(57)【要約】【課題】ＵＳＢ規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を安価に発生する。【解決手段】３値信号発生装置１は、イネーブル信号が所望レベルのときに論理を固定するように、疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて差動信号と反転差動信号とを出力する第１の差動増幅部２ｂと、イネーブル信号が所望レベルのときに論理を固定するように、疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて差動信号と反転差動信号とを出力する第２の差動増幅部２ｃと、第１の差動増幅部２ｂの差動信号と第２の差動増幅部２ｃの反転差動信号とを合成して３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力する第１の信号合成部３ａと、第１の差動増幅部２ｂの反転差動信号と第２の差動増幅部２ｃの差動信号とを合成して３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力する第２の信号合成部３ｂとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低レベル、高レベル、中間値レベルの３値のＬＦＰＳ信号のバースト区間を示す中間値制御信号が入力される第１のイネーブル端子を有し、イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、２値のＮＲＺ信号から生成される疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第１の差動信号と該第１の差動信号の論理レベルを反転した第１の反転差動信号とを出力する第１の差動増幅部（２ｂ）と、
前記中間値制御信号が入力される第２のイネーブル端子を有し、イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、前記疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第２の差動信号と該第２の差動信号の論理レベルを反転した第２の反転差動信号とを出力する第２の差動増幅部（２ｃ）と、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の反転差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力する第１の信号合成部（３ａ）と、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の反転差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力する第２の信号合成部（３ｂ）とを備えたことを特徴とする３値信号発生装置。
【請求項２】
前記第１の差動増幅部（２ｂ）および前記第２の差動増幅部（２ｃ）は、出力イネーブル機能付き差動増幅回路であることを特徴とする請求項１記載の３値信号発生装置。
【請求項３】
前記第１の信号合成部（３ａ）および前記第２の信号合成部（３ｂ）は、パワーコンバイナーであることを特徴とする請求項１記載の３値信号発生装置。
【請求項４】
低レベル、高レベル、中間値レベルの３値のＬＦＰＳ信号のバースト区間を示す中間値制御信号を第１の差動増幅部（２ｂ）の第１のイネーブル端子に入力するステップと、
イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、２値のＮＲＺ信号から生成される疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第１の差動信号と該第１の差動信号の論理レベルを反転した第１の反転差動信号とを前記第１の差動増幅部から出力するステップと、
前記中間値制御信号を第２の差動増幅部（２ｃ）の第２のイネーブル端子に入力するステップと、
イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、前記疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第２の差動信号と該第２の差動信号の論理レベルを反転した第２の反転差動信号とを前記第２の差動増幅部から出力するステップと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の反転差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力するステップと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の反転差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力するステップとを含むことを特徴とする３値信号発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサル・シリアル・バス（以下、ＵＳＢという）３．