DE10007148C2

DE10007148C2 - Hochgeschwindigkeits-Wellenformdigitalisierer mit einer Phasenkorrekturvorrichtung und Verfahren zur Phasenkorrektur

Info

Publication number: DE10007148C2
Application number: DE10007148A
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Tajiri; Koji Asami
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2003-06-18
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: GB2347289A; GB0003745D0; US6384756B1; DE10007148A1; GB2347289B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wel lenformdigitalisierer, welcher zeitverschachtelte Ana log/Digital-Wandler (ADC) verwendet, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Korrekturvorrichtung, wel che einen Meßfehler erfaßt und korrigiert, der von ei nem Phasenfehler einer Abtastzeit zu der Zeit der zeitverschachtelten AD-Umwandlung begleitet ist.

Bei einem zeitverschachtelten N-Weg-Wellenformdigi talisierer, der Analog/Digital-Wandler verwendet, er möglicht die Implementierung mehrerer (N) ADC's eine Erhöhung der augenscheinlichen Abtastgeschwindigkeit. Dann ist es erforderlich, daß die Abtastzeiten genau sind.

Es wird beispielsweise ein zeitverschachtelter 2-Weg- Digitalisierer betrachtet. Es wird angenommen, daß die Anzahl von Zeitseriendaten gleich 2 mit der Potenz von 12, d. h. 4.096 ist.

Zuerst wird die innere Struktur der herkömmlichen FFT (schnelle Fourier-Transformation)-Verarbeitungseinheit beschrieben. Es wird angenommen, daß 8 Eingangsab tastdaten x(0) . . . x(7) vorhanden sind, wobei 8 gleich 2 mit der Potenz von 3 ist (8 = 2³).

Bei Empfang jeweils der zeitverschachtelten 2-Weg- Daten (4.096 Zeitserien-Datenfolgen) von einer Ver schachtelungsoperationseinheit 40 führt die FFT- Verarbeitungseinheit die schnelle Fourier-Trans formation bei den 4.096 Zeitseriendaten durch und gibt 4.096 FFT-verarbeitete Frequenzspektrumdaten aus. In diesem Fall enthält die interne Struktur der FFT- Verarbeitungseinheit die erste FFT-Verarbeitungs einheit, die zweite FFT-Verarbeitungseinheit und eine Schmetterlingsoperationseinheit. Die Schmetterlings operationseinheit spielt die Rolle der Durchführung der letzten Schritte der FFT-Operation. In diesem Fall empfangen die erste und die zweite FFT- Verarbeitungseinheit jeweils 2.048 Zeitseriendaten und führen die FFT-Verarbeitung an diesen durch und geben dann jeweils die FFT-verarbeiteten 2.048 Zeit seriendaten (komplexwertige Daten) aus.

Die mit der ersten und der zweiten FFT-Verarbeitungs einheit verbundene Schmetterlingsoperationseinheit gibt 4.096 Frequenzspektrumsdaten aus, die durch die Schmetterlingsoperation erhalten wurden (X(0) . . . X(7)).

Hier wird aus Gründen der Einfachheit angenommen, daß sowohl der erste ADC als auch der zweite ADC identische Eigenschaften haben, derart, daß die Zeitcharak teristiken zu der Zeit der Abtastung eine Gruppenver zögerungscharakteristik und eine Öffnungsverzöge rungscharakteristik und so weiter enthalten.

Die von dem Prüfling ausgegebenen zu messenden analo gen Signale werden zu Eingangsanschlüssen sowohl des ersten als auch des zweiten ADC geliefert, so daß der erste ADC die Abtastung von geradzahligen Datenfolgen übernimmt, und die auszugebenden geradzahligen Zeit seriendaten werden D0, D2, D4, . . . bezeichnet. Der zweite ADC übernimmt die Abtastung von ungeradzahligen Datenfolgen, und die auszugebenden ungeradzahligen Zeitseriendaten werden D1, D3, D5. . . bezeichnet. Dann gibt bei Empfang beider obigen Datenfolgen die Ver schachtelungsoperationseinheit die Zeitseriendaten D0, D1, D2, D3, D4, D5, . . . aus, welche abwechselnd ver schachtelt sind.

Bei der herkömmlichen Praxis wurde vorausgesetzt, daß die Abtastzeiten zwischen mehreren ADC's nicht schwan ken und daß die Abtasttaktgeschwindigkeit konstant ge halten wird oder konstant innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs ist. Andererseits werden in der Reali tät die Abtasteigenschaften der ADC's beeinträchtigt durch Unregelmäßigkeiten von Teilen der ADC-Elemente, der Umgebungstemperatur der Verschlechterung durch Al tern, Schwankungen der Versorgungsspannung usw., wo durch die Abtastintervalle, welche gleich sein sollen, schwanken. Darüber hinaus werden bei Verwendung in ei ner Halbleiter-Prüfvorrichtung, welche die Prüflinge mit einer Taktfrequenz fclk prüft und mißt, welche in einem weiten Bereich veränderbar ist, die Gruppenver zögerungseigenschaften verändert, wenn sich die Takt frequenz fclk ändert. Begleitet von allen diesen ge nannten Faktoren tritt eine Abweichung von einer idealen Abtastzeit auf. Dieser Nachteil bewirkt eine Schwierigkeit bei dem Bemühen, ein weiteres genaues Frequenzspektrum der eingegebenen Signale zu erhal ten.

Aus der DE 38 85 166 T2 ist ein Digitalisierer mit einer Anordnung von M Digitalisiervorrichtungen be kannt, die jeweils auf ein Eingangssignal und ein pe riodisches Taktsignal von bekannter Frequenz anspre chen und eine separate Wellenformdatensequenz für da Eingangssignal als Reaktion auf das Taktsignal zu er zeugen, wobei jedes Datenelement der Wellenformdaten sequenz eine momentane Größe des Eingangssignals wäh rend jeder Periode des Taktsignals darstellt. Die Übertragung des Taktsignals an jede Digitalisiervor richtung um eine jeweils zugeordnete separate Verzö gerungszeit verzögert, um eine Abtastfrequenz f_s für das Eingangssignal bereitzustellen, welche ein M- faches der Frequenz des Taktsignals ist. Weiterhin ein Sinuswellensignal von bekannter Frequenz f_o zum Anlegen als das Eingangssignal an jede Digitalisier vorrichtung erzeugt. Aus den M separaten Wellen formdatensequenzen wird eine einzelne Wellenformda tensequenz erzeugt, die das Sinuswellensignal dar stellt. Aus dieser wird eine erste Sequenz komplexer Zahlen, die ein Frequenzspektrum der einzelnen Wel lenformdatensequenzen darstellt, gebildet, und wei terhin wird eine zweite Sequenz komplexer Zahlen durch Extrahieren von M Elementen, die relative Grö ßenspitzen der ersten Sequenz darstellen, gebildet. Es erfolgt anschließend die Bildung einer dritten Se quenz M komplexer Zahlen gemäß einer umgekehrten dis kreten Fourierschen Transformation der zweiten Se quenz, und aus dieser wird ein Satz von M Phasenwin kelzahlen erzeugt, wobei jede Phasenwinkelzahl eine separate komplexe Zahl der dritten Sequenz darstellt und einer der separaten Digitalisiervorrichtungen entspricht. Schließlich wird ein Taktierungsfehler entsprechend jeder Digitalisiervorrichtung anhand der entsprechenden Phasenwinkelzahl bestimmt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochgeschwindigkeits-Wellenformdigitalisierer zu schaffen, welcher zeitverschachtelte AD-Wandler ver wendet und die Abtastphasenfehler mißt, und welcher in der Lage ist, solche Phasenfehler in einer Schmet terlingsoperationseinheit, die in einer FFT- Verarbeitungseinheit enthalten ist, zu korrigieren, sowie ein Verfahren hierfür anzugeben.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den unabhängi gen Ansprüchen beschriebenen Kombinationen. Die ab hängigen Ansprüche definieren vorteilhafte Weiterbil dungen des erfindungsgemäßen Digitalisierens bzw. Verfahrens.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Digitalisierer (20) zum Umwandeln eines von einer Halbleitervorrichtung ausgegebenen analogen Signals in ein digitales Signal vorgesehen, welcher aufweist: N-Analog/Digital-Wandler (ADC's), welche aufeinander folgend das von der Halbleitervorrichtung ausgegebene analoge Signal in das digitale Signal umwandeln, wo bei ein Phasenfehlerterm der Abtastzeit, die gegen über einem idealen Zeitpunkt versetzt ist, mit τ be zeichnet ist; eine N-Weg-Zeitverschachtelungseinheit, welche die von den ADC's ausgegebenen digitalen Si gnale in Folge verschachtelt und eine Datenfolge er zeugt; und eine Fourier-Transformations(FT)-Verarbei tungseinheit zum Durchführen einer FT-Verarbeitung, bei der von der N-Weg-Zeitverschachtelungseinheit ausgegebenen Datenfolge, wobei die FT- Verarbeitungseinheit eine Schmetterlingsoperations einheit (220) enthält, die einen Phasenfehler-Korrekturfaktor bei einer von der Schmet terlingsoperationseinheit durchgeführten Schmetter lingsoperation einfügt, um τ zu korrigieren.

In dem Digitalisierer kann die FT-Verarbeitungseinheit eine schnelle Fourier-Transformations(FFT)- Verarbeitung bei der Datenfolge oder eine diskrete Fourier-Transformations(DFT)-Verarbeitung bei der Da tenfolge durchführen.

