JP2008541031A - Dynamic measurement of the impedance of microwave components. - Google Patents
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Abstract
本発明は電子部品に関連する特性の動的測定の分野に関し、この測定は連続的(CW)又はパルスの動作モードに対して実行され得る。その主題は以下のステップ、
a)その間に持続時間TのCW信号が、発生時点t0に構成部品の入力へ加えられる、構成部品を刺激するためのステップと、
b)刺激された入力において、構成部品に対する入力信号と反射信号との振幅及び位相を測定するためのステップと、
c)測定された信号の振幅及び位相から始まる、構成部品の瞬時インピーダンスを計算するためのステップと、
d)該刺激を停止するためのステップと
を含む電子部品の動的インピーダンスを測定するための方法である。この方法はステップa)〜d)が、刺激の持続時間T及び時間間隔Δtの値が各反復の際に増加し、2つの連続する反復はその間に内部温度が周囲温度に戻るような方法で該構成部品の電圧が断たれる中間ステップにより分離される、反復的方法で繰り返されるという点で特徴付けられる。本発明は特に、例えばダイオード又はトランジスタのようなマイクロ波電子部品の非線形インピーダンスの動的測定に適用可能である。
【選択図】図1The present invention relates to the field of dynamic measurement of properties associated with electronic components, which can be performed for continuous (CW) or pulsed operating modes. The subject is the following steps:
a) during which a CW signal of duration T is applied to the input of the component at the time of occurrence t0 to stimulate the component;
b) measuring the amplitude and phase of the input and reflected signals to the component at the stimulated input;
c) calculating the instantaneous impedance of the component starting from the amplitude and phase of the measured signal;
d) a method for measuring the dynamic impedance of the electronic component comprising the step of stopping the stimulation. In this method, steps a) to d) are performed in such a way that the duration of the stimulation T and the value of the time interval Δt increase during each iteration, and two successive iterations during which the internal temperature returns to ambient temperature. Characterized in that it is repeated in an iterative manner, separated by an intermediate step in which the voltage of the component is cut off. The invention is particularly applicable to the dynamic measurement of the nonlinear impedance of microwave electronic components such as diodes or transistors.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は電子部品に関連する特性の動的測定の分野に関する。本発明は特に、例えばダイオード又はトランジスタのようなマイクロ波電子部品の非線形インピーダンスの動的測定に適用可能であり、この測定は連続的(CW)又はパルスの動作モードに対して実行され得る。 The present invention relates to the field of dynamic measurement of properties associated with electronic components. The invention is particularly applicable to dynamic measurements of nonlinear impedances of microwave electronic components such as diodes or transistors, which can be performed for continuous (CW) or pulsed operating modes.
これまで、研究室で行なわれた測定は出力、効率、又はより一般的にゲインに関するその性能を最適化するために供試される電子部品、例えばダイオード又はトランジスタに与えられるべき最適インピーダンスの決定を可能にしている。このタイプの測定は当業者によく知られている、例えばロードプル・タイプの試験装置の使用に基づいている。そのような試験装置は一般的に、そのために供試構成部品の最適化が望まれる信号の基本周波数において作動する。それらは機械的、又は時々電子的タイプの調整手段を利用する。 To date, measurements made in the laboratory have determined the optimum impedance to be applied to the electronic components, such as diodes or transistors, that are being tested to optimize their performance in terms of power, efficiency, or more generally gain. It is possible. This type of measurement is well known to those skilled in the art, for example based on the use of load pull type test equipment. Such test equipment generally operates at the fundamental frequency of the signal for which optimization of the component under test is desired. They make use of mechanical or sometimes electronic type adjustment means.
パルスモードで動作する構成部品に関して、インピーダンスの決定は供試構成部品に加えられる信号の固定パルス持続時間及び一定反復周期を用いて常に行なわれる。更に、この決定は供試の構成部品が熱力学的平衡に達したとき、言い換えればその接合部温度が実際的に安定したときにのみ行なわれる。最後に、前述のように、インピーダンス測定は一般的に信号の基本周波数において実行される。 For components operating in pulse mode, impedance determination is always performed using a fixed pulse duration and a fixed repetition period of the signal applied to the component under test. Furthermore, this determination is made only when the component under test reaches thermodynamic equilibrium, in other words, when its junction temperature is practically stable. Finally, as described above, impedance measurements are generally performed at the fundamental frequency of the signal.
