JP2007040742A - Jitter measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周期信号の周期の変動を測定するジッタ測定装置に関し、特にICテスタに用いて好適なジッタ測定装置に関するものである。 The present invention relates to a jitter measuring apparatus for measuring fluctuations in the period of a periodic signal, and more particularly to a jitter measuring apparatus suitable for use in an IC tester.
周期信号の周期及びその変動(ジッタ)を測定する装置の先行技術として、下記に示す特許文献1〜4がある。以下、これらの特許文献に記載されたジッタ測定装置を、図4を用いて説明する。 As prior art of an apparatus for measuring the period of a periodic signal and its fluctuation (jitter), there are Patent Documents 1 to 4 shown below. Hereinafter, the jitter measuring apparatus described in these patent documents will be described with reference to FIG.
図4において、10はジッタ測定回路であり、入力部11、波形切出部12、基準クロック発生部13,カウンタ14、T/V変換部15、17、AD変換部16、18およびデータメモリ19で構成され、制御部30によって制御される。
In FIG. 4,
ジッタを測定する入力信号はコンパレータやアッテネータで構成される入力部11に入力され、波形成形およびレベル調整が行われる。この入力部11の出力は波形切出部12に入力される。この波形切出部12には、基準クロック発生部13から基準クロックが入力される。
An input signal for measuring jitter is input to an
波形切出部12は、入力部11の出力および基準クロックからクロックN、端数パルスX、端数パルスYの3つの信号を生成し、それぞれカウンタ14、T/V変換部15、T/V変換部17に出力する。
The
クロックNはカウンタ14でカウントされ、そのカウント値はデータメモリ19に格納される。端数パルスXのパルス幅はT/V変換部15で電圧信号に変換され、AD変換部16でデジタル信号に変換されてデータメモリ19に格納される。端数パルスYのパルス幅はT/V変換部17で電圧信号に変換され、AD変換部18でデジタル信号に変換されてデータメモリ19に格納される。
The clock N is counted by the
ジッタの測定に先立って、制御部30にはサンプル数が入力される。制御部30はジッタ測定回路10を制御し、入力されたサンプル数のデータをデータメモリ19に格納する。そして、データ処理部20を用いて、この格納されたデータからジッタを算出する。
Prior to the jitter measurement, the number of samples is input to the
次に、図5タイムチャートによりこのジッタ測定装置の動作を詳細に説明する。図5(A)〜(E)はそれぞれ入力信号、基準クロック、端数パルスX、端数パルスY、クロックNの波形である。端数パルスXは入力信号の立ち上がりに同期して立ち上がり、基準クロックの立ち下がりに同期して立ち下がる信号である。基準クロックの周期をTclkとすると、端数パルスXのパルス幅Xwは、0にならないようにTclk<Xw<2Tclkの間に設定される。 Next, the operation of this jitter measuring apparatus will be described in detail with reference to the time chart of FIG. 5A to 5E show the waveforms of the input signal, the reference clock, the fractional pulse X, the fractional pulse Y, and the clock N, respectively. The fraction pulse X is a signal that rises in synchronization with the rise of the input signal and falls in synchronization with the fall of the reference clock. When the period of the reference clock is Tclk, the pulse width Xw of the fractional pulse X is set between Tclk <Xw <2Tclk so that it does not become zero.
端数パルスYは、入力信号の次の立ち上がりに同期して立ち上がり、基準クロックの立ち下がりに同期して立ち下がる信号である。この端数パルスのパルス幅Ywも、Tclk<Yw<2Tclkになるようにされる。 The fractional pulse Y is a signal that rises in synchronization with the next rising edge of the input signal and falls in synchronization with the falling edge of the reference clock. The pulse width Yw of this fractional pulse is also set to satisfy Tclk <Yw <2Tclk.
クロックNは、端数パルスXの立ち下がりから端数パルスYの立ち下がり間の、基準クロックを切り出した信号である。端数パルスX、Y共に、その立ち下がりは基準クロックの立ち下がりに同期しているので、クロックNのクロック数に端数が発生することはない。 The clock N is a signal obtained by cutting out the reference clock between the falling edge of the fractional pulse X and the falling edge of the fractional pulse Y. Since the falling edges of both the fraction pulses X and Y are synchronized with the falling edge of the reference clock, no fraction is generated in the clock number of the clock N.
