JP2006329987A - ジッタ測定装置、及びジッタ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不規則なパターンを有する被測定データ信号のタイミングジッタを、容易且つ精度よく測定する。
【解決手段】被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定装置であって、被測定データ信号のエッジを検出し、エッジに応じて予め定められたパルス幅の第１のパルス信号を出力する第１のパルス生成手段、及び被測定データ信号においてデータ値が遷移しないデータ区間の境界を検出し、検出したデータ区間の境界のタイミングに応じて、予め定められたパルス幅の第２のパルス信号を出力する第２のパルス生成手段を有するパルス生成部と、第１のパルス信号及び第２のパルス信号に基づいて、被測定データ信号のタイミングジッタを算出するジッタ算出部とを備えるジッタ測定装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被測定データ信号のタイミングジッタを測定する測定装置、及び測定方法に関する。

従来、被測定クロック信号のタイミングジッタを測定する回路として、例えば被測定クロック信号を一周期遅延させ、被測定クロック信号と、遅延させた信号との位相差を検出することにより、被測定クロック信号のジッタ測定を行う回路が知られている。また、サンプリングオシロスコープ、デジタルオシロスコープを用いても、被測定クロック信号のジッタを測定できることが知られている。

しかし、従来のジッタ測定方法は、クロックのように一定周期のパルス信号のタイミングジッタを測定することには有効であるが、データ信号のように論理値が不規則にあらわれる信号のタイミングジッタを精度よく測定することができない。

例えば、サンプリングオシロスコープ、デジタルオシロスコープ等を用いてタイミングジッタ測定を行う場合、被測定データ信号のエッジの位相を測定するためのトリガ信号を生成する必要があるが、データ信号は、エッジの位置が不規則であるため、様々なタイミングのトリガ信号を生成する必要がある。このため、トリガ信号自体のタイミングジッタが大きくなり、被測定データ信号のジッタ測定精度が悪くなる。

また、タイミングジッタの小さいトリガ信号を生成するためには、高精度の回路が必要となり、測定コストが上昇してしまう。このため、従来の測定方法では、パターンが不規則なデータ信号のタイミングジッタを、低コスト且つ高精度で測定できなかった。また、データ信号のジッタをリアルタイムに測定できる方法及び回路も発明されていない。

このため本発明は上記の課題を解決する電力印加回路及び試験装置を提供することを目的とする。この目的は、請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記課題を解決するために、本発明の第１形態においては、被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定装置であって、被測定データ信号のエッジを検出し、エッジに応じて予め定められたパルス幅の第１のパルス信号を出力する第１のパルス生成手段、及び被測定データ信号においてデータ値が遷移しないデータ区間の境界を検出し、検出したデータ区間の境界のタイミングに応じて、予め定められたパルス幅の第２のパルス信号を出力する第２のパルス生成手段を有するパルス生成部と、第１のパルス信号及び第２のパルス信号に基づいて、被測定データ信号のタイミングジッタを算出するジッタ算出部とを備えるジッタ測定装置を提供する。

被測定データ信号のデータ区間の境界毎に、当該データ区間の境界において被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号を生成する相補データ信号生成部を更に備え、第２のパルス生成手段は、相補データ信号のエッジに応じて、第２のパルス信号を出力してよい。

相補データ信号生成部は、被測定データ信号のエッジと、相補データ信号のエッジとを同一の時間軸に並べた場合に、これらのエッジが略同一の時間間隔で配列される前記相補データ信号を生成してよい。

ジッタ測定装置は、パルス生成部が出力する信号が第１論理値を示す間、所定の増加率で信号レベルが増加し、パルス生成部が出力する信号が第１論理値と異なる第２論理値を示す間、所定の減少率で信号レベルが減少するジッタ測定信号を出力する積分部を更に備え、ジッタ算出部は、積分部が出力するジッタ測定信号の、パルス信号のエッジのタイミングにおけるそれぞれの信号レベルに基づいて、タイミングジッタを算出してよい。

ジッタ算出部は、第１のパルス信号が第１論理値を示す間、ジッタ測定信号を通過させ、第１のパルス信号が第２論理値を示す間、ジッタ測定信号の信号レベルをホールドするサンプル保持回路と、サンプル保持回路が出力する信号に基づいて、タイミングジッタを算出する演算部とを有してよい。

ジッタ算出部は、第１のパルス信号を変換トリガ信号として受け取り、変換トリガ信号に応じて、ジッタ測定信号の信号レベルをデジタル値に変換するＡＤ変換部と、ＡＤ変換部が出力するデジタル値に基づいて、タイミングジッタを算出する演算部とを有してよい。

被測定データ信号は、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号であり、ジッタ算出部は、被測定データ信号の各パターン周期において、第１のパルス信号の予め定められた順番のパルスが第１論理値を示す間、ジッタ測定信号を通過させ、当該パルスが第１論理値を示さない間、ジッタ測定信号の信号レベルをホールドするサンプル保持回路と、サンプル保持回路が出力する信号に基づいて、タイミングジッタを算出する演算部と有してよい。

サンプル保持回路は、ジッタ測定信号をサンプル保持すべきパルスの順番を順次変更し、演算部は、パルスの順番毎に、タイミングジッタを算出し、それぞれ算出したタイミングジッタに基づいて、被測定データ信号の確定ジッタを更に算出してよい。

被測定データ信号は、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号であり、ジッタ測定装置は、被測定データ信号のそれぞれのパターン周期におけるデータ遷移回数に応じて、被測定データ信号を分周する分周器を更に有し、相補データ信号生成部は、分周後の被測定データ信号の相補データ信号を生成してよい。

パルス生成部は、被測定データ信号及び相補データ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれか、又は両方に応じてパルス信号を生成してよい。相補データ信号生成部は、被測定データ信号に基づいて、被測定データ信号のデータ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成するクロック再生器と、被測定データ信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する第１のＤフリップフロップと、第１のＤフリップフロップが出力する信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する第２のＤフリップフロップと、第１のＤフリップフロップが出力する信号の値と、第２のＤフリップフロップが出力する信号の値とが一致した場合にＨ論理を示す一致信号を出力する一致検出器と、一致検出器が出力する信号を、クロック信号に応じて取り込んで出力し、当該出力信号により内部データがリセットされる第３のＤフリップフロップと、第３のＤフリップフロップが出力する信号を２分周し、相補データ信号を生成する分周器とを有してよい。

相補データ信号生成部は、被測定データ信号に基づいて、被測定データ信号の前記データ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成するクロック再生器と、クロック信号がクロック入力端子に入力され、反転出力端子とデータ入力端子とが接続される第４のＤフリップフロップと、被測定データ信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する第５のＤフリップフロップと、第４のＤフリップフロップが出力する信号と、第５のＤフリップフロップが出力する信号との排他的論理和を、相補データ信号として出力する排他的論理和回路とを有してよい。

ジッタ算出部は、ジッタ測定信号の信号レベル変化におけるそれぞれの極値に基づいて、タイミングジッタを算出してよい。積分部は、被測定データ信号及び相補データ信号にタイミングジッタが無い場合に、ジッタ測定信号のそれぞれの極値が予め定められた信号レベルとなる増加率及び減少率で、ジッタ測定信号を生成し、ジッタ算出部は、ジッタ測定信号のそれぞれの極値と、予め定められた信号レベルとの差分に基づいて、タイミングジッタを算出してよい。

ジッタ算出部は、積分部が出力するジッタ測定信号の予め定められた高帯域成分を除去する平均化回路を有してよい。相補データ信号生成部は、タイミングジッタが略零である相補データ信号を生成してよい。

