(57)【要約】【課題】高帯域幅且つ低ジッタで、差動信号からトリガ信号を発生する。【解決手段】差動信号源２０１からの差動信号が抵抗減衰器２１９、２２０を介して比較器２１１の非反転入力端及び反転入力端に供給される。電圧源２０３、２０４からの差動しきい値電圧レベルが終端抵抗器２０７、２０８を介して比較器２１１の非反転入力端及び反転入力端に供給される。比較器２１１は、非反転入力端及び反転入力端の電圧が交差したときに、トリガ出力端２１４からトリガ信号を発生する。【選択図】図２
2010166560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１トリガ入力端、第２トリガ入力端及びトリガ出力端と、
出力端を有する第１電圧源と、
出力端を有する第２電圧源と、
第１端が上記第１トリガ入力端に結合され、第２端が上記第１電圧源の出力端に結合された第１終端抵抗器と、
第１端が上記第２トリガ入力端に結合され、第２端が上記第２電圧源の出力端に結合された第２終端抵抗器と、
非反転入力端が上記第１トリガ入力端に結合され、反転入力端が上記第２トリガ入力端に結合され、出力端が上記トリガ出力端に結合された比較器と
を具えたトリガ回路。
【請求項２】
差動信号からトリガ信号を発生する方法であって、
上記差動信号の第１サイドを第１終端抵抗器の第１端に供給し、
上記差動信号の第２サイドを第２終端抵抗器の第１端に供給し、
第１しきい値電圧レベルを上記第１終端抵抗器の第２端に供給し、
第２しきい値電圧レベルを上記第２終端抵抗器の第２端に供給し、
上記第１終端抵抗器の上記第１端の電圧レベルが上記第２終端抵抗器の上記第１端の電圧レベルを越えたときにトリガ信号を発生する
トリガ信号発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、試験測定機器用のトリガ回路及びトリガ信号発生方法に関し、特に、差動信号用のトリガ回路及びトリガ信号発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス・インクから入手可能なＤＰＯ／ＤＳＡ７０００シリーズ・オシロスコープの如きオシロスコープでは、安定した波形を表示したり、異常状態を迅速に取り込んだりするために、トリガ回路を用いている。トリガ回路の１つの形式は、「エッジ・トリガ」であり、入力信号がユーザ指定の方向でユーザ指定のしきい値電圧を越えたときに、オシロスコープをトリガする。エッジ・トリガは、典型的には比較器により実現される。例えば、図１に示すトリガ回路１００のように、比較器１１０は、入力信号がしきい値電圧レベルを越えたときにトリガ信号を発生する。
【０００３】
しかし、図１に示すように、入力信号は、シングル・エンドでなくてもよく、その代わりに差動でもよい。差動信号は、２つの相補型のシングル・エンド信号の差として表され、各シングル・エンド信号を差動信号の一方の「サイド」と呼ぶ。従来のエッジ・トリガ回路は、その入力端が２つではなく１つの入力信号としきい値電圧とを受けるだけなので、差動入力信号でトリガできない。
【０００４】
この問題の１つの解決法は、差動入力信号の一方のサイドのみを比較器１１０に供給することである。原理的には、１つのサイドは、差動入力信号のシングル・エンド形式であり、その信号振幅が２分の１になる。しかし、この結果、差動入力信号が完全に平衡でない、即ち、バランスしていない場合に、不正確なトリガとなる。例えば、差動入力信号の２つのサイドが「同相（コモン・モード）」ノイズを含んでいると仮定する。すなわち、両方のサイドにノイズが等しく存在し、減算により差動信号には存在しないと仮定する。この仮定の場合、一方のサイドのみが比較器１１０に供給され、比較器１１０が同相ノイズに応答してトリガ信号を発生すると、このトリガ信号が差動入力信号内に存在しない特性を反映するので、そのトリガ信号が不正確となる。
【０００５】