０／３．１規格で規定されるＬＦＰＳ(Low Frequency Periodic Signaling)信号の３値信号を発生する３値信号発生装置及び３値信号発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望のディジタル通信装置を被測定物とし、この被測定物におけるビット誤り率を測定する場合には、例えば、下記特許文献１に開示されるような誤り率測定装置が用いられる。この種の誤り率測定装置では、被測定物が電気的なストレスをどの程度許容できるかを測定するため、パターン発生器から既知パターンの電気的ストレス信号をテスト信号として印可し、このテスト信号を被測定物内部又は外部でループバックし、エラー検出器で受信してテスト信号との比較により、例えばテスト信号の印可量に対してエラーの有無を測定するジッタ耐力測定を行っている。
【０００３】
ところで、コンピュータ等の情報機器に周辺機器を接続するためのシリアルバス規格の一つとしてＵＳＢが知られている。そして、ＵＳＢデバイスまたはホストを被測定物として各種測定を行う際のネゴシエーションでは、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号が用いられる。３値のＬＦＰＳ信号は、例えば２０ｎｓ〜１００ｎｓの周期（ｔＰｅｒｉｏｄ）、４０％〜６０％のデューティ比のパルスで構成される図５に示すようなバースト信号（ｔＢｕｒｓｔ，ｔＲｅｐｅａｔ）である。尚、特に図示はしないが、ＵＳＢ３．０／３．１規格には、ＬＦＰＳ送信時間を含め、動作モードを決めるための信号が定義されている。
【０００４】
従来、誤り率測定装置では、ネゴシエーション時にＵＳＢデバイスまたはホストのステートダイアグラムをループバックモードに遷移させ、ＵＳＢデバイスまたはホストからループバックされるＬＦＰＳ信号をエラー検出器がフレームに沿った受信を行うことで各種測定を実行しているが、ネゴシエーション時には高レベルと低レベルによる２値のＮＲＺ信号をＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号に見立てて使用していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７４４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、２値のＮＲＺ信号によるＬＦＰＳ信号は、ＵＳＢ３．０／３．１規格に準拠していない疑似的な信号であり、高レベルと低レベルとの間の中間値が得られず、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される高レベル、中間値レベル、低レベルによる３値の信号にならないという問題があった。しかも、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を２値のＮＲＺ信号で生成すると、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定されている入出力間のＡＣ結合による過渡応答が発生し、バースト区間とパターンに依存した差動信号間のコモンモード電圧にズレが生じて被測定物であるＵＳＢデバイスまたはホストの受信部で問題を起こし、信号を正常に受信することができないという問題が生じる。
【０００７】
このため、２チャネルのパターン発生器を用いて２つの信号を合成することによりＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を生成することが考えられる。しかし、２チャネルのパターン発生器を用いて２つの信号を合成する際には、２つの信号の位相差によるグリッチ・ノイズ（ひげ状のパルス）が発生する可能性があり、２つの信号の位相を合わせるためのスキュー調整（等長配線）が必要であった。しかも、２つの信号の位相を合わせるためには、例えばオシロスコープなどの波形観測器を用いた波形の確認が必要となり、利用者への作業負担が増すという問題があった。加えて、信号合成のためには、高コストな２チャネルのパターン発生器が必要不可欠であり、その分だけ全体のコストが嵩むという問題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定されるＬＦＰＳ信号の３値信号を安価に発生することが可能な３値信号発生装置及び３値信号発生方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された３値信号発生装置は、低レベル、高レベル、中間値レベルの３値のＬＦＰＳ信号のバースト区間を示す中間値制御信号が入力される第１のイネーブル端子を有し、イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、２値のＮＲＺ信号から生成される疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第１の差動信号と該第１の差動信号の論理レベルを反転した第１の反転差動信号とを出力する第１の差動増幅部２ｂと、