本発明の第２の形態においては、被測定データ信号のエッジを検出し、エッジに応じて予め定められたパルス幅の第１のパルス信号を出力する第１のパルス生成段階と、被測定データ信号においてデータ値が遷移しないデータ区間の境界を検出し、検出したデータ区間の境界のタイミングに応じて、予め定められたパルス幅の第２のパルス信号を出力する第２のパルス生成段階と、第１のパルス信号及び第２のパルス信号に基づいて、被測定データ信号のタイミングジッタを算出するジッタ算出段階とを備えるジッタ測定方法を提供する。

本発明の第３の形態においては、被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定装置であって、略同一周期でパルスを有するクロック信号のジッタを測定できる測定部と、被測定データ信号のデータ区間毎に、当該データ区間において被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号と、被測定データとを受け取り、被測定データ及び相補データ信号を、同期して測定部に入力する入力部とを備えるジッタ測定装置を提供する。

本発明の第４の形態においては、与えられるクロック信号のタイミングジッタを測定可能なジッタ測定装置を用いて、被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定方法であって、被測定データ信号のデータ区間毎に、当該データ区間において被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号を、被測定データ信号と同期して前記ジッタ測定装置に入力する入力段階と、ジッタ測定装置に、被測定データ信号及び相補データ信号に基づいて、被測定データ信号のタイミングジッタを算出させるジッタ算出段階とを備えるジッタ測定方法を提供する。

入力段階は、ジッタ測定装置の外部の装置が生成した相補データ信号を、前記パルス生成部に入力してよい。入力段階は、データ信号と、相補データ信号とのスキューを調整するスキュー調整段階を有してよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施形態に係る試験装置１００の構成の一例を示す図である。試験装置１００は、半導体回路等の被試験デバイスが出力する被測定データ信号のジッタを測定し、被試験デバイスの良否を判定する装置であって、ジッタ測定装置９８及び判定部９０を備える。被測定データ信号は、略一定のデータレートを有する信号である。

ジッタ測定装置９８は、与えられる被測定データ信号のジッタを測定する装置であって、相補データ信号生成部１０、パルス生成部３０、積分部５０、及びジッタ算出部７０を有する。判定部９０は、ジッタ測定装置９８が測定した被測定データ信号のジッタに基づいて、当該被測定データ信号を出力した被試験デバイスの良否を判定する。例えば、判定部９０は、被測定データ信号のジッタ値が、予め定められた範囲内であるか否かに基づいて、被試験デバイスの良否を判定する。

図２は、相補データ信号生成部１０及びパルス生成部３０の動作の一例を示すタイミングチャートである。相補データ信号生成部１０は、被測定データ信号を受け取り、被測定データ信号の相補データ信号（complementary data signal)を生成する。相補データ信号とは、被測定データ信号のデータ区間の境界毎に、当該データ区間の境界において被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる信号である。例えば、相補データ信号は、被測定データ信号のエッジと、相補データ信号のエッジとを同一の時間軸に並べた場合に、これらのエッジが略同一の時間間隔で配列される信号であってよい。また、被測定データ信号のデータ区間とは、例えばシリアル伝送される被測定データ信号において連続しない一つのデータが保持される時間を指す。また、多値化して伝送される被測定データ信号においては、シンボルのデータが保持される時間を指してもよい。つまり、データ区間とは、被測定データ信号のビット間隔であってよく、またシンボル間隔であってもよい。例えば、図２においては、被測定データ信号のデータ区間はＴであり、時間（０−６Ｔ）におけるデータパターンは、１１０００１である。

図２に示した例においては、区間（０−Ｔ、Ｔ−２Ｔ、３Ｔ−４Ｔ、・・・）が、データ区間（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・）に対応する。また、それぞれのデータ区間の境界は、（０、Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、・・・）である。本例において、データ区間の境界（０、２Ｔ、５Ｔ）で、被測定データ信号のデータ値が遷移し、データ区間の境界（Ｔ、３Ｔ、４Ｔ）において、被測定データ信号のデータ値が遷移しない。このため、相補データ信号生成部１０は、被測定データ信号のエッジが存在しないデータ区間の境界（Ｔ、３Ｔ、４Ｔ）においてエッジを有する相補データ信号を生成する。

被測定データ信号は、略一定のデータ区間を有するので、被測定データ信号のエッジのタイミングは、タイミング（０、Ｔ、２Ｔ、・・・）のいずれかと略同一となる。このような場合、相補データ信号生成部１０は、被測定データ信号のエッジが存在しないデータ区間の境界で、エッジを有する相補データ信号を生成することが好ましい。これにより、被測定データ信号及び相補データ信号の双方のエッジを考慮すると、略一定間隔にエッジが配列される。このような動作により、ジッタ測定装置９８は、略一定間隔で測定、動作することができ、測定間隔等の差異による測定値のバラツキを低減し、精度よくジッタを測定することができる。

パルス生成部３０は、被測定データ信号及び相補データ信号のそれぞれのエッジに応じて、予め定められたパルス幅のパルス信号を出力する。本例においてパルス生成部３０は、被測定データ信号及び相補データ信号に対応する第１のパルス発生器３２−１及び第２のパルス発生器３２−２と、論理和回路３８を有する。第１のパルス発生器３２−１は、本発明における第１のパルス生成手段として機能し、第２のパルス発生器３２−２は、本発明における第２のパルス生成手段として機能してよい。

第１のパルス発生器３２−１及び第２のパルス発生器３２−２は、それぞれ遅延回路３４及び排他的論理和回路３６を有する。遅延回路３４は、遅延時間が可変であることが好ましい。また、遅延回路３４は、被測定データ信号又は相補データ信号を受け取り、予め定められた遅延時間で遅延させて出力する。排他的論理和回路３６は、被測定データ信号又は相補データ信号と、遅延回路３４が当該信号を遅延させた信号との排他的論理和を出力する。

このような構成により、第１のパルス発生器３２−１は、図２に示すように、被測定データ信号のそれぞれのエッジに応じて、予め定められたパルス幅Ｗ１の第１のパルス信号を出力し、第２のパルス発生器３２−２は、図２に示すように、相補データ信号のそれぞれのエッジに応じて、予め定められたパルス幅Ｗ２の第２のパルス信号を出力する。論理和回路３８は、図２に示すように、第１のパルス信号及び第２のパルス信号の論理和を出力する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、積分部５０の動作の一例を説明するタイミングチャートである。本例では、第１のパルス信号のパルス幅Ｗ１及び第２のパルス信号のパルス幅Ｗ２が等しいことを仮定する。つまり、パルス生成部３０が、パルス幅が一定のパルス信号を出力する場合について説明する。パルス幅Ｗ１及びパルス幅Ｗ２が等しくない場合の実施例は、図１２において後述する。

積分部５０は、パルス生成部３０が出力する信号が第１論理値を示す間、所定の増加率で信号レベルが増加し、パルス生成部３０が出力する信号が第１論理値と異なる第２論理値を示す間、所定の減少率で前記信号レベルが減少するジッタ測定信号を出力する。本例において、第１論理値は論理値Ｈであり、第２論理値は論理値Ｌである。

積分部５０は、例えば図１に示すように、ソース電流源５２、シンク電流源５６、キャパシタ５８、充放電制御部５４を有する。ソース電流源５２は、ジッタ測定信号の増加率を規定するソース電流を生成し、シンク電流源５６は、ジッタ測定信号の減少率を規定するシンク電流を生成する。キャパシタ５８は、ソース電流源５２及びシンク電流源５６によって充放電されることにより、ジッタ測定信号の電圧レベルを生成する。

