説明

ジッタ印加回路、及び試験装置

【課題】広帯域、高分解能、大振幅の位相ジッタ成分を、クロック信号に容易に印加することができるジッタ印加回路を提供する。
【解決部】与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するジッタ印加回路であって、与えられる基準信号に応じて発振信号を生成するPLL回路と、発振信号を遅延させたクロック信号を出力する可変遅延回路と、ジッタデータの低周波成分に基づいてPLL回路の発振周波数を制御し、発振信号に位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部と、ジッタデータの高周波成分に基づいて可変遅延回路における遅延量を制御し、クロック信号に位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部とを備えるジッタ印加回路を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するジッタ印加回路、及び電子デバイスのジッタ耐力を試験する試験装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、クロック信号にジッタを印加する回路として、当該クロック信号を遅延させて出力する可変遅延回路の遅延量を、与えるべきジッタに応じて制御するジッタ付与装置が知られている。本願の出願人は、シフトレジスタを用いた可変遅延回路の遅延量を、与えるべきジッタに応じて制御するジッタ付与装置を提案している(例えば、特許文献1参照)。また、特許文献1に係る出願後にも、他の出願人により可変遅延回路を用いたジッタ付与装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平5−235718号公報
【特許文献2】特開2003−125010号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来のジッタ付与装置では、大振幅で且つ高分解能のジッタを付与することが困難であった。例えば、可変遅延回路としてシフトレジスタを用いた場合、大振幅且つ高分解能のジッタを付与するためには、非常に多数のレジスタを用いなければならず、回路規模が非常に大きくなってしまう。また、可変遅延回路として他の構成を用いる場合であっても、同様の問題が生じてしまう。
【0005】
また、PLL回路の電圧制御発振器の制御電圧にジッタ成分を重畳することにより、ジッタ成分を含む発振信号を生成する場合、ローパスフィルタを介して制御電圧が電圧制御発振器に供給されるため、高周波のジッタを印加することができない。
【0006】
このため本発明は、上述した課題を解決することのできるジッタ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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するジッタ印加回路であって、与えられる基準信号に応じて発振信号を生成するPLL回路と、発振信号を遅延させたクロック信号を出力する可変遅延回路と、ジッタデータの低周波成分に基づいてPLL回路の発振周波数を制御し、発振信号に位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部と、ジッタデータの高周波成分に基づいて可変遅延回路における遅延量を制御し、クロック信号に位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部とを備えるジッタ印加回路を提供する。
【0008】
PLL回路は、与えられる制御電圧に応じた周波数を有する発振信号を生成する電圧制御発振器と、与えられる基準信号の位相と、発振信号の位相との比較結果に基づいた制御電圧を生成する位相比較器と、制御電圧の高周波成分を除去して電圧制御発振器に与えるローパスフィルタとを有し、低周波印加部は、位相比較器が生成した制御電圧にジッタデータに応じた電圧を重畳してローパスフィルタに入力してよい。
【0009】
高周波印加部は、ジッタデータの高周波成分を抽出するハイパスフィルタを有してよい。低周波印加部は、ジッタデータの低周波成分を抽出するローパスフィルタを有してよい。ジッタデータは複数ビットのデジタルデータであって、高周波印加部は、ジッタデータの所定の桁数の下位ビットに基づいて可変遅延回路における遅延量を制御し、低周波印加部は、ジッタデータの所定の桁数の上位ビットに基づいてPLL回路の発振周波数を制御してよい。
【0010】
PLL回路は、与えられる制御電圧に応じた周波数を有する発振信号を生成し、可変遅延回路に入力する電圧制御発振器と、与えられる基準信号の位相と、可変遅延回路が出力するクロック信号の位相との比較結果に基づいた制御電圧を生成する位相比較器と、制御電圧の高周波成分を除去して電圧制御発振器に与えるローパスフィルタとを有してよい。
【0011】