前記中間値制御信号が入力される第２のイネーブル端子を有し、イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、前記疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第２の差動信号と該第２の差動信号の論理レベルを反転した第２の反転差動信号とを出力する第２の差動増幅部２ｃと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の反転差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力する第１の信号合成部３ａと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の反転差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力する第２の信号合成部３ｂとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された３値信号発生装置は、請求項１の３値信号発生装置において、
前記第１の差動増幅部２ｂおよび前記第２の差動増幅部２ｃは、出力イネーブル機能付き差動増幅回路であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載された３値信号発生装置は、請求項１の３値信号発生装置において、
前記第１の信号合成部３ａおよび前記第２の信号合成部３ｂは、パワーコンバイナーであることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載された３値信号発生方法は、低レベル、高レベル、中間値レベルの３値のＬＦＰＳ信号のバースト区間を示す中間値制御信号を第１の差動増幅部２ｂの第１のイネーブル端子に入力するステップと、
イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、２値のＮＲＺ信号から生成される疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第１の差動信号と該第１の差動信号の論理レベルを反転した第１の反転差動信号とを前記第１の差動増幅部から出力するステップと、
前記中間値制御信号を第２の差動増幅部２ｃの第２のイネーブル端子に入力するステップと、
イネーブル信号が所望のレベルのときに論理を固定して出力するように、前記疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて第２の差動信号と該第２の差動信号の論理レベルを反転した第２の反転差動信号とを前記第２の差動増幅部から出力するステップと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の反転差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力するステップと、
前記第１の差動増幅部からの前記第１の反転差動信号と、前記第２の差動増幅部からの前記第２の差動信号とを合成して前記３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値ＬＦＰＳ信号を１チャネルのパターン発生器を用いた安価な構成によって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る３値信号発生装置のブロック構成図である。
【図２】被測定物の測定を行う際の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る３値信号発生方法のフローチャート図である。
【図４】本発明に係る３値信号発生装置の論理値表の一例を示す図である。
【図５】ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定されるＬＦＰＳ信号を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、１チャネルのパターン発生器が発生するＡＵＸ  Ｏｕｔｐｕｔ（疑似ＬＦＰＳ信号出力）およびＧａｔｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔ（中間値制御信号出力）の２値ＮＲＺ信号出力を用いてＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される低レベル、高レベル、中間値レベルの３値のＬＦＰＳ信号（低周波バースト信号）を生成する３値信号発生装置及び３値信号発生方法に関するものである。
【００１７】