また、充放電制御部５４は、パルス信号が論理値Ｈを示す間、ソース電流からシンク電流を減じた電流に基づいてキャパシタを充電し、パルス信号が論理値Ｌを示す間、シンク電流に基づいてキャパシタを放電する。このような構成により、積分部５０はジッタ測定信号を出力する。

図３（ａ）は、被測定データ信号及び相補データ信号にジッタが無い場合に、積分部５０が出力するジッタ測定信号の一例を示す図である。積分部５０は、図３（ａ）に示すように、被測定データ信号及び相補データ信号にタイミングジッタが無い場合に、ジッタ測定信号の信号レベル変化のそれぞれの極値が予め定められた信号レベルとなる増加率及び減少率で、ジッタ測定信号を生成する。パルス信号におけるそれぞれのパルスが論理値Ｈを示す時間、即ちパルス幅をＷとし、パルス信号が論理値Ｈを示す場合の信号レベルの増加率をａ１とし、パルス信号が論理値Ｌを示す場合の信号レベルの減少率をａ２とすると、積分部５０は、下式を満たす増加率ａ１及び減少率ａ２で、ジッタ測定信号を生成する。

このような制御により、被測定データ信号及び相補データ信号にタイミングジッタが無い場合のジッタ測定信号の極大値及び極小値は、それぞれ一定の値となる。

図３（ｂ）は、被測定データ信号及び相補データ信号にジッタが有る場合に、積分部５０が出力するジッタ測定信号の一例を示す図である。パルス信号のそれぞれのパルスの立ち上がりエッジのタイミングは、（０、Ｔ、２Ｔ、・・・）となるべきであるが、被測定データ信号又は相補データ信号にジッタが有る場合、パルスの立ち上がりエッジのタイミングは、当該タイミングに対して誤差を有する。

例えば、タイミングＴに対応するパルスの立ち上がりエッジが、タイミングジッタＪ１を有する場合、ジッタ測定信号の極値のうち、当該パルスに対応する極値は、上述した一定の値に対して誤差Ｖ１を有する。当該誤差は、タイミングジッタＪ１に、減少率ａ２を乗じたものであり、タイミングジッタＪ１に比例する。

ジッタ算出部７０は、パルス生成部３０が出力するパルス信号に基づいて、被測定データ信号のタイミングジッタを算出する。例えば、ジッタ算出部７０は、ジッタ測定信号の信号レベル変化のそれぞれの極値の信号レベルに基づいて、被測定データ信号のジッタを算出してよい。例えば、それぞれの極値の信号レベルと、予め定められた基準値との差異に基づいて、それぞれの極値に対応する被測定データ信号のエッジのタイミングジッタを算出してよい。但し、相補データ信号にジッタが生じている場合、ジッタ測定信号に極値の信号レベルが変動する。このため、被測定データ信号のジッタを精度よく算出するためには、相補データ信号のジッタの影響を排除して、ジッタ測定信号からジッタを算出することが好ましい。

例えば、相補データ信号生成部１０は、タイミングジッタが略零である相補データ信号を生成してよい。この場合、相補データ信号生成部１０は、高精度の発振器により生成したジッタが略零のクロックに応じて、相補データ信号を生成してよい。このような相補データ信号を用いることにより、ジッタ測定信号に対する相補データ信号のジッタの影響を減少することができる。

また、ジッタ算出部７０は、ジッタ測定信号のそれぞれの極値のうち、被測定データ信号のエッジに対応する極値に基づいて、タイミングジッタを算出してよい。例えば、ジッタ算出部７０は、積分部５０が出力するジッタ測定信号の、パルス信号のエッジのタイミングにおけるそれぞれの信号レベルに基づいて、タイミングジッタを算出してよい。

また、ジッタ算出部７０は、時系列に算出したそれぞれのタイミングジッタの差分を算出することにより、被測定データ信号の周期ジッタを算出してもよい。例えば、被測定データ信号の１周期毎に時系列で算出されたタイミングジッタ系列に対し、時系列において隣り合うタイミングジッタの差分をそれぞれ算出することにより、被測定データ信号の周期ジッタを算出することができる。

図４は、ジッタ算出部７０の構成の一例を示す図である。本例におけるジッタ算出部７０は、サンプル保持回路７２及び演算部７４を有する。サンプル保持回路７２は、第１のパルス信号に基づいて、ジッタ測定信号の信号レベルを通過、又は保持することにより、ジッタ測定信号から相補データ信号のジッタ成分を除去する。

図５は、サンプル保持回路７２の動作の一例を示す図である。図５に示すように、サンプル保持回路７２は、第１のパルス発生器３２−１が出力する第１のパルス信号が、第１論理値（本例では論理値Ｈ）を示す間、ジッタ測定信号を通過させ、第１のパルス信号が第２論理値（本例では論理値Ｌ）を示す間、ジッタ測定信号の信号レベルをホールドし、演算部７４に供給する。

相補データ信号にジッタが有る場合、図５に示すように、第２のパルス発生器３２−２が出力する第２のパルス信号のエッジのタイミングは、（０、Ｔ、２Ｔ、・・・）に対して誤差を有する。しかし、ジッタ測定信号の信号レベルは、各周期において一定の増加率で増加し、一定の減少率で減少する。このため、第２のパルス信号にジッタが生じることにより、第２のパルス信号のパルスの位置が、第１のパルス信号のパルス間で変動しても、第１のパルス信号の立ち下がりエッジから、次の立ち上がりエッジまでの、ジッタ測定信号の信号レベルの変動は一定となる。

このため、図５に示すように、第１のパルス信号が論理値Ｈを示す間、ジッタ測定信号を通過させ、第１のパルス信号が論理値Ｌを示す間、ジッタ測定信号の信号レベルを保持して出力することにより、ジッタ測定信号の信号レベルから相補データ信号のジッタの影響を排除し、被測定データ信号のタイミングジッタを精度よく測定することができる。

また、サンプル保持回路７２は、第１のパルス信号を変換トリガ信号として受け取り、変換トリガ信号に応じて、ジッタ測定信号の信号レベルをデジタル値に変換して演算部７４に供給するＡＤ変換部であってよい。

図６は、サンプル保持回路７２の動作の他の例を示す図である。サンプル保持回路７２は、第１のパルス信号と、ジッタ測定信号とを受け取って動作するが、例えば伝送遅延等により、第１のパルス信号と、ジッタ測定信号とが与えられるタイミングに誤差が生じる場合がある。例えば、第１のパルス信号が与えられるタイミングが、ジッタ測定信号が与えられるタイミングに対してτ遅れている場合、図６に示すように、第１のパルス信号の位相と、ジッタ測定信号の位相とに誤差τが生じる。

このような場合であっても、サンプル保持回路７２は、第１のパルス信号が論理値Ｈを示す間、ジッタ測定信号を通過させ、第１のパルス信号が論理値Ｌを示す間、ジッタ測定信号の信号レベルを保持して出力する。この場合、サンプル保持回路７２が出力する信号レベルは、ジッタ測定信号の三角波の頂点の信号レベルに対して誤差を有するが、ジッタ測定信号は、一定の減少率で信号レベルが減少するため、当該信号レベルの誤差は、位相誤差τに比例する。このため、サンプル保持回路７２が保持して出力する信号レベルと基準値との差分は、タイミングジッタの大きさに比例するものとなり、測定の線形性に影響を与えない。

