专利名称：抖动发生电路的制作方法
抖动发生电路技术领域路。
背景技术：
在半导体试验装置中，在对被试验设备(以后称"DUT")的耐抖动 性进行试验的情形，需要在施加给DUT的试验模式上附加抖动，并使 用抖动发生电路(例如参考专利文献1)。在该抖动发生电路中，通过 比较正弦波的偏置电压和灯发生器的输出电压，在时钟信号变化的定时 提供正弦波的波动。专利文献1:特开平6—104708号公报(第3—4页，图1—3 ) 但是，作为在实际上输入到DUT的信号上附加的抖动，除了使用 专利文献1的抖动发生电路等附加的不依赖输入信号模式的抖动之外， 还可以考虑依赖于输入信号模式的模式效果抖动。例如，在通过有损失 的传送线路向DUT发送从驱动器输出的信号的情形，由于传送线路中 的损失导致信号的上升定时延迟，而且由于模式从高电平向低电平或者 从低电平向高电平完全转移或者不能完全转移的情形，附加随;溪式变化 的抖动。该抖动的大小，由传送线路所引起的损失的大小和输入信号模 式的组合决定，但是，实际上如果每次对安装了 DUT的装置中所使用 的传送线路进行再现，则能够在信号上附加该模式效果抖动，但是对于 多引脚的DUT再现实际的传送线路几乎不可能，希望获得一种能够采 用简单的结构产生模式效果抖动的结构。发明内容本发明鉴于上述问题点而提出，其目的在于，提供一种采用简单的 结构即可产生模式效果抖动的抖动发生电路。为解决上述课题，本发明的抖动发生电路具有分析输入信号的信 号模式的内容的信号分析单元和相位调整单元，所述相位调整单元根据 信号分析单元的分析结果输出如下的信号，该信号是当使输入信号通过了传送线路时输出在变化定时偏离的方向上调整了输入信号的相位的 信号，通过调整输入信号的相位附加抖动。实际上当使信号通过传送线 路时发生损失的情形，通过该传送线路接收到的信号的超过规定的阈值 电压或者低于规定的阈值电压的定时发生变化。该定时的偏离和输入信 号的信号模式的内容有密切的关系。在本发明中，根据输入信号的信号 模式的内容来调整输入信号的相位，由此能够根据该信号模式的内容产 生与在传送线路上产生的抖动相同的模式效果抖动。而且，因为不需要 和实际的传送线路相同的布线等，所以采用简单的结构即可产生模式效 果抖动。另外，较理想的是，上述的信号分析单元分析输入信号的频率特性。 根据输入信号的信号模式的内容在传送线路上产生的模式效果抖动可 以主要考虑依赖于输入信号的电压变化的状态，即频率。因此，通过分 析输入信号的频率特性而附加抖动，能够产生更接近于实际的模式效果 抖动。另外，较理想的是，上述信号分析单元具有使输入信号的低频分量 通过的滤波器，相位调整单元根据滤波器的输出电压进行相位调整。由 此，能够容易地检测输入信号的频率特性。另外，较理想的是，上述信号分析单元具有使输入信号的低频分量 通过的截止频率不同的多个滤波器、和合成多个滤波器的输出电压的合 成单元。相位调整单元根据由合成单元合成的合成电压进行相位调整。 由此，能够根据输入信号的信号模式调整可变的抖动量，并能够产生与 信号模式对应的适当的模式效果抖动。另外，希望向上述滤波器输入和输入信号反相的信号。或者希望上 述相位调整单元根据从规定的电压中减去了滤波器的输出电压后的电 压进行相位调整。由此，能够在使输入信号通过了传送线路时在变化定 时发生偏离的方向上调整输入信号的相位，并能够再现通过了传送线路 时产生的模式效果抖动。另外，希望上述信号分析单元具有对滤波器的输出电压进行增益调 整的增益调整单元。特别是，希望根据传送线路导致的信号损失的程度 来设定由上述增益调整单元调整的增益。由此，能够考虑所设想的传送 线路的特性进行信号的相位调整，并能够使用共同的电路产生设想了各 种传送线路的多种模式效果抖动。另外，希望上述相位调整单元是根据信号分析单元的分析结果来变更参考电压的差动放大器。或者希望上述相位调整单元是根据信号分析单元的分析结果来变更参考电压的电压比较器。希望上述相位调整单元 是根据信号分析单元的分析结果来变更延迟量的可变延迟电路。由此，能够可靠而且容易地改变向传送线路输出的信号的变化定时(信号的相 位)。另外，希望上述信号分析单元和相位调整单元^^安装到形成有输出 了输入信号的电路的芯片或者模块内。由此，随着包含抖动发生电路或 者输出了输入信号的电路的整个结构的小型化、制造工序的简化或者部 件数目的减少而能够降低成本。
