JP2016149637A

JP2016149637A - デューティ比調整装置及びデューティ比調整方法

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Publication number: JP2016149637A
Application number: JP2015025365A
Authority: JP
Inventors: 亘青葉; Wataru Aoba
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2015-02-12
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2035-02-12
Also published as: JP6433325B2

Abstract

【課題】簡易な構成でデューティ比を調整することができるデューティ比調整装置及びデューティ比調整方法を提供する。【解決手段】デューティ比調整装置２０は、ハイレベル信号１０１及びローレベル信号１０２を出力するデータ出力部２１と、選択信号１０６に基づいてハイレベル信号及びローレベル信号のいずれか一方を交互に選択してハイレベル信号成分及びローレベル信号成分を含む所定周波数の非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４を出力するマルチプレクサ２２と、非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４の直流電圧をそれぞれ検出するコイル３１及び３２と、各直流電圧の差分を算出する差分算出部３５と、各直流電圧の差分を反転入力した信号と１／２クロック信号１００との差分を増幅する差動増幅器３７を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、パルス信号のデューティ比を調整するデューティ比調整装置及びデューティ比調整方法に関する。

パルスパターン発生器や、通信用デバイスのデータ信号発生部では、マルチプレクサを用いて入力データ信号を多重し、所望のビットレート信号を生成する構成が一般的に知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載のデータ信号発生装置は、並列データを出力するデータ出力部と、並列データのうちの１つのデータを選択する選択用クロック信号に基づいて並列データをシリアルデータに変換して出力するマルチプレクサと、データ出力部とマルチプレクサとを同期させる同期手段と、を備えた構成を有している。

ＷＯ２００７／１１６６９５号公報

ところで、特許文献１に記載の構成において、選択用クロック信号のデューティ比によっては、マルチプレクサの出力データ信号の偶数ビットと奇数ビットとで１ビットの時間幅が異なってしまい、シリアルデータに基づいて行う試験の試験結果に影響を与えてしまう場合があった。偶数ビットと奇数ビットとが異なっていることを示す性能は、ＨＰＪ（Half Period Jitter）と呼ばれる。なお、ＨＰＪは、ＤＣＤ（Duty Cycle Distortion）、ハーフレートジッタ（Half Rate Jitter）などと呼ばれることがある。

ＨＰＪを抑制するためには、例えば、図７や図８に示す構成が考えられる。図７は、デューティ比の悪化原因である選択用クロック信号の高調波成分を除去するローバスフィルタ（ＬＰＦ）５を介してマルチプレクサ６を１／２クロックで駆動する構成を示している。図８は、１／１クロック信号を１／２分周する分周器７で１／２クロックを生成してマルチプレクサ８を駆動し、マルチプレクサ８の後段にＤＦＦ（Ｄ型フリップフロップ）９を追加して１／１クロックでリタイミングする構成を示している。

しかしながら、図７に示した構成では、広範囲なデータレートに対応させるためには、相当の広帯域フィルタ回路が必要となり、その設計規模が大きくなるという課題があった。また、図７に示した構成では、選択用クロック信号のデューティ比を周波数毎に調整しなければならず、煩雑な調整工程が必要であった。特に、広帯域化を図ろうとするほど、また、クロック信号の入力源とマルチプレクサとがそれぞれ別体のモジュールで構成されている場合には顕著であった。

次に、図８に示した構成では、１０Ｇｂｉｔ／ｓ程度のデータレートでは問題なく動作したが、例えば３２Ｇｂｉｔ／ｓ程度以上のデータレートではクロック信号線の引き回しだけでクロックロスが発生するという問題が発生し、その対策を盛り込むには設計難易度が高く、製造コストも増大するという課題があった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でデューティ比を調整することができるデューティ比調整装置及びデューティ比調整方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係るデューティ比調整装置は、ハイレベル信号（１０１）及びローレベル信号（１０２）と、所定の基準電圧に基づいて生成された選択信号（１０６）と、を入力し、前記選択信号に基づいて前記ハイレベル信号及び前記ローレベル信号のいずれか一方を交互に選択してハイレベル信号成分及びローレベル信号成分を含む所定周波数の多重化信号（１０３、１０４）を出力する多重化信号出力手段（２２）と、前記基準電圧に対する前記ハイレベル信号成分及び前記ローレベル信号成分の各レベル差の差分（１０５）を検出する差分検出手段（３１、３２、３５）と、前記所定周波数の１／２周波数のクロック信号（１００）を入力するとともに、前記差分検出手段が検出した前記差分を反転入力した信号を前記基準電圧として入力し、この基準電圧と前記クロック信号との差分を前記選択信号として前記多重化信号出力手段に出力することにより前記多重化信号のデューティ比を調整するデューティ比調整手段（３７）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項１に係るデューティ比調整装置は、差分検出手段が検出した差分をフィードバックし、この差分を反転入力した信号を基準電圧として入力し、この基準電圧とクロック信号との差分を選択信号として多重化信号出力手段に出力することにより多重化信号のデューティ比を調整するので、簡易な構成でデューティ比を調整することができる。