現在の測定は、従って試験される構成部品のインピーダンスのパルスにおける平均値が決定されることのみを可能にする。それらは例えば、供試構成部品を最適化することが求められる信号の基本周波数及び高調波周波数において、1パルス内の構成部品のインピーダンスの動的変動に対する何らの表示も生み出さない。 Current measurements thus only allow the average value in the pulse of the impedance of the component to be tested to be determined. They do not produce any indication for the dynamic variation of the component's impedance within one pulse, for example, at the fundamental and harmonic frequencies of the signal required to optimize the component under test.
更に、パルス持続時間及び反復周期が固定されている一様な刺激の使用は、構成部品の実際の動作がこの単純な図式と異なる場合に、構成部品のインピーダンスの決定に対して特に不都合であることを証明する。これはとりわけ、所与の瞬間において実行される動作モードに従って、伝送又は受信されるパルスの持続時間及び反復周期が変動する、レーダー送信又は受信システムにおいて適用されるマイクロ波構成部品の場合である。 Furthermore, the use of uniform stimuli with fixed pulse duration and repetition period is particularly inconvenient for determining the impedance of a component when the actual operation of the component differs from this simple schematic. Prove that. This is especially the case for microwave components applied in radar transmission or reception systems where the duration and repetition period of transmitted or received pulses varies according to the mode of operation performed at a given moment.
現在の測定は、更に、評価されるべき構成部品の接合部の温度が急速に変化している一方で、最初の数パルスの伝送の間に、前記構成部品の出力アップに対するインピーダンスの変動を可能にしない。この温度の測定は、それが試験されている構成部品を統合する部分組立品の、パルスからパルスへの安定性、位相及び振幅特性に結び付いているため、実際には非常に重要である。 Current measurements also allow for fluctuations in impedance to the output of the component during the transmission of the first few pulses while the temperature at the junction of the component to be evaluated is rapidly changing Don't make it. This temperature measurement is actually very important because it is linked to the pulse-to-pulse stability, phase and amplitude characteristics of the subassembly that integrates the component being tested.
これまでに行なわれて来たインピーダンス測定は、従って所与の構成部品のインピーダンスの、限られた特徴付けを可能にするのみである。 The impedance measurements that have been made so far only allow a limited characterization of the impedance of a given component.
本発明の目的の一つは所与の信号、特に可変の持続時間及び反復周期のパルス信号の存在下で、その動作を特徴付けることが望まれる、電子部品のインピーダンスの決定を改善することである。本発明の別の目的は、信号が構成部品に加えられる時に、このインピーダンスの時間に対する変動曲線の確立を可能にすることである。 One of the objects of the present invention is to improve the determination of the impedance of an electronic component that is desired to characterize its operation in the presence of a given signal, particularly a pulse signal of variable duration and repetition period. . Another object of the present invention is to allow the establishment of a variation curve with respect to time of this impedance when a signal is applied to a component.
このため、本発明の主題の一つは次のステップ、
a)その間に持続時間TのCW信号が、発生時点t0に構成部品の入力へ加えられる、構成部品を刺激するためのステップと、
b)刺激された入力において、構成部品に対する入力信号と反射信号との振幅及び位相を測定するためのステップと、
c)測定された信号の振幅及び位相から始まる、構成部品の瞬時インピーダンスを計算するためのステップと、
d)刺激を停止するためのステップと
を含む電子部品の動的インピーダンスを測定するための方法である。
For this reason, one of the subjects of the present invention is the following steps:
a) during which a CW signal of duration T is applied to the input of the component at the time of occurrence t0 to stimulate the component;
b) measuring the amplitude and phase of the input and reflected signals to the component at the stimulated input;
c) calculating the instantaneous impedance of the component starting from the amplitude and phase of the measured signal;
d) a method for measuring the dynamic impedance of an electronic component comprising the step of stopping stimulation.
この方法はステップa)〜d)が、刺激の持続時間T及び時間間隔Δtの値が各反復の際に増加し、2つの連続する反復はその間に内部温度が周囲温度に戻るような方法で該構成部品の電圧が断たれる中間ステップにより分離される、反復方法で繰り返されるという点で更に特徴付けられる。 In this method, steps a) to d) are performed in such a way that the duration of the stimulation T and the value of the time interval Δt increase during each iteration, and two successive iterations during which the internal temperature returns to ambient temperature. It is further characterized in that it is repeated in an iterative manner, separated by an intermediate step in which the component voltage is cut off.