Darüber hinaus kann der Digitalisierer so ausgebildet sein, daß eine FFT-Verarbeitungseinheit eine erste FFT-Verarbeitungseinheit (51) zum Durchführen einer FFT-Verarbeitung bei einer geradzahligen Datenfolge und eine zweite FFT-Verarbeitungseinheit (52) zum Durchführen einer FFT-Verarbeitung bei einer ungerad zahligen Datenfolge enthält, und daß die Schmetter lingsoperationseinheit den ersten Phasenkorrekturfak tor mit der Datenfolge, welche von der zweiten FFT- Verarbeitungseinheit FFT-verarbeitet wurde, multipli ziert.

Weiterhin kann vorzugsweise die Schmetterlingsoperati onseinheit (220) in dem Digitalisierer (20) den zwei ten und den dritten Phasenfehler-Korrekturfaktor der Phasenfehler-Korrekturfaktoren mit den Datenfolgen, welche durch die erste und die zweite FFT- Verarbeitungseinheit FFT-verarbeitet wurden, multipli zieren.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung in ei ner bevorzugten Betriebsart kann der Digitalisierer so ausgebildet sein, daß der mit α bezeichnete Phasenfeh ler-Korrekturfaktor dargestellt wird durch

α = exp[jπτ/Ts],

wobei Ts eine Abtastperiode des analogen Signals und j eine imaginäre Zahleneinheit derart, daß j² = -1 ist, sind.

Darüber hinaus können der erste und der dritte Phasen fehler-Korrekturfaktor, die als β und β' bezeichnet sind, derart sein, daß β + β' = 1 ist.

Vorzugsweise ist der Digitalisierer mit zwei ADC's (31, 32) und m = 2ⁿ Eingangsdaten so ausgebildet, daß die Schmetterlingsoperationseinheit den Phasenfehler τ korrigiert auf der Grundlage von:

worin k von 0 bis 2^n-1 - 1 läuft und p von 2^n-1 bis 2ⁿ - 1 läuft.

X_even(k) ist ein FFT-Wert einer geradzahligen Daten folge x(even), die von der Zeitverschachtelungseinheit ausgegeben wird,
X_odd(k) ist ein FFT-Wert einer ungeradzahligen Daten folge x(odd), die von der Zeitverschachtelungseinheit ausgegeben wird, und
X(k) und X(p) sind Endwerte, die von der Schmetter lingsoperationseinheit ausgegeben werden.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Digitalisierer mit 2³ (= 8) Eingangsdaten und dreischichtigen (Schritt) Schmetterlingsoperationsein heiten (220b), welche die Phasenfehler korrigieren, derart vorgesehen sein, daß bei Empfang von 8 Ein gangsdaten einer (τ0) der insgesamt 8 Phasenfehler (τ0, τ1, τ2, τ3, τ4, τ5, τ6, τ7) als eine Bezugszeit verwendet wird und die Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten die Phasenfehler τ in der Weise korrigieren: in den vier Erstschritt- Fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten wer den die Phasenfehler-Korrektur-Schmetterlings operationen an (τ4-τ0), (τ6-τ2), (τ5-τ1) und (τ7- τ3) durchgeführt, in den beiden Zweigschritt- Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationsein heiten werden die Phasenfehlerkorrektur-Schmetter lingsoperationen an (τ2-τ0) und (τ3-τ1) durchge führt, und in den Dritt-(letzt)Schritt-Phasenfehler korrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten wird die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperation an (τ1- τ0) durchgeführt.

Wenn 4-Weg-Zeitverschachtelungseinheiten für 2² (= 4) Eingangsdaten vorhanden sind, kann vorzugsweise der Digitalisierer mit 2 geschichteten (Schritt) Schmet terlingsoperationseinheiten (220), welche die Phasen fehler korrigieren, derart vorgesehen sein, daß bei Empfang von 4 Eingangsdaten einer (τ0) der insgesamt 4 Phasenfehler (τ0, τ1, τ2, τ3) als eine Bezugszeit dient und die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlings operationseinheiten die Phasenfehler τ in einer Weise korrigieren, daß: in den beiden Erstschritt-Fehler korrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten werden die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ2 -τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt, und in einer einzel nen Zweit(letzt)-Schritt-Fehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheit wird die Phasenfehler korrektur-Schmetterlingsoperation an (τ1-τ0) durch geführt.

Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Er findung ist ein Verfahren zur Korrektur des Phasenfeh lers der Abtastperiode des von der Halbleitervorrich tung ausgegebenen analogen Signals vorgesehen, welches aufweist: aufeinanderfolgendes Umwandeln des von der Halbleitervorrichtung ausgegebenen analogen Signals in das digitale Signal; Zeitverschachtelung der durch die Umwandlung des analogen Signals in das digitale Signal erhaltenen digitalen Signale derart, daß eine Daten folge erzeugt wird; und Durchführen einer Schnelle- Fourier-Transformations-Verarbeitung bei der durch die Zeitverschachtelung erhaltenen Datenfolge, welche FFT- Verarbeitung enthält: einfügen zumindest eines Phasen fehler-Korrekturfaktors bei einer Schmetterlingsopera tion, um τ zu korrigieren.

Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen Merkmale, so daß die Erfindung auch eine Unterkombination dieser be schriebenen Merkmale sein kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Fi guren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer typischen Halblei ter-Prüfvorrichtung enthaltend einen Wellenformdigita lisierer,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer typischen Struktur des Wellenformdigitalisierers mit 2-Weg- Zeitverschachtelungs-Analog/Digital-Wandlern (ADC's),

Fig. 3 einen Abtasttakt, der aus zwei Abtastfolgen gebildet ist, die jeweils von den beiden in Fig. 2 gezeigten ADC's ausgegeben wurden,

Fig. 4 ein FFT-Verarbeitungsschema enthaltend eine Schmetterlingsoperationseinheit zum Korrigieren des Phasenfehlers gemäß einem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5A, 5B und 5C abgetastete Wellenformen in der Zeitdomäne und der Frequenzdomäne,

Fig. 6A und 6B ein FFT-Verarbeitungsschema enthal tend 2ⁿ Zeitverschachtelungs-ADC's mit n = 3 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Er findung, und

Fig. 7A und 7b ein FFT-Verarbeitungsschema enthal tend 2ⁿ zeitverschachtelte ADC's mit n = 2 gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Halbleiter- Prüfvorrichtung zeigt, welche eine Halbleitervorrich tung prüft, die analoge Signale ausgibt. Die Halblei terprüfvorrichtung umfaßt einen Wellenformdigitalisie rer 20 enthaltend wenigstens einen A/D-Wandler, einen Mustergenerator 91, eine Wellenform-Formungs vorrichtung 92, einen Komparator 93 und eine Funkti onsplatte 96 enthaltend einen Halbleitervorrichtungs- Kontaktbereich. Eine zu prüfende Halbleitervorrichtung (DUT), welche die analogen Signale ausgibt, wird in den Halbleitervorrichtungs-Kontaktbereich eingesetzt. Der Mustergenerator 91 erzeugt ein Halbleitervorrich tungs-Eingangssignal 42. Das Halbleitervorrichtungs- Eingangssignal 42 wird in die Wellenform- Formungsvorrichtung 92 eingegeben, so daß die Wellen form entsprechend der Charakteristik des DUT geformt wird. Das in der Wellenform geformte Eingangssignal 40 der Halbleitervorrichtung DUT wird zu dem Halbleiter vorrichtungs-Kontaktbereich geliefert. Der Halbleiter vorrichtungs-Kontaktbereich liefert das Halbleitervor richtungs-Eingangssignal 40 zu dem DUT. Der DUT gibt ein analoges Signal 50 auf der Grundlage des Halblei tervorrichtungs-Eingangssignals 40 aus. Das analoge Signal 43 wird in den A/D-Wandler des Wellenformdigi talisierers 20 eingegeben, um in ein digitales Signal umgewandelt zu werden. Ein Komparator 93 bestimmt die Qualität des DUT auf der Grundlage eines Ausgangs signals, in welchem der Phasenfehler korrigiert ist, und des Halbleiter-Eingangssignals, welches von dem Mustergenerator 91 geliefert wird.

Da die innere Struktur einer Schnelle-Fourier- Transformations(FFT)-Verarbeitungseinheit, welche in dem Wellenformdigitalisierer 20 enthalten ist, bekannt ist, wird eine detaillierte Beschreibung von dieser hier weggelassen mit Ausnahme ihrer wesentlichen Tei le.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zum Erzielen einer schnel leren Wellenformdigitalisierung, welches zeitver schachtelte Analog/Digital-Wandler (ADCT's) 31, 32 ver wendet. Die Zeitverschachtelung mit 2 oder mehr ADC's ermöglicht eine Wellenformdigitalisierung mit Ab tastgeschwindigkeiten, die höher sind als bei Verwen dung nur eines einzelnen ADC's.

Ein Wellenformdigitalisierer 20 zur Verwendung in ei ner Halbleiter-Prüfvorrichtung besteht üblicherweise aus: dem ersten ADC 31, zu welchem analoge Signale von einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT) gesandt werden; dem zweiten ADC 32; einer Zeitverschachtelungs- Operationseinheit, welches digitale Signale von dem ersten und dem zweiten ADC 31, 32 empfängt und zu wel cher eine Abtastperiode der analogen Signale, die als Ts bezeichnet wird, ebenfalls geliefert wird und eine Schnelle-Fourier-Transformations(FFT)- Verarbeitungseinheit, welche die von der Zeitver schachtelungs-Operationseinheit 40 ausgegebene Daten folge FFT-verarbeitet. Darüber hinaus werden unter ge wöhnlichen Umständen die Abtastdaten, welche beide ADC's 31, 32 gebildet haben, vorübergehend in Puffer speichern gespeichert und danach zu der FFT- Verarbeitungseinheit geliefert, um in dieser verarbei tet zu werden.