本発明の請求項２に係るデューティ比調整装置は、前記多重化信号出力手段は、非反転出力信号（１０３）及び反転出力信号（１０４）を出力するものであって、前記差分検出手段は、前記非反転出力信号の積分値と前記反転出力信号の積分値との積分値差分を前記各レベル差の差分として検出するものであり、前記デューティ比調整手段は、前記積分値差分を反転入力した信号と前記クロック信号との差分を前記選択信号として前記多重化信号出力手段に出力するものである構成を有している。

この構成により、本発明の請求項２に係るデューティ比調整装置は、非反転出力信号及び反転出力信号の積分値差分を反転入力した信号とクロック信号との差分を選択信号として多重化信号出力手段に出力することにより多重化信号のデューティ比を調整することができる。

本発明の請求項３に係るデューティ比調整装置は、前記差分検出手段は、前記非反転出力信号を入力する第１のコイル（３１）と、前記反転出力信号を入力する第２のコイル（３２）と、前記第１のコイルの出力電圧と前記第２のコイルの出力電圧との差分を算出する差分算出部（３５）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項３に係るデューティ比調整装置は、第１のコイルの出力電圧と第２のコイルの出力電圧との差分に基づいて非反転出力信号及び反転出力信号の積分値差分を算出することができる。

本発明の請求項４に係るデューティ比調整装置は、前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段（１３）と、前記差分検出手段が検出した前記各レベル差の差分を周波数毎に補正するための補正値テーブル（５１）と、前記周波数検出手段が検出した周波数及び前記補正値テーブルに基づいて前記差分検出手段が検出した前記各レベル差の差分を補正する補正手段（５２）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項４に係るデューティ比調整装置は、多重化信号のデータレートが比較的高く、多重化信号に強いリンギングが現れて波形歪みが発生する場合でも、ハイレベル信号成分及び前記ローレベル信号成分の各レベル差を補正手段により補正することができる。

本発明の請求項５に係るデューティ比調整方法は、請求項１に記載のデューティ比調整装置（１）を用いてパルス信号のデューティ比を調整するデューティ比調整方法であって、ハイレベル信号（１０１）及びローレベル信号（１０２）と、所定の基準電圧に基づいて生成された選択信号（１０６）と、を入力し、前記選択信号に基づいて前記ハイレベル信号及び前記ローレベル信号のいずれか一方を交互に選択してハイレベル信号成分及びローレベル信号成分を含む所定周波数の多重化信号（１０３、１０４）を出力する多重化信号出力ステップ（Ｓ１４）と、前記基準電圧に対する前記ハイレベル信号成分及び前記ローレベル信号成分の各レベル差の差分（１０５）を検出する差分検出ステップ（Ｓ１７）と、前記所定周波数の１／２周波数のクロック信号（１００）を入力するとともに、前記差分検出ステップにおいて検出した前記差分を反転入力した信号を前記基準電圧として入力し、この基準電圧と前記クロック信号との差分を前記選択信号とすることにより前記多重化信号のデューティ比を調整するデューティ比調整ステップ（Ｓ１９）と、を含む構成を有している。

この構成により、本発明の請求項１に係るデューティ比調整方法は、差分検出ステップで検出した差分をフィードバックし、この差分を反転入力した信号を基準電圧として入力し、この基準電圧とクロック信号との差分を選択信号とすることにより多重化信号のデューティ比を調整するので、簡易な構成でデューティ比を調整することができる。