本発明によれば、本方法は構成部品の動的インピーダンスが確認されるのを知ることが望まれる、動作モードに対応する停止条件を含み得る。該反復はその条件が確認された時に中断される。 In accordance with the present invention, the method may include a stop condition corresponding to the mode of operation in which it is desired to know that the dynamic impedance of the component is being confirmed. The iteration is interrupted when the condition is confirmed.
一つの変形実施形態によれば、該停止条件は刺激の持続時間Tが、それに対して供試の構成部品の最適化が望まれる、信号のパルス持続時間よりも長くなった場合に確認される。 According to one variant embodiment, the stopping condition is confirmed when the stimulation duration T is longer than the pulse duration of the signal for which optimization of the component under test is desired. .
本発明による方法の別の変形例に従えば、該停止条件は計算されたインピーダンスが実質的に一定になった場合に満足される。 According to another variant of the method according to the invention, the stopping condition is satisfied when the calculated impedance becomes substantially constant.
別の変形例によれば、本発明による方法は時間に対するインピーダンスの変動が決定されることを可能にする、計算されたインピーダンスの動的な値を記憶するためのステップe)を更に含む。 According to another variant, the method according to the invention further comprises a step e) for storing a dynamic value of the calculated impedance, which allows the variation of the impedance with respect to time to be determined.
この方法は加えられた信号及び反射信号の、振幅と位相における時間的解析を有利に実施する。この時間的解析は、例えば多重高調波ロードプル・タイプの整合試験装置と関連し得る。 This method advantageously performs temporal analysis of the applied and reflected signals in amplitude and phase. This temporal analysis may be associated with, for example, a multi-harmonic load-pull type matching test apparatus.
本発明の別の主題は、少なくとも
−周波数FRFのCW波の発生装置と、
−その瞬時インピーダンスの測定が望まれる構成部品のアクティブインピーダンス整合を実行するための手段と、
−CW波の開始の瞬間後の所与の時点における、構成部品の入力での入力信号及び反射信号の時間的測定を実行するための手段と
を含む、請求項の方法を実行する構成部品の動的インピーダンスを測定する装置であり、該構成部品のインピーダンスは測定された入力信号及び反射信号から始まって計算される。
Another subject of the present invention is a generator of CW waves of at least -frequency FRF;
-Means for performing active impedance matching of components for which instantaneous impedance measurement is desired;
Means for performing a temporal measurement of the input signal and the reflected signal at the input of the component at a given time after the start of the CW wave. A device for measuring dynamic impedance, wherein the impedance of the component is calculated starting from the measured input signal and the reflected signal.
本発明によれば、該装置はまた、
−周波数FRFの高調波が生成されることを可能にする非線形要素と、
−各高調波が別個のチャンネルに沿って進む、高調波を分離する手段と、
−瞬時インピーダンスの測定が望まれる構成部品のアクティブ整合を、各高調波別に実行する手段と、
−構成部品の入力において、様々な高調波を搬送するチャンネルを再結合する手段とを備えることができる。
According to the invention, the device also comprises
A non-linear element that allows harmonics of the frequency FRF to be generated;
-Means for separating the harmonics, each harmonic traveling along a separate channel;
-Means for performing active matching of components for which instantaneous impedance measurement is desired for each harmonic;
-Means for recombining channels carrying various harmonics at the input of the component.
本発明による装置は従って、例え供試の構成部品のインピーダンスが同時に幾つかの周波数と整合しても、それが決定されることを有利にも可能にする。 The device according to the invention thus advantageously makes it possible to determine even if the impedance of the component under test matches several frequencies simultaneously.
本発明の更なる主題は、
−本発明による測定装置と、
−本発明による方法を自動的に実行する手段と
を備えた自動測定試験装置である。
A further subject of the present invention is
A measuring device according to the invention;
An automatic measuring and testing device comprising means for automatically executing the method according to the invention.
その他の特徴及び利点は添付図を参照した説明の間に明らかになるであろう。 Other features and advantages will become apparent during the description with reference to the accompanying drawings.