このようにすることにより、クロックNのクロック数をNとすると、入力信号の周期Tperは、
Tper=Tclk×N+Xw−Yw
で計算することができる。端数パルスX、Yのパルス幅は一旦電圧信号に変換してからデジタル信号に変換するので、基準クロックの周期Tclkより高い分解能で入力信号の周期を測定することができる。
In this way, when the number of clocks N is N, the period Tper of the input signal is
Tper = Tclk × N + Xw−Yw
Can be calculated with Since the pulse widths of the fractional pulses X and Y are once converted into voltage signals and then converted into digital signals, the period of the input signal can be measured with a resolution higher than the reference clock period Tclk.
この測定値N、Xw、Ywを例えば1000組データメモリ19に格納し、これから入力信号の周期Tperを計算して、その最大値と最小値の差を求めることにより、入力信号のジッタを測定することができる。
The measured values N, Xw, and Yw are stored in, for example, 1000 sets of
しかし、図4に示したジッタ測定装置は、多数の測定データを一旦データメモリ19に格納し、この格納されたデータから入力信号の周期を求めてジッタを演算するものである。このため、汎用性が高いという利点はあるが、測定に時間がかかり、かつ装置が大規模になるという課題があった。また、特許文献1および2に記載された発明は、高速で測定できるという利点はあるが測定範囲に限界があり、汎用性に乏しいという課題があった。
However, the jitter measuring apparatus shown in FIG. 4 temporarily stores a large number of measurement data in the
従って本発明の目的は、回路規模を小さくでき、かつ高速測定が可能なジッタ測定装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a jitter measuring apparatus that can reduce the circuit scale and can perform high-speed measurement.
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
基準クロックを出力する基準クロック発生部と、
ジッタを測定する信号および前記基準クロックが入力され、前記信号の変化点と前記基準クロックの変化点の時間差に関連するパルス幅を有する第1の端数パルス、およびこの第1の端数パルスから所定時間経過後の前記基準クロックの変化点と前記信号の変化点の時間差に関連するパルス幅を有する第2の端数パルスを出力する波形切出部と、
前記第1の端数パルスのパルス幅と前記第2の端数パルスのパルス幅を加算した値に関連する信号を出力するパルス幅演算部と、
このパルス幅演算部の出力が入力され、この出力の変化幅を検出して出力するピーク検出部と、
を具備したものである。高速測定が可能であり、回路規模を小さくできる。
In order to achieve such a problem, the invention according to claim 1 of the present invention is:
A reference clock generator for outputting a reference clock;
A signal for measuring jitter and the reference clock are input, a first fraction pulse having a pulse width related to a time difference between a change point of the signal and a change point of the reference clock, and a predetermined time from the first fraction pulse A waveform cutout unit for outputting a second fractional pulse having a pulse width related to the time difference between the change point of the reference clock and the change point of the signal after elapse;
A pulse width calculator that outputs a signal related to a value obtained by adding the pulse width of the first fraction pulse and the pulse width of the second fraction pulse;
An output of this pulse width calculation unit is input, a peak detection unit that detects and outputs a change width of this output, and
Is provided. High-speed measurement is possible, and the circuit scale can be reduced.
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の発明において、
前記ジッタを測定する信号の概略周期を設定する基準周期設定部を具備し、
前記波形切出部は、この基準周期設定部の設定値に基づいて前記所定時間を決定するようにしたものである。広い周波数範囲の入力信号に対応できる。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
Comprising a reference period setting unit for setting an approximate period of a signal for measuring the jitter,
The waveform cutout unit is configured to determine the predetermined time based on a set value of the reference period setting unit. It can handle input signals in a wide frequency range.
請求項3記載の発明は、
前記パルス幅演算部は、請求項1若しくは請求項2に記載の発明において、
前記第1の端数パルスが入力され、この第1の端数パルスのパルス幅を電圧信号に変換する第1の時間電圧変換部と、
前記第2の端数パルスが入力され、この第2の端数パルスのパルス幅を電圧信号に変換する第2の時間電圧変換部と、
前記第1の時間電圧変換部の出力および前記第2の時間電圧変換部の出力が入力され、これらの出力を加算する加算部と、
を具備したものである。回路構成を簡単にできる。
The invention described in claim 3
In the invention according to claim 1 or 2, the pulse width calculation unit,
A first time-voltage converter that receives the first fraction pulse and converts the pulse width of the first fraction pulse into a voltage signal;
A second time-voltage converter that receives the second fractional pulse and converts the pulse width of the second fractional pulse into a voltage signal;
The output of the first time voltage converter and the output of the second time voltage converter are input, and an adder that adds these outputs;
Is provided. The circuit configuration can be simplified.