本発明は、簡易な構成でデューティ比を調整することができるという効果を有するデューティ比調整装置及びデューティ比調整方法を提供することができるものである。

本発明に係るパルスパターン発生器の第１実施形態におけるブロック構成図である。本発明に係るパルスパターン発生器の第１実施形態におけるマルチプレクサの出力波形の説明図である。本発明に係るパルスパターン発生器の第１実施形態の調整モードにおけるフローチャートである。本発明に係るパルスパターン発生器の第１実施形態の他の態様のブロック構成図である。本発明に係るパルスパターン発生器の第２実施形態におけるブロック構成図である。多重化信号のデータレートを高くした場合に発生するリンギング及び補正値の説明図である。ＨＰＪを抑制するための従来のマルチプレクサの駆動回路図である。ＨＰＪを抑制するための従来のマルチプレクサの駆動回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明のデューティ比調整装置をパルスパターン発生器に適用した例を挙げて説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明に係るパルスパターン発生器の第１実施形態における構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態におけるパルスパターン発生器１は、操作部１１、クロック生成部１２、デューティ比調整装置２０を備えている。このパルスパターン発生器１は、デューティ比調整装置２０が、デューティ比を調整する調整モードと、調整モードの後に所定の被試験デバイスを試験する試験モードと、を有する。デューティ比調整装置２０の出力信号は、調整モードでは例えばオシロスコープに出力され、試験モードでは被試験デバイスを試験する試験信号として被試験デバイスに出力される。

操作部１１は、試験者が操作するもので、例えば、キーボード、ダイヤル又はマウスのような入力デバイス、試験条件等を表示するディスプレイ、これらを制御する制御回路やソフトウェア等で構成されている。操作部１１に入力される試験条件としては、例えば、調整モード又は試験モードの指示、試験モードにおいて被試験デバイスに出力する試験信号のクロック周波数やパルスパターンの情報等である。

クロック生成部１２は、操作部１１から試験者が設定した設定情報を入力し、後述する多重化信号である非反転出力信号１０３又は反転出力信号１０４の周波数の１／２の周波数を有する１／２クロック信号１００を生成するようになっている。１／２クロック信号１００は、後述する差動増幅器３７に出力される。

デューティ比調整装置２０は、データ出力部２１、マルチプレクサ２２、選択信号生成部３０を備えている。選択信号生成部３０は、コイル３１及び３２、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）３３及び３４、差分算出部３５、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）３６、差動増幅器３７を備えている。

データ出力部２１は、操作部１１から試験者が設定した調整モード又は試験モードの指示情報や、試験モードにおけるパルスパターンの情報を入力し、調整モード又は試験モードに応じたパルス信号をマルチプレクサ２２に出力するようになっている。

具体的には、データ出力部２１は、調整モードにおいて、ハイレベル信号１０１とローレベル信号１０２とをマルチプレクサ２２に出力するようになっている。換言すれば、データ出力部２１は、調整モードにおいては、「１」レベルの信号と「０」レベルの信号とを継続してマルチプレクサ２２に出し続けている。

一方、試験モードにおいては、例えばビットエラー試験を行うために、データ出力部２１は、試験者が設定したパルスパターンを有するパルス信号２０１及び２０２をマルチプレクサ２２に出力するようになっている。

マルチプレクサ２２は、例えば、２つの入力端子、非反転出力端子及び反転出力端子を有するＩＣで構成されている。このマルチプレクサ２２は、調整モードにおいては、データ出力部２１からハイレベル信号１０１及びローレベル信号１０２と、差動増幅器３７から後述する選択信号１０６と、を入力するようになっている。選択信号１０６は、マルチプレクサ２２がハイレベル信号１０１とローレベル信号１０２とを交互に選択するための信号である。マルチプレクサ２２は、選択信号１０６に基づいてハイレベル信号１０１又はローレベル信号１０２を入力し、入力した信号の非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４を例えばオシロスコープに出力するようになっている。なお、マルチプレクサ２２は、多重化信号出力手段の一例である。

非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４は、ハイレベル信号１０１の信号成分と、ローレベル信号１０２の信号成分と、を含む。例えば、非反転出力信号１０３が「１０１０・・・」のパターンであれば、反転出力信号１０４は、「０１０１・・・」のパターンである。これらのパターンのハイレベル、ローレベルの時間の差がＨＰＪとして現れる。

