene
Vorspannung hält, wenn die Phasendifferenz zwischen dem
periodischen Signal und dem Oszillationssignal den voreingestellten
Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die
eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung teilt; und eine
Schwankungskompensationsschaltung, die einen Betrag eines zu der
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung gelieferten Versorgungsstroms
auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses
steu ert, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung
gehalten wird.
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Zusätzlich
kann die Anordnung so ausgebildet sein, dass sie weiterhin einen
Impulsgenerator enthält, der einen Impuls mit einer voreingestellten Impulsbreite
gemäß entweder einer vorderen Flanke oder einer
hinteren Flanke des periodischen Signals ausgibt, wobei bei jedem
Empfang des Impulses von dem Impulsgenerator die Oszillatorschaltung
die Oszillation entsprechend dem Impuls anhält und eine neue
Oszillation entsprechend dem Impuls beginnt.
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Als
ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine elektronische Vorrichtung mit einer Operationsschaltung
vorgesehen, welche elektronische Vorrichtung enthält: eine
Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung, über die
eine Versorgungsleistung zu der Operationsschaltung geliefert wird;
und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung zum Kompensieren
einer über die Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung
zu der Operationsschaltung gelieferten Versorgungsspannung, wobei
die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung enthält: eine
Verzögerungsschaltung, die eine Versorgungsspannung von
einer für die Operationsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle
empfängt und ein verzögertes Signal ausgibt, das
sich aus der Verzögerung eines zugeführten periodischen Signals
um einen Verzögerungsbetrag entsprechend der Versorgungsspannung
ergibt; einen Phasenkomparator, der eine Phase des periodischen
Signals mit einer Phase des verzögerten Signals vergleicht;
eine Initialisierungsschaltung, die eine zu der Verzögerungsschaltung
gelieferte Vorspannung erzeugt und eine Phasendifferenz zwischen
dem periodischen Signal und dem verzögerten Signal auf
der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators auf
einen voreingestellten Wert einstellt; eine Steuervorrichtung, die
die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene Vorspannung hält,
wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten
Signal den voreingestellten Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die
eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung teilt; und eine
Schwankungskompensationsschaltung, die einen Betrag eines von der
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung verbrauchten Versorgungsstroms
auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses
steuert, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung
gehalten wird.
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Als
ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine elektronische Vorrichtung mit einer Operationsschaltung
vorgesehen, welche elektronische Vorrichtung enthält: eine
Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung, über die
eine Versorgungsleistung zu der Operationsschaltung geliefert wird;
und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung zum Kompensieren
einer zu der Operationsschaltung über die Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung
gelieferten Versorgungsspannung, wobei die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
enthält: eine Oszillatorschaltung, die eine Versorgungsspannung
von einer der Operationsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle
empfängt und ein Oszillationssignal mit einer Frequenz
entsprechend der Versorgungsspannung ausgibt; einen Phasenkomparator,
der eine Phase eines zugeführten periodischen Signals mit
einer Phase des Oszillationssignals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung, die
eine zu der Oszillatorschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt und
eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem Oszillationssignal
auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators
auf einen voreingestellten Wert einstellt; eine Steuervorrichtung,
die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene Vorspannung
hält, wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen
Signal und dem Oszillationssignal den voreingestellten Wert erreicht
hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die eine Versorgungsquelle
mit der Operationsschaltung teilt; und eine Schwankungskompensationsschaltung,
die einen Betrag eines von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung
verbrauchten Versorgungsstroms auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator
ausgegebenen Vergleichsergebnisses steuert, während die Vorspannung
der Initialisierungsschaltung gehalten wird.
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Als
ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen
einer geprüften Vorrichtung vorgesehen, welche Prüfvorrichtung
enthält: einen Mustergenerator, der ein Prüfmuster
zum Prüfen der geprüften Vorrichtung erzeugt;
eine Wellenform-Formungsschaltung, die ein zu der geprüften
Vorrichtung zu lieferndes Prüfsignal auf der Grundlage
des Prüfmusters erzeugt; eine Taktgeneratorschaltung, die
ein Taktsignal zum Bestimmen einer Phase des Prüfsignals
erzeugt und das erzeugte Taktsignal zu der Wellenform-Formungsschaltung
liefert; und eine Bestimmungsschaltung, die bestimmt, ob die geprüfte
Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der Grundlage eines von
der geprüften Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals,
wobei die Taktgeneratorschaltung enthält: eine variable
Verzögerungsschaltung, die das Taktsignal durch Verzögern
jedes Impulses eines zugeführten Bezugstakts erzeugt; eine
Versorgungsquelle, die eine Ver sorgungsspannung zum Betreiben der
variablen Verzögerungsschaltung zu der variablen Verzögerungsschaltung
liefert; und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung, die die
zu der variablen Verzögerungsschaltung gelieferte Versorgungsspannung
kompensiert; und die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung enthält:
eine Verzögerungsschaltung, die eine Versorgungsspannung
von einer der variablen Verzögerungsschaltung gemeinsamen
Leistungsquelle empfängt und ein verzögertes Signal
ausgibt, das sich durch Verzögerung eines zugeführten
periodischen Signals um einen Verzögerungsbetrag entsprechend
der Versorgungsspannung ergibt; einen Phasenkomparator, der eine Phase
des periodischen Signals mit einer Phase des verzögerten
Signals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung, die eine zu
der Verzögerungsschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten
Signal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators
auf einen voreingestellten Wert einstellt; eine Steuervorrichtung, die
die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene Vorspannung hält,
wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
verzögerten Signal den voreingestellten Wert erreicht hat;
eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die eine Versorgungsquelle
mit der Operationsschaltung teilt; und eine Schwankungskompensationsschaltung,
die einen Betrag eines von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung
verbrauchten Versorgungsstroms auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator ausgegebenen
Vergleichsergebnisses steuert, während die Vorspannung
der Initialisierungsschaltung gehalten wird.
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Als
ein sechstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer geprüften
Vorrichtung vorgesehen, welche Prüfvorrichtung enthält:
einen Mustergenerator, der ein Prüfmuster zum Prüfen
der geprüften Vorrichtung erzeugt; eine Wellenform-Formungsschaltung, die
ein zu der geprüften Vorrichtung zu lieferndes Prüfsignal
auf der Grundlage des Prüfmusters erzeugt; eine Taktgeneratorschaltung,
die ein Taktsignal zum Bestimmen einer Phase des Prüfsignals
erzeugt und das erzeugte Taktsignal zu der Wellenform-Formungsschaltung
liefert; und eine Entscheidungsschaltung, die entscheidet, ob die
geprüfte Vorrichtung fehlerhaft ist oder nicht, auf der
Grundlage eines von der geprüften Vorrichtung ausgegebenen Ausgangssignals,
wobei die Taktgeneratorschaltung enthält: eine variable
Verzögerungsschaltung, die das Taktsignal durch Verzögern
jedes Impulses eines zugeführten Bezugstakts erzeugt; eine
Versorgungsquelle, die eine Versorgungsspannung zum Betreiben der
variablen Verzögerungsschaltung zu der variablen Verzögerungsschaltung
liefert; und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung, die die
zu der variablen Verzögerungsschaltung gelieferte Versörgungsspannung
kompensiert, und die Lastschwankungs-Kompensations schaltung enthält: eine
Oszillatorschaltung, die eine Versorgungsspannung von einer der
variablen Verzögerungsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle
empfängt und ein Oszillationssignal mit einer Frequenz
entsprechend der Versorgungsspannung ausgibt; einen Phasenkomparator,
der eine Phase eines zugeführten periodischen Signals mit
einer Phase des Oszillationssignals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung,
die eine zu der Oszillatorschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
Oszil lationssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators
auf einen voreingestellten Wert einstellt; eine Steuervorrichtung,
die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene Vorspannung hält,
wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
Oszillationssignal den voreingestellten Wert erreicht hat; eine
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die eine Versorgungsquelle
mit der Operationsschaltung teilt; und eine Schwankungskompensationsschaltung,
die einen Betrag eines von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung
verbrauchten Versorgungsstroms auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator
ausgegebenen Vergleichsergebnisses steuert, während die Vorspannung
der Initialisierungsschaltung gehalten wird.