他の解決法は、先ず、差動入力信号をシングル・エンド信号に変換し、このシングル・エンド信号を比較器１１０に供給する。この解決法は、上述の不正確なトリガを避けることができるが、比較的に低周波数の入力信号に対してのみ機能する。それは、差動信号をシングル・エンドに変換する全ての既知の方法は、帯域幅を制限するか、カスタムＡＳＩＣを必要とするためである。例えば、かかる従来の変換方法の１つは演算増幅器（オペアンプ）を用いることである。しかし、比較的低い帯域幅の演算増幅器は、米国マサチューセッツ州ノラウッドのアナログ・デバイス・インクから入手可能なＡＤ８０００型などである。このＡＤ８０００型の−３ｄＢ帯域幅は、１．５ＧＨｚであり、米国カリフォルニア州ウェストレーク・ビレッジのインフィ（InPhi）コーポレーションから入手可能な２５７０６ＣＰ型比較器の動作帯域幅２５ＧＨｚよりも非常に低い。さらに、演算増幅器は、ノイズを入力信号に注入するので、その結果、トリガ・ジッタが生じる。
【０００６】
さらに別の解決法は、差動入力信号の各サイドをしきい値電圧レベルと別々に比較する２つの比較器を用い、これら２つの比較器の出力信号を組合せて、トリガ信号を形成する。この解決法は、差動とシングル・エンドとの変換を避けることができる。しかし、差動入力信号が完全に平衡していないとき、又はしきい値電圧レベルがこれら２つの出力信号の中間点以外に設定されているとき、２つの出力信号が異なる時点で遷移して、組合せトリガ信号は、試験測定機器をトリガするのには適さない区分的な遷移を有するかもしれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−５４４１８号公報
【特許文献２】特開平８−５６７０号公報
【特許文献３】特開平５−３０９００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、高帯域幅且つ低ジッタで動作して、差動信号からトリガ信号を発生できるトリガ回路及びトリガ信号発生方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様は、次の通りである。なお、括弧内の参照符号は、図２の実施例との対応関係を単に示すだけで、本発明を実施例に限定するためではない。
（１）第１トリガ入力端（２１２）、第２トリガ入力端（２１３）及びトリガ出力端（２１４）と；出力端を有する第１電圧源（２０３）と；出力端を有する第２電圧源（２０４）と；第１端が上記第１トリガ入力端に結合され、第２端が上記第１電圧源の出力端に結合された第１終端抵抗器（２０７）と；第１端が上記第２トリガ入力端に結合され、第２端が上記第２電圧源の出力端に結合された第２終端抵抗器（２０８）と；非反転入力端が上記第１トリガ入力端に結合され、反転入力端が上記第２トリガ入力端に結合され、出力端が上記トリガ出力端に結合された比較器（２１１）とを具えたトリガ回路。
（２）上記第１トリガ入力端及び上記第１抵抗器の第１端の間に直列に結合された第１抵抗減衰器（２１９）と；上記第２トリガ入力端及び上記第２抵抗器の第１端の間に直列に結合された第２抵抗減衰器（２２０）とを更に具えた態様１のトリガ回路。
（３）上記比較器がパッケージ集積回路比較器で構成され；上記第１及び第２終端抵抗器がオンチップ終端抵抗器で構成された態様１のトリガ回路。
（４）差動信号からトリガ信号を発生する方法であって；上記差動信号の第１サイドを第１終端抵抗器（２０７）の第１端に供給し；上記差動信号の第２サイドを第２終端抵抗器（２０８）の第１端に供給し；第１しきい値電圧レベル（２０３）を上記第１終端抵抗器の第２端に供給し；第２しきい値電圧レベル（２０４）を上記第２終端抵抗器の第２端に供給し；上記第１終端抵抗器の上記第１端の電圧レベルが上記第２終端抵抗器の上記第１端の電圧レベルを越えたときにトリガ信号を発生するトリガ信号発生方法。
【発明の効果】
【００１０】
よって、本発明によれば、差動入力信号からトリガ信号を発生するトリガ回路を提供できる。そのために、差動入力信号の第１サイドを第１（負荷用）終端抵抗器の第１端に供給する。差動信号の第２サイドを第２（負荷用）終端抵抗器の第１端に供給する。差動しきい値電圧レベルの第１サイドを第１終端抵抗器の第２端に供給する。差動しきい値電圧レベルの第２サイドを第２終端抵抗器の第２端に供給する。第１終端抵抗器の第１端の電圧レベルが第２終端抵抗器の第１端の電圧レベルを越えたときに、比較器がトリガ信号を発生する。