一方、マルチプレクサ２２は、試験モードにおいては、データ出力部２１からパルス信号２０１及び２０２と、選択信号１０６と、を入力するようになっている。また、マルチプレクサ２２は、入力した信号の非反転出力信号２０３及び反転出力信号２０４を被試験デバイスに出力するようになっている。なお、非反転出力信号２０３及び反転出力信号２０４は、多重化信号の一例である。

コイル３１は、非反転出力信号１０３を入力し、非反転出力信号１０３のレベルに応じた直流成分をＡＤＣ３３に出力するようになっている。このコイル３１は、第１のコイル、差分検出手段の一例である。

コイル３２は、反転出力信号１０４を入力し、反転出力信号１０４のレベルに応じた直流成分をＡＤＣ３４に出力するようになっている。このコイル３２は、第２のコイル、差分検出手段の一例である。

ＡＤＣ３３は、コイル３１から入力したアナログ値の直流成分をデジタル値に変換して差分算出部３５に出力するようになっている。

ＡＤＣ３４は、コイル３２から入力したアナログ値の直流成分をデジタル値に変換して差分算出部３５に出力するようになっている。

差分算出部３５は、ＡＤＣ３３の出力値とＡＤＣ３４の出力値との差分を算出し、ＤＡＣ３６に出力するようになっている。この差分算出部３５は、差分検出手段の一例である。

ＤＡＣ３６は、差分算出部３５が算出したデジタル値の差分をアナログ値に変換し、アナログ値の差分１０５を差動増幅器３７に出力するようになっている。

差動増幅器３７は、クロック生成部１２から入力した１／２クロック信号１００と、ＤＡＣ３６から入力した差分１０５を反転入力した信号との差分を選択信号１０６として出力するようになっている。ＤＡＣ３６から入力した差分１０５を反転入力した信号は、コイル３１及び３２の出力電圧の差分をフィードバックした電圧であって、差動増幅の基準電圧である。差動増幅器３７は、この基準電圧と１／２クロック信号１００とを入力して差動増幅し、選択信号１０６を生成してマルチプレクサ２２に出力するようになっている。なお、差動増幅器３７は、デューティ比調整手段の一例である。

次に、マルチプレクサ２２の出力波形を図２に基づき説明する。図２はマルチプレクサ２２の出力波形を模式的に示した図であって、図２（ａ）は非反転出力信号１０３を示し、図２（ｂ）は反転出力信号１０４を示している。

図２（ａ）に示すように、非反転出力信号１０３は、ハイレベル信号１０１に基づいたハイレベルの信号成分と、ローレベル信号１０２に基づいたローレベルの信号成分と、を含む。この出力波形を反転したものが図２（ｂ）に示す反転出力信号１０４である。

図２に示した中間電圧は、ハイレベルとローレベルとの中間電圧を示している。この中間電圧を中心としてハイレベル及びローレベルの各信号成分がマルチプレクサ２２から交互に出力される。

図２に示した基準電圧は、差動増幅器３７の反転入力側のレベルに応じて変動する電圧である。図２（ａ）に示した例では、ｔ１≠ｔ２であるのでデューティ比は５０％ではないが、基準電圧を下げて中間電圧に一致させることによって５０％のデューティ比が得られることがわかる。

図１に示したように、コイル３１及びコイル３２は、それぞれ、非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４を入力して直流成分を出力し、差分算出部３５は、コイル３１及びコイル３２の各直流成分の差分を算出する構成となっている。これは、図２に示した面積Ｓ１とＳ２との差分を差分算出部３５が算出していることと等価である。

すなわち、コイル３１及びコイル３２は、マルチプレクサ２２の出力信号の積分値を求め、差分算出部３５は、コイル３１及びコイル３２が求めた各積分値の差分である積分値差分を算出するものであると言える。

また、図２に示した基準電圧を調整することは、差動増幅器３７の出力信号である選択信号１０６のデューティ比を調整することに等しく、選択信号１０６のデューティ比が５０％になればマルチプレクサ２２の出力信号である非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４のデューティ比も５０％となる。すなわち、基準電圧は、マルチプレクサ２２の出力信号のデューティ比を調整するための電圧である。