Bezugnehmend auf Fig. 2 und Fig. 3, in welchen zwei ADC's 31, 32 verwendet werden, erhöht sich die Ab tastgeschwindigkeit um den Faktor 2 verglichen mit der Abtastgeschwindigkeit, wenn nur ein einzelner ADC ver wendet wird. Bezugnehmend auf Fig. 3 ist, wenn τ ei nen Phasenfehler von Abtastimpulsfolgen und Ts die Ab tastperiode bezeichnen, τ + Ts der Zeitpunkt, zu wel chem der Abtasttakt clkB angelegt wird. Der Phasenfeh ler τ wird auch als Zeitausrichtungs-Fehlerterm be zeichnet. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird bei den Ausführungen gemäß der vorliegenden Erfindung der Zeitausrichtungsfehler von Abtastfolgen entfernt, in dem eine Korrekturvorrichtung in der letzten Stufe, die in der FFT-Verarbeitungseinheit 50 durchgeführt wird, implementiert wird.

Die Abtasttakte clkA und clkB werden zu dem ersten ADC 31 bzw. dem zweiten ADC 32 geführt.

Fig. 3 illustriert einen Abtasttakt, der aus zwei Abtastfolgen gebildet wird, die jeweils von einem der ADC's 31, 32 ausgegeben werden.

Die Phasenintervalle t1 und t2 zwischen den Abtast takten clkA und clkB müssen so eingestellt werden, daß sowohl t1 als auch t2 den selben Abstand zueinan der aufweisen. Wenn abgetastete Code-Daten enthalten den Phasenfehler empfangen und als solche FFT-verar beitet werden, ist es bekannt, daß das Ausgangsergeb nis nicht das korrekte Frequenzspektrum darstellt.

Fig. 4 zeigt eine Phasenkorrektur-Schmetterlings operationseinheit 220 in der FFT-Verarbeitungseinheit 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach der vor liegenden Erfindung. Die FFT-Verarbeitungseinheit 51 weist auf: die erste FFT-Verarbeitungseinheit 50, welche die von der Zeitverschachtelungseinheit 40 ausgegebene geradzahlige Datenfolge empfängt und mit dieser die Schnelle-Fourier-Transformation durch führt; die zweite FFT-Verarbeitungseinheit 52, welche die von der Zeitverschachtelungseinheit 40 ausgegebe ne ungeradzahlige Datenfolge empfängt und die Schnel le-Fourier-Transformation mit dieser durchführt; und die Schmetterlingsoperationseinheit 220, welche we nigstens einen Phasenfehler-Korrekturfaktor in die Datenfolge einfügt, welche von der Zeitverschachte lungseinheit ausgegeben wurde und danach von der er sten FFT-Verarbeitungseinheit 51 und/oder der zweiten FFT-Verarbeitungseinheit 52 FFT-verarbeitet wird. Wenn angenommen wird, daß die Anzahl von in die FFT- Verarbeitungseinheit 50 einzugebenden Daten gleich 8 ist, dann ist der Vorgang zur Berechnung der Fre quenzspektrumsdaten X(k) aus den zeitverschachtelten Wellenformdaten x(k), bei denen k von 0 bis 7 läuft (k = 0, 1, . . . . 7) wie folgt.

Beispielsweise werden von den zeitverschachtelten Wel lenformdaten x(k) die geradzahligen Daten in die erste FFT-Verarbeitungseinheit 51 eingegeben, während die ungeradzahligen Daten in die zweite FFT- Verarbeitungseinheit 52 eingegeben werden. Diese ein gegebenen Daten werden durch die jeweiligen FFT- Verarbeitungseinheiten FFT-verarbeitet, so daß die von der ersten FFT-Verarbeitungseinheit ausgegebenen Daten als X_even(k) bezeichnet werden (nachfolgend auch als X_even(k) bezeichnet), während von der zweiten FFT- Verarbeitungseinheit ausgegebene Daten als X_odd (nach folgend auch als X_odd(k) bezeichnet) bezeichnet wer den. Bei Empfang der obigen Daten von der ersten und der zweiten FFT-Verarbeitungseinheit werden Frequenz spektrumsdaten X(k) von einer Schmetterlingsoperati onseinheit 220 ausgegeben, die in der letzten Stufe der FFT-Verarbeitung vorgesehen ist, durch Implemen tieren der folgenden Gleichungen

X(0) = X_even (0) + W_8^0 X_odd (0)

(worin W_8^0 W mit dem unteren Index 8 und dem oberen Index 0 anzeigt.
X(0) = X_even (0) + W_8^0 X_odd (0)
X(1) = X_even (1) + W_8^1 X_odd (1)
X(2) = X_even (2) + W_8^2 X_odd (2)
X(3) = X_even (3) + W_8^3 X_odd (3)
X(4) = X_even (0) + W_8^4 X_odd (0)
X(5) = X_even (1) + W_8^5 X_odd (1)
X(6) = X_even (2) + W_8^6 X_odd (2)
X(7) = X_even (3) + W_8^0 X_odd (3)

In den obigen Gleichungen ist

W₈ = exp[-j2π/8] = cos[2π/8] - j.sin[2π/8] = 1/√2 - j(1/√2),

worin j die Imaginärzahleneinheit derart bezeichnet, daß j² = -1 ist.

Es wird angenommen, daß τ einen Phasenfehler der Ab tastimpulsfolgen und Ts die Abtastperiode bezeichnen, und daß die geradzahligen Eingangssignale und die un geradzahligen Eingangssignale von den insgesamt 8 Eingangssignalen eine unterschiedliche Abtastperiode aufweisen. Um nun einen Phasenfehler τ zu korrigie ren, ist die in Fig. 4 gezeigte Phasenkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheit 220 vorgesehen. Die Schmetterlingsoperationseinheit 220 führt die Schmet terlingsoperation in der letzten Stufe der FFT- Verarbeitung durch. Die folgende Gleichung (1) zeigt eine neue Schmetterlingsoperation, die erzielt wird durch die neue Phasenkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheit 220. Es ist festzu stellen, daß τ in dieser Beschreibung auswechselbar entweder als Zeitausrichtungsfehler oder Phasenfehler bezeichnet werden kann.

In den obigen Gleichungen (1) sind die Variablen α, β und β' komplexe Zahlen und wie folgt unter Verwendung des Phasenfehlers τ und der Abtastperiode Ts defi niert.

α = exp[jπτ/Ts] = cos[πτ/Ts] + j.sin[πτ/Ts] Gleichung (A)

β = 1/(1 + α) Gleichung (B)

β' = α/(1 + α) Gleichung (C)

^W_8 = W_8^(1 + τ/Ts) Gleichung (D)

Das Symbol ^ vor W ist eine Substitution des oberen Striches über W_8 (siehe vorstehende Gleichungen (1)) und _8 zeigt einen unteren Index 8 für W an, während ^(1 + τ/Ts) einen oberen Index von W_8 und der Potenz von (1 + τ/Ts) anzeigt.

Wenn n die Anzahl von eingegebenen Daten anstelle von 8 anzeigt, wird die Gleichung (D) in allgemeiner Form wie folgt ausgedrückt:

^W_n = W_n^(1 + τ/Ts) Gleichung (E)

Durch Kombinieren von Gleichung (B) und Gleichung (C) kann geschlossen werden, daß
β + β' = 1 oder β' = β - 1, so daß gesagt werden kann, daß β und β' das Liniensegment von 1 teilen.

Darüber hinaus können, wenn ein erster Phasenfehler- Korrekturfaktor wie α definiert ist, ein zweiter Pha senfehler-Korrekturfaktor wie β und ein dritter Pha senfehler-Korrekturfaktur wie β' so eingestellt wer den, daß β + β' = 1 ist unabhängig von dem ersten Pha senfehler-Korrekturfaktor.

Unter Verwendung der geradzahligen Eingangsdaten als eine Bezugsgröße ist die Abtastzeit von ungeradzahli gen Eingabedaten insgesamt versetzt. Dies bedeutet, daß die Abtastimpulsfolge einen Phasenfehler hat. So mit wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel α so multipliziert, daß die Phase um πτ/Ts gedreht wird. Andererseits ist es, da α die Phase der gesamten Daten während der Schmetterlingsoperation leicht verschiebt, erforderlich, diese unerwünschte Phasenverschiebung zu versetzen. Somit wird β multipliziert. β' wird in gleicher Weise mit den Ausgangsdaten multipliziert, wenn die Schmetterlingsoperation enthaltend die konju giert komplexen Werte in der Nähe einer Nyquist- Frequenz durchgeführt wird.

Hierdurch werden durch Implementieren der Schmetter lingsoperationseinheit 220, welche den Phasenfehler korrigiert, die Frequenzspektrumsdaten X(k) erhalten, in denen die Beeinträchtigung durch den Phasenfehler τ eliminiert ist.

Obgleich das obige Ausführungsbeispiel einen Fall zeigt, bei welchem 8 Eingangsdaten vorhanden sind, wird dasselbe Prinzip zum Korrigieren des Phasenfeh lers τ auf den Fall angewendet, in welchem 8 durch ir gendeine Zahl von Eingangsdaten 2ⁿ ersetzt ist, wobei n eine willkürliche ganze Zahl größer als 1 ist.

Das heißt beispielsweise für einen Digitalisierer mit zwei ADC's und m = 2ⁿ Eingangsdaten, mit n größer als 1, korrigiert die Schmetterlingsoperationseinheit den Phasenfehler τ auf der Grundlage von:

wobei k von 0 bis 2^n-1 - 1 und p von 2^n-1 bis 2ⁿ - 1 laufen,

β = 1/(1 + α)

β' = α/(1 + α)

X_even(k) ist ein FFT-Wert einer geradzahligen Datenfol gen x(even), die in Fig. 4 gezeigt ist und von der Zeitverschachtelungseinheit ausgegeben wird, X_odd(p) ist ein FFT-Wert einer ungeradzahligen Datenfolge x(odd), die in Fig. 4 gezeigt ist und von der Zeit verschachtelungseinheit ausgegeben wird und X(k) und X(p) sind von der Schmetterlingsoperationseinheit ausgegebene Endwerte.