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Als
ein siebentes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine Taktgeneratorschaltung zum Erzeugen eines Taktsignals mit
einer erwünschten Phase vorgesehen, welche enthält:
eine variable Verzögerungsschaltung, die ein Taktsignal durch
Verzögern jedes Impulses eines zugeführten Bezugstakts
erzeugt; eine Versorgungsquelle, die eine Versorgungsspannung zum
Betreiben der variablen Verzögerungsschaltung zu der variablen
Verzögerungsschaltung liefert; und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung,
die die zu der variablen Verzögerungsschaltung gelieferte
Versorgungsspannung kompensiert, wobei die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
enthält: eine Verzögerungsschaltung, die eine
Versorgungsspannung von einer der variablen Verzögerungsschaltung
gemeinsamen Versorgungsquelle empfängt und ein verzögertes
Signal ausgibt, das sich durch Verzögern eines zugeführten
periodischen Signals um einen Verzögerungsbetrag entsprechend
der Versorgungsspannung ergibt; einen Phasenkomparator, der eine Phase
des periodischen Signals mit der Phase des verzögerten
Signals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung, die eine zu
der Verzögerungsschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem voreingestellten
Signal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators
auf einen voreingestellten Wert einstellt; eine Steuervorrichtung,
die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene Vorspannung
hält, wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen
Signal und dem verzögerten Signal den voreingestellten
Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung, die
eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung teilt; und eine
Schwankungskompensationsschaltung, die einen Betrag eines von der
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung verbrauchten Versorgungsstroms
auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses
steuert, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung
gehalten wird.
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Als
ein achtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist eine Taktgeneratorschaltung zum Erzeugen eines Taktsignals mit
einer erwünschten Phase vorgesehen, welche enthält:
eine variable Verzögerungsschaltung, die das Taktsignal
durch Verzögern jedes Impulses eines zugeführten
Bezugstakts erzeugt; eine Versorgungsquelle, die eine Versorgungsspannung
zum Betreiben der variablen Verzögerungsschaltung zu der
variablen Verzögerungsschaltung liefert; und eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung,
die die zu der variablen Verzögerungsschaltung gelieferte
Versorgungsspannung kompensiert, wobei die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung
enthält: eine Oszillatorschaltung, die eine Versorgungsspannung
von einer der variablen Ver zögerungsschaltung gemeinsamen
Versorgungsquelle empfängt und ein Oszillationssignal mit einer
Frequenz entsprechend der Versorgungsspannung ausgibt; einen Phasenkomparator,
der eine Phase eines zugeführten periodischen Signals mit
einer Phase des Oszillationssignals vergleicht; eine Initialisierungsschaltung,
die eine zu der Oszillatorschaltung gelieferte Vorspannung erzeugt
und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
Oszillationssignal auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des
Phasenkomparators auf einen voreingestellten Wert einstellt; eine
Steuervorrichtung, die die von der Initialisierungsschaltung ausgegebene
Vorspannung hält, wenn die Phasendifferenz zwischen dem
periodischen Signal und dem Oszillationssignal den voreingestellten
Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Kompensationsschaltung,
die eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung; und eine
Schwankungskompensationsschaltung, die einen Betrag eines von der
Versorgungsstrom-Kompensationsschaltung verbrauchten Versorgungsstroms
auf der Grundlage von dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses
steuert, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung
gehalten wird.
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Als
ein neuntes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
ist ein Lastschwankungs-Kompensationsverfahren zum Kompensieren
einer Schwankung einer zu einer Operationsschaltung gelieferten
Versorgungsspannung durch Verwendung einer Verzögerungsschaltung
und einer Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung vorgesehen, wobei
die Verzögerungsschaltung eine Versorgungsspannung von
einer der Operationsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle empfängt
und ein verzögertes Signal ausgibt, das sich durch Verzögern eines
zugeführten periodischen Signals um einen Verzögerungsbetrag
entsprechend der Versorgungsspannung ergibt, und die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung
teilt eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung, welches
Lastschwankungs-Kompensationsverfahren enthält: Initialisieren der
Erzeugung einer zu der Verzögerungsschaltung gelieferten
Vor spannung und der Einstellung eines Verzögerungsbetrags
in der Verzögerungsschaltung auf einen voreingestellten
Wert auf der Grundlage eines Ergebnisses des Vergleichs einer Phase
des periodischen Signals mit einer Phase des verzögerten Signals;
und Steuern eines von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung verbrauchten
Versorgungsstroms auf der Grundlage einer Schwankung des Verzögerungsbetrags
in der Verzögerungsschaltung, die nach der Einstellung
des Verzögerungsbetrags in der Verzögerungsschaltung
bewirkt wird.
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Die
vorstehend beschriebene Offenbarung der Erfindung beschreibt nicht
notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Jede
Unterkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale kann auch
die vorliegende Erfindung bilden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1.
zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2.
zeigt eine beispielhafte detaillierte Konfiguration einer Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
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3A und 3B sind
ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation eines Phasenkomparators 60 zeigt.
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4.
zeigt eine beispielhafte Operation einer Steuervorrichtung 80.
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5.
zeigt eine andere beispielhafte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
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6.
zeigt eine beispielhafte Beziehung eines Verzögerungsbetrags
in einer Verzögerungsschaltung 40 mit Bezug auf
den Zählwert eines ersten Zählers 122.
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7.
zeigt eine andere beispielhafte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
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8.
zeigt eine andere beispielhafte detaillierte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
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9.
ist ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation der mit Bezug
auf 8 erläuterten Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 zeigt.
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10.
zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung 400,
die eine geprüfte Vorrichtung 300 wie ein Halbleiterchip
prüft.
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11.
zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer Taktgeneratorschaltung 440.
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BESTE ART DER AUSFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wir die vorliegende Erfindung auf der Grundlage einiger
Ausführungsbeispiele beschrieben, die die Erfindung, die
sich auf den Bereich der Ansprüche bezieht, nicht beschränken
sollen. Nicht alle Kombinationen der in den Ausführungsbeispielen
beschriebenen Merkmale sind notwendigerweise wesentlich für
die Mittel zum Lösen der Erfindung.
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1 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration einer elektronischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Die elektronische Vorrichtung 100 kann
eine Vorrichtung wie beispielsweise ein Halbleiterchip sein, und
sie enthält ein Substrat 10, eine Operationsschaltung 16 und
eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30. Die Operationsschaltung 16 und
die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 sind auf demselben
Substrat 10 vorgesehen.
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Die
Operationsschaltung 16 empfängt die Versorgungsspannung
von der Versorgungsquelle und arbeitet gemäß der
Versorgungsspannung. Beispielsweise kann die Operationsschaltung 16 eine
logische Schaltung sein, die ein Element wie einen Transistor oder
dergleichen enthält, der gemäß der Versorgungsspannung
betrieben wird. Die Operationsschaltung 16 empfängt
die Versorgungsspannung über eine Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung.
Die Versorgungsleistungs-Zuführungsleitung hat Widerstandskomponenten 12 und 14.
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Die
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 kompensiert die
zu der Operationsschaltung 16 gelieferte Versorgungsspannung.
Der von der Operationsschaltung 16 verbrauchte Versorgungsstrom
schwankt gemäß dem Betriebszustand der Operationsschaltung 16.
Somit schwankt auch der Spannungsabfall an den Widerstandskomponenten 12 und 14,
und daher schwankt die zu der Operationsschaltung 16 gelieferte
Versorgungsspannung gemäß dem Betriebszustand
der Operationsschaltung 16. Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 kompensiert
die Schwankung der Versorgungsspannung.
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Die
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 enthält
eine Verzögerungsschaltung 40, einen Phasenkomparator 60,
eine Steuervorrichtung 80, eine Initialisierungsschaltung 120,
eine Schwankungskompensationsschaltung 140 und eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160.