本発明の第2の形態においては、電子デバイスのジッタ耐力を試験する試験装置であって、電子デバイスを試験するための試験パターンを生成するパターン発生器と、与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するタイミング発生器と、試験パターンに基づく試験信号を、クロック信号に応じたタイミングで電子デバイスに入力する波形成形器と、試験信号に応じて電子デバイスが出力する出力信号に応じて、電子デバイスのジッタ耐力を判定する判定部とを備え、タイミング発生器は、与えられる基準信号に応じて発振信号を生成するPLL回路と、発振信号を遅延させたクロック信号を出力する可変遅延回路と、ジッタデータの低周波成分に基づいてPLL回路の発振周波数を制御し、発振信号に位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部と、ジッタデータの高周波成分に基づいて可変遅延回路における遅延量を制御し、クロック信号に位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部とを有する試験装置を提供する。
【0012】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
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部に必須であるとは限らない。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係るジッタ印加回路100の構成の一例を示す図である。ジッタ印加回路100は、与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成し、位相ジッタ成分を含むクロック信号を所望の位相で出力する。ジッタ印加回路100は、PLL(Phase Lock Loop)回路10、デジタルアナログコンバータ40、42(以下DAC40、42)、ハイパスフィルタ44、ローパスフィルタ46、及び可変遅延回路30を備える。本例においてクロック信号に印加するべき位相ジッタ成分、及びクロック信号の位相を制御するための遅延量は、デジタルのジッタデータ及び遅延データとして与えられる。
【0015】
PLL回路10は、与えられる基準信号に応じて発振信号を生成する回路であり、位相比較器12、重畳部14、16、ローパスフィルタ18、電圧制御発振器20、及び分周器22を有する。
【0016】
電圧制御発振器20は、与えられる制御電圧に応じた周波数を有する発振信号を生成する。電圧制御発振器20は、例えばリングオシレータ、LCタンク回路等であってよい。位相比較器12は、与えられる基準信号の位相と、電圧制御発振器20が生成する発振信号の位相との比較結果に基づいた制御電圧を生成する。本例において位相比較器12は、分周器22が所定の分周比で分周した発振信号の位相と、基準信号の位相とを比較する。分周器22は、位相比較器12に与える発振信号の周期が、基準信号の周期と略同一となる分周比で発振信号を分周する。
【0017】
重畳部14は、位相比較器12が出力する制御電圧に、DAC42が出力する電圧を重畳する。DAC42は、ジッタ印加回路100が出力するクロック信号を所定の時間遅延させるための遅延データを受け取り、当該遅延データに応じた電圧を重畳部14に供給する。本例においてDAC42は、一定値の遅延データを受け取ってよい。
【0018】
重畳部16は、ローパスフィルタ46が出力する電圧を制御電圧に重畳する。DAC40は、与えられるジッタデータに応じた電圧を出力し、ローパスフィルタ46は、DAC40が出力する電圧の低周波成分を重畳部16に供給する。すなわち、DAC40、ローパスフィルタ46、及び重畳部16は、ジッタデータの低周波成分に基づいてPLL回路10の発振周波数を制御し、発振信号に位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部として機能する。
【0019】
また、ローパスフィルタ46は、DAC40が出力する電圧の周波数成分のうち、電圧制御発振器20が追従することのできる周波数成分のみを重畳部16に供給する。ローパスフィルタ46が通過させる周波数帯域は、PLL回路10の特性に応じて予め定められる。また、ローパスフィルタ46は、通過させる電圧のレベルを、電圧制御発振器20の制御に適したレベルにシフトしてもよい。
【0020】
ローパスフィルタ18は、遅延データ及び位相ジッタ成分の低周波成分に応じた電圧が重畳された制御電圧の高周波成分を除去して電圧制御発振器20に与える。例えばローパスフィルタ18が通過させる周波数帯域はローパスフィルタ18と同一であってよく、当該制御電圧の周波数成分のうち、電圧制御発振器20の特性に応じた周波数成分のみを電圧制御発振器20に与えてよい。
【0021】
また、本例において説明したジッタ印加回路100のように、低周波印加部が、ジッタデータに応じた電圧を重畳した制御電圧をローパスフィルタ18に入力する場合、ジッタ印加回路100は、ローパスフィルタ46を備えなくともよい。低周波印加部が、ローパスフィルタ46が出力する電圧に、ジッタデータに応じた電圧を重畳する場合、ジッタ印加回路100は、ローパスフィルタ46を備えることが好ましい。