尚、パターン発生器は、ＡＵＸ  Ｏｕｔｐｕｔを備えており、ビットレートに同期した分周クロックやパルスパターン長の周期に同期したタイミング信号を出力することができる。ＡＵＸ  Ｏｕｔｐｕｔは、例えばプログラマブルロジックで信号を生成しており、本発明では疑似ＬＦＰＳ信号を生成し、出力させている。
【００１８】
また、パターン発生器は、Ｇａｔｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔを備えており、Ｂｕｒｓｔ信号期間を示すタイミング信号を出力することができる。Ｇａｔｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔは、例えばプログラマブルロジックで信号を生成しており、本発明では中間値制御信号を生成し、出力させている。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態の３値信号発生装置１は、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を発生するため、ＬＦＰＳ発生部２と信号合成部３を備えて概略構成される。
【００２０】
ＬＦＰＳ発生部２は、論理回路部２ａ、第１の差動増幅部２ｂ、第２の差動増幅部２ｃを含んで構成される。
【００２１】
論理回路部２ａは、３値信号発生装置１の初段に設けられ、例えばＥＣＬロジックなどで構成される。論理回路部２ａには、疑似ＬＦＰＳ信号と中間値制御信号（以下、Ｇａｔｉｎｇ信号という）が入力される。
【００２２】
疑似ＬＦＰＳ信号とＧａｔｉｎｇ信号は、例えば従来より周知の１チャネルのパターン発生器が発生するＡＵＸ  Ｏｕｔｐｕｔ（疑似ＬＦＰＳ信号出力）およびＧａｔｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔ（中間値制御信号出力）が用いられる。
【００２３】
疑似ＬＦＰＳ信号は、高レベルＨと低レベルＬの２値のＮＲＺ信号から生成され、図４に示すように、低レベル：Ｌ、高レベル：Ｈ、Ｄｏｎ’ｔ  ｃａｒｅ：Ｘからなる信号である。また、Ｇａｔｉｎｇ信号は、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号のバースト区間を示す信号であり、低レベル：Ｌ又は高レベル：Ｈからなる。本例では、低レベル：Ｌがバースト区間を示すＧａｔｉｎｇ信号として説明するが、高レベル：Ｈがバースト区間を示すようにしてもよい。
【００２４】
論理回路部２ａは、疑似ＬＦＰＳ信号とＧａｔｉｎｇを第１の差動増幅部２ｂに出力する。また、論理回路部２ａは、疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号とＧａｔｉｎｇ信号を第２の差動増幅部２ｃに出力する。
【００２５】
第１の差動増幅部２ｂは、論理回路部２ａの後段に接続され、論理が固定されるドライバ、例えばドライバアンプなどの出力イネーブル機能付き差動増幅回路で構成される。第１の差動増幅部２ｂは、入力端子とイネーブル端子とを有し、入力端子には疑似ＬＦＰＳ信号が論理回路部２ａを介して入力され、イネーブル端子にはＧａｔｉｎｇ信号がイネーブル信号Ｅｎａ１として論理回路部２ａを介して入力される。
【００２６】
第１の差動増幅部２ｂは、例えばイネーブルがオフ（Ｇａｔｉｎｇ信号が高レベル：Ｈ）のときに論理を固定して出力するように、入力端子に入力される疑似ＬＦＰＳ信号のレベルがリファレンス電圧を基準として高いか低いかに応じて後段の信号合成部３での損失を考慮した所定の出力電圧になるように差動信号Ｐ１と差動信号Ｐ１の論理レベルを反転した反転差動信号Ｎ１とを出力する。
【００２７】
すなわち、第１の差動増幅部２ｂは、図４の論理値表に示すように、低レベル：Ｌの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、高レベル：Ｈのイネーブル信号Ｅｎａ１がイネーブル端子に入力されると、低レベル：Ｌの差動信号Ｐ１を後述する第１の信号合成部３ａに出力するとともに、高レベル：Ｈの反転差動信号Ｎ１を後述する第２の信号合成部３ｂに出力する。
【００２８】
また、第１の差動増幅部２ｂは、図４の論理値表に示すように、高レベル：Ｈの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、高レベル：Ｈのイネーブル信号Ｅｎａ１がイネーブル端子に入力されると、高レベル：Ｈの差動信号Ｐ１を後述する第１の信号合成部３ａに出力するとともに、低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ１を後述する第２の信号合成部３ｂに出力する。
【００２９】
さらに、第１の差動増幅部２ｂは、図４の論理値表に示すように、Ｄｏｎ’ｔ  ｃａｒｅ：Ｘの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、低レベル：Ｌのイネーブル信号Ｅｎａ１がイネーブル端子に入力されると、高レベル：Ｈの差動信号Ｐ１を後述する第１の信号合成部３ａに出力するとともに、低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ１を後述する第２の信号合成部３ｂに出力する。