まず図1が参照される。後述のように、図は本発明による方法の主要ステップの概略フローチャートを示す。 Reference is first made to FIG. As will be described later, the figure shows a schematic flow chart of the main steps of the method according to the invention.
本発明による方法の目的は、とりわけ複合したマイクロ波信号が加えられる構成部品のインピーダンスの変動が、構成部品への信号付加の開始の瞬間に続く様々な時点に測定されるのを可能にすることである。例えば可変の持続時間及び反復周期のパルス信号であり得るこの複合信号は、非常に長い期間にわたり試験されるべき電子部品に対し、反復的方法で加えられるチョッピングされたCW刺激信号を用いてシミュレートされる。該刺激の付加の間、構成部品の瞬時インピーダンスは所与の時点において計算される。 The purpose of the method according to the invention is to allow, inter alia, fluctuations in the impedance of a component to which a composite microwave signal is applied to be measured at various times following the instant of the start of signal application to the component. It is. This composite signal, which can be, for example, a variable duration and repetitive period pulse signal, is simulated using a chopped CW stimulus signal applied in an iterative manner to an electronic component to be tested over a very long period of time. Is done. During the application of the stimulus, the instantaneous impedance of the component is calculated at a given time.
本発明による方法は主として、試験される構成部品の刺激用の第1ステップ11、刺激の間に構成部品の入力において存在する入力信号及び反射信号の測定用の第2ステップ12、及び刺激を停止するための第3ステップ13を含む。これら3つのステップは反復的方法で繰り返される。
The method according to the invention mainly comprises a
ステップ11はチョッピングされたCW信号の形で、期間T1=Δt+T0にわたって、測定される構成部品の入力に刺激を加えることにある。
期間T1はここで、可変時間間隔Δtと固定時間間隔T0との合計に等しいと定義される。 The period T1 is here defined as being equal to the sum of the variable time interval Δt and the fixed time interval T0.
本発明によれば、時間間隔Δtは値Δt0にリセットされる。T0の値に関して、これはステップ12の測定を行なうために要する時間の関数として決定される。
According to the invention, the time interval Δt is reset to the value Δt0. With respect to the value of T0, this is determined as a function of the time taken to perform the measurement of
ステップ12はステップ11の実行中に行なわれる。このステップは前項に定義された時間Δtの後に、供試の電子部品の入力において存在する入力信号及び反射信号の振幅及び位相を測定することにある。待機ループ14がそれに先行する。振幅及び位相のこれらの測定を行なうために要する時間は、少なくともこの測定時間に等しくなければならない期間T0を決定する。ここで、入力信号及び反射信号の測定は、非常に短い時間枠にわたる速いデジタル化及び、デジタル化信号のメモリ内への記憶により達成される。測定の瞬間の構成部品のインピーダンス計算は、そのとき該デジタル化信号から始まって従来式に行なわれる。
ステップ13は測定を中止するためのステップを構成する。このステップの間、刺激の生成は止まり、電圧は構成部品から取り除かれる。
構成部品の入力においてシミュレートすることが望まれる信号の形態によって、信号が続く期間にわたる構成部品のインピーダンスの変動を検討することが意図される場合、動作11〜13は様々な時点において一定の回数繰り返される必要がある。このために、本発明による方法はステップ15、16、及び17から成る繰り返しループを含む。
If the form of the signal that it is desired to simulate at the input of the component is intended to consider the variation in the impedance of the component over the period that the signal continues, operations 11-13 are performed a fixed number of times at various times. Need to be repeated. For this purpose, the method according to the invention comprises an iterative loop consisting of
ステップ15は所定の期間τにより、その間にチョッピングされたCW刺激が構成部品に加えられる期間Δtを増すことにある。この期間τは特に、刺激を用いてシミュレートされる信号の持続時間にわたって得ることが望まれるインピーダンス測定点の数を定義される。
ステップ16は刺激を停止し、供試の構成部品から電圧を取り除く段階13の後に生じる待機ループから成る。このステップの目的は、新たなΔtの値でステップ11〜13の新しい反復を用いて進める前に、構成部品が周囲温度に近い内部温度に戻るのを可能にすることである。
該待機ステップは、後に来る反復に対して行なわれる測定が、それに先行する反復、そして特にそれから生じる構成部品の発熱に依存しないことが保証されるのを有利にも可能にする。この発熱は実際、構成部品のインピーダンス値を変更するという既知の結果を有する。 The waiting step advantageously makes it possible to ensure that the measurements made for subsequent iterations are not dependent on the preceding iterations, and in particular the component heat generated therefrom. This exotherm actually has the known result of changing the impedance value of the component.