Die spezifische Berechnung wird nachfolgend durchge führt unter Verwendung der obigen Gleichungen (1) und der durch (A) bis (D) definierten Gleichungen. Die Abtasttakte clkA, clkB sollen beispielsweise 50 MHz betragen. Da die Abtastung bei 100 MHz durchgeführt wird, welche das Doppelte der gegebenen 50 MHz ist aufgrund der in diesem Fall durchgeführten Zeitver schachtelungsoperation mittels der beiden verwendeten ADC's.

Ts = 1/100 MHz = 10 ns

Es wird nun angenommen, daß der Phasenfehler τ gleich 2,5 ns beträgt, dann ist τ/Ts gleich 0,25 und die Va riablen α, β, β', welche komplexe Werte sind, sind wie folgt:

α = exp[jπτ/Ts] = cos[πτ/Ts] + j.sin[πτ/Ts] = 0,707 + j 0,707

β = 1/(1 + α) = 1/(1,707 + j 0,707) = 0,5 - j 0,207107

β' = α/(1 + α) = 1 - β = 0,5 + j 0,207107

^W_8 = W_8^(1 + τ/Ts) = (0,707 - j 0,707)^1,25 = 0,555 - j 0,831

Es ist festzustellen, daß auch ^W_8 ein komplexer Wert ist und als Drehfaktor oder Rotationsfaktor be zeichnet wird. Hier wird τ in der folgenden Weise er halten. Die identischen sinusförmigen Wellenformen werden in die beiden ADC's eingegeben und einer A/D-Umwandlung sowie einer FFT-Verarbeitung unterzogen, und dann wird τ in der so erhaltenen Phasendifferenz gefunden. Mit ande ren Worten, τ kann leicht aus den so erhaltenen Fre quenzspektrumsergebnissen erhalten werden. Es ist festzustellen, daß anstelle der vorherigen Messung von τ die einmalige Messung von τ ausreichend ist, wenn eine sinusförmige Wellenform in das Band außerhalb der zu messenden Signale eingefügt ist.

Hierdurch kann durch Implementieren der modifizierten Operation, welche die obigen Werte α (der erste Kor rekturkoeffizient), β (der zweite Korrekturkoeffizi ent) und β' (der dritte Korrekturkoeffizient) derart einbezieht, daß die Schmetterlingsoperationseinheit 220 den ersten Phasenkorrekturfaktor mit der Datenfol ge multipliziert, welche durch die zweite FFT-Verar beitungseinheit FFT-verarbeitet wurde, während die Schmetterlingsoperationseinheit 220 weiterhin den zweiten und den dritten Phasenfehler-Korrekturfaktor mit der Datenfolge multipliziert, welche durch die er ste und die zweite FFT-Verarbeitungseinheit 51, 52 FFT-verarbeitet wurde, ein FFT-verarbeitetes Ausgangs ergebnis erhalten, bei welchem die durch den Zeitaus richtungsfehler τ bewirkten Fehler versetzt sind, selbst wenn τ zu der Zeit des Anlegens des Abtasttak tes clkB vorhanden ist.

Darüber hinaus kann, obgleich die Fehlerkorrektur vor stehend für den Fall einer 2-Weg-Zeitverschachtelungs operation beschrieben ist, die obige Korrektur auf jegliche N-Weg-Verschachtelungsstruktur (N größer als 2) angewendet werden.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das eine typische Struktur eines Wellenformdigitalisierers 20 mit einer 2-Weg-Zeitverschachtelungsoperation zeigt. Gemäß Fig. 2 ist die Struktur 2-Weg-Verschachtelungs digitalisierers derart, daß der Digitalisierer 20 den ersten Analog/Digital-Wandler (ADC) 31, welchem ein Signal von einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT) und ein Taktsignal clkA zugeführt werden, dem zweiten ADC 32, welchem ein Signal von der DUT und ein Taktsi gnal clkB zugeführt werden, und eine Zeitverschachte lungs-Verarbeitungseinheit 40 aufweist, welche Signa le von dem ersten und dem zweiten ADC empfängt, um mit diesen die Zeitverschachtelungsoperation durchzu führen, und solche zeitverschachtelten Signale zu ei ner FFT-Verarbeitungseinheit 50 ausgibt.

Der erste ADC 31 gibt die geradzahligen Zeitserien daten D0, D2, D4, . . . aus, welche mit dem Abtasttakt clkA eines Abtasttaktes 2Ts abgetastet wurden. Der zweite ADC 32 gibt die ungeradzahligen Zeitserien daten D1, D3, D5, . . . . aus, welche durch den Abtast takt clkB des Abtasttaktes 2Ts abgetastet wurden. Bei Empfang sowohl der gerad- als auch der ungeradzahli gen Daten gibt die Zeitverschachtelungs-Verarbei tungseinheit 40 abwechselnd verschachtelte Zeitseri endaten D0, D1, D2, D3, D4, D5, . . . . aus. Mit anderen Worten, die Signale, welche die DUT ausgibt, werden mit der Abtastperiode 2Ts/2 = Ts abgetastet.

Hier tritt, wenn die Zeit des Anlegens des Abtasttak tes clkB gleich τ + Ts ist, das Problem auf, dass es schwierig ist, ansteigenden/fallenden (oder umge kehrt) Kanten für beide Abtasttakte clkA und clkB so zu geben, dass τ = 0 ist. Somit wird gemäß der vor liegenden Erfindung der mit der Abtastzeit verbundene Fehler entfernt durch Vorsehen einer modifizierten Phasenkorrekturvorrichtung, die in dieser Beschrei bung offenbart wird.

Als nächstes werden die theoretischen Prinzipien für das vorliegende Ausführungsbeispiel im einzelnen be schrieben.

Nachfolgend kann in dieser Beschreibung das Symbol auf der linken Seite (x_ von t) in der folgenden Gleichung (101) austauschbar als ^x(t) ausgedrückt werden.

In der obigen Gleichung (101) ist ^x(t) d. h. ^x(t).p(t) eine abgetastete Signalwellenform. In Glei chung (101) bezeichnet Ts eine Abtastperiode, während δ(t) eine Delta-Funktion, p(t) eine Abtastimpulsfolge und x(t) eine zu messende Signalwellenform, d. h. ein Eingangssignal zu einem ADC bezeichnen. Es ist festzu stellen, daß die Ausgangssignale der ADCs (in diesem Fall wird angenommen, daß zwei ADCs vorhanden sind) als Fuktionen mit kontinuierlichen Werten behandelt werden können.

Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen abgetastete Wellen formen in der Zeitdomäne und in der Frequenzdomäne. Da der Digitalisierer 20 von einer 2-Weg-zeitver chachtelten Struktur für den Fall ist, daß, wie in Fig. 2 gezeigt der erste ADC 31 und der zweite ADC 32 vorgesehen sind, wird die Abtastperiode 2Ts abwechelnd abgetastet, wie in Fig. 5A und Fig. 5B gezeigt ist. Fig. 5A zeigt eine abgetastete Wellenform der gerad zahligen Daten, und die rechte Wellenform ist die der Fourier Transformation unterzogene Wellenform (in der Frequenzdomäne) der linken Wellenform in der Zeitdomä ne. In gleicher Weise zeigt Fig. 5B eine abgetastete Wellenform der ungeradzahligen Daten. Die Funktion p(t) ist die Abtastimpulsfolge, die als eine Folge der Delta-Funktion definiert ist. Durch Bezeichen der bei den Abtastimpulsfolgen, die durch jeden ADC begleitet sind, als p_even(t) und p_odd(t) können diese wie folgt dargestellt werden:

Es wird nun angenommen, daß der Phasenfehler zwischen den Abtasttakten der beiden ADCs um τ zeitverzögert ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die abgetasteten Wel enformen auf der Seite der geradzahligen Daten und der ungeradzahligen Daten werden in derselben Weise durch Gleichung 103-1 bzw. Gleichung 103-2 ausgerückt. Es ist hier festzustellen, daß die endliche Zahl von Daten durch die Gleichung 103-1 und die Gleichung 103-2 behandelt wird:

Der in der Gleichung 102-2 gefundene Wert τ ist der Phasenfehler der Abtastimpulsfolgen, und in dem Fall, in welchem τ = 0 ist, gilt die Beziehung p(t) = p_even (t) + p_odd(t). Es ist festzustellen, daß die Abtast eriode gleich 2Ts ist und daß die Anzahl von Daten N/2 beträgt.

Zuerst wird der Fall für τ = 0 geprüft. Die Beziehung zwischen ^X_even(t), ^X_odd(t) und ^X(t) in der Zeit omäne wird in der Frequenzdomäne berücksichtigt. Da die Multiplikation von Wellenformen in der Zeitdomäne in eine Faltung in der Frequenzdomäne umgewandelt wird, wird die Fourier Transformation nach Gleichung (101) durch die folgende Gleichung 104 gegeben.