次に、本実施形態におけるパルスパターン発生器１の調整モードにおける動作について図３を用いて説明する。

クロック生成部１２は、操作部１１から試験者が設定した設定情報を入力し、マルチプレクサ２２が出力する多重化信号の周波数の１／２の周波数を有する１／２クロック信号１００を生成し、差動増幅器３７に出力する（ステップＳ１１）。

差動増幅器３７は、選択信号１０６を生成し、マルチプレクサ２２に出力する（ステップＳ１２）。

データ出力部２１は、操作部１１から試験者が設定した調整モードの指示情報を受け、ハイレベル信号１０１及びローレベル信号１０２をマルチプレクサ２２に出力する（ステップＳ１３）。

マルチプレクサ２２は、データ出力部２１からハイレベル信号１０１及びローレベル信号１０２と、差動増幅器３７から選択信号１０６と、を入力し、多重化信号である非反転出力信号２０３及び反転出力信号２０４を出力する（ステップＳ１４）。

コイル３１及び３２は、それぞれ、非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４を入力し、各直流成分をＡＤＣ３３及び３４に出力する（ステップＳ１５）。

ＡＤＣ３３及び３４は、それぞれ、コイル３１及び３２から入力したアナログ値の直流成分をデジタル値に変換して差分算出部３５に出力する（ステップＳ１６）。

差分算出部３５は、ＡＤＣ３３の出力値とＡＤＣ３４の出力値との差分を算出し、ＤＡＣ３６に出力する（ステップＳ１７）。

ＤＡＣ３６は、差分算出部３５が算出したデジタル値の差分をアナログ値に変換し、差動増幅器３７に出力する（ステップＳ１８）。

差動増幅器３７は、クロック生成部１２から入力した１／２クロック信号１００と、ＤＡＣ３６から入力した差分を反転入力した信号（差動増幅の基準電圧）との差分を求めて差動増幅し、選択信号１０６を生成してマルチプレクサ２２に出力する（ステップＳ１９）。

以上のように、本実施形態におけるパルスパターン発生器１は、差動増幅器３７が、差分算出部３５が検出した差分をフィードバックし、この差分を反転入力した信号を基準電圧として入力し、この基準電圧と１／２クロック信号１００との差分を選択信号１０６としてマルチプレクサ２２に出力することにより多重化信号のデューティ比を調整するので、簡易な構成でデューティ比を調整することができる。

なお、前述の実施形態では、マルチプレクサ２２が非反転出力信号１０３及び反転出力信号１０４を出力する構成例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、マルチプレクサ２２が非反転出力信号１０３のみを出力する構成では、基準電圧に対するハイレベル及びローレベルの各信号成分の積分値の差を求め、その値を差動増幅器３７にフィードバックすることにより基準電圧を中間電圧に一致させ、非反転出力信号１０３のデューティ比を５０％とすることもできる。

また、前述の実施形態では、マルチプレクサ２２の出力信号である多重化信号の１ビット時間幅を均等に揃えた例を挙げて説明したが、コイル３１及び３２の検出電圧と多重化信号の１ビットの時間幅の関係とをビットレート毎に予め調べておけば、多重化信号の１ビットの時間幅を任意に変更することもでき、例えば、信号発生器を使ったデバイスやモジュールの耐力試験を定量的に行うことができる。

また、前述の実施形態では、２つの入力信号を入力して１つの多重化信号である非反転出力信号１０３を出力する構成を例に挙げて説明したが、２つ以上の入力信号を入力する構成とすることもできる。その一例を図４に示す。

図４は、４つの入力信号を入力する構成のパルスパターン発生器１ａを示している。パルスパターン発生器１ａは、３つのデューティ比調整装置２０ａ〜２０ｃを備えている。

デューティ比調整装置２０ａ〜２０ｃは、以下に示す構成を除いて、前述のデューティ比調整装置２０と同様の構成である。

デューティ比調整装置２０ａは、選択信号生成部３０が、最終的な多重化信号である非反転出力信号１１１及び反転出力信号１１２の周波数の１／４の周波数を有する１／４クロック信号を入力し、非反転出力信号１０７及び反転出力信号１０８を出力するようになっている。

デューティ比調整装置２０ｂは、選択信号生成部３０が、最終的な多重化信号である非反転出力信号１１１及び反転出力信号１１２の周波数の１／４の周波数を有する１／４クロック信号を入力し、非反転出力信号１０９及び反転出力信号１１０を出力するようになっている。