Die Verzögerungsschaltung 40 empfängt
eine Versorgungsspannung von einer der Operationsschaltung 16 gemeinsamen
Leistungsquelle. Die Verzögerungsschaltung 40 in
dem vorliegenden Beispiel empfängt eine Versorgungsspannung über
einen Übertragungspfad, der von einem die Widerstandskomponenten 12 und 14 verbindenden Übertragungspfad
abgezweigt ist. Der Übertragungspfad enthält eine
Widerstandskomponente 22.
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Die
Verzögerungsschaltung 40 gibt ein verzögertes
Signal aus, das sich durch die Verzögerung eines zugeführten
periodischen Signals um einen Verzögerungsbetrag gemäß der
Versorgungsspannung ergibt. Hier hat das periodische Signal im Wesentlichen
konstante Zyklen. Die Verzögerungsschaltung 40 hat
eine Verzögerungsbetragsschwankung gemäß einer
zugeführten Versorgungsspannung. Beispielsweise enthält
die Verzögerungsschaltung 40 mehrere in Reihe
geschaltete Puffer, und die Versorgungsspannung wird zu jedem der
Puffer geliefert. Daher wandelt die Verzögerungsschaltung 40 die
Schwankung der Versorgungsspannung in die Schwankung des Verzögerungsbetrags
um.
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Der
Phasenkomparator 60 vergleicht eine Phase eines in die
Verzögerungsschaltung 40 eingegebenen periodischen
Signals mit einer Phase eines verzögerten, von der Verzögerungsschaltung 40 ausgegebenen
Signals. Beispielsweise gibt der Phasenkomparator 60 ein
binäres Vergleichsergebnis aus, das darstellt, welche der
Phasen des periodischen Signals und des verzögerten Signals
der anderen voreilt.
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Die
Initialisierungsschaltung 120 erzeugt eine zu der Verzögerungsschaltung 40 gelieferte
Vorspannung auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators 60.
Die Initialisierungsschaltung 120 stellt die Vorspannung
so ein, dass die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal
und dem verzögerten Signal ein voreingestellter Wert wird.
Das heißt, die Verzögerungsschaltung 40,
der Phasenkomparator 60 und die Initialisierungsschaltung 120 arbeiten
als eine erste Verzögerungsverriegelungsschleife. Die erste
Verzögerungsverriegelungsschleife stellt den Verzögerungsbetrag
der Verzögerungsschaltung 40 auf einen voreingestellten
Wert ein.
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Die
Initialisierungsschaltung 120 in dem vorliegenden Beispiel
stellt die Vorspannung so ein, dass die Phase des periodischen Signals
im Wesentlichen gleich der Phase des verzögerten Signals
ist. In diesem Fall stellt die Initialisierungsschaltung 120 die
Vorspannung so ein, dass der Verzögerungsbetrag in der
Verzögerungsschaltung 40 einem voreingestellten
Verzögerungsbetrag entspricht, z. B. 1 Zyklus eines periodischen
Signals. Wenn beispielsweise die Phase des verzögerten
Signals der Phase des periodischen Signals voreilt, stellt die Initialisierungsschaltung 120 die
Vorspannung so ein, dass der Verzögerungsbetrag in der
Verzögerungsschaltung 40 zunimmt. Demgegenüber
stellt, wenn die Phase des verzögerten Signals mit Bezug
auf die Phase des periodischen Signals verzögert ist, die
Initialisierungsschaltung 120 die Vorspannung so ein, dass
der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 abnimmt.
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Die
Steuervorrichtung 80 hält die von der Initialisierungsschaltung 120 ausgegebene
Vorspannung, wenn die Phasendifferenz zwischen dem periodischen
Signal und dem verzögerten Signal den vorgenannten voreingestellten
Wert erreicht hat. Bei dem vorliegenden Beispiel hält die
Steuervorrichtung 80 die von der Initialisierungsschaltung 120 ausgegebene
Vorspannung, wenn die Phase des periodischen Signals im Wesentlichen
gleich der Phase des verzögerten Signals wird. Hier wird
der Ausdruck "eine Vorspannung halten" verwendet zum Steuern der Initialisierungsschaltung 120 derart,
dass sie eine Vorspannung ausgibt, während der Pegel fixiert
ist. Gemäß der festgestellten Operation kann die
Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten
Signal fixiert werden, wenn keine Schwankung der Versorgungsspannung
stattfindet.
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Die
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 hat eine mit der
Operationsschaltung 16 gemeinsame Versorgungsquelle. Die
Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 hat auch eine
mit der Verzögerungsschaltung 40 gemeinsame Versorgungsquelle.
Bei dem vorliegenden Beispiel empfängt die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 eine
Versorgungsspannung über einen Übertragungspfad,
der von dem die Widerstandskomponenten 12 und 14 verbindenden Übertragungspfad
abgezweigt ist. Der Übertragungspfad, über den
die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 die Versorgungsspannung
empfängt, enthält eine Widerstandskomponente 26.
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Die
Schwankungskompensationsschaltung 140 steuert den Betrag
des zu der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 zu
liefernden Versorgungsstroms auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator 60 ausge gebenen
Vergleichsergebnisses, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung 120 gehalten
wird. Insbesondere steuert die Schwankungskompensationsschaltung 140 den
von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 zu verbrauchenden
Versorgungsstrom auf der Grundlage der Schwankung des Verzögerungsbetrags
in der Verzögerungsschaltung 40, die bewirkt wurde,
nachdem der Verzögerungsbetrag durch die Initialisierungsschaltung 120 eingestellt wurde.
Genauer gesagt, die Schwankungskompensationsschaltung 140 erfasst
eine Schwankung des Verzögerungsbetrags in der Verzögerungsschaltung 40,
die durch die Schwankung der Versorgungsspannung bewirkt wurde,
anhand des Vergleichsergebnisses, während die Vorspannung
der Initialisierungsschaltung 120 gehalten wird. Dann steuert
die Schwankungskompensationsschaltung 140 den Betrag des
zu der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 zu liefernden
Versorgungsstroms, um den Betrag des Spannungsabfalls an der Widerstandskomponente 12 zu
steuern, wodurch die Schwankung der zu der Operationsschaltung 16 gelieferten Versorgungsspannung
kompensiert wird.
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Da
die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 eine mit der
Verzögerungsschaltung 40 gemeinsame Versorgungsquelle
hat, wirken die Verzögerungsschaltung 40, der
Phasenkomparator 60, die Schwankungskornpensationsschaltung 140 und
die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung als eine zweite Verzögerungsverriegelungsschleife.
Die zweite Verzögerungsverriegelungsschleife ist in der
Lage, zu bestimmen, ob die Schwankung der zu der Operationsschaltung 16 gelieferten
Versorgungsspannung kompensiert wurde oder nicht, auf der Grundlage
der Schwankung des Verzögerungsbetrags der Verzögerungsschaltung 40.
Die festgestellte Konfiguration ermöglicht eine Kompensa tion
der Schwankung der zu der Operationsschaltung 16 gelieferten
Versorgungsspannung.
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Die
Widerstandskomponente 22 und die Widerstandskomponente 26 haben
vorzugsweise einen Widerstandswert, bei dem eine Schwankung des Spannungsabfalls
vernachlässigt werden kann. Beispielsweise beträgt,
wenn die durch die Versorgungsspannungsschwankung in der Verzögerungsschaltung 40 bewirkte
Verzögerungsschwankung nicht größer als
5 ps ist und die Verzögerungsschwankung aufgrund der Versorgungsspannungsschwankung
in der Verzögerungsschaltung 40 gleich 8,5 ps/mV
ist, die Versorgungsspannungsschwankung gleich 0,59 mV. In diesem
Fall haben die Widerstandskomponente 22 und die Widerstandskomponente 26 einen
Widerstandswert, durch den die Schwankung des Spannungsabfalls nicht
größer als 0,59 mV ist, selbst wenn der von dem
Verzweigungspunkt fließende Versorgungsstrom geschwankt
hat. Beispielsweise können der. Versorgungsquellen-Übertragungsabstand
von dem Verzweigungspunkt zu der Verzögerungsschaltung 40 sowie
der Versorgungsquellen-Übertragungsabstand von dem Verzweigungspunkt
zu der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 im Wesentlichen
0 sein.