【００３０】
第２の差動増幅部２ｃは、論理回路部２ａの後段に第１の差動増幅部２ｂと並設して接続され、第１の差動増幅部２ｂと同様に、論理が固定されるドライバ、例えばドライバアンプなどの出力イネーブル機能付き差動増幅回路で構成される。第２の差動増幅部２ｃは、入力端子とイネーブル端子とを有し、入力端子には反転疑似ＬＦＰＳ信号が論理回路部２ａを介して入力され、イネーブル端子にはＧａｔｉｎｇ信号がイネーブル信号Ｅｎａ２として論理回路部２ａを介して入力される。
【００３１】
第２の差動増幅部２ｃは、例えばイネーブルがオフ（Ｇａｔｉｎｇ信号が高レベル：Ｈ）のときに論理を固定して出力するように、入力端子に入力される反転疑似ＬＦＰＳ信号のレベルがリファレンス電圧を基準として高いか低いかに応じて後段の信号合成部３での損失を考慮した所定の出力電圧になるように差動信号Ｐ２と差動信号Ｐ２の論理レベルを反転した反転差動信号Ｎ２とを出力する。
【００３２】
すなわち、第２の差動増幅部２ｃは、図４の論理値表に示すように、低レベル：Ｌの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、高レベル：Ｈのイネーブル信号Ｅｎａ２がイネーブル端子に入力されると、高レベル：Ｈの差動信号Ｐ２を後述する第２の信号合成部３ｂに出力するとともに、低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ２を後述する第１の信号合成部３ａに出力する。
【００３３】
また、第２の差動増幅部２ｃは、図４の論理値表に示すように、高レベル：Ｈの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、高レベル：Ｈのイネーブル信号Ｅｎａ２がイネーブル端子に入力されると、低レベル：Ｌの差動信号Ｐ２を後述する第２の信号合成部３ｂに出力するとともに、高レベル：Ｈの反転差動信号Ｎ２を後述する第１の信号合成部３ａに出力する。
【００３４】
さらに、第２の差動増幅部２ｃは、図４の論理値表に示すように、Ｄｏｎ’ｔ  ｃａｒｅ：Ｘの疑似ＬＦＰＳ信号が入力端子に入力され、低レベル：Ｌのイネーブル信号Ｅｎａ２がイネーブル端子に入力されると、高レベル：Ｈの差動信号Ｐ２を後述する第２の信号合成部３ｂに出力するとともに、低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ２を後述する第１の信号合成部３ａに出力する。すなわち、第２の差動増幅部２ｃは、低レベル：Ｌのイネーブル信号Ｅｎａ２がイネーブル端子に入力されると、第１の差動増幅部２ｂと同じ論理レベルの差動信号Ｐ２（＝Ｐ１）と反転差動信号Ｎ２（＝Ｎ１）を出力する。
【００３５】
尚、第１の差動増幅部２ｂと第２の差動増幅部２ｃによる２組の差動増幅部は、論理回路部２ａに対して等長配線にて接続する方が更に好ましい。
【００３６】
また、疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転して第２の差動増幅部２ｃに入力する構成であれば、論理回路部２ａの構成を省くことができる。この場合、第１の差増増幅部２ｂと第２の差動増幅部２ｃに入力される差動信号間のスキューを厳密に管理するため、等長のケーブルを用いて疑似ＬＦＰＳ信号と反転疑似ＬＦＰＳ信号を入力する必要がある。なお、論理回路部２ａは差動増幅器で構成を置き換えることができる。
【００３７】
信号合成部３は、ＬＦＰＳ発生部２の次段に接続され、第１の信号合成部３ａと第２の信号合成部３ｂを含んで構成される。
【００３８】
第１の信号合成部３ａは、例えばパワーコンバイナーなどで構成される。第１の信号合成部３ａには、第１の差動増幅部２ｂからの差動信号Ｐ１と第２の差動増幅部２ｃからの反転差動信号Ｎ２が入力され、差動信号Ｐ１と反転差動信号Ｎ２を合成し、差動信号Ｐ１と反転差動信号Ｎ２のレベル状態に応じてＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される低レベル：Ｌ、高レベル：Ｈ、中間値レベル：Ｍの３値ＬＦＰＳ信号を正論理出力する。
【００３９】
第２の信号合成部３ｂは、第１の信号合成部３ａと同様に、例えばパワーコンバイナーなどで構成される。第２の信号合成部３ｂには、第１の差動増幅部２ｂからの差動信号Ｎ１と第２の差動増幅部２ｃからの反転差動信号Ｐ２が入力され、差動信号Ｎ１と反転差動信号Ｐ２を合成し、差動信号Ｎ１と反転差動信号Ｐ２のレベル状態に応じてＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される低レベル：Ｌ、高レベル：Ｈ、中間値レベル：Ｍの３値ＬＦＰＳ信号を負論理出力する。
【００４０】