デューティ比調整装置２０ｃは、マルチプレクサ２２が、デューティ比調整装置２０ａからの非反転出力信号１０７と、デューティ比調整装置２０ｂからの非反転出力信号１０９と、を入力し、非反転出力信号１１１及び反転出力信号１１２を出力するようになっている。

また、デューティ比調整装置２０ｃは、選択信号生成部３０が、最終的な多重化信号である非反転出力信号１１１及び反転出力信号１１２の周波数の１／２の周波数を有する１／２クロック信号を入力するようになっている。

前述の構成により、パルスパターン発生器１ａは、調整モードにおいて、４つの入力信号に対し、多重化信号のデューティ比を５０％に設定することができる。したがって、パルスパターン発生器１ａは、試験モードにおいて、４つのデータパターンのパルス信号を多重化した多重化信号によって多様化したデータパターンで被試験デバイスを試験することができる。

（第２実施形態）
前述の第１実施形態では、ハイレベルとローレベルとの中間電圧に基準電圧を一致させることにより多重化信号のデューティ比が５０％となるよう構成したが、多重化信号のデータレートが高くなるに従ってマルチプレクサの高周波特性や、多重化信号の立ち上がり、立ち下がりの遷移時間の違いなどにより、多重化信号のデューティ比が５０％とならない場合がある。

具体的には、多重化信号のデータレートを高くすると、例えば図６に示す波形のように、多重化信号にリンギングが現れ、多重化信号波形に歪みが発生する。第１実施形態のようにコイルを用いて直流成分を取り出す構成のみでは、基準電圧を中間電圧に一致させても多重化信号のデューティ比が５０％とならない場合がある。

そこで、第２実施形態では、多重化信号にリンギングが発生した場合でも多重化信号のデューティ比が５０％となるよう構成されている。

図５に示すように、本実施形態におけるパルスパターン発生器２は、第１実施形態（図１参照）におけるパルスパターン発生器１の一部を変更したものである。したがって、第１実施形態と同様な構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

パルスパターン発生器２は、操作部１１、クロック生成部１２、周波数検出部１３、デューティ比調整装置４０を備えている。デューティ比調整装置４０は、データ出力部２１、マルチプレクサ２２、選択信号生成部５０を備えている。選択信号生成部５０は、コイル３１及び３２、ＡＤＣ３３及び３４、差分算出部３５、ＤＡＣ３６、差動増幅器３７、補正値テーブル５１、補正部５２を備えている。

周波数検出部１３は、クロック生成部１２が生成したクロック信号の周波数を検出するようになっている。この周波数検出部１３は、周波数検出手段の一例である。

補正値テーブル５１は、第１実施形態で説明した中間電圧に対する補正値を周波数毎に記憶したものである。この補正値について図６を用いて説明する。

図６において、最適電圧は多重化信号のデューティ比が５０％となる電圧を示している。中間電圧は、ハイレベルとローレベルとの中間の電圧であり、差分算出部３５の算出結果が０になる電圧である。この中間電圧では、多重化信号にリンギングが発生すると、ｔ１≠ｔ２となってデューティ比が５０％にならない場合がある。そこで、例えば実験により予め周波数毎に最適電圧を求めておき、中間電圧を最適電圧と一致させるための補正値を求め、補正値テーブル５１に記憶させておく。

補正部５２は、周波数検出部１３が検出した周波数の情報及び補正値テーブル５１の補正値に基づいて、差分算出部３５が算出した差分を補正値によって補正し、補正結果のデータをＤＡＣ３６に出力するようになっている。この補正部５２は、補正手段の一例である。

本実施形態におけるパルスパターン発生器２は、前述のように構成されているので、多重化信号のデータレートが比較的高く、多重化信号にリンギングが発生した場合でも、補正部５２が、周波数検出部１３が検出した周波数の情報に基づいて差分算出部３５が算出した差分を補正値によって補正するため、広範囲の周波数にわたって補正多重化信号のデューティ比を５０％とすることができる。

以上のように、本発明に係るデューティ比調整装置及びデューティ比調整方法は、簡易な構成でデューティ比を調整することができるという効果を有し、デューティ比調整装置及びデューティ比調整方法として有用である。