請求項4記載の発明は、請求項1若しくは請求項3いずれかに記載の発明において、
前記第1の端数パルスおよび前記第2の端数パルスのパルス幅を、前記基準クロックの周期の1倍から2倍の間に設定するようにしたものである。高精度で測定できる。
The invention according to
The pulse widths of the first fraction pulse and the second fraction pulse are set to be between 1 and 2 times the period of the reference clock. It can be measured with high accuracy.
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,2,3および4の発明によれば、ジッタを測定する信号の変化点と基準クロックの変化点の時間差に相当するパルス幅を有する第1の端数パルスと、この第1の端数パルスの終了後所定時間経過した後の基準クロックの変化点と前記信号の変化点の時間差に相当するパルス幅を有する第2の端数パルスを生成し、これらのパルス幅の加算値の変化幅を測定するようにした。
As is apparent from the above description, the present invention has the following effects.
According to the first, second, third and fourth aspects of the present invention, the first fraction pulse having a pulse width corresponding to the time difference between the change point of the signal for measuring jitter and the change point of the reference clock, and the first fraction A second fractional pulse having a pulse width corresponding to the time difference between the change point of the reference clock and the change point of the signal after a predetermined time has elapsed after the end of the pulse is generated, and the change width of the added value of these pulse widths is calculated. It was made to measure.
短時間で高精度のジッタ測定が可能になり、かつ回路規模を小さくすることができるという効果がある。回路規模が小さくなるので、ICテスタの被測定デバイスを搭載するパフォーマンスボードに載せることができる。そのため、テスト時間を削減し、かつテストに要するコストを低減することができる。 High-precision jitter measurement can be performed in a short time, and the circuit scale can be reduced. Since the circuit scale is reduced, it can be mounted on a performance board on which a device under test of an IC tester is mounted. Therefore, the test time can be reduced and the cost required for the test can be reduced.
また、基準周期設定部によりジッタを測定する信号の概略周期を与えることにより、測定できる信号の制約がなくなるという効果もある。 Also, there is an effect that there is no restriction on the signal that can be measured by giving the approximate cycle of the signal whose jitter is measured by the reference cycle setting unit.
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係るジッタ測定装置の一実施例を示す構成図である。なお、図4と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a jitter measuring apparatus according to the present invention. The same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図1において、40はジッタ測定回路であり、ジッタを測定する入力信号が入力される入力部11、この入力部11の出力が入力される波形切出部41、この波形切出部41に基準クロックを供給する基準クロック発生部13、入力信号の概略周期(基準周期)を波形切出部41に与える基準周期設定部42,波形切り出し部41の出力が入力されるT/V変換部15および17、T/V変換部15の出力が入力されるサンプルホールド部43、T/V変換部17の出力が入力されるサンプルホールド部44、サンプルホールド部43と44の出力が入力される加算部45およびこの加算部45の出力が入力されるピーク検出部46で構成される。
In FIG. 1,
入力信号は入力部11で波形成形およびレベル調整され、波形切出部41に入力される。波形切出部41は、基準周期設定部42によって与えられた入力信号の概略周期を参照し、入力信号および基準クロックに同期した端数パルスXおよび端数パルスYを生成して出力する。
The input signal is subjected to waveform shaping and level adjustment at the
端数パルスXはT/V変換部15でそのパルス幅に比例した電圧信号に変換される。この電圧信号はサンプルホールド部43でサンプリングされ、ホールドされる。また、端数パルスYはT/V変換部17でそのパルス幅に比例した電圧信号に変換される。この電圧信号はサンプルホールド部44でサンプリングされ、ホールドされる。
The fractional pulse X is converted by the T /
加算部45はサンプルホールド部43と44の出力を加算して、ピーク値検出部46に出力する。ピーク検出部46は、加算部45の出力電圧のピーク高さを検出して出力する。この出力がジッタになる。制御部50は、ジッタ測定回路40を制御する。
The
なお、T/V変換部15、17とサンプルホールド部43、44および加算部45は、端数パルスXと端数パルスYのパルス幅を加算した信号を出力するパルス幅演算部を構成している。また、T/V変換部15とサンプルホールド部43、およびT/V変換部17とサンプルホールド部44は、それぞれパルス幅を電圧信号に変換する時間電圧変換部を構成している。
The T /
次に、図2タイムチャートに基づいてこの実施例の動作を説明する。図2において、(A)は入力信号、(B)は基準クロック、(C)は端数パルスX、(D)は端数パルスY、(E)はクロックN、(F)はT/V変換部15出力、(G)はサンプルホールド部43出力、(H)はT/V変換部17出力、(I)はサンプルホールド部44出力、(J)は加算部45出力の波形を表したものである。なお、Tperは入力信号の周期、Tclkは基準クロックの周期、Xwは端数パルスXのパルス幅、Ywは端数パルスYのパルス幅である。
Next, the operation of this embodiment will be described based on the time chart of FIG. 2, (A) is an input signal, (B) is a reference clock, (C) is a fractional pulse X, (D) is a fractional pulse Y, (E) is a clock N, and (F) is a T / V converter. 15 outputs, (G) shows
時刻T1で入力信号が立ち上がると、(C)に示すように端数パルスXが立ち上がる。この端数パルスXは、基準クロックが立ち下がる時刻T2で立ち下がる。パルス幅Xwは、Tclk<Xw<2・Tclkになるようにされる。 When the input signal rises at time T1, the fractional pulse X rises as shown in (C). This fractional pulse X falls at time T2 when the reference clock falls. The pulse width Xw is set to satisfy Tclk <Xw <2 · Tclk.