In der obigen Gleichung 104 bedeutet das Sternchen ei ne Faltung, und die Übereinkunft, großgeschriebene Symbole für die Bezeichnung von Fourier transformier ten Wellenformen zu verwenden, wird hier beachtet. In derselben Weise sind die Fourier Transformationen der abgetasteten Wellenformen auf der Seite der geradzah ligen Daten ^x_even(t) und der ungeradzahligen Daten ^x_odd(t) durch die folgenden Gleichungen (105-1) und bzw. (105-2) gegeben:

Die Fig. 5A bis 5C zeigen die abgetasteten Wellen formen auf der linken Seite, während jeder jeweiligen Fourier transformierten Wellenformen auf der entspre chenden rechten Seite gezeigt sind. Wie aus diesen Zeichnungen ersichtlich ist, werden ungeradzahlige Glieder, in denen k ungerade ist in Summation von Gleichung (105-2) entsprechend der in Fig. 5B gezeig ten Fourier transformierten Wellenform invertiert in diejenigen in denen von Gleichung (105-1) entsprechend Fig. 5A. Somit werden diese Glieder aus dem Ausdruck ^X_even(f) + ^X_odd(f) gelöscht, wie aus Fig. 5C er sichtlich ist.

Als nächstes wird der andere Fall, in welchem τ nicht gleich 0 ist, im folgenden geprüft. Der Ausdruck ^X entsprechend ^X = ^X_even(f) + ^X_odd(f) wird durch die nachfolgende Gleichung (106) gegeben.

Der Ausdruck von k = 1 in Gleichung (106), welcher als eine Scheinkomponente beiträgt, bleibt ungleich 0, wenn τ ungleich 0 ist. Der Faktor (1/2){1-exp[- jπτ/Ts]} in Gleichung (106) gibt das Verhältnis dieser Scheinkomponente zu dem Signal x(f).

Prinzip der Phasenfehlerkorrektur

Als nächstes wird das Prinzip der Phasenfehlerkor rektur im einzelnen beschrieben.

^X = ^X_even(f) + ^X_odd(f) enthält eine Scheinkompo nente aufgrund des Phasenfehlers τ. Es ist erforder lich, daß eine Zielwellenform, welche nicht durch die sen Phasenfehler τ beeinträchtigt ist, erzeugt wird. Unter Beachtung des Umstandes, daß der Faktor von (1/2)(1 - exp[-jπτ/Ts]) verantwortlich für die durch den Phasenfehler bewirkte Verschlechterung ist, wird die folgende Wellenform durch die nachfolgende Glei chung (107) eingeführt.

In der obigen Gleichung (107) ist der Faktor exp[jπτ/Ts] vor ^X_odd(f) eingefügt, um die Schein komponente auszulöschen. ^X(f) hat den folgenden Aus druck (Gleichung (108)) enthaltend die Terme von k = 0, 1, 2.

Der Term von k = 1 wird in der obigen Gleichung (108) ausgelöscht. Der zweite Term auf der rechten Seite von Gleichung (108) trägt als eine Umfaltkomponente bei. Als nächstes wird geprüft, ob ^X_(f) als eine Alterna tive verwendet werden kann oder nicht.

Verglichen mit Gleichung (104) ist ein Extrafaktor (1/2){1 + exp[jπτ/Ts]} auf dem ersten Term in Gleichung (108) vorhanden. Somit stellt sich heraus, daß die Wellenform ^X'(f) unterschiedlich gegenüber der Ziel wellenform ist. Das vorliegende Ausführungsbeispiel zielt darauf ab, diesen Faktor zu kompensieren sowie den in der Umfaltkomponente. Wenn die eingegebene Wel lenform dem Abtasttheorem (X(f) = 0 für |f| < 1/2Ts) ge nügt, werden die Terme von X(f) und X(f - 1/Ts) voneinander getrennt, die auf den beiden Seiten der Nyquist- Frequenz 1/2Ts vorhanden sind. Somit ist es möglich, die untere Hälfte (unter der Nyquist-Frequenz) und die obere Hälfte (über der Nquist-Frequenz) von ^X'(f) ge trennt zu kompensieren. Die folgende Wellenform, die durch die Gleichung (109) gegeben ist, dient hierzu.

Wenn X(f) = 0 für |f| < 1/2Ts ist, gibt die Substi tution von ^X'(f) durch die rechte Seite der Gleichung (108) die folgende Gleichung (110)

Somit wird die Wirkung von τ nun in den obigen Glei chungen (109) und (110) korrigiert.

Verfahren zum Korrigieren des Phasenfehlers

Als nächstes wird im einzelnen beschrieben, wie die tatsächliche Berechnung erfolgt, um den Phasenfehler zu korrigieren.

Ein hier zu beschreibendes Verfahren ist eine Berech nung von ^XI"(f) aus den tatsächlich gemessenen Werten x(nTs), wobei n = 0, 1, 2, . . . N - 1. Zum Beispiel werden die Frequenzdomänen-Charakteristiken der eingegebenen Daten üblicherweise unter Verwendung der diskreten Fourier Transformation (DFT) berechnet. eine DFT wird unter Verwendung der folgenden Gleichung (111) durchgeführt.

Zuerst wird die Beziehung zwischen DFT(k) von Glei chung (111) und X(f) beschrieben. Die Fourier Trans formation von Gleichung (101) wird durch die folgende Gleichung (112) gegeben.

Durch Vergleich der obigen Gleichungen (111) und (112) wird die folgende, durch Gleichung (113) ausgedrückte Beziehung erhalten.

Anhand von Gleichung (113) kann gezeigt werden, daß die DFT-Werte nicht von X(f) berechnet, sondern von ^X'(f), die an den Frequenzpunken von k/NTs abgetastet werden. Dieselbe Schlußfolgerung wird angewendet auf die durch Verwendung der in Fig. 2 illustrierten, zeitverschachtelten ADCs 31, 32 erhaltenen Daten. Wenn die DFT für die von dem ersten ADC 31 erhaltenen Daten als DFT_even(k) und DFT für die von dem zweiten ADC 32 erhaltenen Daten als DFT_odd(k) bezeichnet werden, werden sie durch die Gleichung (114) gegeben.

Es ist festzustellen, daß in Gleichung (114) die An zahl von Daten für jede DFT jeweils N/2 beträgt. Durch Vergleich der Gleichung (114) mit der Fourier Trans formation nach Gleichung (112) wird die folgende, durch Gleichung (115) ausgedrückte Beziehung abgelei tet.

Somit wird ^X"(f) aus DFT_even(k) und DFT_odd(k) be rechnet. Bezugnehmend auf die Gleichungen (108), (109) und (115) wird die folgende Gleichung (116) erhalten.

In der obigen Gleichung 116 ist α definiert als exp[jpπτ/Ts] und der Drehfaktor oder Rotationsfaktor ^W_N als exp[j2π(1 + τ/Ts)/N]. Somit wird ein Verfahren zum Korrigieren des Phasenfehlers durch Gleichung (116) angegeben. Es ist festzustellen, daß die Glei chung (116) implementiert und ausgedrückt wird als ei ne Erweiterung der schnellen Fourier Transformation (FFT). Wenn τ = 0 ist, wird die folgende Gleichung (117) aus der Gleichung (111) und der Gleichung (114) erhalten.

Worin W_N = exp[j2π/N] ist. Der FFT-Algorithmus, das ist ein Verfahren, durch welches der Phasenfehler ge mäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel korrigiert wird, beruht auf dieser durch Gleichung (117) gegebe nen Berechnungsformel, welche DFT von allen Daten punkten von DFT der geradzahligen Datenpunkte und DFT der ungeradzahligen Datenpunkte berechnet. Dieses Ver fahren ist als ein Signalflußdiagramm in Fig. 4 für den Fall von N = 8 dargestellt, wobei die Anzahl von Daten 8 beträgt. Dieses Verfahren wird als Schmetter lingsoperation bezeichnet. Die FFT verwendet diese Schmetterlingsoperation rekursiv, um die Berechnung der diskreten Fourier Transformation (DFT) auszufüh ren.

Durch Vergleich der Gleichung (116) mit der obigen Gleichung (117) ist ersichtlich, daß eine geringe Mo difikation zu dem durch die Gleichung (116) realisier ten Signaldiagramm führt, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Modifizierte Faktoren sind α, β und β', worin α ein Phasenverschiebungsfaktor exp[jπτ/Ts] ist und β und β' als andere Phasenkorrekturfaktoren dienen, welche mit α in Beziehung stehen wie β gleich 1/(1 + α), oder nicht mit α in Beziehung stehen; in dem letztgenannten Fall stehen β und β' vorzugsweise in Beziehung zueinander wie β + β' = 1. Der modifizierte Drehfaktor oder Rota tionsfaktor ist derart, daß ^W_N = (W_N)^(1 + τ/Ts). Da her erfordert das vorliegende Ausführungsbeispiel kei ne neu geschaffene Hardware, wodurch das vorliegende Ausführungsbeispiel sehr kostengünstig ist, und eine kleine Modifikation der bereits verfügbaren Hardware ausreicht. Darüber hinaus führt das vorliegende Aus führungsbeispiel zu einer wesentlichen Verbesserung der Genauigkeit bei der Prüfung der Halbleitervorrich tung, was zu einer Verbesserung der Ausbeute bei der Herstellung führt.

Das Verfahren und der Algorithmus, die gemäß den vor beschriebenen vorliegenden Ausführungsbeispielen im plementiert sind, erzeugen die Phasenfehler korri gierte Wellenform in der Frequenzdomäne. Die Zeitdo mäne-Wellenform wird aus der Frequenzdatendomäne be stimmt durch Anwendung einer inversen FFT (IFFT)

Messung des Phasenfehlers τ

Als nächstes wird die Messung des Phasenfehlers τ be schrieben. In der vorangehenden Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß der Wert des Phasenfehlers τ be reits bekannt und verfügbar ist, wenn der Phasen fehler-Korrekturvorgang durchgeführt wird. Nachfolgend wird dargestellt, wie dieser Wert und andere Werte ge messen werden, welche für die Kalibrierung von Un gleichheiten zwischen mehreren ADCs einschließlich ei nes Verstärkungsfaktors verwendet werden können.

