半導体デバイス

PLL方式のタイミング・システムにおけるジッタの伝達は、システム部品のジッタ・トランスファー・ファンクションを測定することできっていすることができます。図1は、ループ・バンド幅をレクロイの 任意波形発生器とディジタル・オシロスコープを用いて評価した典型的なジッタ・トランスファー・ファンクション測定の結果を示しています。

図1：PLL方式の無遅延型クロック・バッファのループ帯域幅測定

この測定は、位相変動量を制御でき、所望の周波数レンジをカバーできる変調バンド幅を持つ位相変調可能な信号発生器を用いて行います。測定は周波数を変えながら正弦波で位相変調した信号を使って行う方法と、ステップ関数で位相変調した信号を使って行う方法があります。どちらの方法も変調バンド幅は、10MHz 以上まで平坦になっています。

図2：ジッタ伝達特性を測定するセットアップ例

オシロスコープは、被測定装置の出力位相変動をタイム・インターバル・エラー(TIE)のJitterTrackを使って測定するように設定します。TIE は、変調信号の瞬時位相変化を表します。図3 は、周波数を変えた正弦波を使って測定する試験の典型的な構成を示しています。上のトレースは、PLL 回路の出力です。トレースA は、TIE 関数であり、変調信号、ここでは正弦波を示しています。その下のトレースは、TIE 関数のピーク・ピークをトレンド・グラフにしたものです。これは、PLL 回路の出力信号の位相変動を示したものです。このトレンド・グラフは、30 個の周波数におけるピーク・ピーク位相変動をプロットしています。変調周波数は、10MHzまで、1/3 オクターブ・ステップで30 点が選ばれています。こうすることで、一定間隔で表示するトレンド・

図3：66ＭＨｚクロックを位相変調させるためにステップ周波数の
正弦波をしようしたPLLのループ帯域幅の測定

グラフを対数軸表示にすることができます。一番下のトレース(トレースD)では、縦軸を対数に変換してdB 単位で表示しています。この変調信号の周波数を変更しながら計測する方法は、狭帯域の信号を計測するのでダイナミックレンジを広く取ることができます。欠点は、複数回の測定が必要となることです。

図4：PLL回路のループ・バンド幅を、クロックステップ信号で
位相変調して入力し、その応答として測定した例

同様の結果を得るもう1 つの計測方法は、信号をステップ関数で変調することです。図4 では、ステップ・レスポンスが測定され(トレースA)、その微分をとってインパルス・レスポンスとし(トレースB)、それをフーリエ変換してPLL 回路の周波数レスポンス(トレースD)に変換します。この方法は、一回の計測で結果が得られると言う長所があります。しかし、表示フォーマットとしては片対数しかありません。一般的な両対数フォーマットに変換するには、ASCII データとしてエクセルに転送します。図1 は、このようにして作られています。

関連資料：

LeCroy Jitter Resources
	【NO.LAB 750A】 PLL回路のループ・バンド幅	PDF File 170K
	【NO.LAB 736】 ＰＬＬタイムベースの動作	PDF File 60K
	【NO.LAB 737】 CPUクロックの「サイクル トゥ サイクル・ジッタ」の計測	PDF File 60K
	【NO.LAB 1017】ウィルス対策ソフトのオシロスコープへの影響	PDF File 90K
	エレクトロニクス アップデイト 【2003年6月号-01】 マルチレベル信号の解析 SDA シリーズの柔軟なマスク作成機能	PDF File 500K

  推奨：

モデル名	帯域	最高サンプリング 速度	最大メモリ長
SDAシリーズ	3〜6GHz	10〜20GS/s	100Mワード
WaveMasterシリーズ	3〜6GHz	10〜20GS/s	100Mワード
WavePro7000シリーズ	1〜3GHz	10〜20GS/s	48Mワード
WaveRunner6000シリーズ	350MHz〜2GHz	2.5〜10GS/s	24Mワード

　

 

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