演算部７４は、算出するタイミングジッタの値に、位相誤差τに応じた比例係数を乗ずることにより、精度よくタイミングジッタを算出することができる。以上説明したジッタ測定装置９８によれば、一定周期でエッジを有するクロック信号に限らず、一定周期でエッジを有さない被測定データ信号を測定する場合であっても、一定周期でエッジを有する信号と同様に、一定周期で測定動作を行うことができる。そして、測定結果から、被測定データ信号に基づく成分を抽出し、精度よく被測定データ信号のタイミングジッタを測定することができる。

図７は、相補データ信号生成部１０の構成の一例を示す図である。相補データ信号生成部１０は、クロック再生器１２、第１のＤフリップフロップ１４、第２のＤフリップフロップ１６、一致検出器１８、第３のＤフリップフロップ２０、及び分周器２２を有する。

図８は、相補データ信号生成部１０の動作の一例を説明するタイミングチャートである。図８（ａ）は、クロック再生器１２から一致検出器１８までの動作を示し、図８（ｂ）は、一致検出器１８から分周器２２までの動作を示す。

クロック再生器１２は、被測定データ信号に基づいて、被測定データ信号のデータ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成する。第１のＤフリップフロップ１４は、被測定データ信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する。

第２のＤフリップフロップ１６は、第１のＤフリップフロップ１４が出力する信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する。つまり、第２のＤフリップフロップ１６は、第１のＤフリップフロップ１４が出力する信号を、被測定データ信号のデータ区間の１周期分遅延させて出力する。

一致検出器１８は、第１のＤフリップフロップ１４が出力する信号の値と、第２のＤフリップフロップ１６が出力する信号の値とが一致した場合にＨ論理を示す一致信号を出力する。

第３のＤフリップフロップ２０は、一致検出器１８が出力する信号を、クロック信号に応じて取り込んで出力し、当該出力信号により内部データがリセットされる。つまり、第３のＤフリップフロップ２０は、クロック信号の立ち上がりエッジを受け取ったときに、一致検出器１８から受け取る信号が論理値Ｈを示す場合に、被測定データ信号のデータ区間より短い微少パルス幅のパルスを出力する。

分周器２２は、第３のＤフリップフロップ２０が出力する信号を２分周し、相補データ信号を生成する。ここで２分周とは、図８（ｂ）に示すように、第３のＤフリップフロップ２０が出力する信号の立ち上がりエッジ、又は立ち下がりエッジのいずれかに応じて論理値が遷移する信号を生成することをいう。このような構成により、被測定データ信号の相補データ信号を容易に生成することができる。

図９は、相補データ信号生成部１０の構成の他の例を示す図である。本例における相補データ信号生成部１０は、クロック再生器１２、第４のＤフリップフロップ２４、第５のＤフリップフロップ２６、及び排他的論理和回路２８を有する。

図１０は、図９に示す相補データ信号生成部１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。クロック再生器１２は、被測定データ信号に基づいて、被測定データ信号のデータ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成する。第５のＤフリップフロップ２６は、被測定データ信号を、クロック信号に応じて取り込み、出力する。第４のＤフリップフロップ２４は、クロック信号がクロック入力端子に入力され、反転出力端子とデータ入力端子とが接続される。つまり、第４のＤフリップフロップ２４は、クロック信号に応じて論理値が反転する信号を生成する。

排他的論理和回路２８は、第４のＤフリップフロップ２４が出力する信号と、第５のＤフリップフロップ２６が出力する信号との排他的論理和を、相補データ信号として出力する。

このような構成によれば、簡易な構成で相補データ信号を生成することができる。また、図１０においては、第４のＤフリップフロップ２４が出力する信号の、時刻０における初期値を論理値Ｈとしたが、当該初期値が論理値Ｌであっても、排他的論理和回路２８が出力する信号のパターンが反転するだけで、データ遷移のタイミングを保持した相補データが出力される。

図１１は、パルス生成部３０の構成の他の例を示す図である。図１におけるパルス生成部３０は、被測定データ信号及び相補データ信号のそれぞれに対してパルス信号を生成し、これらのパルス信号を合成したが、本例におけるパルス生成部３０は、被測定データ信号及び相補データ信号を合成し、合成した信号に基づいてパルス信号を生成する。

本例におけるパルス生成部３０は、論理和回路３８、遅延回路３４、及び排他的論理和回路３６を有する。本例において論理和回路３８は、排他的論理和回路である。遅延回路３４及び排他的論理和回路３６は、図１に関連して説明した遅延回路３４及び排他的論理和回路３６と同一の機能及び構成を有する。

排他的論理和回路３８は、被測定データ信号及び相補データ信号を受け取り、これらの排他的論理和を出力する。所定のタイミング（０、Ｔ、２Ｔ、・・・）の近傍で、被測定データ信号の論理値が遷移しない場合に、相補データ信号の論理値が遷移するため、排他的論理和回路３８が出力する信号は、被測定データ信号及び相補データ信号の双方のデータ遷移に同期して論理値が反転する。このため、排他的論理和回路３８が出力する信号のエッジには、被測定データ信号及び相補データ信号のそれぞれのエッジにおけるタイミングジッタが保存される。

そして、遅延回路３４及び排他的論理和回路３６により、排他的論理和回路３８が出力する信号に応じたパルス信号を生成することにより、図１に関連して説明したパルス生成部３０と同一のパルス信号を、簡易な回路で生成することができる。

また、本例におけるパルス生成部３０では、ひとつの遅延回路３４を用いて、被測定データ信号及び相補データ信号の双方のエッジに対応するパルス信号を生成することができる。このため、半導体製造プロセスのプロセスばらつきを無視することができ、パルス信号のパルス幅を一定にすることができる。

図１２は、パルス生成部３０及び積分部５０の構成の他の例を示す図である。本例におけるパルス生成部３０は、図１に関連して説明したパルス生成部３０の構成に対し、論理和回路３８を有さない点で相違する。つまり、本例におけるパルス生成部３０は、第１のパルス発生器３２−１が出力する第１のパルス信号、及び第２のパルス発生器３２−２が出力する第２のパルス信号を、積分部５０に供給する。

積分部５０は、第１のソース電流源５２、第１の充放電制御部５４、シンク電流源５６、第２のソース電流源６０、第２の充放電制御部６２、及びキャパシタ５８を有する。第１のソース電流源５２は、ジッタ測定信号のそれぞれの三角波のうち、第２のパルス信号のパルスに対応する三角波における信号レベルの増加率を規定する第１のソース電流を生成する。また、第２のソース電流源６０は、ジッタ測定信号のそれぞれの三角波のうち、第１のパルス信号のパルスに対応する三角波における信号レベルの増加率を規定する第２のソース電流を生成する。

第１のソース電流源５２は、第１の充放電制御部５４を介してキャパシタ５８に接続される。また第２のソース電流源６０は、第２の充放電制御部６２を介してキャパシタ５８に接続される。

キャパシタ５８は、第１のソース電流源５２又は第２のソース電流源６０によって充電され、シンク電流源５６によって放電されることにより、ジッタ測定信号の電圧レベルを生成する。

また、第１の充放電制御部５４は、第２のパルス信号が論理値Ｈを示す間、第１のソース電流からシンク電流を減じた電流によってキャパシタ５８を充電し、第２のパルス信号が論理値Ｌを示す間、シンク電流によってキャパシタ５８を放電する。

第２の充放電制御部６２は、第１のパルス信号が論理値Ｈを示す間、第２のソース電流からシンク電流を減じた電流によってキャパシタ５８を充電し、第１のパルス信号が論理値Ｌを示す間、シンク電流によってキャパシタ５８を放電する。