Das Meßverfahren wird so durchgeführt, daß eine sinus förmige Wellenform als ein Prüfsignal an die Eingänge der mehreren zeitverschachtelten ADCs angelegt wird. Die Ausgangssignale der mehreren ADCs werden dann ver arbeitet, um Fourier Transformationen zu bilden. Die Frequenz des Prüfsignals wird sorgfältig so ausge wählt, daß die Beeinträchtigung durch Quantisierungs rauschen und die Streuung aufgrund von Fensterfunktio nen minimiert werden können.

Unter Berücksichtigung der Zeitversetzung und des Ver stärkungsfaktors kann eine Ausgangswellenform jedes ADC wie folgt ausgedrückt werden.

A.sin(2πf₀t + ϕ),

worin A der Verstärkungsfaktor und ϕ ein Phasenfaktor, der sich aus der Abtastzeitversetzung ergibt, sind. f₀ ist die Frequenz des Prüfsignals, welche so gewählt ist, daß es f₈ = nf₀ ist, wobei n eine Primzahl ist.

Die Werte von A und ϕ werden aus DFT-Daten für jeden ADC erhalten, wie in den Gleichungen (118-1) und (118- 2) gezeigt ist.

A_i = |DFT(n)| (i = 1, 2) Gl. 118-1

ϕ_i = arg[DFT(n)] (i = 1, 2) Gl. 118-2

worin |z| den Modulus einer komplexen Zahl z bezeichnet und arg[z] das Argument der komplexen Zahl z dar stellt. Fehler zwischen den Werten jedes ADC-Aus gangssignals existieren aufgrund einer Verstärkungs- und Zeitungleichheit. Der Wert A₁/A₂ wird multipli ziert mit den Daten von dem zweiten ADC (siehe Fig. 2), um zuvor die Verstärkungsungleichheit zu ver setzen. Der Wert von τ wird durch die folgende Glei chung (119) erhalten.

τ/T_S = (ϕ₁ - ϕ₂)/2πf₀T₅ Gl. 119

Modifikationen

Die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperations einheit 220 gemäß den obigen Ausführungsbeispielen kann auf einen Fall angewendet werden, in welchem 2ⁿ zeitverschachtelte ADCs vorgesehen sind, wobei n eine willkürliche ganze Zahl größer als 1 ist. Da die Pha senfehler-Korrekturvorrichtung realisiert wird durch Modifizieren der Schmetterlingsoperation der FFT- Verarbeitung, werden die letzten Stufen der Schmetter lingsoperationen durchgeführt durch Implementieren von n-schichtigen (n-Schritten) Phasenkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten, wie durch Fig. 6B (n = 3, so daß 2³ = 8) und Fig. 7B (n = 2, so daß 2² = 4) illustriert ist.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfin dung, das dem obigen Schema unterliegt, wird mit Bezug auf Fig. 6A und Fig. 6B beschrieben. Die Fig. 6A und 6B illustrieren ein anderes Ausführungsbei spiel gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem ein 8-Weg-Zeitverschachtelungsschema angewendet wird. Es wird angenommen, daß, wenn die Erstweg-Wellenform als eine Bezugszeit betrachtet wird, Phasenverschiebungen der anderen 7-Weg-Wellenformen τ1, τ2, τ3, τ4, τ5, τ6 bzw. τ7 enthalten. Es ist hier festzustellen, daß die Weise, wie die Phasenverschiebungen gemessen werden, um die jeweiligen Phasenverschiebungen von τ1 bis τ7 zu erhalten, ähnlich erfolgt wie bei dem vorstehend beschriebenen 2-Weg-Verschachtelungsschema.

Fig. 6B zeigt die Verwendung von zeitverschachtelten Daten von 8 ADCs, deren Ausgangssignale von jedem ADC gleich DATA(0), DATA(1), . . ., DATA(7) sind, deren Verzögerungszeit als τ0, τ1, . . ., τ7 dargestellt ist. Zuerst werden die Daten unter Anwendung einer FFT verarbeitet. Dann führen die Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten 220b eine Berechnung durch, um den Fehler zu versetzen. Die innere Struktur der Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheit 220 für die 8-Weg- Verschachtelung hat drei geschichtete Schritte (da 8 = 2³), und die Gesamtheit der Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten 220b beträgt sieben Einheiten, da im allgemeinen die Gesamtzahl der erforderlichen Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlings operationseinheiten ausgedrückt wird durch

2^(n - 1) + 2^(n - 2) + . . . 2^(n - (n + 1)) + 2^(n - n)

oder

2^(n - 1) + 2^(n - 2) + . . . 2^1 + 2^0(= 1). Regel (*)

Mit anderen Worten, wenn n = 3 wie in diesem Aus führungsbeispiel ist, beträgt die Gesamtzahl der Pha senfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten 2^2 + 2^1 + 1 = 7, wie aus Fig. 6B ersichtlich ist. Die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheit 220 enthält weiterhin eine Bit-Umkehreinheit 210, so daß die FFT (DFT)-verarbeiteten Ausgangssignale die Reihenfolge des Bits umgekehrt haben als DATA(0), DA TA(4), DATA(2), DATA(6), DATA(1), DATA(5), DATA(3) und DATA(7) in dieser Reihenfolge entsprechend der einge gebenen Datenfolgen von DATA(0), DATA(1), DATA(2), DA TA (3), DATA (4), DATA (5), DATA (6) und DATA (7).

Bei Empfang der Ausgangsdaten jedes Weges DATA(0) bis DATA(7) als ein Ergebnis der FFT-Verarbeitung über den 8-Kanal-ADC, wird eine Schmetterlingsoperation für je weils zwei Eingänge durchgeführt. Mit anderen Worten, da 8 Kanäle vorhanden sind, sind vier Phasen fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten in dem ersten Phasenfehler-Korrekturschritt vorgesehen, in welchem die jeweiligen Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationen an (τ4-τ0), (τ6-τ2), (τ5-τ1) und (τ7-τ3) durchgeführt werden. Es sind zwei Phasen fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten in dem zweiten Phasenfehlerkorrekturschritt vorgesehen, in welchem bei Empfang von vier schmetterlingsverar beiteten Daten von dem vorhergehenden (ersten) Phasen fehler-Korrekturschritt die jeweiligen Phasen fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ2-τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt werden. Es ist eine Phasen fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheit in dem dritten Phasenfehler-Korrekturschritt vorgesehen, in welchem bei Empfang von zwei schmetterlingsverarbeiteten Daten von dem vorhergehenden (zweiten) Pha senfehler-Korrekturschritt die Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperation an (τ1-τ0) durchgeführt wird. Das Ausgangssignal dieses dritten (letzten) Schrittes dient als FFT-verarbeiteten Daten, in welchen die Pha senfehler in den jeweiligen Verschachtelungswegen kor rigiert sind. Die Bit-Umkehreinheit 210 arbeitet, um die Reihenfolge der eingegebenen Daten die in einer gewöhnlichen Schmetterlingsoperation gefunden wurde, umzukehren. Obgleich τ0 als solches geschrieben ist, ist τ0 gleich 0, da die Erstweg-Daten als Bezugsgröße dienen.

Die Struktur und das Verfahren der jeweiligen Phasen fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten 220b sind dieselben wie bei der vorstehend beschriebenen 2- Wege-Zeitverschachtelungs-Schmetterlingsope rationseinheit 220, welche die Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperation bei dem zu korrigierenden Pha senfehler τ durchführt. Jedoch unterscheidet sich bei dem in Fig. 6B gezeigten Ausführungsbeispiel die Größe der Phasenkorrektur von der bei dem in Fig. 4 gezeig ten Ausführungsbeispiel. Das heißt, bei dem ersten Phasenfehler-Korrekturschritt wird die Phasenfehler- Korrekturoperation unter Verwendung von (τ4-τ0), (τ6- τ2), (τ5-τ1) und (τ7-τ3) durchgeführt; in dem zweiten Phasenfehler-Korrekturschritt wird die Phasenfehler- Korrekturoperation unter Verwendung von (τ2-τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt; und in dem letzten (dritten) Phasenfehler-Korrekturschritt wird die Phasenfehler- Korrekturoperation unter Verwendung (τ1-τ0) durchge führt. Die in dem letzten Schritt erhaltenen Ausgangs daten sind die FFT-verarbeiteten Ausgangsdaten, in welchen die Phasenfehler τ1 bis τ7 der jeweiligen Ver schachtelungswege korrigiert sind.

Fig. 7A und Fig. 7B zeigen noch ein anderes Ausfüh rungsbeispiel, welches ein 4-Weg-Zeitverschachte lungsschema (2² = 4) verwendet. Es wird angenommen, daß wenn die Erstweg-Wellenform als eine Bezugszeit be trachtet wird, die Phasenverschiebungen der anderen 3- Weg-Wellenformen τ1, τ2 und τ3 enthalten.

Die innere Struktur der Phasenkorrektur-Schmetter lingsoperationseinheit 220 für die 4-Weg-Verschachte lung hat zwei geschichtete Stufen (da 4 = 2²) ent sprechen der vorstehend erwähnten Regel (*). Die feh lerkorrigierende FFT-Verarbeitungseinheit 220 enthält weiterhin eine Bit-Umkehreinheit 210, so daß die FFT (DFT)-verarbeiteten Ausgangssignale die Reihenfolge des umgekehrten Bits als DATA(0), DATA(2), DATA(1) und DATA(3) in dieser Reihenfolge haben, entsprechend den eingegebenen Daten folgend DATA(0), DATA(1), DATA(2), DATA(3) und DATA(4).