(F)に示すように、T/V変換部15は端数パルスXが高レベルの間、直線的に増加する電圧信号を生成する。この電圧信号は、端数パルスXが立ち下がった次の基準クロックの立ち下がりのタイミングで、サンプルホールド部43によってサンプルされる。従って、サンプルホールド部43の出力電圧は、端数パルスXのパルス幅Xwに比例する。
As shown in (F), the T /
(D)に示すように、端数パルスYは基準クロックの立ち下がりに同期したタイミングT3で立ち上がり、入力信号の立ち上がりのタイミングT4で立ち下がる。端数パルスYのパルス幅Ywは、Tclk<Yw<2・Tclkになるようにされる。波形切出部41は、予め基準周期設定部42から入力信号の周期Tparの概略値を得ているので、端数パルスYを立ち上がらせるタイミングを計算することができる。
As shown in (D), the fractional pulse Y rises at the timing T3 synchronized with the fall of the reference clock, and falls at the rise timing T4 of the input signal. The pulse width Yw of the fractional pulse Y is set to satisfy Tclk <Yw <2 · Tclk. Since the
(E)はクロックNであり、端数パルスXが立ち下がってから端数パルスYが立ち上がるまでの間(基準周期)の基準クロックを抜き出した信号である。このクロックNをカウントすることにより、波形切出部41は端数パルスYを立ち上がらせるタイミングを知ることができる。なお、このクロックNは外部には出力されない。
(E) is a clock N, which is a signal obtained by extracting the reference clock from the time when the fractional pulse X falls to the time when the fractional pulse Y rises (reference period). By counting the clock N, the
(H)に示すように、T/V変換部17は端数パルスYが高レベルの間、直線的に増加する電圧信号を生成する。この電圧信号は、端数パルスYが立ち下がった次の基準クロックの立ち下がりのタイミングで、サンプルホールド部44によってサンプルされる。従って、サンプルホールド部44の出力電圧は、端数パルスYのパルス幅Ywに比例する。
As shown in (H), the T /
(J)は加算部45の出力波形である。ジッタを測定する間、入力信号の1周期間のクロックNの個数は変化しない。従って、ジッタはXw+Ywの変化、すなわち加算部45の出力変化に比例する。ピーク検出部46によって加算部45の出力の最大値と最小値の差を計測することにより、入力信号のジッタを測定することができる。
(J) is an output waveform of the
次に、図3を用いてこの実施例の動作をより具体的に説明する。図3(B)は正弦波状の入力信号であり、入力部11によって(C)に示すような矩形波に変換される。(A)はサンプリングクロックであり、このサンプリングクロックに同期して入力信号の周期が測定される。 Next, the operation of this embodiment will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 3B shows a sinusoidal input signal, which is converted into a rectangular wave as shown in FIG. (A) is a sampling clock, and the period of the input signal is measured in synchronization with the sampling clock.