图1是表示一个实施形态的抖动发生电路结构的图。图2是由于传送线路的损失而产生的信号衰减的说明图。图4是i明抖动发生电路的动作的图。、"、 符号说明1 抖动发生电路2 DUT (#皮测定{殳备)3 驱动器10、 20 驱动器输入电路30增益调整电路40低通滤波器(LPF)50、 52加法电^各60驱动器输出电if各70波形整形电^各100第一电路102、 104、 120、 202、 204、 220晶体管 106、 206可变恒流电路110、 112、 210、 212、 302、 310、 312、 314电阻114、 214电容器122、 222、 304恒流电路200第二电路具体实施方式
下面参考附图详细说明适用本发明的 一个实施形态的抖动发生电路。图l是表示一个实施形态的抖动发生电路结构的图。如图l所示， 本实施形态的抖动发生电路1,具有驱动器输入电路IO、 20、多个增益调整电路30、多个低通滤波器(LPF) 40 (40A、 40B ).....多个加法器50、 一个加法器52、驱动器输出电路60、波形整形电路70。该抖动 发生电路1设置在DUT2和向该DUT2输出信号的驱动器3之间，对从 驱动器3向DUT2输出的信号进行如下动作，即附加与信号模式的内 容对应的模式周期抖动。驱动器输入电路IO是在一个输入端上输入了规定参考电压Vref的 参考信号、在另一个输入端输入了驱动器3的输出信号的差动放大器， 输出和从驱动器3输入的信号同相的信号。参考电压Vref设定为从驱动 器3输入的信号的低电平和高电平的平均电压(50%的电压)。从驱动 器输入电路10输出的信号输入到由差动放大器构成的驱动器输出电路 60。另外，驱动器输入电路20是在一个输入端上输入了驱动器3的输 出信号、在另 一个输入端上输入了规定的参考电压Vref的参考信号的差 动放大器，并输出和从驱动器3输入的信号反相的信号。这两个驱动器 输入电路10、 20使用相同结构的差动放大器，但是输入的两个信号的 关系相反。各增益调整电路30，可以根据从外部输入的控制数据Sl、 S2、...设定增益，将从驱动器输入电路20输出的信号分别用设定的增 益放大或者衰减后输出。各低通滤波器40 (40A、 40B),使通过了对 应的增益调整电路30后的信号的低频分量通过。在本实施形态中，具 有多组由上述增益调整电路30和低通滤波器40组成的处理系统。各个 加法器50对包含在该多组处理系统中的多个低通滤波器40的输出电压 进行相加。加法器52对通过多个加法器50相加后的电压和规定的电压VBB-dc进行相加并生成参考电压VBB。将该参考电压V]3b输入到驱动器输出电路60。驱动器输出电路60,输入从驱动器输入电路IO输出的信 号和从加法器52输出的参考电压Vbb的参考信号，并使用这两个信号 进行差动放大。从驱动器输出电路60输出的信号，在通过波形整形电路70进行波形整形后从抖动发生电路1输出，并输入到DUT2的输入 引脚或者输入输出引脚。上述多个低通滤波器40与信号分析单元对应， 一个加法器52、 一 个驱动器输出电路60与相位调整单元对应，多个加法器50与合成单元 对应，多个增益调整电路30与增益调整单元对应。本实施形态的抖动发生电路1具有这样的结构，下面说明其动作。 多个低通滤波器40A、 40B、...的每一个，^^皮设定了不同的截止频率， 使不同的频率分量通过。当采用 一个滤波器再现在实际的传送线路中产 生的抖动较困难的情形，组合各个滤波器的输出，或者切换任意几个滤 波器并使之动作。图2是实际安装了 DUT2的环境下使用的传送线路所引起的损失而 产生的信号衰减的说明图。此外，在图2中，为了说明信号的衰减状态 而示出了损失极端大的情形。在图2(A)中，用虛线表示向传送线路 输入了高频信号模式A的信号的状态。当连接在DUT2上的传送线路上 的损失较大时，在信号电压从低电平到高电平、或者从高电平到低电平 充分转移前发生下面的状态变化。此时的定时的偏离为t10、 tll。另夕卜， 在图2 (B)中，用虚线表示向传送线路输入了低频率的信号模式C的 信号的状态。当在传送线路中的损失较大时，当信号电压从低电平到高 电平、或者从高电平到低电平充分转移时需要一些时间。但是在信号模 式C的情形，因为高电平或者低电平的期间较长，所以信号一直变化到 接近高电平或者低电平的电压电平为止。此时的定时的偏离为t20 (弁IO) 、 t21 (对ll )。