つまり、本例における積分部５０によれば、第１及び第２のソース電流を制御することにより、ジッタ測定信号において、第１のパルス信号に対応する三角波の増加率と、第２のパルス信号に対応する三角波の増加率とを独立して制御することができる。但し、それぞれの三角波における減少率は、同一のシンク電流を用いているため、同一である。

このような構成により、それぞれの遅延回路３４に遅延誤差が生じた場合であっても、当該遅延誤差に応じてソース電流を制御することにより、ジッタ測定信号の極値の信号レベルが所定の値となるように制御することができる。また、それぞれの遅延回路３４における遅延誤差にバラツキが生じた場合であっても、バラツキを解消することができる。

また、図５に関連して説明したように、ジッタ算出部７０がサンプル保持回路７２を有する場合、第２のパルス信号のパルスの位置が、第１のパルス信号のパルス間で変動しても、第１のパルス信号の立ち下がりエッジから、次の立ち上がりエッジまでの、ジッタ測定信号の信号レベルの変動は一定となることが好ましい。本例における積分部５０においても、ジッタ測定信号のそれぞれの三角波において、減少率は一定の値であるため、第２のパルス信号のパルスの位置が、第１のパルス信号のパルス間で変動しても、第１のパルス信号の立ち下がりエッジから、第１のパルス信号の次の立ち上がりエッジまでの、ジッタ測定信号の信号レベルの変動は一定となる。

図１３は、相補データ信号生成部１０の構成の他の例を示す図である。本例において、ジッタ測定装置９８は、被測定デバイス２００が出力する疑似ランダムパターン信号を被測定データ信号として受けとる。

図１４は、図１３に示した被測定デバイス２００及び相補データ信号生成部１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。被測定デバイス２００は、縦続接続されたＮ個のＤフリップフロップ（２０２−０〜２０２−（Ｎ−１）、以下２０２と総称する）、及び排他的論理和回路２０４を有する。それぞれのＤフリップフロップ２０２は、前段のＤフリップフロップ２０２の正出力端子Ｑが出力する信号を、与えられるクロックに応じて取り込み、出力する。また、排他的論理和回路２０４は、最後段のＤフリップフロップ２０２−０が出力する信号と、その前段のＤフリップフロップ２０２−１が出力する信号との排他的論理和を出力する。排他的論理和回路２０４が出力する信号は、最前段のＤフリップフロップ２０２−（Ｎ−１）に入力される。つまり、排他的論理和回路２０４は、最後段のＤフリップフロップ２０２−０が出力する信号の論理値が連続して同一の値となるときに、最前段のＤフリップフロップ２０２−（Ｎ−１）に論理値０を入力し、異なる値となるときに論理値１を入力する。このような構成により、最後段のＤフリップフロップ２０２−０は、被測定データ信号として、疑似ランダムパターン信号を出力する。

以下、Ｎ個のＤフリップフロップ２０２から生成される疑似ランダムパターン信号を、Ｎビットの疑似ランダムパターン信号という。Ｎビットの疑似ランダムパターン信号は、１つのパターンのデータ数が（２＾Ｎ）−１個であり、当該パターンを繰り返す信号である。また、Ｎビットの疑似ランダムパターン信号において、１つのパターン中でデータ値が遷移する回数は、２＾（Ｎ−１）により決定する。例えば、３ビットの疑似ランダムパターン信号は、１つのパターンにおけるデータ数が７個であり、パターン中においてデータ値が遷移する回数は４回である。図１４では、被測定デバイス２００が、３ビットの疑似ランダムパターン信号を生成し、疑似ランダムパターン信号の一つのパターンのデータが０１０００１１である場合を示す。前述したように、排他的論理和回路２０４は、疑似ランダムパターン信号の論理値が連続するときに論理値０を出力し、連続しないときに論理値１を出力するので、そのパターンは１１００１０１となる。

本例における相補データ信号生成部１０は、一致検出器１１及びＤフリップフロップ１３を有する。一致検出器１１は、被測定デバイス２００の排他的論理和回路２０４が出力する信号と、Ｄフリップフロップ１３が正出力端子Ｑから出力する信号とが一致するときにＨ論理を出力する回路である。一致検出器１１は、いわゆる排他的ＮＯＲであってよい。

Ｄフリップフロップ１３は、一致検出器１１が出力する信号を、被測定デバイス２００に与えられるクロックに応じて取り込み、出力する。一致検出器１１は、疑似ランダムパターン信号の論理値が連続する場合に、Ｄフリップフロップ１３が出力する信号を反転してＤフリップフロップ１３に入力するので、Ｄフリップフロップ１３が出力する信号は、疑似ランダムパターン信号の論理値が遷移しないタイミングでエッジを有することになる。図１４の例では、相補データ信号のパターンは、０００１００１となる。

このような構成により、疑似ランダムパターン信号の相補データ信号を容易に生成することができる。また、疑似ランダムパターン信号と、相補データ信号との同期が既にとれているという利点もある。

図１５は、ジッタ算出部７０の構成の他の例を示す図である。本例において、ジッタ測定装置９８は、例えば疑似ランダムパターン信号のように、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号に対して、各パターン周期における予め定められた順番のデータ遷移エッジのジッタを測定する。これにより、データパターンに依存する確定ジッタの影響を排除し、ランダムジッタを精度よく測定することができる。また、パターン周期とは、同一のデータパターンを繰り返す周期であり、例えば３ビットの疑似ランダムパターン信号の場合には、７個のデータにより１つのパターンを形成するため、パターン周期は７データとなる。

また、パルス生成部３０は、図１又は図１２に関連して説明したように、第１のパルス発生器３２−１と、第２のパルス発生器３２−２を有する。本例におけるジッタ算出部７０は、図４に示したジッタ算出部７０の構成に加え、パルスカウンタ７８を更に有する。パルスカウンタ７８は、被測定データ信号の各パターン周期における、第１のパルス信号のパルス数を計数する。つまり、パルスカウンタ７８は、各パターン周期におけるそれぞれのパルスが、当該パターン周期における何番目のパルスかを計数する。そして、１つのパターン周期分のパルスを計数した場合に、計数値をリセットし、次のパターン周期のパルスを計数する。そして、パルスカウンタ７８は、計数値が、各パターン周期においてジッタを測定するべきエッジの順番を示す、予め設定された値となった場合に、パルスを出力する。当該パルスのパルス幅は、パルス生成部３０が出力するパルス信号のパルス幅と略同一であってよい。また、パルスカウンタ７８は、計数値が予め設定された値となった場合に、第１のパルス信号のパルスを通過させる構造であってもよい。

サンプル保持回路７２は、パルスカウンタ７８から受け取る信号が論理値Ｈを示す間、ジッタ測定信号を通過させ、当該信号が論理値Ｈを示さない間、サンプジッタ測定信号の信号レベルをホールドして、演算部７４に供給する。このような動作により、各パターン周期における予め定められた順番のデータ遷移エッジのジッタを測定し、ランダムジッタを測定することができる。

図１６は、図１５において説明したパルスカウンタ７８の動作の一例を示すタイミングチャートである。本例において、被測定データ信号は、３ビットの疑似ランダムパターン信号であって、データ値０１０１１１０を１パターンとする。この場合、１つのパターン周期におけるデータ遷移回数は４に定まるので、１つのパターン周期における第１のパルス信号のパルス数は４である。この場合、パルスカウンタ７８は、計数値が４となった場合に、当該計数値をリセットする。また、本例において、パルスカウンタ７８は、計数値が１のときのパルスを出力する。パルスカウンタ７８における、リセットを行う計数値の設定、及びパルスを出力するべき計数値の設定は、使用者により予め定められてよい。パルスカウンタ７８は、前述したように、第１のパルス信号のパルスを、各パターン周期において計数する。そして、当該計数値が１となったときに、パルスを出力する。