１、１ａ、２パルスパターン発生器
１１操作部
１２クロック生成部
１３周波数検出部（周波数検出手段）
２０（２０ａ〜２０ｃ）、４０デューティ比調整装置
２１データ出力部
２２マルチプレクサ（多重化信号出力手段）
３０、５０選択信号生成部
３１コイル（第１のコイル、差分検出手段）
３２コイル（第２のコイル、差分検出手段）
３５差分算出部（差分検出手段）
３７差動増幅器（デューティ比調整手段）
５１補正値テーブル
５２補正部（補正手段）
１００１／２クロック信号
１０１ハイレベル信号
１０２ローレベル信号
１０３、１０７、１０９、１１１、２０３非反転出力信号（多重化信号）
１０４、１０８、１１０、１１２、２０４反転出力信号（多重化信号）
１０５差分
１０６選択信号

Claims

ハイレベル信号（１０１）及びローレベル信号（１０２）と、所定の基準電圧に基づいて生成された選択信号（１０６）と、を入力し、前記選択信号に基づいて前記ハイレベル信号及び前記ローレベル信号のいずれか一方を交互に選択してハイレベル信号成分及びローレベル信号成分を含む所定周波数の多重化信号（１０３、１０４）を出力する多重化信号出力手段（２２）と、
前記基準電圧に対する前記ハイレベル信号成分及び前記ローレベル信号成分の各レベル差の差分（１０５）を検出する差分検出手段（３１、３２、３５）と、
前記所定周波数の１／２周波数のクロック信号（１００）を入力するとともに、前記差分検出手段が検出した前記差分を反転入力した信号を前記基準電圧として入力し、この基準電圧と前記クロック信号との差分を前記選択信号として前記多重化信号出力手段に出力することにより前記多重化信号のデューティ比を調整するデューティ比調整手段（３７）と、
を備えたことを特徴とするデューティ比調整装置（２０）。
前記多重化信号出力手段は、非反転出力信号（１０３）及び反転出力信号（１０４）を出力するものであって、
前記差分検出手段は、前記非反転出力信号の積分値と前記反転出力信号の積分値との積分値差分を前記各レベル差の差分として検出するものであり、
前記デューティ比調整手段は、前記積分値差分を反転入力した信号と前記クロック信号との差分を前記選択信号として前記多重化信号出力手段に出力するものであることを特徴とする請求項１に記載のデューティ比調整装置。
前記差分検出手段は、
前記非反転出力信号を入力する第１のコイル（３１）と、
前記反転出力信号を入力する第２のコイル（３２）と、
前記第１のコイルの出力電圧と前記第２のコイルの出力電圧との差分を算出する差分算出部（３５）と、
を備えたことを特徴とする請求項２に記載のデューティ比調整装置。
前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段（１３）と、
前記差分検出手段が検出した前記各レベル差の差分を周波数毎に補正するための補正値テーブル（５１）と、
前記周波数検出手段が検出した周波数及び前記補正値テーブルに基づいて前記差分検出手段が検出した前記各レベル差の差分を補正する補正手段（５２）と、
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のデューティ比調整装置（４０）。
請求項１に記載のデューティ比調整装置（２０）を用いてパルス信号のデューティ比を調整するデューティ比調整方法であって、
ハイレベル信号（１０１）及びローレベル信号（１０２）と、所定の基準電圧に基づいて生成された選択信号（１０６）と、を入力し、前記選択信号に基づいて前記ハイレベル信号及び前記ローレベル信号のいずれか一方を交互に選択してハイレベル信号成分及びローレベル信号成分を含む所定周波数の多重化信号（１０３、１０４）を出力する多重化信号出力ステップ（Ｓ１４）と、
前記基準電圧に対する前記ハイレベル信号成分及び前記ローレベル信号成分の各レベル差の差分（１０５）を検出する差分検出ステップ（Ｓ１７）と、
前記所定周波数の１／２周波数のクロック信号（１００）を入力するとともに、前記差分検出ステップにおいて検出した前記差分を反転入力した信号を前記基準電圧として入力し、この基準電圧と前記クロック信号との差分を前記選択信号とすることにより前記多重化信号のデューティ比を調整するデューティ比調整ステップ（Ｓ１９）と、
を含むことを特徴とするデューティ比調整方法。