在实际的传送线路中，如图2 (C)所示，输入 了适当组合了图2 (A)所示的信号和图2 (B)所示的信号的信号。在 图2(C)表示的例子中，此时，信号的上升定时的偏离t30等于图2(B) 中表示的信号模式C的上升定时的偏离t20,但是下降定时的偏离t31 不等于图2(B)中表示的信号模式C的下降定时的偏离t21。这样，上 升定时或者下降定时的偏离量随着输入到传送线路的信号的模式而变 动。在本实施形态中，通过使用多个低通滤波器40A、 40B、...而检测 出组合各种模式的信号所产生的低频分量。在各个低通滤波器40的前级设置的各个增益调整电路30,对于从 驱动器输入电路20输出的电压，以对应于控制数据(S1、 S2、...)设 定的增益进行信号的放大或者衰减。特性(损失的量或者损失的频率依赖性)因设想的传送线路的长度或者形状等而不同。因此，即使输入信 号相同，通过传送线路后的衰减的程度也不同。为了产生与设想的传送线路对应的模式效果抖动，变更控制数据S1、 S2、...的内容，可变地设 定各增益调整电路30中的增益。例如，对于具有各种特性的多个传送 线路，可以预先通过实验或者模拟等求出在将控制数据Sl、 S2、...设定 成什么样的值时能够产生与各传送线路对应的适当的图像效果抖动，测 定实际使用的传送线路的特性，并使用与该测定的特性对应的控制数据 Sl、 S2、…。在多个加法器50中，将多个低通滤波器40各自的输出电压相加(合 成)。另外，加法器52将由多个加法器50进行了相加后的电压与规定 的电压VBB_DC相加而生成参考电压VBB的参考信号，将该生成的参考信 号输入到驱动器输出电路60。例如，将输入信号的低电平和高电平的平均电压(50%的电压)作为规定的电压Vbb-DC使用，在该电压vbb.DC上对使用各低通滤波器40分析输入信号的频率分量得到的最终级的加法 器50的输出电压进行叠加，并输入到驱动器输出电路60。因此，能够 使输入到驱动器输出电路60的参考信号的电压电平随着输入信号的频 率而变化，并能够根据输入信号的信号模式的内容来调整作为对该参考 信号的电压电平的差分放大输出而得到的信号的上升定时以及下降定 时。这样，在本实施形态的抖动发生电路1中，根据输入信号的信号模 式的内容来调整输入信号的相位，从而能够对应于该信号模式的内容而产生模式效果抖动，该模式效果抖动和在实际的传送线路中产生的抖动 相同。而且，因为不需要和实际的传送线路同样的布线等，所以能够采 用简单的结构产生模式效果抖动。另外，通过使输入信号通过各个低通滤波器40A、 40B、...，能够 容易地检测出输入信号的频率特性。特别地，通过使用截止频率不同的 多个低通滤波器40A、 40B、...，能够根据各种信号模式而进行可变的 相位调整，并能够产生与信号模式对应的适当的模式效果抖动。另外， 通过进行各个低通滤波器40的输出电压的增益调整(在图1所示的结 构中，通过在各个低通滤波器40的前级设置的各增益调整电路30进行 该增益调整)，能够考虑所设想的传送线路的特性进行信号的相位调整， 并能够使用共同的抖动发生电路1产生设想了各种传送线路的多种模式效果抖动。再有，作为驱动器输出电路60通过使用差动放大器，能够 可靠而且容易地变更从抖动发生电路1输出的信号的变化定时(信号的 相位)。另外，从另一驱动器输入电路20输出与从一个驱动器输入电路10 输出的信号反相的信号，由此能够在使输入信号通过传送线路时在变化 定时发生偏离的方向上调整输入信号的相位，并能够对通过了设想的传 送线路时产生的模式效果抖动进行再现。另外，因为本实施形态的抖动发生电路1设置在DUT2和驱动器3 之间，所以可以外挂在对DUT2进行各种试验的半导体试验装置的性能 板或者插座板上，能够不用更换半导体试验装置的结构即可在从半导体 试验装置输入到DUT2的信号上附加抖动。图3是部分地表示抖动发生电路1的具体结构的电路图。在图3所 示的结构中，示出了关于两个处理系统的、图l所示的从驱动器输入电 路20到加法器52的具体结构。图3所示的结构，包含与一个处理系统 对应的第一电路100、与另一个处理系统对应的第二电路200、产生规 定的电压Vbb-dc的晶体管300、电阻302以及恒流电路304、将两个处 理系统的输出电压与规定的电压VBB.Dc相加的的3个电阻310、312、314。