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2 zeigt
eine beispielhafte detaillierte Konfiguration einer Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 nach dem
vorliegenden Beispiel enthält weiterhin eine Frequenzteilerschaltung 180 zusätzlich
zu der mit Bezug auf 1 erläuterten Konfiguration.
Die Verzögerungsschaltung 40 in dem vorliegenden
Beispiel enthält mehrere geschaltete Puffer. Die mehreren
Puffer verzögern ein periodisches Signal durch aufeinanderfolgendes
Weiterleiten des eingegebenen periodischen Signals. Die Verzögerungszeit
kann durch Steuern der zu diesen mehreren Puffern geführten
Versorgungsspannung gesteuert werden.
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Der
Phasenkomparator 60 in dem vorliegenden Beispiel ist ein
Flipflop, das ein periodisches Signal als einen Operationstakt empfängt
und ein verzögertes Signal als ein Eingangssignal empfängt. Beispielsweise
tastet der Phasenkomparator 60 ein verzögertes
Signal zu dem Zeitpunkt einer vorderen Flanke eines periodischen
Signals ab. Demgemäß gibt der Phasenkomparator 60 ein
Vergleichsergebnis aus, das darstellt, welche der Phasen des periodischen
Signals und des verzögerten Signals der anderen voreilt.
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Die
Initialisierungsschaltung 120 in dem vorliegenden Beispiel
enthält einen ersten Zähler 122 und einen
D/A-Wandler 124. Der erste Zähler 122 gibt
einen ersten Zählwert aus, der entsprechend dem Vergleichsergebnis
des Phasenkomparators 60 erhöht oder erniedrigt
wird. Der D/A-Wandler 124 gibt eine Vorspannung eines Pegels
entsprechend dem ersten Zählwert aus.
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Die
Schwankungskompensationsschaltung 140 nach dem vorliegenden
Beispiel enthält einen zweiten Zähler 142 und
eine Versorgungsstromquelle 144. Der zweite Zähler 142 gibt
einen zweiten Zählwert aus, der entsprechend dem Vergleichsergebnis
des Phasenkomparators 60 erhöht oder erniedrigt
wird. Die Versorgungsstromquelle 144 erzeugt einen Versorgungsstrom
entsprechend dem von dem zweiten Zähler 142 ausgegebenen
zweiten Zählwert und liefert den erzeugten Versorgungsstrom zu
der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160.
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Die
Steuervorrichtung 80 in dem vorliegenden Beispiel enthält
eine UND-Schaltung 82, ein Flipflop 84, ein Flipflop 86,
eine Verriegelungssteuervorrichtung 88, eine UND-Schaltung 90 und
eine UND-Schaltung 92. Die UND-Schaltung 82, das
Flipflop 84 und das Flipflop 86 bestimmen, ob
die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten
Signal ein voreingestellter Wert ist. Die Verriegelungssteuervorrichtung 88 steuert
auf der Grundlage des von dem Flipflop 86 ausgegebenen
Bestimmungsergebnisses, ob der erste Zähler 122 oder
der zweite Zähler 142 betrieben wird.
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Wenn
beispielsweise die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal
und dem verzögerten Signal noch nicht ein voreingestellter
Wert ist, liefert die Verriegelungssteuervorrichtung 88 einen Operationstakt
zu dem ersten Zähler 122 und hält die Zuführung
eines Operationstakts zu dem zweiten Zähler 142 an.
Hierdurch arbeitet die erste Verzögerungsverriegelungsschleife,
bis die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem
verzögerten Signal den voreingestellten Wert erreicht hat. Das
heißt, der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 kann
auf einen voreingestellten Wert eingestellt werden.
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Wenn
die Phasendifferenz zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten
Signal den voreingestellten Wert erreicht hat, hält die
Verriegelungssteuervorrichtung 88 die Zuführung
eines Operationstakts zu dem ersten Zähler 122 an
und beginnt mit der Zuführung eines Operationstakts zu
dem zweiten Zähler 142. Hierdurch kann die zweite
Verzögerungsverriegelungsschleife betätigt werden,
während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung 120 gehalten
wird. Dies bedeutet, dass die Versorgungsstrom-Kompensationsschaltung 160 so
gesteuert wird, dass sie einen Versorgungsstrom entsprechend der
Schwankung des Verzögerungsbetrags in der Verzögerungsschaltung 40 verbraucht.
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Der
vorgenannte Operationstakt kann von der Frequenzteilerschaltung 180 erzeugt
werden. In dem vorliegenden Beispiel erzeugt die Frequenzteilerschaltung 180 den
Operationstakt durch Teilen der Frequenz des periodischen Signals
durch ein voreingestelltes Frequenzteilungsverhältnis.
Die Frequenzteilerschaltung 180 in dem vorliegenden Beispiel
enthält mehrere Flipflops 182 derart, dass in
jedem Flipflop 182 ein invertierter Ausgangsanschluss hiervon mit
einem Eingangsanschluss hiervon und mit dem Eingangsanschluss der
nächsten Stufe verbunden ist. Die Frequenzteilerschaltung 180 in
dem vorliegenden Beispiel enthält auch einen Multiplexer 184, der
eines der von den Flipflops 182 ausgegebenen Signale auswählt
und das ausgewählte Signal nach außen ausgibt.
Somit erzeugt die Frequenzteilerschaltung 180 einen Operationstakt
mit einem erwünschten Frequenzteilungsverhältnis.
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Die
UND-Schaltung 90 und die UND-Schaltung 92 empfangen
jeweils einen entsprechenden Teil eines von der Frequenzteilerschaltung 180 ausgegebenen
Operationstakts. Die Verriegelungssteuervorrichtung 88 steuert,
welche der UND-Schaltungen 90 und 92 den Operationstakt
hindurchlässt. Gemäß der festgestellten
Konfiguration kann die Schwankung der zu der Operationsschaltung 16 gelieferten
Versorgungsspannung kompensiert werden.
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3A und 3B sind
ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation eines Phasenkomparators 60 zeigt.
Wenn der Verzögerungsbetrag in der Verzöge rungsschaltung 40 kleiner
als ein Zyklus eines periodischen Signals ist (3A),
gibt der Phasenkomparator 60 ein Vergleichsergebnis mit
dem logischen Wert H aus. Wenn der Verzögerungsbetrag in
der Verzögerungsschaltung 40 größer
als ein Zyklus eines periodischen Signals ist (3B),
gibt der Phasenkomparator 60 ein Vergleichsergebnis mit dem
logischen Wert L aus.
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Der
erste Zähler 122 gibt einen ersten Zählwert
aus, der auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses erhöht
oder erniedrigt wird. Wenn beispielsweise der Verzögerungsbetrag
in der Verzögerungsschaltung 40 gemäß dem
Anstieg der Vorspannung erhöht wird und wenn der Phasenkomparator 60 ein
Vergleichsergebnis mit dem logischen Wert H ausgibt, wie in 3A gezeigt
ist, erhöht der erste Zähler 122 den
ersten Zählwert. Der D/A-Wandler 124 gibt eine
Vorspannung des erhöhten Pegels entsprechend der Zunahme
des ersten Zählwerts aus. Demgemäß nimmt
der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 zu.
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4 zeigt
eine beispielhafte Operation der Steuervorrichtung 80.
Wie bereits festgestellt ist, betätigt die Steuervorrichtung 80 zuerst
den ersten Zähler 122, und wenn die Phasendifferenz
zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten Signal
den voreingestellten Wert erreicht hat, hält sie den ersten Zähler 122 an
und beginnt die Operation des zweiten Zählers 142.
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Die
in 2 gezeigte UND-Schaltung 82 gibt die
UND-Verknüpfung zwischen dem periodischen Signal und dem
invertierten Signal des verzögerten Signals als ein Erfassungssignal
aus. Das Flipflop 84 empfängt ein auf den logischen
Wert H fixiertes Signal als ein Eingangssignal und empfängt
das Erfassungssignal als einen Operationstakt. Der durch das Flipflop 84 gehaltene
Datenwert wird als ein Anfangswert in einem voreingestellten Zyklus
mittels eines in den voreingestellten Zyklen in der Initialisierungsstufe
gelieferten Monitortriggers gesetzt. Hier wird angenommen, dass
der anfängliche Wert des Datenwerts des Flipflops 84 den
logischen Wert L hat. Das Flipflop 86 empfängt
ein von dem Flipflop 84 ausgegebenes Signal als ein Eingangssignal
und empfängt den Monitortrigger als einen Operationstakt.