【0022】
可変遅延回路30は、PLL回路10が出力する発振信号を遅延させたクロック信号を生成する。本例において可変遅延回路30は、与えられるアナログ電圧に応じた時間、信号を遅延させる回路である。ジッタ印加回路100は、可変遅延回路30の遅延量を、ジッタデータの高周波成分に応じて制御することにより、可変遅延回路30が生成するクロック信号に印加するべき位相ジッタ成分の高周波成分を印加する。また、可変遅延回路30の遅延量の設定を変化させたときの可変遅延回路30の応答時間は、制御電圧が変動したときのPLL回路10の応答時間より短いことが好ましい。
【0023】
ハイパスフィルタ44は、DAC40が出力する電圧の高周波成分に基づいて、可変遅延回路30の遅延量を制御する。すなわち、DAC40、及びハイパスフィルタ44は、ジッタデータの高周波成分に基づいて、可変遅延回路30における遅延量を制御し、クロック信号に位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部として機能する。
【0024】
また、ハイパスフィルタ44は、DAC40が出力する電圧の周波数成分のうち、可変遅延回路30が追従することのできる周波数成分のみを通過させてよく、ローパスフィルタ46が除去する周波数帯域の成分を通過させてもよい。ハイパスフィルタ44が通過させる周波数帯域は、PLL回路10の特性等に応じて予め定められる。また、ハイパスフィルタ44は、通過させる電圧のレベルを、可変遅延回路30の制御に適したレベルにシフトしてもよい。
【0025】
本例におけるジッタ印加回路100は、印加するべき位相ジッタ成分の低周波成分及び高周波成分を分離し、それぞれの位相ジッタ成分の周波数帯域に応じた回路において印加する。このため、広帯域の位相ジッタ成分を印加することができる。また、位相ジッタ成分の高周波成分の振幅は、低周波成分の振幅に比べ小さい。小振幅のジッタ成分を可変遅延回路30を用いて印加し、大振幅のジッタ成分を電圧制御発振器20で印加するため、小さい回路規模の可変遅延回路を用いて、高分解能且つ大振幅の位相ジッタ成分を印加することができる。
【0026】
また、ジッタデータが、例えば2進法で示される複数ビットのデジタルデータである場合、高周波印加部は、ジッタデータの所定の桁数の下位ビットに基づいて可変遅延回路30における遅延量を制御し、低周波印加部は、ジッタデータの所定の桁数の上位ビットに基づいてPLL回路10の発振周波数を制御してもよい。この場合、ジッタ印加回路100は、DAC40を備えなくてよい。また、ローパスフィルタ46は、与えられるジッタデータの上位ビットを抽出し、当該上位ビットのデータに応じた電圧を、重畳部16に供給することが好ましい。ローパスフィルタ46が抽出するビットの桁数は、電圧制御発振器20の応答特性に応じて定められる。
【0027】
また、ハイパスフィルタ44は、与えられるジッタデータの下位ビットを抽出し、当該下位ビットのデータに応じて可変遅延回路30の遅延量を制御する。可変遅延回路30がアナログ電圧制御の回路である場合、ハイパスフィルタ44は、当該下位ビットのデータに応じた電圧を、可変遅延回路30に供給することが好ましい。ハイパスフィルタ44が抽出するビットの桁数は、可変遅延回路30の応答特性に応じて定められる。
【0028】
図2は、ジッタ印加回路100の構成の他の例を示す図である。本例におけるジッタ印加回路100においては、可変遅延回路30が出力するクロック信号を、分周器22を介して位相比較器12に帰還する。即ち、位相比較器12は、与えられる基準信号の位相と、可変遅延回路30が出力するクロック信号の位相との比較結果に基づいた制御電圧を生成する。他の構成については、図1において説明したジッタ印加回路100と同一であるため、その説明を省略する。このような構成により、可変遅延回路30における遅延特性が、自己発熱や外部の熱等によって経時的に変動する場合であっても、位相比較器12が当該変動を低減するような制御電圧を生成するため、当該変動の影響を低減することができる。
【0029】
図3は、ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。本例におけるジッタ印加回路100は、PLL回路10、DAC40、及びDAC42を備える。PLL回路及びDAC42の機能は、図1において同一の符号を付して説明した構成要素と同一であるためその説明を省略する。
【0030】
DAC40は、与えられるジッタデータに応じた電圧を重畳部16に供給する。本例におけるジッタ印加回路100によれば、簡易な構成で、位相ジッタ成分を含むクロック信号を、遅延データに応じた所望の位相で出力することができる。
【0031】
図4は、ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。本例におけるジッタ印加回路100は、PLL回路10、DAC40、42、ハイパスフィルタ44、及びローパスフィルタ46を備える。PLL回路10、DAC40、42、及びローパスフィルタ46の機能は、図1において同一の符号を付して説明した構成要素と同一であるためその説明を省略する。