信号合成部３（３ａ，３ｂ）において、Ｐ１／Ｐ２として低レベル：Ｌ、Ｎ２／Ｎ１として低レベル：Ｌを入力した場合は低レベル：Ｌが信号合成されて出力される。Ｐ１／Ｐ２として高レベル：Ｈ、Ｎ２／Ｎ１として高レベル：Ｈを入力した場合は高レベル：Ｈが信号合成されて出力される。Ｐ１／Ｐ２として高レベル：Ｈ、Ｎ２／Ｎ１として低レベル：Ｌを入力する場合またはＰ１／Ｐ２として低レベル：Ｌ、Ｎ２／Ｎ１として高レベル：Ｈを入力した場合は中間値レベル：Ｍが信号合成されて出力される。本発明では、Ｐ１／Ｐ２として高レベル：Ｈ、Ｎ２／Ｎ１として低レベル：Ｌを信号合成することで中間値レベル：Ｍを実現している。
【００４１】
尚、２組の差動増幅部２ｂ，２ｃと信号合成部３との間は、等長配線にて接続する方が更に好ましい。
【００４２】
そして、上記のように構成される３値信号発生装置１は、図２に示すように、被測定物Ｗの測定を行う場合、パターン発生器１１と接続し、３値ＬＦＰＳ信号とパターン発生器１１の主信号とを信号合成部１２で信号合成して被測定物ＷとしてのＵＳＢの測定に使用する。尚、信号合成部１２は差動信号のため２系統必要となる。また、パワーコンバイナー（６ｄＢ損失）で信号合成する必要があるため、高振幅出力のドライバアンプを用いることで最終的な出力振幅の低下を補償する。
【００４３】
次に、上記のように構成される３値信号発生装置１を用いた３値信号発生方法について図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４４】
まず、１チャネルのパターン発生器から疑似ＬＦＰＳ信号とＧａｔｉｎｇ信号を生成出力し、第１の差動増幅部２ｂおよび第２の差動増幅部２ｃの入力端子に疑似ＬＦＰＳ信号をそれぞれ入力するとともに、第１の差動増幅部２ｂおよび第２の差動増幅部２ｃのイネーブル端子にＧａｔｉｎｇ信号をそれぞれ入力する（ＳＴ１）。
【００４５】
そして、第１の差動増幅部２ｂは、Ｇａｔｉｎｇ信号が所望のレベル（例えば低レベル：Ｌ）のときに論理を固定して出力するように、疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて差動信号Ｐ１と反転差動信号Ｎ１とを出力する（ＳＴ２）。
【００４６】
また、第２の差動増幅部２ｃは、Ｇａｔｉｎｇ信号が所望のレベル（例えば低レベル：Ｌ）のときに論理を固定して出力するように、疑似ＬＦＰＳ信号の論理レベルを反転した反転疑似ＬＦＰＳ信号のリファレンス電圧を基準とするレベルの高低に応じて差動信号Ｐ２と反転差動信号Ｎ２とを出力する（ＳＴ３）。
【００４７】
そして、第１の信号合成部３ａは、第１の差動増幅部２ｂからの差動信号Ｐ１と、第２の差動増幅部２ｃからの反転差動信号Ｎ２とを合成してＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を正論理出力する（ＳＴ４）。
【００４８】
また、第２の信号合成部３ｂは、第１の差動増幅部２ｂからの反転差動信号Ｎ１と、第２の差動増幅部２ｃからの差動信号Ｐ２とを合成してＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値のＬＦＰＳ信号を負論理出力する（ＳＴ５）。
【００４９】
次に、上記のように構成される３値信号発生装置１の動作について、図４の論理値表に従って説明する。尚、図４の論理値表の正負は、使用するデバイスに合わせて適宜変更しても良い。
【００５０】
論理回路部２ａは、図２のパターン発生器１１からのＡＵＸ  Ｏｕｔｐｕｔ（ＬＦＰＳ信号出力）およびＧａｔｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔ（中間値制御信号出力）の２値ＮＲＺ信号出力により、疑似ＬＦＰＳ信号とＧａｔｉｎｇ信号が入力されると、第１の差動増幅部２ｂに疑似ＬＦＰＳ信号を非反転入力するとともに、第２の差動増幅部２ｃに疑似ＬＦＰＳ信号を反転入力する。また、論理回路部２ａは、Ｇａｔｉｎｇ信号を第１の差動増幅部２ｂ及び第２の差動増幅部２ｃのイネーブル端子にそれぞれイネーブル信号Ｅｎａ１，Ｅｎａ２として入力する。
【００５１】
そして、第１の差動増幅部２ｂは、差動信号Ｐ１を第１の信号合成部３ａに出力するとともに、差動信号Ｐ１の論理レベルを反転した反転差動信号Ｎ１を第２の信号合成部３ｂに出力する。また、第２の差動増幅部２ｃは、差動信号Ｐ２を第２の信号合成部３ｂに出力するとともに、差動信号Ｐ２の論理レベルを反転した反転差動信号Ｎ２を第１の信号合成部３ａに出力する。
【００５２】
そして、第１の信号合成部３ａは、第１の差動増幅部２ｂから低レベル：Ｌの差動信号Ｐ１が入力され、第２の差動増幅部２ｃから低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ２が入力されると、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される低レベル：ＬのＬＦＰＳ信号を正論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｐ）。このとき、第２の信号合成部３ｂは、第２の差動増幅部２ｃから高レベル：Ｈの差動信号Ｐ２が入力され、第１の差動増幅部２ｂから高レベル：Ｈの反転差動信号Ｎ１が入力され、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される高レベル：ＨのＬＦＰＳ信号を負論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｎ）。