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Insbesondere
fährt die UND-Schaltung 82 mit der Ausgabe des
Erfassungssignals fort, bis die Phase des periodischen Signals im
Wesentlichen gleich der Phase des verzögerten Signals ist.
Das Flipflop 84 nimmt ein Signal mit dem logischen Wert H
entsprechend dem Erfassungssignal auf. Zusätzlich wird
der Datenwert des Flipflops 84 durch einen Monitortrigger
auf einer regelmäßigen Basis initialisiert. Daher
wird, wenn nicht ein Erfassungssignal eingegeben wird, nachdem ein
Monitortrigger eingegeben wurde, das Ausgangssignal des Flipflops 84 gemäß dem
Monitortrigger der logische Wert L. In diesem Fall wird das Ausgangssignal
des Flipflops 86 gemäß dem Monitortrigger
ebenfalls der logische Wert L. Die beschriebene Konfiguration ermöglicht eine
Bestimmung, ob die Phase des periodischen Signals der Phase des
verzögerten Signals angepasst wurde.
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Die
Verriegelungssteuervorrichtung 88 gibt den logischen Wert
H aus, wenn die Phase des periodischen Signals nicht der Phase des
verzögerten Signals angepasst wurde. Wenn die Phase des
periodischen Signals der Phase des verzögerten Signals im
Wesentlichen angepasst wurde, gibt die Verriegelungssteuer vorrichtung 88 den
logischen Wert L aus. Die UND-Schaltung 90 gibt die UND-Verknüpfung zwischen
dem Ausgangssignal der Verriegelungssteuervorrichtung 88 und
dem von der Frequenzteilerschaltung 180 ausgegebenen Operationstakt
aus. Die UND-Schaltung 92 gibt die UND-Verknüpfung zwischen
einem invertierten logischen Wert des Ausgangssignals der Verriegelungssteuervorrichtung 88 und
dem von der Frequenzteilerschaltung 180 ausgegebenen Operationstakt
aus.
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Gemäß der
beschriebenen Konfiguration kann der erste Zähler 122 Weiterbetrieben
werden, bis die Phase des periodischen Signals im Wesentlichen der
Phase des verzögerten Signals angepasst wird, während
deren der zweite Zähler 142 gehalten wird. Wenn
die Phase des periodischen Signals im Wesentlichen der Phase des
verzögerten Signals angepasst ist, kann der zweite Zähler 142 so
gesteuert werden, dass er den Betrieb beginnt, während
dessen der erste Zähler 122 gehalten wird.
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Wenn
das Flipflop 86 den logischen Wert L ausgegeben hat, kann
die Verriegelungssteuervorrichtung 88 die Zuführung
eines Monitortriggers zu dem Flipflop 84 und dem Flipflop 86 anhalten.
Demgemäß wird eine weitere Operation der Initialisierungsschaltung 120 verhindert,
nachdem der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 verriegelt
wurde. Weiterhin kann ein Verzögerungselement für
einen Takteingang des Flipflops 86 vorgesehen sein, so
dass die UND-Schaltung 82 die Phase zwischen dem periodischen
Signal und dem verzögerten Signal zumindest einmal während
einer Periode, nachdem ein Monitortrigger in das Flipflop 84 eingegeben
wurde und bevor ein Monitortrigger in das Flipflop 86 eingegeben
wird, vergleichen. Darüber hinaus sollte die Operation
des Flipflops 84 vorzugsweise an einen Operationstakt mit
einer sehr geringen Impulsbreite angepasst werden.
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5 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in dem vorliegenden
Beispiel enthält eine PVT-Monitorschaltung 190 und
eine Einstellschaltung 192 zusätzlich zu der mit
Bezug auf 1 erläuterten Konfiguration
der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30. Die anderen
Bestandteile haben im Wesentlichen dieselbe Funktion und Konfiguration
wie die mit denselben Bezugszahlen in 1 versehenen
Bestandteile. Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in
dem vorliegenden Beispiel kompensiert die Parametervariationen in
der Verzögerungsschaltung 40 und der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160,
die Variationen in dem Prozess, der Temperatur und der Versorgungsspannung
zuschreibbar sind.
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Die
PVT-Monitorschaltung 190 ist auf demselben Substrat 10 ausgebildet,
auf dem die Verzögerungsschaltung 40 und die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 ausgebildet
sind. Darüber hinaus ist die PVT-Monitorschaltung 190 vorzugsweise in
demselben. Prozess hergestellt, in welchem die Verzögerungsschaltung 40 und
die Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 hergestellt
sind. Die Charakteristik der PVT-Monitorschaltung 190 schwankt
gemäß zumindest einem von dem Prozess, der Versorgungsspannung
und der Temperatur der Verzögerungsschaltung 40 und
der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160. Beispielsweise kann
die PVT-Monitorschaltung 190 ein Ringoszillator mit einer
der Verzögerungsschaltung 40 und der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 gemeinsamen
Versorgungsquelle sein. In diesem Fall kann die Schwankung der Charakteristik
der PVT-Monitorschaltung 190 über die Schwankung
von Zyklen des von dem Ringoszillator erzeugten Oszillationssignals
erfasst werden.
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Die
Einstellschaltung 192 erfasst die vorgenannte Schwankung
des Prozesses, der Versorgungsspannung und der Temperatur durch
Messen der Charakteristik der PVT-Monitorschaltung 190. Wenn
beispielsweise die PVT-Monitorschaltung 190 ein Ringoszillator
ist, kann die Einstellschaltung 192 die Schwankung des
Prozesses oder dergleichen erfassen durch Messen der Zyklen des
von der PVT-Monitorschaltung 190 ausgegebenen Oszillationssignals.
In diesem Fall kann die Einstellschaltung 192 vorher mit
einem Standardwert der Zyklen des Oszillationssignals versehen werden,
um die Schwankung des Prozesses oder dergleichen zu erfassen, mittels
einer Differenz zwischen dem Standardwert und dem gemessenen Wert.
Der Standardwert kann von dem eingestellten Wert der PVT-Monitorschaltung 190 erhalten
werden.
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Die
Einstellschaltung 192 verwendet das Messergebnis, um den
anfänglichen Wert des Zählers 122, die
Auflösung des D/A-Wandlers 124, den anfänglichen
Wert des zweiten Zählers 142 und die Auflösung
der Versorgungsstromquelle 144 einzustellen. Die Auflösung
des D/A-Wandlers 124 stellt den Betrag der Schwankung der
Vorspannung dar, wenn der erste Zählwert um den Einheitsbetrag
entweder erhöht oder erniedrigt wird.
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Wenn
der erste Zählwert um den Einheitsbetrag entweder erhöht
oder erniedrigt wird, wird der Verzögerungsschwankungsbetrag
in der Verzögerungsschaltung 40 auf einen voreingestellten
Wert unter der Bedingung, dass die erste Verzögerungsverriege lungsschleife
nicht oszilliert, eingestellt. Jedoch kann eine Oszillation der
ersten Verzögerungsverriegelungsschleife aufgrund einer
Variation des Verzögerungsschwankungsbetrags aufgrund der
Variation im Prozess oder dergleichen gelegentlich auftreten. Aus
diesem Grund verringert die Einstellschaltung 192 in dem
vorliegenden Beispiel die Variation des Verzögerungsschwankungsbetrags
durch Einstellen der Auflösung des D/A-Wandlers 124 auf der
Grundlage der Variation im Prozess oder dergleichen. In gleicher
Weise stellt die Einstellschaltung 192 die Auflösung
der Versorgungsstromquelle 144 ein. Die Auflösung
der Versorgungsstromquelle 144 stellt den Schwankungsbetrag
des von der Versorgungsstromquelle 144 ausgegebenen Versorgungsstroms
dar, wenn der zweite Zählwert um den Einheitsbetrag entweder
oder erniedrigt wird.