【００１１】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から更に明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のトリガ回路の簡略化した図を示す。
【図２】本発明によるトリガ回路の簡略化した図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図２は、本発明によるトリガ回路の簡略化した図を示す。本発明によれば、終端された信号源である差動信号源２０１は、伝送線２０９及び２１０を介して、差動入力信号Ｖsdiff（公称的には、相補型のシングル・エンド信号Ｖsp及びＶsmから構成されている）をトリガ回路２００に伝送する。伝送線２０９及び２１０は、同軸ケーブル又は回路基板上のトレースの如く、５０オームの特性インピーダンスで相互接続を行う。トリガ回路２００は、電圧源２０３及び２０４から差動しきい値電圧レベルＶth（相補型のシングル・エンド信号Ｖtp及びＶtmから構成されている）を受ける。
【００１４】
差動信号源２０１は、相補型の電圧源２１５及び２１６を含んでいる。電圧源２１５の出力端は、５０オームの信号源用終端用抵抗器２０５を介して、差動信号源２０１の第１出力端２１７に結合される。同様に、電圧源２１６の出力端は、５０オームの信号源用終端用抵抗器２０６を介して、差動信号源２０１の第２出力端２１８に結合される。
【００１５】
トリガ回路２００の第１トリガ入力端２１２は、オプションである（必要に応じて用いられる）抵抗減衰器２１９の第１端に結合される。抵抗減衰器２１９の第２端は、比較器２１１の非反転入力端及び５０オームの負荷用終端抵抗器（第１終端抵抗器）２０７の第１端に結合される。抵抗器２０７の第２端は、電圧源２０３の出力端に結合される。同様に、トリガ回路２００の第２トリガ入力端２１３は、オプションである抵抗減衰器２２０の第１端に結合される。抵抗減衰器２２０の第２端は、比較器２１１の反転入力端及び５０オームの負荷用終端抵抗器（第２終端抵抗器）２０８の第１端に結合される。抵抗器２０８の第２端は、電圧源２０４の出力端に結合される。比較器２１１の出力端は、トリガ回路２００のトリガ出力端２１４に結合される。なお、抵抗減衰器２１９及び２２０は、オプションであるので、必要がなければ、これら抵抗減衰器の両端が夫々直結された状態である。
【００１６】
図２に示すトリガ回路２００の動作は、次のようになる。比較器２１１は、その非反転入力端の電圧レベルＶipと反転入力端の電圧レベルＶimとの差Ｖidiffを以下のように検知する。
【００１７】
式１：Ｖidiff＝Ｖip−Ｖim
【００１８】
抵抗器２０５及び２０７で形成される分圧器を介して供給されるＶsp及びＶtpの線形重ね合わせとして、Ｖipを計算できる。同様に、抵抗器２０６及び２０８で形成される分圧器を介して供給されるＶsm及びＶtmの線形重ね合わせとして、Ｖimを計算できる。
【００１９】
式２：Ｖip＝［５０Ω／（５０Ω＋５０Ω）］Ｖsp＋［５０Ω／（５０Ω＋５０Ω）］Ｖtp＝（１／２）（Ｖsp＋Ｖtp）
【００２０】
式３：Ｖim＝［５０Ω／（５０Ω＋５０Ω）］Ｖsm＋［５０Ω／（５０Ω＋５０Ω）］Ｖtm＝（１／２）（Ｖsm＋Ｖtm）
【００２１】
式２及び式３を式１に代入すると、次のようになる。
【００２２】
式４：Ｖidiff＝（１／２）（Ｖsp＋Ｖtp）−（１／２）（Ｖsm＋Ｖtm）
【００２３】
式４を整理すると、次のようになる。
【００２４】
式５：Ｖidiff＝（１／２）（Ｖsp−Ｖsm）＋（１／２）（Ｖtp−Ｖtm）
【００２５】
Ｖth＝Ｖtp−Ｖtmを式５に代入すると、次のようになる。
【００２６】
式６：Ｖidiff＝（１／２）（Ｖsp−Ｖsm）＋（１／２）Ｖth
【００２７】
Ｖsdiff＝Ｖsp−Ｖsmを式６に代入して、簡略化すると次のようになる。
【００２８】
式７：Ｖidiff＝（１／２）（Ｖsdiff−Ｖth）
【００２９】