第一电路IOO具有构成差动放大器的两个晶体管102、 104、在这两 个晶体管102、 104的发射极上共同连接的可变恒流电路106、作为分别 连接在两个晶体管102、 104各自的集电极上的负载电阻的电阻110、 112、与一个电阻110并联的电容器114、在晶体管102的集电极上连接 的晶体管120以及恒流电路122。向一个晶体管102的基极输入从驱动器3输出的信号。向另一晶体 管104的基极输入具有规定的参考电压(例如输入到晶体管102的信号 的低电平和高电平的平均电压)Vr的参考信号。因此，与输入到一个晶 体管102的信号反相的信号从该晶体管102的集电极输出。根据控制数 据Sl变更可变恒流电路106的恒流输出值，由此该输出信号的电压电 平可变。从晶体管102的集电极输出的信号，通过由电阻110和电容器 114构成的低通滤波器进行平滑，仅使这些元件常数(电阻值和静电电 容值)所确定的截止频率以下的低频分量通过晶体管120输出。两个晶 体管102、 104与驱动器输入电路20对应，电阻IIO、电容器114与低 通滤波器40A对应，可变恒流电路106与一个增益调整电路30对应。另外，第二电路200具有构成差动放大器的两个晶体管202、 204、 在这两个晶体管202、 204的发射极上共同连接的可变恒流电路206、作 为在两个晶体管202、 204各自的集电极上分别连接的负载电阻的电阻 210、 212、与电阻210并联的电容器214、在晶体管202的集电极上连 接的晶体管220以及恒流电路222。第二电路200的结构以及各部分的 动作基本上与第一电路100的结构以及各部分的动作相同，仅仅是电阻 210以及电容器214所构成的低通滤波器40B的截止频率不同。例如， 由包含在第一电路100中的电阻110和电容器114构成的低通滤波器 40A的截止频率比由包含在第二电路200中的电阻210和电容器214构 成的低通滤波器40B的截止频率设定得高。因此，在第一电路100中能 够检测到和输入信号反相的信号的高频分量的各频率分量，在第二电路 200中能够检测出和输入信号反相的信号的低频分量。第一电路100、第二电路200以及产生电压Vbb—dc的晶体管300的 各输出端通过3个电阻310、 312、 314连接，从该连接点输出在规定的 电压VBB-DC上重叠了两个处理系统的输出电压后的参考电压VBB的参考 信号。图4是说明抖动发生电路1的动作的图。图4 (A)表示从驱动器 输入电路IO输出的信号和参考电压VBB的关系，图4 (B)表示附加有 抖动的驱动器输出电路60的输出信号。在低电平之后当输入低电平和高电平频繁切换的高频信号时(图4(A) 的期间T1),通过第一电路100以及第二电路200检测出与该模 式变化对应的频率分量，生成与输入信号的电平变化一致变动的参考电 压VBB,从驱动器输出电路60输出与该参考电压VBB对应的附加有抖动 的信号(图4 (B)的期间Tl)。另外，当低电平和高电平切换的频率 较低时(图4 ( A)的期间T2),生成与具有该低频率分量的输入信号 的电平变化一致变动的参考电压VBB,从驱动器输出电路60输出与该参 考电压VsB对应的附加有抖动的信号(图4 (B)的期间T2)。在图4(B) 中未附加抖动的波形用虛线表示，附加有抖动的波形用实线表示。 此外，本发明不限于上述实施形态，在本发明的发明宗旨的范围内可以实施各种变形。在上述的实施形态中，使用由差动放大器构成的驱 动器输出电路60进行了信号的相位调整，但是代替差动放大器，也可 以使用电压比较器或者可变延迟电路。在使用了电压比较器的情形，可以在正输入端子上输入驱动器输入电路10的输出信号，在负输入端子上输入参考电压Vbb的参考信号。另外，在使用了可变延迟电路的情形，可以根据参考电压vbb设定延迟量。另外，在上述实施形态中，使用多个低通滤波器40A、 40B、...分 析输入信号的信号模式的内容(频率分量)，但是也可以将一部分或者 全部低通滤波器置换为带通滤波器或者高通滤波器。另外，也可以使用 除了滤波器以外的结构，例如预先准备好作为检测对象的多个信号冲莫式 (比较模式)，求出输入信号和这些多个比较模式的相关来分析输入信 号的信号模式的内容。另外，在上述实施形态中，在抖动发生电路l内，直接连接了驱动 器输入电路10和驱动器输出电路60,但是也可以在驱动器输入电路10 和驱动器输出电路60之间插入延迟电路。通过插入延迟电路，能够调 整从驱动器输入电路IO输出的信号的相位。