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Der
erste Zählwert kann auf einen voreingestellten anfänglichen
Wert ausgebildet sein unter der Bedingung, dass die erste Verzögerungsverrieglungsschleife
keinen Zyklusschlupf bewirkt. Hier ist der Zyklusschlupf eine Erscheinung,
bei der der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 um
einen Verzögerungsbetrag entsprechend 2 Zyklen eines periodischen
Signals verriegelt ist, während er tatsächlich
um einen Verzögerungsbetrag entsprechend 1 Zyklus des periodischen
Signals verriegelt sein sollte. Wenn beispielsweise der Verzögerungsbetrag
in der Verzögerungsschaltung 40 größer als
1,5 Zyklen eines periodischen Signals ist, bewirkt die erste Verzögerungsverriegelungsschleife,
dass die Phase der Flanke des verzögerten Signals im Wesentlichen
gleich der Phase der Flanke des periodischen Signals ist, indem
sie den Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 weiter
erhöht. Daher ist es erforder lich, den anfänglichen
Wert des ersten Zählwerts so einzustellen, dass ein Zyklusschlupf
nicht verhindert wird. Jedoch schwankt der Verzögerungsbetrag
entsprechend dem anfänglichen Wert auch gemäß Variationen
eines Prozesses oder dergleichen. Daher verringert die Einstellschaltung 192 in
dem vorliegenden Beispiel das Auftreten von Zyklusschlupf durch
Einstellen des anfänglichen Werts des ersten Zählers 122 auf
der Grundlage der Variationen eines Prozesses oder dergleichen.
Die Einstellschaltung 192 in dem vorliegenden Beispiel stellt
einen anfänglichen Wert ein, der einen Verzögerungsbetrag
der Verzögerungsschaltung 40 entsprechend 1 Zyklus
des periodischen Signals ergibt, auf der Grundlage der Charakteristik
der PVT-Monitorschaltung 190. Die Einstellschaltung 192 stellt
auch den anfänglichen Wert des zweiten Zählers 142 ein.
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6 zeigt
eine beispielhafte Beziehung eines Verzögerungsbetrags
in der Verzögerungsschaltung 40 mit Bezug auf
den Zählwert eines ersten Zählers 122.
Der Verzögerungsbetrag in der Verzögerungsschaltung 40 ändert
sich gemäß den vorgenannten Variationen eines
Prozesses oder dergleichen. Beispielsweise schwankt, selbst wenn
der Zählwert derselbe ist, der Verzögerungsbetrag
in der Verzögerungsschaltung 40, wie durch "Verzögerungsbetrag
1" und "Verzögerungsbetrag 2" gezeigt ist.
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Darüber
hinaus ändert sich, wie in 6 gezeigt
ist, jeder Gradient der Beziehung zwischen dem Zählwert
und dem Verzögerungsbetrag gemäß der Auflösung
des D/A-Wandlers 124. Selbst wenn dieselbe Auflösung
bei dem D/A-Wandler 124 eingestellt ist, ändert
sich der Gradient der Beziehung zwischen dem Zählwert und dem
Verzögerungsbetrag noch für unterschiedliche Verzögerungsbeträge
mit demselben Zählwert.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, ist der Gradient der Beziehung zwischen
dem Zählwert und dem Verzögerungsbetrag vorzugsweise
ein voreingestellter Wert unter der Bedingung, dass keine Oszillation
stattfindet. Ein spezifischer Verzögerungsbetrag in der
Verzögerungsschaltung 40 für einen bestimmten
Zählwert kann erhalten werden anhand des Messergebnisses
der PVT-Monitorschaltung 190. Demgemäß kann
die für den D/A-Wandler 124 einzustellende Auflösung
für jedes Messergebnis der PVT-Monitorschaltung 190 bestimmt
werden.
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Die
Einstellschaltung 192 kann vorher eine Tabelle speichern,
die die für jeweilige Messergebnisse der PVT-Monitorschaltung 190 einzustellenden Auflösungen
des D/A-Wandlers 124 darstellt. Die Einstellschaltung 192 stellt
eine Auflösung entsprechend einem Messergebnis der PVT-Monitorschaltung 190 durch
Bezugnahme auf die Tabelle ein. In gleicher Weise kann die Einstellschaltung 192 vorher eine
Tabelle speichern, die die für jeweilige Messergebnisse
der PVT-Monitorschaltung 190 einzustellenden Auflösungen
der Versorgungsstromquelle 144 darstellt.
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Wie
auch in 6 gezeigt ist, schwankt der anfängliche
Wert des Zählwerts, der dem Zielverzögerungsbetrag
entspricht, der als ein anfänglicher Wert als Verzögerungsbetrag
in der Verzögerungsschaltung 40 einzustellen ist,
gemäß Veränderungen eines Prozesses oder
dergleichen. Wie in 6 gezeigt ist, wird der anfängliche
Wert des Zählwerts durch Variationen des Verzögerungsbetrags
aufgrund von Variationen des Prozesses oder dergleichen ("Verzögerungsbetrag
1" und "Verzögerungsbetrag 2" oder dergleichen in 6)
sowie die für den D/A-Wandler 124 eingestellte
Auflösung bestimmt.
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Die
Einstellschaltung 192 kann vorher eine Tabelle speichern,
die die Auflösung des D/A-Wandlers 124 und den
anfänglichen Wert des ersten Zählwerts, die für
jeweilige Messergebnisse der PVT-Monitorschaltung 190 einzustellen
sind, darstellt. Beispielsweise wird angenommen, dass der Verzögerungsbetrag
1 in 6 dem Messergebnis 1 der PVT-Monitorschaltung 190 entspricht
und der Verzögerungsbetrag 2 dem Messergebnis 2 der PVT-Monitorschaltung 190 entspricht.
Es wird auch angenommen, dass der Gradient der Beziehung zwischen dem
Zählwert und dem Verzögerungsbetrag auf den Gradienten
der in 6 gezeigten ausgezogenen Linie eingestellt ist.
Unter diesen Annahmen speichert die Einstellschaltung 192 eine
Tabelle, in der das Messergebnis 1 mit der für den D/A-Wandler 124 einzustellenden
Auflösung 3 und dem in dem ersten Zähler einzustellenden
anfänglichen Wert 1 assoziiert ist, und in der das Messergebnis
2 mit der Auflösung 2 und dem anfänglichen Wert
2 assoziiert ist. Zusätzlich kann die Einstellschaltung 192 eine
Tabelle speichern, die mehr mit Auflösungen und anfänglichen
Werten assoziierte Messergebnisse enthält.
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Die
Einstellschaltung 192 kann auch vorher eine Tabelle speichern,
die die Auflösung der Versorgungsstromquelle 144 und
den anfänglichen Wert des zweiten Zählers, die
für jeweilige Messergebnisse der PVT-Monitorschaltung 190 einzustellen
sind, darstellt. Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in
dem vorliegenden Beispiel kann Variationen der Charakteristik der
Verzögerungsschaltung 40, die den Variationen
eines Prozesses oder dergleichen zuzuschreiben sind, kompensieren. Demgemäß kann
die Lastschwankung in der Operationsschaltung 16 mit Genauigkeit
kompensiert werden.
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7 zeigt
eine andere beispielhafte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in dem vorliegenden
Beispiel wird mit der mit Bezug auf 1 erläuterten
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 verglichen, enthält
jedoch eine Oszillatorschaltung 220 anstelle der Verzögerungsschaltung 40.
Die anderen Bestandteile hiervon sind dieselben wie ihre Gegenstücke
der mit Bezug auf 1 erläuterten Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
Die mit Bezug auf 2 erläuterte Frequenzteilerschaltung 180 kann
weiterhin hierin enthalten sein.