比較器２１１は、差動電圧源Ｖsdiffと差動しきい値電圧レベルＶthとの間の差を直接的に検知することが式７から明らかになる。よって、差動入力信号Ｖsdiffが差動しきい値電圧レベルＶthと交差するとき、即ち、越えるとき、比較器２１１は、トリガ信号を直接的に発生する。
【００３０】
本発明のいくつかの実施例において、米国マサチューセッツ州ノラウッドのアナログ・デバイス・インクから入手可能なＡＤＣＭＰ５７２型の如きパッケージ集積回路比較器を用いて、比較器２１１を実現できる。かかる比較器は、その反転入力ピン及び非反転入力ピンに結合されたオンチップの５０オーム終端抵抗器を含んでおり、その戻り経路は、戻りピンに結合されている。製造業者の提言によれば、これらの戻りピンは、低インダクタンス経路を介して接地するか、高インピーダンス・アプリケーション用には解放したままにする。しかし、本発明によれば、しきい値電圧レベルＶtp及びＶtmをこれらの戻りピンに供給し、オンチップの終端抵抗器を用いて、抵抗器２０７及び２０８を実現する。
【００３１】
好都合なことに、トリガ回路２００は、差動からシングル・エンドへの変換を避けているので、比較器２１１の動作帯域幅まで動作する。また、トリガ回路２００は、ノイズを差動入力信号に注入しない。
【００３２】
差動信号源２０１は、式２及び式３に関連して上述した分圧器効果を与えるために、終端された信号源でなければならない。また、差動信号源２０１は、電圧源２０３及び２０４から差動信号源２０１に戻るように流れる電流を許容しなければならない。この逆電流の流れは、オプションとしての抵抗減衰器２１９及び２２０を用いることにより、低減できる。抵抗減衰器２１９及び２２０は、図２に示すように、簡単な抵抗器でよい。代わりに、５０オームの伝送線２０９及び２１０を適切に終端し、顕著な高周波数反射を避けるために、抵抗減衰器２１９及び２２０は、インピーダンスがマッチングした減衰器、例えば、パイ又はデルタの抵抗器ネットワークでもよい。代わりに、伝送線２０９及び２１０の特性インピーダンスが５０オームの代わりに７５オームならば、抵抗減衰器２１９及び２２０は、２５オームの抵抗器でもよい。
【００３３】
動作中、差動入力信号Ｖsdiffは、終端抵抗器２０７及び２０８に入出力する電流を流す。よって、最良の動作にとっては、しきい値電圧レベル信号源２０３及び２０４は、低出力インピーダンスで、平坦な周波数応答で、良好に分離していなければならない。
【００３４】
上述の実施例においては、伝送線２０９及び２１０の特性インピーダンスとマッチングするように、抵抗器２０７及び２０８の抵抗値が５０オームであった。異なる抵抗値を用いて異なる分圧比とする場合、比較器２１１の入力端で所望電圧Ｖip及びＶimを維持するために、しきい値電圧レベルＶtp及びＶtmを調整しなければならない。
【００３５】
上述の実施例において、差動しきい値電圧レベルＶthを電圧源２０３及び２０４の間に均等に供給した。代わりに、Ｖthを電圧源２０３が全体的に供給してもよいし、電圧源２０４が全体的に供給してもよい。
【００３６】
本発明は、特にオシロスコープに適するが、ロジック・アナライザ及びビット・エラー・レート・テスタなどの他の形式の試験測定機器にも適用できる。より一般的には、本発明を任意の差動受信器のアプリケーションに使用できる。
【００３７】
よって、本発明は、差動入力信号が差動しきい値電圧レベルと交差したとき、即ち、越したときにトリガ信号を発生する高帯域幅且つ低ジッタのトリガ回路を提供できる。
【符号の説明】
【００３８】
２００  トリガ回路
２０１  差動信号源
２０３  第１電圧源（しきい値電圧レベル信号源）
２０４  第２電圧源（しきい値電圧レベル信号源）
２０５、２０６  信号源終端抵抗器
２０７  第１終端抵抗器
２０８  第２終端抵抗器
２０９、２１０  伝送線
２１１  比較器
２１２  第１トリガ入力端
２１３  第２トリガ入力端
２１４  トリガ出力端
２１５、２１６  電圧源
２１９、２２０  抵抗減衰器
【図１】
2010166560.tif 000003
【図２】
2010166560.tif 000004