另外，在上述实施形态中，在驱动器3和DUT2之间设置了抖动发 生电路l,但是也可以将其设置在驱动器3的前级。在这种情形，也可 以省略抖动发生电路l内的波形整形电路70,而将驱动器输出电路60 的输出信号直接输入到驱动器3。设置在驱动器3 (输出输入信号的电 路)或其前级的各种电路(未图示)作为一个芯片或者一个模块的一部 分形成。这种情况下，也可以将抖动发生电路l安装到这些芯片或者模 块内。由此，能够随着包含抖动发生电路1或者驱动器3等的电路的小 型化、和制造工序的简略化或者部件数目的减少而降低成本。根据本发明，根据输入信号的信号模式的内容来调整输入信号的相 位，由此能够根据该信号模式的内容产生与在传送线路中所产生的抖动 相同的模式效果抖动。而且，因为不需要和实际的传送线路同样的布线 等，所以能够采用简单的结构产生模式效果抖动。
权利要求
1.一种抖动发生电路，其中包括信号分析单元，分析输入信号的信号模式的内容；和相位调整单元，根据所述信号分析单元的分析结果输出如下信号，该信号是当使所述输入信号通过了传送线路时在变化定时发生偏离的方向上调整了所述输入信号的相位的信号，通过调整所述输入信号的相位来附加抖动。
2. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中， 所述信号分析单元分析所述输入信号的频率特性。
3. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中， 所述信号分析单元具有使所述输入信号的低频分量通过的滤波器， 所述相位调整单元根据所述滤波器的输出电压进行相位调整。
4. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中， 所述信号分析单元具有使输入信号的低频分量通过的截止频率不同的多个滤波器、和合成所述多个滤波器的输出电压的合成单元，整。
，口 、 ； 、 、 、 、 、 、 、 口
5. 根据权利要求3所述的抖动发生电路，其中， 向所述滤波器输入和所述输入信号反相的信号。
6. 根据权利要求3所述的抖动发生电路，其中，所述相位调整单元根据从规定的电压中减去了所述滤波器的输出 电压后的电压进行相位调整。
7. 根据权利要求4所述的抖动发生电路，其中， 向所述滤波器输入和所述输入信号反相的信号。
8. 根据权利要求4所述的抖动发生电路，其中，所述相位调整单元根据从规定的电压中减去了所述滤波器的输出 电压后的电压进行相位调整。
9. 根据权利要求3所述的抖动发生电路，其中， 所述信号分析单元具有对所述滤波器的输出电压进行增益调整的增益调整单元。
10. 根据权利要求9所述的抖动发生电路，其中，由所述增益调整单元调整的增益根据所述传送线路造成的信号损失的程度进行设定。
11. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中，所述相位调整单元是根据所述信号分析单元的分析结果来改变参 考电压的差动放大器。
12. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中，所述相位调整单元是根据所述信号分析单元的分析结果来改变参 考电压的电压比较器。
13. 根据权利要求1所述的抖动发生电路，其中， 所述相位调整单元是根据所述信号分析单元的分析结果来改变延迟量的可变延迟电路。
14. 一种抖动发生电路，其中，所述信号分析单元和所述相位调整单元被安装到形成有输出所述 输入信号的电路的芯片或者模块内。
全文摘要
本发明目的在于提供一种采用简单的结构就能够产生模式效果抖动的抖动发生电路。抖动发生电路(1)具有分析输入信号的信号模式内容的信号分析单元，即驱动器输入电路(20)、多个增益调整电路(30)、多个低通滤波器(40)、多个加法器(50)、加法器(52)、和根据信号分析结果输出如下信号的驱动器输出电路(60)，该信号是当使输入信号通过了传送线路时在变化定时偏离的方向上调整了输入信号的相位的信号。通过调整输入信号的相位，从而对输入信号附加抖动。
文档编号H03K5/156GK101258677SQ200680019100
公开日2008年9月3日 申请日期2006年5月18日 优先权日2005年6月1日
发明者中村隆之, 关野隆 申请人:株式会社艾德温特斯特