Bei Empfang der Ausgangsdaten DATA(0) bis DATA(3) je des Weges als ein Ergebnis der FFT-Verarbeitung über 4-Kanal-ADCs, wird eine Schmetterlingsoperation für jeweils zwei Eingangssignale durchgeführt. Somit sind, da 4 Kanäle bestehen, zwei Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten in dem ersten Pha senfehler-Korrekturschritt vorgesehen, in welchen je weile Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ2-τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt werden. Es ist eine Fehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheit in dem zweiten (letzten) Phasenfehler-Korrekturschritt vorge sehen, in welchem bei Empfang von zwei schmetterlings verarbeiteten Daten von dem vorhergehenden (ersten) Phasenfehler-Korrekturschritt die Phasenfehlerkorrek tur-Schmetterlingsoperation an (τ1-τ0) durchgeführt wird. Das Ausgangssignal von diesem zweiten (letzten) Schritt dient als die FFT-verarbeiteten Daten, in welchen die Phasenfehler in den jeweiligen Verschachte lungswegen korrigiert sind. Die Bit-Umkehreinheit 210 dient zum Umkehren der Reihenfolge der eingegebenen Daten, wie sie in einer gewöhnlichen Schmetterlings operation gefunden wird.

Obgleich die obigen Modifikationen gemäß der vorlie genden Erfindung für den Fall beschrieben sind, daß 8 (= 2³) und 4 (= 2²) Eingangsdaten vorhanden sind, ist dasselbe Prinzip auf den Fall mit 2ⁿ Eingangsdaten an wendbar, wobei n irgendeine willkürliche ganze Zahl darstellt.

Wenn weiterhin die Geschwindigkeit der Berechnung nicht ausschlaggebend ist und wenn die Anzahl von Da ten nicht 2ⁿ beträgt, können die vorliegenden Ausfüh rungsbeispiele auch für einen Digitalisierer angewen det werden, der eine Einheit zum Durchführen einer FFT-Operation oder einer diskreten Fourier Transforma tions(DFT)-Operation verwendet.

Darüber hinaus kann, wenn die Berechnungszeit nicht wesentlich ist, die FFT-Verarbeitungseinheit einfach durch eine Fourier Transformations(FT)-Einheit zum Durchführen einer FT mit den zeitverschachtelten Ein gangsdaten oder durch eine diskrete Fourier Trans formations(DFT)-Einheit zum Durchführen einer DFT mit den Eingabedaten ersetzt werden.

Durch Vorsehen der Phasenfehlerkorrektur-Schmetter lingsoperationseinheit gemäß den vorliegenden Aus führungsbeispielen mit einer ersten Fehlerkorrek tureinheit, zweiten Fehlerkorrektureinheit und dritten Fehlerkorrektureinheit, durch welche in den Phasenfeh lerkorrektur-Schmetterlingsoperationseinheiten des FFT-Verarbeitungsschemas ein erster Fehlerkorrekturfaktor, zweiter Fehlerkorrekturfaktor und dritter Feh lerkorrekturfaktor wie α, β und β' eingefügt werden, können FFT-verarbeitete Ergebnisse erhalten werden, bei denen die Phasenfehler der Abtastung versetzt (be seitigt) wurden, wodurch eine wesentlich verbesserte und genaue Halbleiterprüfung erzielt wird.

Darüber hinaus wird durch Implementieren der vorlie genden Ausführungsbeispiele der dynamische Bereich der zeitverschachtelten ADC-Anwendung wirksam verbessert, indem die Scheinkomponente aufgrund des Phasenfehlers beseitigt wird.

Schließlich erfordern die Fehlerkorrektureinheit und das Verfahren zur Fehlerkorrektur nach der vorliegen den Erfindung keine zusätzliche Hardware und nur eine geringe zusätzliche Rechenleistung. Somit sind ange sichts der Tatsache, daß das herkömmliche ADC-Verfah ren beträchtlich unter der Fehlausrichtung der Ab tastzeitpunkte leidet, insbesondere wenn die Inte grationstechnik weiter fortschreitet und höhere Ab tastgeschwindigkeiten gefordert werden, die FFT- Verarbeitungseinheit einschließlich der Schmetter lingsoperationseinheit und das zugeordnete Verfahren, welche durch die vorliegenden Ausführungsbeispiele er halten werden, sehr vorteilhaft für die Halbleiter industrie insgesamt.

Claims

1. Digitalisierer (20) zum Umwandeln eines von ei ner Halbleitervorrichtung ausgegebenen analogen Signals in ein digitales Signal, mit N Analog/Digital-Wandlern (ADC's), wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, welche aufeinanderfolgend das von der Halbleitervor richtung ausgegebene analoge Signal in das digi tale Signal umwandeln, wobei ein Phasenfehler term der gegenüber einem idealen Zeitpunkt ver setzten Abtastzeit mit τ bezeichnet ist und einer N-Weg-Zeitverschachtelungseinheit (40), welche die von den ADC's ausgegebenen digitalen Signale in Folge verschachtelt und eine Daten folge erzeugt, gekennzeichnet durch eine Fourier-Transformations(FT)-Verarbei tungseinheit zum Durchführen einer FT-Ver arbeitung mit der von der N-Weg-Zeitverschach telungseinheit ausgegebenen Datenfolge, wobei die FT-Verarbeitungseinheit eine Schmetterlings operationseinheit (220) enthält, welche einen Phasenfehler-Korrekturfaktor zu einer von der Schmetterlings-Operationseinheit durchgeführten Schmetterlingsoperation hinzufügt, um τ in den Daten, welche so der FT-Verarbeitung unterzogen werden, zu korrigieren.

2. Digitalisierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine schnelle Fourier-Transformations(FFT)-Verarbeitung mit der Datenfolge durchführt.

3. Digitalisierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine diskrete Fourier-Transfor mations(DFT)-Verarbeitung mit der Datenfolge durchführt.

4. Digitalisierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit (50) eine erste FFT-Verarbei tungseinheit (51) zum Durchführen einer FFT- Verarbeitung mit einer geradzahligen Datenfolge und eine zweite FFT-Verarbeitungseinheit (52) zum Durchführen einer FFT-Verarbeitung mit einer ungeradzahligen Datenfolge enthält, und daß die Schmetterlings-Operationseinheit einen ersten Phasenfehlerkorrekturfaktor des Phasenfehlerkor rekturfaktors mit der Datenfolge (X_odd), welche durch die zweite FFT-Verarbeitungseinheit FFT- verarbeitet wurde, multipliziert.

5. Digitalisierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmetterlings- Operationseinheit weiterhin einen zweiten und einen dritten Phasenfehler-Korrekturfaktor mit der Datenfolge (X_even), welche von der ersten und der zweiten FFT-Verarbeitungseinheit FFT-verar beitet wurde, multipliziert.

6. Digitalisierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der mit α bezeichnete erste Phasenfehler-Korrekturfaktor darge stellt wird durch
α = exp[jπτ/Ts],
worin Ts eine Abtastperiode des analogen Signals und j eine imaginäre Zahleneinheit derart ist, daß j² = -1 bedeutet.

7. Digitalisierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte Phasenfehler-Korrekturfaktor, die mit β bzw. β' bezeichnet werden, derart sind, daß β + β' = 1.

8. Digitalisierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmetterlings- Operationseinheit (220) den mit α bezeichneten ersten Phasenfehler-Korrekturfaktor mit der von der zweiten FFT-Verarbeitungseinheit ausgegebe nen FFT-verarbeiteten Datenfolge multipliziert und den zweiten und dritten Phasenfehler- Korrekturfaktor, welche mit β und β' bezeichnet werden, mit den von der ersten FFT-Verarbei tungseinheit ausgegebenen FFT-verarbeiteten Da tenfolgen zusammen mit der so mit α multiplizier ten FFT-verarbeiteten Datenfolge multipliziert, wobei α so definiert ist, daß
α = exp[jπτ/Ts] ist,
worin Ts eine Abtastperiode des analogen Signals ist, j eine komplexe Zahleneinheit ist, derart, daß j² = 1, und β und β' derart sind, daß
b + β' = 1.

9. Digitalisierer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Phasen korrekturfaktor β durch 1/(1 + α) ausgedrückt wird und der dritte Phasenkorrekturfaktor β' durch α/(1 + α) ausgedrückt wird, wobei α den ersten Phasenfehler-Korrekturfaktor darstellt.

10. Digitalisierer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenfehler- Korrekturfaktor α durch exp[jπτ/Ts] gegeben ist, worin Ts eine Abtastperiode ist, τ der Pha senfehler ist und j eine komplexe Zahleneinheit derart ist, daß j² = -1.

11. Digitalisierer nach Anspruch 8, mit Analog/Dig ital-Wandlern (31, 32) und m = 2ⁿ Eingangsdaten, wobei n größer als 1 ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schmetterlings- Operationseinheit den Phasenfehler τ korrigiert auf der Grundlage von:
worin k von 0 bis 2^n-1 - 1 läuft und p von 2^n-1 bis 2ⁿ - 1 läuft,
β = 1/(1 + α),
β' = α/(1 + α),
X_even(k) ein FFT-Wert einer geradzahligen Daten folge, die von der Zeitverschachtelungseinheit ausgegeben wird,
X_odd(p) ein FFT-Wert einer ungeradzahligen Daten folge, die von der Zeitverschachtelungseinheit ausgegeben wird, und
X(k) und X(p) von der Schmetterlings- Operationseinheit ausgegebene Endwerte sind.