【００５３】
また、第１の信号合成部３ａは、第１の差動増幅部２ｂから高レベル：Ｈの差動信号Ｐ１が入力され、第２の差動増幅部２ｃから高レベル：Ｈの反転差動信号Ｎ２が入力されると、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される高レベル：ＨのＬＦＰＳ信号を正論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｐ）。このとき、第２の信号合成部３ａは、第２の差動増幅部２ｃから低レベル：Ｌの差動信号Ｐ２が入力され、第１の差動増幅部２ｂから低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ１が入力され、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される低レベル：ＬのＬＦＰＳ信号を負論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｎ）。
【００５４】
さらに、第１の信号合成部３ａは、第１の差動増幅部２ｂから高レベル：Ｈの差動信号Ｐ１が入力され、第２の差動増幅部２ｃから低レベル：Ｌの反転差動信号Ｎ２が入力されると、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される中間値レベル：ＭのＬＦＰＳ信号を正論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｐ）。このとき、第２の信号合成部３ｂは、第２の差動増幅部２ｃから低レベル：Ｌの差動信号Ｐ２が入力され、第１の差動増幅部２ｂから高レベル：Ｈの反転差動信号Ｎ１が入力され、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される中間値レベル：ＭのＬＦＰＳ信号を負論理出力する（Ｏｕｔ＿Ｎ）。
【００５５】
このように、本実施の形態によれば、１チャネルのパターン発生器が出力する２値のＮＲＺ信号（疑似ＬＦＰＳ信号）とＧａｔｉｎｇ信号（中間値制御信号）を用いた安価な構成により、ＵＳＢ３．０／３．１規格で規定される３値ＬＦＰＳ信号を正しく生成でき、全体のコストを抑えた３値信号発生装置を提供することができる。
【００５６】
また、疑似ＬＦＰＳ信号をＧａｔｉｎｇ信号で３値信号制御を行うことで疑似ＬＦＰＳ信号入力とＧａｔｉｎｇ信号間のスキュー調整が不要になるようにＧａｔｉｎｇ信号を速くしてタイミングに余裕を待たせれば、厳密なスキュー調整の手間を無くすことが可能である。これにより、例えばオシロスコープなどの波形観測器を用いた波形の確認を行う必要がなく、利用者に余計な作業負担をかけることもない。その際、差動増幅部２ｂ，２ｃとして出力イネーブル機能付き差動増幅部を使用することで不要な信号の伝搬を抑止し、グリッチ・ノイズを発生させないようにできる。
【００５７】
さらに、信号合成時のスキューに関して、予め配線長やデバイスの伝搬遅延等を設計時に考慮しておくことで位相差を補償することができる。一般的にＬＦＰＳ信号に要求される波形品質はパターン発生器に比べて要求が低いため、安価で低コストの汎用高速デバイスを使用することができる。また、ＵＳＢ３．０／３．１規格の３値ＬＦＰＳ信号を２値ＮＲＺ信号で生成すると、規格で要求されているＡＣ結合条件において過渡応答が発生し、差動間の過渡応答が定常まで遷移するまでＵＳＢデバイスまたはホストがＬＦＰＳ信号を信号送信の期間内に取りこぼす恐れがあるが、そのリスクを回避することが可能である。
【００５８】
以上、本発明に係る３値信号発生装置及び３値信号発生方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。例えば、低レベルと高レベルを反転させた逆論理や変形の範疇において応用可能である。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ３値信号発生装置
２  ＬＦＰＳ発生部
２ａ  論理回路部
２ｂ  第１の差動増幅部
２ｃ  第２の差動増幅部
３  信号合成部
３ａ  第１の信号合成部
３ｂ  第２の信号合成部
１１  パターン発生器
Ｗ  被測定物（ＤＵＴ）
【図１】
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【図２】
2018157393.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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