本発明に従う方法により行なわれる反復の数は当然、シミュレートされる必要がある信号に依存する。期間Δtを各反復に際して変化させることにより、増加する幅の連続パルスを形成し、刺激の開始時からより遠く離れた時点におけるインピーダンス測定を行なうことが可能である。従って、シミュレートされる信号の全体期間にわたって分布する、構成部品の瞬時インピーダンスの測定が得られる。それゆえ測定の全体集合は、刺激の持続時間がシミュレートすることを望まれる信号の持続時間に等しいときに得られる。該反復のプロセスはそのとき終了する。 The number of iterations performed by the method according to the invention naturally depends on the signal that needs to be simulated. By changing the period Δt during each iteration, it is possible to form continuous pulses of increasing width and to make impedance measurements at a further distance from the start of stimulation. Thus, a measurement of the instantaneous impedance of the component distributed over the entire period of the simulated signal is obtained. Therefore, the entire set of measurements is obtained when the duration of the stimulus is equal to the duration of the signal that it is desired to simulate. The iterative process then ends.
この停止条件は、例えば、τだけ増加した後のΔtの値がシミュレートされた信号の持続時間よりも大きいか、そうでないかを試験する試験ステップ17により制御される。これが該当しない場合、新たな反復が行なわれる。さもなければ、該プロセスは終了する。
This stop condition is controlled, for example, by a
このように行なわれる測定を処理するために、本発明による方法は又、各反復に対して行なわれる測定値を記憶するためのステップ18、及び記憶されたデータを処理するためのステップ19も含むことができる。測定値の記憶は、シミュレートされる信号の持続時間にわたり、構成部品のインピーダンス値の時間に対する変動値のオフライン処理を有利にも可能にする。
In order to process the measurements made in this way, the method according to the invention also includes a
図1に例示されるその基本形態における、本発明による方法は、特に正弦波信号ステップ、又は代わりにその反復周期が長いマイクロ波パルス信号がそれに加えられる時に、供試の構成部品の瞬時インピーダンスの変動の決定を取り扱う。 The method according to the invention, in its basic form illustrated in FIG. 1, is suitable for the instantaneous impedance of the component under test, particularly when a sinusoidal signal step or alternatively a microwave pulse signal with its long repetition period is applied to it. Handles the determination of variation.
実際、正弦波信号ステップの場合、インピーダンスの変動は該ステップが適用された瞬間に続く所定の時間間隔内に生じる。この時間間隔の後、インピーダンスは所与の値において安定し、実質的に一定のままとなる。ステップ17の停止条件は、従って信号の持続時間にわたるよりもむしろ、既知の方法で測定できる実質的に一定の値にインピーダンスが到達するために十分な期間にわたって適用される。
Indeed, in the case of a sinusoidal signal step, the impedance variation occurs within a predetermined time interval that follows the moment the step is applied. After this time interval, the impedance is stable at a given value and remains substantially constant. The stopping condition of
同様に、加えられる信号が幅の狭い、長い反復周期のパルス信号である場合、各々の新しいパルスの発生の際に、構成部品の温度は周囲温度に等しいか、又は固定された温度に等しく、そして構成部品のインピーダンスは各パルスに対する同一の変動に従うことが考えられ得る。ステップ17の停止条件は、そのとき1パルスの持続時間にわたり適用される。
Similarly, if the applied signal is a narrow, long repetition period pulse signal, the temperature of the component will be equal to the ambient temperature or equal to the fixed temperature at each new pulse generation, It can then be considered that the impedance of the component follows the same variation for each pulse. The stop condition of
加えられる信号がより複雑な形をとる場合、構成部品のインピーダンス変動の決定はそれ自体で更に複雑になり得る。加えられる信号に対応するインピーダンスの変動法則を決定するため、例えば図1に説明されているステップのシーケンスを数回連鎖させることが必要かも知れない。 If the applied signal takes a more complex form, the determination of component impedance variation can itself be more complicated. In order to determine the law of variation of the impedance corresponding to the applied signal, it may be necessary to chain the sequence of steps described for example in FIG. 1 several times.