12. Digitalisierer nach Anspruch 11 mit 8 = 2³ Ein gangsdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmetterlings- Operationseinheit den Phasenfehler τ korrigiert auf der Grundlage von:

13. Digitalisierer zum Umwandeln eines von einer Halbleitervorrichtung ausgegebenen analogen Sig nals in ein digitales Signal,
mit mehreren 2^m Analog/Digital-Wandlernn (ADC's), welche das von der Halbleitervorrich tung ausgegebene analoge Signal aufeinanderfol gend in das digitale Signal umwandeln, wobei ein Phasenfehlerterm der gegenüber einem idealen Zeitpunkt versetzten Abtastzeit mit τ bezeichnet wird,
gekennzeichnet durch
mehrere 2^m Fourier-Transformations(FT)-Verar beitungseinheiten, welche jeweils eine Fourier- Transformation (FT) mit den 2^m digitalen Signa len durchführen, und
in m Stufen angeordnete Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten (220b), deren Gesamtzahl 2^(m - 1) + 2^(m - 2) + . . . 2^1 + 2^0(= 1) beträgt, worin die Erstschicht-Phasenfehler- Schmetterlingsoperationseinheit zwei getrennte von den FT-Verarbeitungseinheiten ausgegebene digitale Signale empfängt und jede von den Zweitschicht-Phasenfehlerkorrektur-Schmetter lingsoperationseinheiten zwei getrennte digitale Signale von den Phasenfehlerkorrektur-Schmetter lingsoperationseinheiten der vorhergehenden Schicht empfängt und jede der Phasenfehlerkor rektur-Schmetterlingsoperationseinheiten mehrere Phasenfehler τ korrigiert auf der Grundlage von:
worin X(k) und X(p) FFT-verarbeitete Ergebnisse für abwechselnde Daten, die von dem vorhergehen den Schritt erhalten wurden, sind,
α = exp[jπτ/Ts] ist mit τ als Phasenfehler und Ts als Abtastperiode des analogen Signals,
β + β' = 1
X_even(k) ein FT-Wert einer von dem Analog/Digi tal-Wandler ausgegebenen geradzahligen Datenfol ge ist,
X_odd(k) ein FT-Wert einer von dem Analog/Digital- Wandler ausgegebenen ungeradzahligen Datenfolge ist, und
X(k) und X(p) Werte sind, die in jeder der m- schichtigen Phasenfehlerkorrektur-Schmetter lingsoperationseinheiten erhalten wurden.

14. Digitalisierer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine schnelle Fourier-Transfor mations(FFT)-Verarbeitung mit den digitalen Si gnalen durchführt.

15. Digitalisierer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine diskrete Fourier-Transforma tions(DFT)-Verarbeitung mit den digitalen Signa len durchführt.

16. Digitalisierer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
b = 1/(1 + α) und β' = α/(1 + α).

17. Digitalisierer nach Anspruch 14, mit 2³ (= 8) Ein gangsdaten und dreischichtigen (Schritt) Schmet terlingsoperationseinheiten, welche die Phasen fehler korrigieren,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Empfang von acht Eingangsdaten einer (τ0) der insgesamt acht Pha senfehler (τ0, τ1, τ2, τ3, τ4, τ5, τ6, τ0) als Be zugszeit verwendet wird und die Phasenfehlerkor rektur-Schmetterlingsoperationseinheiten (220b) die Phasenfehler τ in einer Weise korrigieren, daß
in den vier Erstschritt-Fehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten die Phasenfeh lerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ4- τ0), (τ6-τ2), (τ5-τ1) und (τ0-τ3) durchge führt werden,
in den beiden Zweitschritt-Phasenfehlerkorrek tur-Schmetterlingsoperationseinheiten die Pha senfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ2-τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt werden, und
in der einen Dritt(Letzt)schritt-Phasenfehler korrektur-Schmetterlingsoperationseinheit die Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperation an (τ1-τ0) durchgeführt wird.

18. Digitalisierer nach Anspruch 14, mit 2² (= 4) Ein gabedaten und zweischichtigen (Schritt) Schmet terlingsoperationseinheiten (220b), welche die Phasenfehler korrigieren,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Empfang von vier Eingangsdaten einer (τ0) der insgesamt vier Pha senfehler (τ0, τ1, τ2, τ3) als eine Bezugszeit verwendet wird und die Phasenfehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten die Phasenfeh ler τ in der Weise korrigieren, daß
in den beiden Erstschritt-Fehlerkorrektur- Schmetterlingsoperationseinheiten die Phasenfeh lerkorrektur-Schmetterlingsoperationen an (τ2- τ0) und (τ3-τ1) durchgeführt werden und
in der einzelnen Zweit(Letzt)schritt-Fehlerkor rektur-Schmetterlingsoperationseinheit die Pha senfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperation an (τ1-τ0) durchgeführt wird.

19. Halbleiter-Prüfvorrichtung zum Prüfen einer Halbleitervorrichtung, mit
einem Mustergenerator (91), welcher ein Muster signal und Erwartungssignal erzeugt,
einer Wellenform-Formungsvorrichtung (92), wel che eine Wellenform des von dem Mustergenerator (91) ausgegebenen Signals formt,
einem Halbleiter-Kontaktbereich (96), auf wel chem die Vorrichtung angeordnet wird und der das von der Wellenform-Formungsvorrichtung (92) ge formte Mustersignal zu der Halbleitervorrichtung liefert und ein von der Halbleitervorrichtung ausgegebenes analoges Signal empfängt, und
einem Wellenform-Digitalisierer (20) zum Umwan deln des von der Halbleitervorrichtung ausgege benen analogen Signals in ein digitales Signal, dadurch gekennzeichnet, daß der Digitalisierer (20) aufweist:
N Analog/Digital-Wandler, wobei N eine ganze Zahl gleich oder größer als 2 ist, welche das von der Halbleitervorrichtung ausgegebene analoge Signal aufeinanderfolgend in das digitale Signal umwandeln, wobei ein Phasenfehlerterm der gegenüber einem idealen Zeitpunkt versetzten Ab satzzeit mit τ bezeichnet wird,
eine N-Weg-Zeitverschachtelungseinheit (40), wel che die digitalen Signale von den Analog/Digi tal-Wandlern in Folge verschachtelt und eine Da tenfolge erzeugt,
eine Fourier-Transformation(FT)-Verarbei tungseinheit zum Durchführen einer FT-Ver arbeitung mit der von der N-Weg-Zeitver schachtelungseinheit ausgegebenen Datenfolge, wobei die FT-Verarbeitungseinheit eine Schmet terlingsoperationseinheit (220) enthält, welche einen Phasenfehler-Korrekturfaktor zu der von der Schmetterlingsoperationseinheit durchgeführ ten Schmetterlingsoperation hinzufügt, um τ in den Daten, welche so der FT-Verarbeitung unter zogen werden, zu korrigieren, und
einen Komparator (93), welcher das von dem Mus tergenerator (91) ausgegebene Mustersignal und eine von der Schmetterlingsoperationseinheit (220) der FT-Verarbeitungseinheit ausgegebene phasenfehlerkorrigierte Datenfolge vergleicht.

20. Prüfvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine schnelle Fourier-Transforma tions(FFT)-Verarbeitung mit der Datenfolge durch führt.

21. Prüfvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbei tungseinheit eine diskrete Fourier-Transfor mations(DFT)-Verarbeitung mit der Datenfolge durchführt.

22. Prüfvorrichtung nach Anspruch 20, mit 2^m Einga bedaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenfehler korrrektur-Schmetterlingsoperationseinheit m- geschichtete Phasenfehlerkorrektur-Einheiten (220b), von denen jede der Erstschicht- Phasenfehlerkorrektur-Einheiten einen Satz von zwei von den FT-Verarbeitungseinheiten ausgege benen FFT-verarbeiteten Daten empfängt und von denen jede von dem Rest einen Satz von zwei pha senfehlerkorrigierten Daten von vorhergehenden Phasenfehlerkorrektur-Schmetterlingsoperations einheiten empfängt.

23. Verfahren zum Korrigieren eines Phasenfehlers einer Abtastperiode eines von einer Halbleiter vorrichtung ausgegebenen analogen Signals, wobei der Phasenfehler mit τ und die Abtastgeschwin digkeit mit Ts bezeichnet werden, bei dem das von der Halbleitervorrichtung ausgegebene analo ge Signal aufeinander folgend in das digitale Signal umgewandelt wird, wobei der Phasenfehler term τ der Abtastzeit gegenüber einem idealen Zeitpunkt versetzt ist, und
die durch die Umwandlung des analogen Signals in das digitale Signal erhaltenen digitalen Signale zeitverschachtelt werden, um eine Datenfolge zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Fourier-Transformations(FT)-Verarbeitung mit der durch die Zeitverschachtelung erhaltenen Datenfolge durchgeführt wird, wobei die FT-Verarbeitung das Einfügen eines Phasenfehler- Korrekturfaktors in eine Schmetterlingsoperation enthält, um τ in den Daten, welche so der FT- Verarbeitung unterzogen werden, zu korrigieren.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbeitung eine schnelle Fourier-Transformations(FFT)-Ver arbeitung mit der Datenfolge durchführt.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die FT-Verarbeitung eine diskrete Fourier-Transformations(DFT)-Ver arbeitung mit der Datenfolge durchführt.

26. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfügen des Phasenfehler-Korrekturfaktors eine Schmetter lingsoperation durch m-schichtige Phasenfehler- Korrekturen für 2^m Eingangsdaten durchführt, und das Einfügen des Phasenfehler-Korrekturfaktors derart erfolgt, daß jede der Erstschicht-Phasen fehlerkorrekturen einen Satz von 2 FFT-verarbei teten Daten empfängt und jede der anderen Pha senfehlerkorrekturen einen Satz von zwei phasen fehlerkorrigierten Daten von vorhergehenden Pha senfehlerkorrekturen empfängt.