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Die
Oszillatorschaltung 220 empfängt eine Versorgungsspannung
von einer mit der Operationsschaltung 16 gemeinsamen Versorgungsquelle
und gibt ein Oszillationssignal mit einer Frequenz entsprechend
der Versorgungsspannung aus. Mit anderen Worten, die Oszillatorschaltung 220 bildet
eine Phasenverriegelungsschleife anstelle der Verzögerungsverriegelungsschleife
in der mit Bezug auf 1 bis 6 erläuterten
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30. In der Zeichnung
von 1 bis 6 wird die durch die Schwankung
der Versorgungsspannung bewirkte Schwankung des Verzögerungsbetrags
erfasst, nachdem der Verzögerungsbetrag der Verzögerungsschaltung 40 verriegelt
wurde. Jedoch wird in dem vorliegenden Beispiel die durch die Schwankung
der Versorgungsspannung bewirkte Schwankung der Oszillationsfrequenz
erfasst, nachdem die Oszillationsfrequenz der Oszillationsschaltung 220 verriegelt
wurde.
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Beispielsweise
erzeugt die Initialisierungsschaltung 120 eine zu der Oszillatorschaltung 220 gelieferte
Vorspannung auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses zwischen
der Phase des zugeführten periodischen Signals und der
Phase des Oszillationssignals, wodurch die Oszillationsfrequenz
in der Oszillatorschaltung 220 auf einen voreingestellten
Wert eingestellt wird. Die Schwankungskompensationsschaltung 140 steuert
den von der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung 160 verbrauchten Versorgungsstrom
auf der Grundlage der Schwankung der Oszillationsfrequenz in der
Oszillatorschaltung 220, die bewirkt wurde, nachdem die
Initialisierungsschaltung 120 die Oszillationsfrequenz
in der Oszillatorschaltung 220 eingestellt hat.
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Die
Oszillatorschaltung 220 in dem vorliegenden Beispiel kann
ein Ringoszillator sein, in welchem mehrere Inverter zu einer Schleife
verbunden sind. Jedem Inverter wird eine Versorgungsspannung von
einer mit der Operationsschaltung 16 gemeinsamen Versorgungsquelle
zugeführt. Selbst diese Konfiguration ermöglicht,
dass die Lastschwankung der Operationsschaltung 16 kompensiert
wird.
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8 zeigt
eine andere beispielhafte detaillierte Konfiguration der Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in dem vorliegenden
Beispiel enthält weiterhin einen Impulsgenerator 200 zusätzlich
zu der Konfiguration der mit Bezug auf 7 erläutwerten
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30. Der Impulsgenerator 200 gibt
einen Puls mit einer voreingestellten Impulsbreite gemäß entweder der
vorderen Flanke oder der hinteren Flanke eines periodischen Signals
aus. Zusätzlich hält jedes Mal, wenn die Oszillatorschaltung 220 einen
Impuls von dem Impulsgenerator 200 empfängt, die
Oszillatorschaltung 220 die Oszillation entsprechend dem
Impuls an und beginnt eine neue Oszillation gemäß dem
Impuls. Durch eine derartige Steuerung kann verhindert werden, dass
die Verschiebung der Phase des Oszillationssignals mit Bezug auf
das periodische Signal akkumuliert wird, wodurch ein Zyklusschlupf
verhindert wird. Die Oszillationsfrequenz der Oszillatorschaltung 220 kann
mit einem periodischen Signal geteilt durch eine ganze Zahl oszillieren.
Demgemäß kann die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 nach
dem vorliegenden Beispiel auf eine PVT-Monitorschaltung 190 oder
die mit Bezug auf 5 erläuterte Einstellschaltung 192 verzichten.
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Die
Oszillatorschaltung 200 ist derart, dass mehrere Inverter
(226, 232) zu einer Schleife verbunden sind. Die
Oszillatorschaltung 220 enthält weiterhin UND-Schaltungen 222, 234.
Die UND-Schaltung 222 empfängt ein von dem Inverter 232 ausgegebenes
Signal über die UND-Schaltung 234 und gibt eine negative
UND-Verknüpfung zwischen dem Signal und einem von dem Impulsgenerator 200 gelieferten Signal
in den Inverter 226 ein. D. h., die Oszillation in der
Oszillatorschaltung 220 kann durch Eingeben eines logischen
Werts L in die UND-Schaltung 222 von dem Impulsgenerator 200 angehalten
werden. Zusätzlich kann die Oszillation in der Oszillatorschaltung 220 durch
Eingeben eines logischen Werts H von dem Impulsgenerator 200 gestartet
werden.
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Der
Impulsgenerator 200 gibt einen Impuls mit einer voreingestellten
Impulsbreite gemäß entweder der vorderen Flanke
oder der hinteren Flanke eines periodischen Signals aus. In dem
vorliegenden Beispiel enthält der Impulsgenerator 200 Inverter 202, 208 und
UND-Schaltungen 204, 206, 210. Der Inverter 202 invertiert
ein periodisches Signal und gibt das invertierte periodische Signal
aus.
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Die
mehreren in Kaskade geschalteten Inverter 208 empfangen
ein periodisches Signal über die UND-Schaltung 204 und
verzögern das periodische Signal. Die UND-Schaltung 210 empfängt
ein von dem Inverter 202 ausgegebenes Signal über
die UND-Schaltung 206 und gibt eine negative UND-Verknüpfung
zwischen dem Signal und einem von dem Inverter 208 ausgegebenen
Signal aus. Bei dieser Konfiguration wird der Impuls mit einer Impulsbreite entsprechend
einer Verzögerungszeit in den mehreren Invertern 208 gemäß der
vorderen Flanke des periodischen Signals ausgegeben. In dem vorliegenden
Beispiel stoppt die Oszillatorschaltung 200 die Oszillation
gemäß der vorderen Flanke des von dem Impulsgenerator 200 ausgegebenen
Impulses und startet die Oszillation gemäß der
hinteren Flanke des Impulses.
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Der
Phasenkomparator 60 empfängt ein von dem Inverter 232 ausgegebenes
Oszillationssignal. Der Phasenkomparator 60 nimmt das empfangene Signal
gemäß dem von dem Impulsgenerator 200 ausgegebenen
Impuls auf. Die Konfiguration und die Operation der Initialisierungsschaltung 120,
der Steuervorrichtung 80 und der Schwankungskompensationsschaltung 140 können
dieselben wie die Konfiguration und die Operation ihrer mit denselben
Bezugszahlen in 1 versehenen Gegenstücke
sein.
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9 ist
ein Zeitdiagramm, das eine beispielhafte Operation der mit Bezug
auf 8 erläuterten Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 ist.
Wie vorstehend erläutert ist, gibt der Impulsgenerator 200 einen
Impuls gemäß der vorderen Flanke eines periodischen
Signals aus. Der Impulsgenerator 200 stoppt die Oszillation
in der Oszillatorschaltung 220 und startet erneut die Oszillation
gemäß dem Impuls.
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Die
Oszillatorschaltung 220 gibt ein Oszillationssignal in
den Phasenkomparator 60 ein, nachdem eine voreingestellte
Verzögerungszeit nach dem Impuls eingegeben wurde. Ein
Beispiel für die Verzögerungszeit ist eine Verzögerungszeit
in dem Inverter 232 oder dergleichen, die gemäß einer
zugeführten Versorgungsspannung schwankt. Der Phasenkomparator 60 vergleicht
die Phase des von dem Impulsgenerator 200 zugeführten
Impulses mit der Phase des Oszillationssignals. Die Initialisierungsschaltung 120 stellt
die Vorspannung auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses ein.
Gemäß der beschriebenen Konfiguration wird die
Phase des Oszillationssignals im Wesentlichen gleich der Phase des
von dem Impulsgenerator 200 ausgegebenen Impulses. Nachdem
die Phase des Oszillationssignals verriegelt ist, wird die Schwankungskompensationsschaltung 140 verwendet,
um die Lastschwankung in der Operationsschaltung 16 zu
kompensieren. Wie vorstehend festgestellt ist, verhindert die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in
dem vorliegenden Beispiel eine Akkumulation der Phasenverschiebung
des Oszillationssignals mit Bezug auf das periodische Signal, wodurch
ein Zyklusschlupf verhindert wird.