それにもかかわらず、図1に説明されている原理は有効なまま残る。 Nevertheless, the principle described in FIG. 1 remains valid.
図2は例として時点t0において加えられる信号が正弦波ステップ21である場合の、本発明による方法の実行を例示している。
FIG. 2 illustrates by way of example the execution of the method according to the invention when the signal applied at time t 0 is a
図2に示すように、本発明による方法はここでN回の反復を含み、各反復は瞬時インピーダンス22の測定をもたらす。各々の新たな反復の際、刺激の開始時点t0と入力信号及び反射信号の取得の時点24との間の遅れと同様に、CW刺激の持続時間23は期間τだけ増加する。
As shown in FIG. 2, the method according to the invention now includes N iterations, each iteration resulting in a measurement of the instantaneous impedance 22. During each new iteration, the
図に例示されるように、瞬時インピーダンスの振幅及び位相における変動のグラフ26及び27は、従って刺激21の印加の時点t0から始まり、該瞬時インピーダンスの実質的に一定の値25が確立される瞬間まで得られる。
As illustrated in the figure, the
この特定の例において、それに対し構成部品のインピーダンスを知ることが望まれる信号がステップであるため、図1に示される反復を停止するための条件17は、インピーダンスの変動により表わされる現象に比べて理論的に無限又は最低限非常に長い、この信号の持続時間に対する条件ではない。この条件はここで所定の時間ΔtNの後のインピーダンス値の安定化に関する。
In this particular example, since the signal for which it is desired to know the impedance of the component is a step, the
前述のように、2つの測定の間に、構成部品の内部温度が初期の周囲温度に戻ることを可能にするため設計される待機段階16が生じることに注意されたい。
Note that, as described above, a waiting
図3はまた例として、本発明による方法の第二の具体的な説明を示す。この例において、該方法は正弦波パルス31が時点t0から始まってそれに加えられる電子部品のインピーダンスの動的決定に適用される。このパルスは一定の持続時間及び反復周期のものである。
FIG. 3 also shows by way of example a second specific description of the method according to the invention. In this example, the method is applied to the dynamic determination of the impedance of an electronic component in which a
本発明による方法を行なう原理は図2の例におけるものと同一である。試験されるべき構成部品の入力に加えられる刺激は、この例において、増加して行く期間に対して不連続的方法で加えられるチョッピングされたCW信号32から成る。
The principle of carrying out the method according to the invention is the same as in the example of FIG. The stimulus applied to the input of the component to be tested consists in this example of a chopped
この特定の例において反復を停止する条件17は、1パルスの間のインピーダンス変動が、既に加えられたパルスの数にそれ自体依存する構成部品の内部温度の関数であることを考慮に入れて、構成部品のインピーダンスの完全な変動法則を説明するために、シミュレートすることが必要な多くのパルスに適用される。従って、構成部品がP個のパルス後にその平衡温度にある場合、インピーダンス変動の決定は、各サイクルが図1に例示されているような本発明による方法に従って行なわれるP個の連続的サイクルのN回の測定を必要とし得る。加えられた刺激は、そのとき図3に示すようなチョッピングされたCW信号に相当する。
The
図3における例は、加えられる信号が一定のパルス持続時間及び反復周期のパルス状正弦波信号である場合の、本発明による方法の実行の条件を説明している。この特定のケースは、可変の持続時間及び反復周期のパルスを示すパルス状正弦波信号へ容易に一般化されることができる。図4に例示されている、このより一般的なケースは、ここで加えられる信号は異なる持続時間のパルス41及び42から成り、2つのパルスを分離している時間の間隔は一定ではない。
The example in FIG. 3 illustrates the conditions for performing the method according to the invention when the applied signal is a pulsed sinusoidal signal of constant pulse duration and repetition period. This particular case can be easily generalized to a pulsed sinusoidal signal that exhibits pulses of variable duration and repetition period. In this more general case, illustrated in FIG. 4, the signal applied here consists of
この例において、その間に瞬時インピーダンスの測定が行なわれる必要がある時間の間隔は、加えられる信号の持続時間及びこれらのパルスの反復周期に再度依存し、インピーダンスの変動法則は、内部温度が連続動作において平衡温度にある構成部品に対して測定が行なわれるときに完全に決定される。 In this example, the time interval during which an instantaneous impedance measurement needs to be made again depends on the duration of the applied signal and the repetition period of these pulses, and the law of variation of impedance is such that the internal temperature is continuous. Is fully determined when measurements are made on components at equilibrium temperature.