図１７は、ジッタ算出部７０の構成の他の例を示す図である。本例において、ジッタ算出部７０は、被測定データ信号の確定ジッタ、ランダムジッタ、及びトータルジッタを測定する。本例におけるジッタ算出部７０は、図１５において説明したジッタ算出部７０の構成に加え、平均化回路８０を更に有する。

確定ジッタを測定する場合、パルスカウンタ７８は、パルスを出力するべき計数値の設定を順次変更する。例えば、第１のパルス信号が、予め定められたパターン周期の間与えられた場合に、計数値の設定を順次増加させ、全ての計数値に対して測定を行わせる。サンプル保持回路７２は、パルスカウンタ７８の設定値に応じて、ジッタ測定信号を通過させるべき第１のパルス信号のパルスの順番を順次変更する。

平均化回路８０は、サンプル保持回路７２が出力するジッタ測定信号の電圧レベルの平均値を、パルスカウンタ７８の設定値毎に算出する。平均化回路８０は、積分部５０が出力するジッタ測定信号の予め定められた高帯域成分を除去するフィルタであってよい。

演算部７４は、第１のパルス信号におけるパルスの順番毎、即ちパルスカウンタ７８の設定値毎に、タイミングジッタを算出し、それぞれ算出したタイミングジッタに基づいて、被測定データ信号の確定ジッタを算出する。確定ジッタは、それぞれの設定値に対するタイミングジッタのバラツキから算出することができる。

また、ランダムジッタを測定する場合、ジッタ算出部７０は、図１５に関連して説明したように機能する。この場合、平均化回路８０は機能しない。また、トータルジッタを測定する場合、ジッタ算出部７０は、図４に関連して説明したように機能する。この場合、パルスカウンタ７８は、第１のパルス信号を通過させてサンプル保持回路７２に供給する。また平均化回路８０は機能しない。このような構成により、被測定データ信号の確定ジッタ、ランダムジッタ、及びトータルジッタを容易に測定することができる。

図１８は、ジッタ測定装置９８の構成の他の例を示す図である。本例におけるジッタ測定装置は、図１に関連して説明したジッタ測定装置９８の構成に加え、分周器９２を更に備える。本例において、被測定データ信号は、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号である。

分周器９２は、被測定データ信号のそれぞれのパターン周期におけるデータ遷移回数に応じて、被測定データ信号を分周する。例えば、被測定データ信号の各パターン周期におけるデータ遷移回数をｋとすると、分周器９２は、被測定データ信号を（ｋ＋１）分周する。また、相補データ信号生成部１０は、分周後の被測定データ信号の相補データ信号を生成する。

図１９は、分周器９２の動作の一例を示す図である。本例において、被測定データ信号は、３ビットの疑似ランダムパターン信号であり、１つのパターンにおける論理値は、０１０１１１０である。この場合、データ遷移回数ｋは４であるため、分周器９２は、被測定データ信号を５分周する。ここで、分周とは、分周後の信号において、被測定データ信号のｍ番目のパターン周期におけるｍ番目のデータ遷移エッジに対応するタイミングでデータを遷移させることをいう。本例においては、被測定データ信号の１番目のパターン周期における１番目のデータ遷移エッジは、当該パターン周期における１番目のデータビットと、２番目のデータビットとの境界であるため、分周後の信号において、対応するパターン周期の１番目のデータビットと、２番目のデータビットとの境界でデータが遷移し、当該パターン周期における他のタイミングではデータが遷移しない。つまり、被測定データ信号の当該エッジを保存し、他のエッジに対しては、当該エッジにおけるデータ値を保持させる。

他のパターン周期についても同様の処理を行い、図１９に示す分周後の信号を得る。分周後の信号は、被測定データ信号のパターン周期の５倍の周期で、同一のパターンを繰り返す信号となり、また各データ遷移エッジは、被測定データ信号の対応するエッジのタイミングジッタを保存している。

このため、被測定データ信号のビット間隔が狭く、サンプル保持回路７２等に必要な動作時間間隔を確保できない場合であっても、被測定データ信号を分周することにより、サンプル保持回路７２等を正常に動作させることができる。また、分周後の信号は、被測定データ信号のタイミングジッタを保存しているため、タイミングジッタを精度よく測定することができる。

また、図１から図１９に関連して説明したパルス生成部３０は、被測定データ信号及び相補データ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれか、又は両方に応じてパルス信号を生成してよい。例えば、被測定データ信号の立ち上がりエッジのタイミングジッタを測定したい場合には、被測定データ信号及び相補データ信号の立ち上がりエッジに応じてパルス信号を生成する。

図２０は、被測定データ信号のタイミングジッタを測定する測定方法の一例を示すフローチャートである。当該測定方法は、図１から図１９において説明したジッタ測定装置９８を用いて、タイミングジッタの測定を行う。まず、パルス生成部３０が、被測定データ信号と相補データ信号のそれぞれのエッジに応じて、予め定められたパルス幅のパルス信号を出力する（Ｓ３００）。

ここで、相補データ信号は、図１において説明した相補データ信号生成部１０が生成してよい。次に、積分部５０が、パルス信号を積分したジッタ測定信号を生成する（Ｓ３０２）。そして、ジッタ算出部７０が、ジッタ測定信号から、被測定データ信号に対応する成分を抽出する（Ｓ３０４）。例えば、図４に関連して説明したように、サンプル保持回路７２を用いて、被測定データ信号に対応する成分を抽出する。また、相補データ信号におけるジッタが略零である場合、Ｓ３０４の処理は行わなくともよい。そして、ジッタ算出部７０は、抽出したジッタ測定信号に基づいて、被測定データ信号のジッタを算出する（Ｓ３０６）。例えば、ジッタ測定信号のそれぞれの極値と、予め定められた信号レベルとの差分に基づいて、タイミングジッタを算出してよい。当該差分は、タイミングジッタの振幅に比例する。

図２１は、ジッタ測定装置９８の構成の他の例を示す図である。本例におけるジッタ測定装置９８は、被測定データ信号の相補データ信号を外部から受け取る。例えば、相補データ信号は、外部の試験装置から与えられてよい。また、相補データ信号は、図１において説明した相補データ信号生成部１０と同等の機能を有する手段を用いて、被測定データ信号から生成し、ジッタ測定装置９８に与えてもよい。

ジッタ測定装置９８は、入力部１０２及び測定部１０６を有する。測定部１０６は、略同一周期のパルスを有するクロック信号のタイミングジッタを測定できる装置である。例えば、測定部１０６は、オシロスコープ、スペクトラムアナライザ、クロックジッタ測定回路等であってよい。

入力部１０２は、被測定データ信号及び相補データ信号を受け取り、被測定データ信号及び相補データ信号を同期して測定部１０６に入力する。本例において入力部１０２は、被測定データ信号及び相補データ信号の排他的論理和を出力する論理回路１０４を有する。

測定部１０６は、被測定データ信号及び相補データ信号の双方のエッジに基づいて、タイミングジッタを測定する。このとき、測定部１０６は、図５において説明したように、測定したタイミングジッタから、被測定データ信号のジッタ成分を抽出してよい。また、相補データ信号のジッタが略零である場合、測定部１０６が測定したタイミングジッタは、被測定データ信号のタイミングジッタと略等価となる。