【0032】
ハイパスフィルタ44は、DAC40が出力する電圧の高周波成分に基づいて、電圧制御発振器20における周波数を制御する。本例におけるジッタ印加回路100によれば、印加するべき位相ジッタ成分の高周波成分に応じた制御電圧を、ローパスフィルタ18を介さずに電圧制御発振器20に供給するため、広帯域の位相ジッタを印加することができる。
【0033】
図5は、ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。本例におけるジッタ印加回路100は、PLL回路10、DAC40、42、及び直列に設けられた複数の可変遅延回路(32、34、36)を備える。PLL回路10は、所定の周波数の発振信号を生成し、DAC42は、与えられる遅延データに応じて、発振信号の位相を制御する。
【0034】
複数の可変遅延回路(32、34、36)は、それぞれ異なる遅延分解能で発振信号を遅延させる。例えば、可変遅延回路34は、最大遅延量が可変遅延回路32の遅延分解能と略等しく、遅延分解能が可変遅延回路32の遅延分解能より小さい。また可変遅延回路36は、最大遅延量が可変遅延回路34の遅延分解能と略等しく、遅延分解能が可変遅延回路34の遅延分解能より小さい。このような構成により、小さい回路規模で、大きな遅延範囲で且つ高遅延分解能の遅延を生成することができる。
【0035】
そして、DAC40は、与えられるジッタデータに応じてそれぞれの可変遅延回路(32、34、36)の遅延量を制御することにより、複数の可変遅延回路(32、34、36)が出力するクロック信号に、位相ジッタ成分を印加する。ジッタ印加回路100は、DAC40が出力する電圧を、複数の可変遅延回路(32、34、36)に対応した複数の周波数帯域に分割して、それぞれの可変遅延回路(32、34、36)を制御する手段を更に備えてもよい。例えば、DAC40が出力する電圧の低周波成分を抽出して可変遅延回路32を制御する手段と、DAC40が出力する電圧の中周波成分を抽出して可変遅延回路34を制御する手段と、DAC40が出力する電圧の高周波成分を抽出して可変遅延回路36を制御する手段とを更に備えてもよい。このような構成により、簡易な構成で高分解能、大振幅の位相ジッタ成分を印加することができる。
【0036】
図6は、本発明の他の実施形態に係る試験装置200の構成の一例を示す図である。試験装置200は、半導体回路や、高速シリアル通信における受信側デバイス等の電子デバイス300のジッタ耐力を試験する装置であって、パターン発生器210、波形成形器220、判定部230、及びタイミング発生器240を備える。
【0037】
パターン発生器210は、電子デバイス300を試験するための試験パターンを生成する。ここで試験パターンとは、例えば1又は0の数値の配列である。タイミング発生器240は、与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成する。タイミング発生器240は、図1から図5において説明したジッタ印加回路100である。
【0038】
波形成形器220は、試験パターンに基づく試験信号を、クロック信号に応じたタイミングで電子デバイス300に入力する。つまり、クロック信号に基づくタイミングで、試験パターンに応じて電圧レベルが変化する試験信号を生成し、電子デバイス300に入力する。
【0039】
判定部230は、試験信号に応じて電子デバイス300が出力する出力信号に応じて、電子デバイス300のジッタ耐力を判定する。例えば、タイミング発生器240が印加する位相ジッタ成分の振幅毎に、電子デバイス300が出力する出力信号と、パターン発生器210から与えられる期待値信号とを比較し、位相ジッタ成分の振幅毎に、電子デバイス300の動作が正常か否かを判定する。
【0040】
図1から図5において説明したように、タイミング発生器240は、広帯域、高分解能、大振幅の位相ジッタ成分を、クロック信号に容易に印加することができるため、電子デバイス300の試験を精度よく行うことができる。例えば高速シリアル通信の受信側デバイスとして用いられる電子デバイス300に対しては、ジッタ耐力が重要な試験項目となるため、本例における試験装置200が特に有効となる。
【0041】
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。
【産業上の利用可能性】
【0042】
以上から明らかなように、本発明によれば、広帯域、高分解能、大振幅の位相ジッタ成分を、クロック信号に容易に印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】本発明の実施形態に係るジッタ印加回路100の構成の一例を示す図である。
【図2】ジッタ印加回路100の構成の他の例を示す図である。
【図3】ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。