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10 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration einer Prüfvorrichtung 400,
die eine geprüfte Vorrichtung 300 wie ein Halbleiterchip
prüft. Die Prüfvorrichtung 400 enthält
einen Mustergenerator 410, eine Wellen form-Formungsschaltung 420,
eine Bestimmungsschaltung 430 und eine Taktgeneratorschaltung 440.
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Der
Mustergenerator 410 erzeugt ein Prüfmuster zum
Prüfen der geprüften Vorrichtung 300. Beispielsweise
erzeugt der Mustergenerator 410 ein digitales Prüfmuster
mit einem 1/0-Muster entsprechend einem zugeführten Prüfprogramm.
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Die
Wellenform-Formungsschaltung 420 erzeugt ein zu der geprüften
Vorrichtung 300 zu lieferndes Prüfsignal auf der
Grundlage des Prüfmusters. Beispielsweise erzeugt die Wellenform-Formungsschaltung 420 das
einen Spannungspegel entsprechend dem digitalen Wert des Prüfmusters
darstellende Prüfsignal gemäß der Flanke
eines zugeführten Taktsignals.
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Die
Taktgeneratorschaltung 440 erzeugt ein Taktsignal zum Bestimmen
der Phase eines Prüfsignals und liefert das Taktsignal
zu der Wellenform-Formungsschaltung 420. Beispielsweise
steuert die Taktgeneratorschaltung 440 die Phase jedes
Impulses eines zugeführten Bezugstakts in eine gewünschte
Phase und gibt den sich ergebenden Impuls aus.
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Die
Bestimmungsschaltung 430 bestimmt auf der Grundlage eines
von der geprüften Vorrichtung 300 ausgegebenen
Ausgangssignals, ob die geprüfte Vorrichtung 300 fehlerhaft
ist oder nicht. Beispielsweise vergleicht die Bestimmungsschaltung 430 das
Ausgangssignal der geprüften Vorrichtung 300 mit
einem von dem Mustergenerator 410 erzeugten Erwartungswertsignal,
um zu bestimmen, ob die geprüfte Vorrichtung 300 fehlerhaft
ist oder nicht.
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11 zeigt
eine beispielhafte Konfiguration einer Taktgeneratorschaltung 440.
Die Taktgeneratorschaltung 440 enthält eine Versorgungsquelle 442,
eine variable Verzögerungsschaltung 446 und eine
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30. Die variable
Verzögerungsschaltung 446 verzögert jeden
Impuls eines von außen zugeführten Bezugstakts
um einen entsprechenden gewünschten Verzögerungsbetrag,
wodurch ein Taktsignal erzeugt wird.
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Die
Versorgungsquelle 442 liefert eine Versorgungsspannung
zum Betreiben der variablen Verzögerungsschaltung 446 zu
dieser. Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 ist
parallel zu der variablen Verzögerungsschaltung 446 in
der Nähe der variablen Verzögerungsschaltung 446 vorgesehen
und kompensiert die zu der variablen Verzögerungsschaltung 446 gelieferte
Versorgungsspannung. Die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 hat
dieselbe Konfiguration wie die mit Bezug auf 1 bis 9 erläuterte
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 und hat eine ähnliche
Funktion wie diese. Obgleich die mit Bezug auf 1 bis 9 erläuterte
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 die zu der Operationsschaltung 16 gelieferte
Versorgungsspannung kompensiert, kompensiert die Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30 in
dem vorliegenden Beispiel die zu der variablen Verzögerungsschaltung 446 gelieferte
Versorgungsspannung. Die anderen Funktionen in dem vorliegenden
Beispiel sind dieselben wie die Funktionen der mit Bezug auf 1 bis 9 erläuterten
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung 30.
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Die
Taktgeneratorschaltung 440 in dem vorliegenden Beispiel
ermöglicht, die Lastschwankung in der Versorgungsquelle 442 zu
beschränken, indem die Schwan kung des Kompensationsversorgungsstroms
für die gesamte Schaltung beschränkt wird. Somit
wird der Verzögerungsfehler der variablen Verzögerungsschaltung 446,
der der Lastschwankung zuschreibbar ist, verringert, wodurch ermöglicht
wird, dass ein Taktsignal erzeugt wird, dessen Phase genau gesteuert
ist.
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Darüber
hinaus ist die die Taktgeneratorschaltung 440 verwendende
Prüfvorrichtung 400 in der Lage, ein Prüfsignal
zu erzeugen, dessen Phase genau gesteuert ist, und somit kann sie
die geprüfte Vorrichtung 300 genau prüfen.
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Vorstehend
wurde die vorliegende Erfindung im Wege eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Jedoch ist es selbstverständlich, dass der
technische Bereich der vorliegenden Erfindung nicht durch das vorbeschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt werden soll. Es
ist festzustellen, dass der Fachmann viele Modifikationen und Verbesserungen
bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel vornehmen kann.
Es ist anhand der angefügten Ansprüche offensichtlich,
dass Ausführungsbeispiele mit derartigen Modifikationen
oder Verbesserungen auch in den technischen Bereich der vorliegenden
Erfindung fallen.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, können
Lastschwankungen in einer Operationsschaltung gemäß den
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung genau
kompensiert werden.
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Zusammenfassung:
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Es
ist eine Lastschwankungs-Kompensationsschaltung vorgesehen, welche
enthält: eine Verzögerungsschaltung, die eine
Versorgungsspannung von einer mit der Operationsschaltung gemeinsamen Versorgungsquelle
empfängt und ein verzögertes Signal ausgibt, das
sich durch Verzögern eines zugeführten periodischen
Signals um einen Verzögerungsbetrag entsprechend der Versorgungsspannung
ergibt; einen Phasenkomparator, der eine Phase des periodischen
Signals mit einer Phase des verzögerten Signals vergleicht;
eine Initialisierungsschaltung, die eine zu der Verzögerungsschaltung gelieferte
Vorspannung erzeugt und eine Phasendifferenz zwischen dem periodischen
Signal und dem verzögerten Signal auf der Grundlage des
Vergleichsergebnisses des Phasenkomparators auf einen voreingestellten
Wert einstellt; eine Steuervorrichtung, die die von der Initialisierungsschaltung
ausgegebene Vorspannung hält, wenn die Phasendifferenz
zwischen dem periodischen Signal und dem verzögerten Signal
den voreingestellten Wert erreicht hat; eine Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung,
die eine Versorgungsquelle mit der Operationsschaltung teilt; und
eine Schwankungskompensationsschaltung, die einen Betrag eines zu
der Versorgungsstrom-Verbrauchsschaltung gelieferten Versorgungsstroms
auf der Grundlage des von dem Phasenkomparator ausgegebenen Vergleichsergebnisses
steuert, während die Vorspannung der Initialisierungsschaltung
gehalten wird.
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Erläuterung der Bezugszahlen:
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10:
Substrat, 12, 14, 22, 26: Widerstandskomponente, 30:
Lastschwankungs-Kompensationsschaltung, 40: Verzögerungsschaltung, 60:
Phasenkomparator, 80: Steuervorrichtung, 82, 90, 92, 204, 206, 210, 222, 224, 230, 234, 240, 242, 246, 248: UND-Schaltung, 84, 86, 182:
Flipflop, 88: Verriegelungssteuervorrichtung, 100:
elektronische Vorrichtung, 120: Initialisierungsschaltung, 122:
erster Zähler, 124: D/A-Wandler, 140:
Schwankungskompensationsschaltung, 142: zweiter Zähler, 144:
Versorgungsstromquelle, 160: Versorgungsstrom-Kompensationsschaltung, 180:
Frequenzteilerschaltung, 184: Multiplexer, 190:
PVT-Monitorschaltung, 192: Einstellschaltung, 200:
Impulsgenerator, 202, 208, 226, 232:
Inverter, 220: Oszillatorschaltung, 250, 252:
logische Schaltung, 300: geprüfte Vorrichtung, 310:
variable Verzögerungsschaltung, 400: Prüfvorrichtung, 410:
Mustergenerator, 420: Wellenform-Formungsschaltung, 430:
Entscheidungsschaltung, 440: Taktgeneratorschaltung, 442:
Versorgungsquelle, 446: variable Verzögerungsschaltung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2006-221913 [0001]
- - JP 11-74768 [0005]