つまり、本例におけるジッタ測定装置９８は、一定周期を有するクロック信号のジッタを測定できる測定装置に、被測定データ信号と同期して相補データ信号を入力する。これにより、クロック信号用の測定装置において、ランダムなパターンを有する被測定データ信号のジッタを、精度よく測定することができる。また、測定部１０６は、図１から図２０において説明した、パルス生成部３０、積分部５０、及びジッタ算出部７０を有する装置であってもよい。

図２２は、図２１に示したジッタ測定装置９８を用いて、被測定データ信号のジッタを測定する測定方法の一例を示すフローチャートである。まず、入力段階Ｓ３０８において、相補データ信号を、被測定データ信号と同期して、ジッタ測定装置（測定部１０６）に入力する。ここで、相補データ信号は、外部の装置が生成し、ジッタ測定装置９８に与えてもよいし、図１において説明した相補データ信号生成部１０と同等の機能を有する手段を用いて、被測定データ信号から生成し、ジッタ測定装置９８に与えてもよい。また、入力段階Ｓ３０８では、被測定データ信号と、相補データ信号とのスキューを調整するスキュー調整段階を行うことが好ましい。次に、ジッタ測定段階Ｓ３１０において、入力した相補データ信号及び被測定データ信号に基づいて、ジッタ測定装置に、被測定データ信号のタイミングジッタを算出させる。また、図１から図１９において説明したジッタ測定装置９８は、ランダムなパターンを有する被測定データ信号を、リアルタイムで測定することができる装置である。

図２３は、サイン波ジッタで変調した被測定データ信号を測定した場合の、ジッタ算出部７０が出力する波形の一例を示す図である。被測定データ信号の各データ遷移は、図２３に示した波形において突出したひげ部分に対応する。被測定データ信号は、ランダムなパターンを有するため、当該ひげ部分の間隔は、ランダムに変化する。

従来のオシロスコープ等は、当該ひげ部分を、１カ所ずつ検出し、ジッタを測定する必要がある。このため、リアルタイムにジッタを測定することができなかった。しかし、ジッタ測定装置９８は、被測定データ信号を取り込んで、被測定データ信号のデータ遷移に応じたパルス信号をリアルタイムで積分する。このため、例えばピークツゥピークジッタをリアルタイムに測定することができる。また、相補データ信号を用いることにより、ランダムなパターンを有する被測定データ信号のジッタを、容易に測定することができる。

図２４は、図２３に示した波形の高周波成分を除去した波形を示す。ジッタ算出部７０は、当該高周波成分を除去するフィルタを有していてもよい。このように、低域通過フィルタを通過させた波形から、高周波雑音成分を除去し、被測定データ信号のタイミングジッタを精度よく測定することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以上から明らかなように、本発明によれば、不規則なパターンを有する被測定データ信号のタイミングジッタを、容易且つ精度よく測定することができる。

本発明の実施形態に係る試験装置１００の構成の一例を示す図である。 相補データ信号生成部１０及びパルス生成部３０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 図３（ａ）は、被測定データ信号及び相補データ信号にジッタが無い場合に、積分部５０が出力するジッタ測定信号の一例を示す図である。図３（ｂ）は、被測定データ信号及び相補データ信号にジッタが有る場合に、積分部５０が出力するジッタ測定信号の一例を示す図である。 ジッタ算出部７０の構成の一例を示す図である。 サンプル保持回路７２の動作の一例を示す図である。 サンプル保持回路７２の動作の他の例を示す図である。 相補データ信号生成部１０の構成の一例を示す図である。 相補データ信号生成部１０の動作の一例を説明するタイミングチャートである。図８（ａ）は、クロック再生器１２から一致検出器１８までの動作を示し、図８（ｂ）は、一致検出器１８から分周器２２までの動作を示す。 相補データ信号生成部１０の構成の他の例を示す図である。 図９に示す相補データ信号生成部１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 パルス生成部３０の構成の他の例を示す図である。 パルス生成部３０及び積分部５０の構成の他の例を示す図である。 相補データ信号生成部１０の構成の他の例を示す図である。 図１３に示した被測定デバイス２００及び相補データ信号生成部１０の動作の一例を示すタイミングチャートである。 ジッタ算出部７０の構成の他の例を示す図である。 図１５において説明したパルスカウンタ７８の動作の一例を示すタイミングチャートである。 ジッタ算出部７０の構成の他の例を示す図である。 ジッタ測定装置９８の構成の他の例を示す図である。 分周器９２の動作の一例を示す図である。 被測定データ信号のタイミングジッタを測定する測定方法の一例を示すフローチャートである。 ジッタ測定装置９８の構成の他の例を示す図である。 図２１に示したジッタ測定装置９８を用いて、被測定データ信号のジッタを測定する測定方法の一例を示すフローチャートである。 サイン波ジッタで変調した被測定データ信号を測定した場合の、ジッタ算出部９０が出力する波形の一例を示す図である。 図２３に示した波形の高周波成分を除去した波形を示す図である。

符号の説明

１０・・・相補データ信号生成部、１１・・・一致検出器、１２・・・クロック再生器、１３・・・Ｄフリップフロップ、１４・・・第１のＤフリップフロップ、１６・・・第２のＤフリップフロップ、１８・・・一致検出部、２０・・・第３のＤフリップフロップ、２２・・・分周器、２４・・・第４のＤフリップフロップ、２６・・・第５のＤフリップフロップ、２８・・・排他的論理和回路、３０・・・パルス生成部、３２・・・パルス発生器、３４・・・遅延回路、３６・・・排他的論理和回路、３８・・・論理和回路、５０・・・積分部、５２・・・ソース電流源、５４・・・充放電制御部、５６・・・シンク電流源、５８・・・キャパシタ、６０・・・ソース電流源、６２・・・充放電制御部、７０・・・ジッタ算出部、７２・・・サンプル保持回路、７４・・・演算部、７８・・・パルスカウンタ、８０・・・平均化回路、９０・・・判定部、９２・・・分周器、９８・・・ジッタ測定装置、１００・・・試験装置、１０２・・・入力部、１０４・・・論理回路、１０６・・・測定部、２００・・・被測定デバイス、２０２・・・Ｄフリップフロップ、２０４・・・排他的論理和回路

Claims (21)