【図4】ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。
【図5】ジッタ印加回路100の構成の更なる他の例を示す図である。
【図6】本発明の他の実施形態に係る試験装置200の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【0044】
10・・・PLL回路、12・・・位相比較器、14、16・・・重畳部、18・・・ローパスフィルタ、20・・・電圧制御発振器、22・・・分周器、30、32、34、36・・・可変遅延回路、40、42・・・デジタルアナログコンバータ、44・・・ハイパスフィルタ、46・・・ローパスフィルタ、200・・・試験装置、210・・・パターン発生器、220・・・波形成形器、230・・・判定部、240・・・タイミング発生器、300・・・電子デバイス

【特許請求の範囲】
【請求項1】
与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するジッタ印加回路であって、
与えられる基準信号に応じて発振信号を生成するPLL回路と、
前記発振信号を遅延させた前記クロック信号を出力する可変遅延回路と、
前記ジッタデータの低周波成分に基づいて前記PLL回路の発振周波数を制御し、前記発振信号に前記位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部と、
前記ジッタデータの高周波成分に基づいて前記可変遅延回路における遅延量を制御し、前記クロック信号に前記位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部と
を備えるジッタ印加回路。
【請求項2】
前記PLL回路は、
与えられる制御電圧に応じた周波数を有する前記発振信号を生成する電圧制御発振器と、
与えられる基準信号の位相と、前記発振信号の位相との比較結果に基づいた前記制御電圧を生成する位相比較器と、
前記制御電圧の高周波成分を除去して前記電圧制御発振器に与えるローパスフィルタと
を有し、
前記低周波印加部は、前記位相比較器が生成した前記制御電圧に前記ジッタデータに応じた電圧を重畳して前記ローパスフィルタに入力する
請求項1に記載のジッタ印加回路。
【請求項3】
前記高周波印加部は、前記ジッタデータの高周波成分を抽出するハイパスフィルタを有する請求項1に記載のジッタ印加回路。
【請求項4】
前記低周波印加部は、前記ジッタデータの低周波成分を抽出するローパスフィルタを有する請求項3に記載のジッタ印加回路。
【請求項5】
前記ジッタデータは複数ビットのデジタルデータであって、
前記高周波印加部は、前記ジッタデータの所定の桁数の下位ビットに基づいて前記可変遅延回路における遅延量を制御し、
前記低周波印加部は、前記ジッタデータの所定の桁数の上位ビットに基づいて前記PLL回路の発振周波数を制御する
請求項1に記載のジッタ印加回路。
【請求項6】
前記PLL回路は、
与えられる制御電圧に応じた周波数を有する前記発振信号を生成し、前記可変遅延回路に入力する電圧制御発振器と、
与えられる基準信号の位相と、前記可変遅延回路が出力する前記クロック信号の位相との比較結果に基づいた前記制御電圧を生成する位相比較器と、
前記制御電圧の高周波成分を除去して前記電圧制御発振器に与えるローパスフィルタと
を有する
請求項1に記載のジッタ印加回路。
【請求項7】
電子デバイスのジッタ耐力を試験する試験装置であって、
前記電子デバイスを試験するための試験パターンを生成するパターン発生器と、
与えられるジッタデータに応じた位相ジッタ成分を含むクロック信号を生成するタイミング発生器と、
前記試験パターンに基づく試験信号を、前記クロック信号に応じたタイミングで前記電子デバイスに入力する波形成形器と、
前記試験信号に応じて前記電子デバイスが出力する出力信号に応じて、前記電子デバイスのジッタ耐力を判定する判定部と
を備え、
前記タイミング発生器は、
与えられる基準信号に応じて発振信号を生成するPLL回路と、
前記発振信号を遅延させた前記クロック信号を出力する可変遅延回路と、
前記ジッタデータの低周波成分に基づいて前記PLL回路の発振周波数を制御し、前記発振信号に前記位相ジッタ成分の低周波成分を印加する低周波印加部と、
前記ジッタデータの高周波成分に基づいて前記可変遅延回路における遅延量を制御し、前記クロック信号に前記位相ジッタ成分の高周波成分を印加する高周波印加部と
を有する試験装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2006−41640(P2006−41640A)
【公開日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−214888(P2004−214888)
【出願日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【出願人】(390005175)株式会社アドバンテスト (1,005)
【Fターム(参考)】