(D)は端数パルスX、(E)は端数パルスY、(F)はT/V変換部15の出力、(G)はT/V変換部17の出力波形である。これらの波形は図2と同じなので、説明を省略する。
(D) is the fraction pulse X, (E) is the fraction pulse Y, (F) is the output of the T /
(H)は加算部45の出力である。加算部45の出力変化は、入力信号の周期変化に対応している。また、T/V変換部15、17の出力は次の測定に備えてゼロにクリアされるが、端数パルスX、Yのパルス幅に対応する電圧信号はサンプルホールド部43、44によってホールドされるので、加算部45の出力は入力信号の周期変化に正確に対応する。
(H) is the output of the
例えば、基準パルスの周期Tclk=10nSとし、入力信号の周期Tper=80nSのパルスのジッタを測定する場合、端数パルスX、Yのパルス幅Xw、Ywをそれぞれ10nS以上にするために、基準周期として、クロックNの個数を5個(=50nS)とし、残りの30nSをXwとYwに配分する。どのように配分するかは、入力信号と基準クロックの位相関係によって定まる。 For example, when measuring the jitter of a pulse having a reference pulse period Tclk = 10 nS and an input signal period Tper = 80 nS, in order to set the pulse widths Xw and Yw of the fractional pulses X and Y to 10 nS or more, The number of clocks N is 5 (= 50 nS), and the remaining 30 nS is distributed to Xw and Yw. The distribution is determined by the phase relationship between the input signal and the reference clock.
なお、このジッタ測定装置はICテスタに用いて好適である。このジッタ測定装置は回路規模を小さくすることができるので、被測定デバイスを搭載するパフォーマンスボードに載せることができる。すなわち、ピーク検出部46の出力がICテスタに入力され、ICテスタで電圧測定を行い、ジッタが求められる。このため、テスト時間およびテストコストを削減することができる。
This jitter measuring apparatus is suitable for use in an IC tester. Since this jitter measuring apparatus can reduce the circuit scale, it can be mounted on a performance board on which a device under test is mounted. That is, the output of the
11 入力部
13 基準クロック発生部
15、16 T/V変換部
40 ジッタ測定回路
41 波形切出部
42 基準周期設定部
43、44 サンプルホールド部
45 加算部
46 ピーク検出部
50 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
ジッタを測定する信号および前記基準クロックが入力され、前記信号の変化点と前記基準クロックの変化点の時間差に関連するパルス幅を有する第1の端数パルス、およびこの第1の端数パルスから所定時間経過後の前記基準クロックの変化点と前記信号の変化点の時間差に関連するパルス幅を有する第2の端数パルスを出力する波形切出部と、
前記第1の端数パルスのパルス幅と前記第2の端数パルスのパルス幅を加算した値に関連する信号を出力するパルス幅演算部と、
このパルス幅演算部の出力が入力され、この出力の変化幅を検出して出力するピーク検出部と、
を具備したことを特徴とするジッタ測定装置。 A reference clock generator for outputting a reference clock;
A signal for measuring jitter and the reference clock are input, a first fraction pulse having a pulse width related to a time difference between a change point of the signal and a change point of the reference clock, and a predetermined time from the first fraction pulse A waveform cutout unit for outputting a second fractional pulse having a pulse width related to the time difference between the change point of the reference clock and the change point of the signal after elapse;
A pulse width calculator that outputs a signal related to a value obtained by adding the pulse width of the first fraction pulse and the pulse width of the second fraction pulse;
An output of this pulse width calculation unit is input, a peak detection unit that detects and outputs a change width of this output, and
A jitter measuring apparatus comprising:
前記波形切出部は、この基準周期設定部の設定値に基づいて前記所定時間を決定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載のジッタ測定装置。 Comprising a reference period setting unit for setting an approximate period of a signal for measuring the jitter,
The jitter measuring apparatus according to claim 1, wherein the waveform cutting unit determines the predetermined time based on a set value of the reference period setting unit.
前記第1の端数パルスが入力され、この第1の端数パルスのパルス幅を電圧信号に変換する第1の時間電圧変換部と、
前記第2の端数パルスが入力され、この第2の端数パルスのパルス幅を電圧信号に変換する第2の時間電圧変換部と、
前記第1の時間電圧変換部の出力および前記第2の時間電圧変換部の出力が入力され、これらの出力を加算する加算部と、
を具備したことを特徴とする請求項1若しくは請求項2に記載のジッタ測定装置。 The pulse width calculator is
A first time-voltage converter that receives the first fraction pulse and converts the pulse width of the first fraction pulse into a voltage signal;
A second time-voltage converter that receives the second fractional pulse and converts the pulse width of the second fractional pulse into a voltage signal;
The output of the first time voltage converter and the output of the second time voltage converter are input, and an adder that adds these outputs;
The jitter measuring apparatus according to claim 1 or 2, further comprising:
4. The pulse width of each of the first fraction pulse and the second fraction pulse is set between 1 and 2 times the period of the reference clock. The jitter measuring apparatus according to claim 1.
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