1. 被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定装置であって、
   前記被測定データ信号のエッジを検出し、前記エッジに応じて予め定められたパルス幅の第１のパルス信号を出力する第１のパルス生成手段、及び前記被測定データ信号においてデータ値が遷移しないデータ区間の境界を検出し、検出した前記データ区間の境界のタイミングに応じて、予め定められたパルス幅の第２のパルス信号を出力する第２のパルス生成手段を有するパルス生成部と、
   前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号に基づいて、前記被測定データ信号のタイミングジッタを算出するジッタ算出部と
   を備えるジッタ測定装置。
2. 前記被測定データ信号のデータ区間の境界毎に、当該データ区間の境界において前記被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号を生成する相補データ信号生成部を更に備え、
   前記第２のパルス生成手段は、前記相補データ信号のエッジに応じて、前記第２のパルス信号を出力する
   請求項１に記載のジッタ測定装置。
3. 前記相補データ信号生成部は、前記被測定データ信号のエッジと、前記相補データ信号のエッジとを同一の時間軸に並べた場合に、これらのエッジが略同一の時間間隔で配列される前記相補データ信号を生成する
   請求項２に記載のジッタ測定装置。
4. 前記パルス生成部が出力する信号が第１論理値を示す間、所定の増加率で信号レベルが増加し、前記パルス生成部が出力する信号が前記第１論理値と異なる第２論理値を示す間、所定の減少率で前記信号レベルが減少するジッタ測定信号を出力する積分部を更に備え、
   前記ジッタ算出部は、前記積分部が出力する前記ジッタ測定信号の、前記パルス信号のエッジのタイミングにおけるそれぞれの前記信号レベルに基づいて、前記タイミングジッタを算出する
   請求項１に記載のジッタ測定装置。
5. 前記ジッタ算出部は、
   前記第１のパルス信号が前記第１論理値を示す間、前記ジッタ測定信号を通過させ、前記第１のパルス信号が前記第２論理値を示す間、前記ジッタ測定信号の信号レベルをホールドするサンプル保持回路と、
   前記サンプル保持回路が出力する信号に基づいて、前記タイミングジッタを算出する演算部と
   を有する請求項４に記載のジッタ測定装置。
6. 前記ジッタ算出部は、
   前記第１のパルス信号を変換トリガ信号として受け取り、前記変換トリガ信号に応じて、前記ジッタ測定信号の信号レベルをデジタル値に変換するＡＤ変換部と、
   前記ＡＤ変換部が出力するデジタル値に基づいて、前記タイミングジッタを算出する演算部と
   を有する請求項４に記載のジッタ測定装置。
7. 前記被測定データ信号は、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号であり、
   前記ジッタ算出部は、
   前記被測定データ信号の各パターン周期において、前記第１のパルス信号の予め定められた順番のパルスが前記第１論理値を示す間、前記ジッタ測定信号を通過させ、当該パルスが前記第１論理値を示さない間、前記ジッタ測定信号の信号レベルをホールドするサンプル保持回路と、
   前記サンプル保持回路が出力する信号に基づいて、前記タイミングジッタを算出する演算部と
   を有する請求項４に記載のジッタ測定装置。
8. 前記サンプル保持回路は、前記ジッタ測定信号を通過させるべき前記パルスの順番を順次変更し、
   前記演算部は、前記パルスの順番毎に、前記タイミングジッタを算出し、それぞれ算出した前記タイミングジッタに基づいて、前記被測定データ信号の確定ジッタを更に算出する
   請求項７に記載のジッタ測定装置。
9. 前記被測定データ信号は、予め定められたパターン周期で同一のデータパターンを繰り返す信号であり、
   前記ジッタ測定装置は、前記被測定データ信号のそれぞれの前記パターン周期におけるデータ遷移回数に応じて、前記被測定データ信号を分周する分周器を更に有し、
   前記相補データ信号生成部は、分周後の前記被測定データ信号の前記相補データ信号を生成する
   請求項１に記載のジッタ測定装置。
10. 前記パルス生成部は、前記被測定データ信号及び前記相補データ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのいずれか、又は両方に応じて前記パルス信号を生成する
    請求項１に記載のジッタ測定装置。
11. 前記相補データ信号生成部は、
    前記被測定データ信号に基づいて、前記被測定データ信号の前記データ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成するクロック再生器と、
    前記被測定データ信号を、前記クロック信号に応じて取り込み、出力する第１のＤフリップフロップと、
    前記第１のＤフリップフロップが出力する信号を、前記クロック信号に応じて取り込み、出力する第２のＤフリップフロップと、
    前記第１のＤフリップフロップが出力する信号の値と、前記第２のＤフリップフロップが出力する信号の値とが一致した場合にＨ論理を示す一致信号を出力する一致検出器と、
    前記一致検出器が出力する信号を、前記クロック信号に応じて取り込んで出力し、当該出力信号により内部データがリセットされる第３のＤフリップフロップと、
    前記第３のＤフリップフロップが出力する信号を２分周し、前記相補データ信号を生成する分周器と
    を有する請求項２に記載のジッタ測定装置。
12. 前記相補データ信号生成部は、
    前記被測定データ信号に基づいて、前記被測定データ信号の前記データ区間と略同一の周期を有するクロック信号を生成するクロック再生器と、
    前記クロック信号がクロック入力端子に入力され、反転出力端子とデータ入力端子とが接続される第４のＤフリップフロップと、
    前記被測定データ信号を、前記クロック信号に応じて取り込み、出力する第５のＤフリップフロップと、
    前記第４のＤフリップフロップが出力する信号と、前記第５のＤフリップフロップが出力する信号との排他的論理和を、前記相補データ信号として出力する排他的論理和回路と
    を有する請求項２に記載のジッタ測定装置。
13. 前記ジッタ算出部は、前記ジッタ測定信号の前記信号レベル変化におけるそれぞれの極値に基づいて、前記タイミングジッタを算出する
    請求項４に記載のジッタ測定装置。
14. 前記積分部は、前記被測定データ信号及び前記相補データ信号に前記タイミングジッタが無い場合に、前記ジッタ測定信号のそれぞれの極値が予め定められた信号レベルとなる前記増加率及び前記減少率で、前記ジッタ測定信号を生成し、
    前記ジッタ算出部は、前記ジッタ測定信号のそれぞれの前記極値と、前記予め定められた信号レベルとの差分に基づいて、前記タイミングジッタを算出する
    請求項４に記載のジッタ測定装置。
15. 前記ジッタ算出部は、前記積分部が出力する前記ジッタ測定信号の予め定められた高帯域成分を除去する平均化回路を有する
    請求項４に記載のジッタ測定装置。
16. 前記相補データ信号生成部は、タイミングジッタが略零である前記相補データ信号を生成する
    請求項２に記載のジッタ測定装置。
17. 被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定方法であって、
    前記被測定データ信号のエッジを検出し、前記エッジに応じて予め定められたパルス幅の第１のパルス信号を出力する第１のパルス生成段階と、
    前記被測定データ信号においてデータ値が遷移しないデータ区間の境界を検出し、検出した前記データ区間の境界のタイミングに応じて、予め定められたパルス幅の第２のパルス信号を出力する第２のパルス生成段階と、
    前記第１のパルス信号及び前記第２のパルス信号に基づいて、前記被測定データ信号のタイミングジッタを算出するジッタ算出段階と
    を備えるジッタ測定方法。
18. 被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定装置であって、
    略同一周期でパルスを有するクロック信号のジッタを測定できる測定部と、
    前記被測定データ信号のデータ区間毎に、当該データ区間において前記被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号と、前記被測定データとを受け取り、前記被測定データ及び前記相補データ信号を、同期して前記測定部に入力する入力部と
    を備えるジッタ測定装置。
19. 与えられるクロック信号のタイミングジッタを測定可能なジッタ測定装置を用いて、被測定データ信号のジッタを測定するジッタ測定方法であって、
    前記被測定データ信号のデータ区間毎に、当該データ区間において前記被測定データ信号のデータ値の遷移が無いことを条件としてエッジが設けられる相補データ信号を、前記被測定データ信号と同期して前記ジッタ測定装置に入力する入力段階と、
    前記ジッタ測定装置に、前記被測定データ信号及び前記相補データ信号に基づいて、前記被測定データ信号のタイミングジッタを算出させるジッタ算出段階と
    を備えるジッタ測定方法。
20. 前記入力段階は、ジッタ測定装置の外部の装置が生成した前記相補データ信号を、前記ジッタ測定装置に入力する
    請求項１９に記載のジッタ測定方法。
21. 前記入力段階は、前記被測定データ信号と、前記相補データ信号とのスキューを調整するスキュー調整段階を有する
    請求項１９に記載のジッタ測定方法。

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