次に本発明による方法が実行されることを可能にする装置の構造を概略的に示す図5が参照される。 Reference is now made to FIG. 5 which schematically shows the structure of an apparatus that allows the method according to the invention to be carried out.
図に示すように、この装置は供試の構成部品52に加えられる刺激生成用の部分組立品51を備える。該部分組立品51は特に、インピーダンスZg及び制御可能なチョッパ回路53を有する、正弦波(CW)の発生装置Egを備える。
As shown in the figure, the apparatus comprises a
本発明による装置はまた、そのインピーダンスを知ることが望まれる構成部品の入力において存在する入力信号及び反射信号の測定から始まって、瞬時インピーダンス値の決定を可能にする取得手段54を備える。 The device according to the invention also comprises acquisition means 54 which allow the determination of the instantaneous impedance value starting from the measurement of the input signal and the reflected signal present at the input of the component whose impedance is desired to be known.
取得手段54は、例えば入力信号及び反射信号の超高速サンプリングを行なう、時間的な取得システムを備えることができる。このサンプリングには、例えばこれらの信号のデジタル処理が続く。該取得手段のサンプリング周波数はシャノンの条件によるサンプリングを可能にするためには更に十分高い。 The acquisition means 54 can comprise a temporal acquisition system that performs ultra-high speed sampling of the input signal and the reflected signal, for example. This sampling is followed, for example, by digital processing of these signals. The sampling frequency of the acquisition means is much higher to enable sampling under Shannon conditions.
該取得は、特に取得の開始時点を定義する、取得コマンドにより制御される。 The acquisition is controlled in particular by an acquisition command that defines the acquisition start time.
該取得手段54は実行される連続的測定の過程で、連続的に計算されるインピーダンスの値を記憶するための手段と、時間に対するインピーダンスの計算された変動の曲線を表示する手段とを更に備えることができる。 The acquisition means 54 further comprises means for storing continuously calculated impedance values in the course of the continuous measurement performed, and means for displaying a curve of the calculated variation of impedance with respect to time. be able to.
本発明による装置は又その直接的チャンネルが、部分組立品51により生成される刺激をそのインピーダンスを知ることが望まれる構成部品の入力に加えることを可能にし、そして取得手段54の入力に接続されているその切り離されたチャンネルが、入力(Ie)信号及び反射(Re)信号の取得を同時に行なうことを可能にする、結合手段55を備える。
The device according to the invention also allows its direct channel to apply the stimulus generated by the
図5が例示するように、本発明による装置は該取得手段が第2の結合手段56により2つの測定チャンネルを備える限り、有利に完成され得る。この第2の結合手段の直接的チャンネルは、供試の構成部品52の出力を整合負荷57に接続するために用いられ、一方で切り離されたチャンネルは取得手段54の入力に接続される。
As illustrated in FIG. 5, the device according to the invention can be advantageously completed as long as the acquisition means comprises two measurement channels by means of the second coupling means 56. The direct channel of this second coupling means is used to connect the output of the component under
そのような装置は、構成部品の入力及び出力インピーダンスの時間に対する変動が同時に決定されることを可能にするという利点を提示する。 Such a device offers the advantage of allowing variations in component input and output impedances over time to be determined simultaneously.
図5に示される本発明による装置は手動又は自動のいずれかで使用でき、全ての測定、それらのパラメータ化、及び本発明による方法の実行は、そのとき制御コンピュータ58により制御される。
The device according to the invention shown in FIG. 5 can be used either manually or automatically, and all measurements, their parameterization and the execution of the method according to the invention are then controlled by the
本発明による装置の変形の実施形態を示す図6がここで参照される。好適な実施形態を形成するこの変形において、図5に例示される装置は、供試の構成部品の入力及び出力の動的整合を実施することにより、該構成部品52の瞬時インピーダンスが決定されることを可能にする手段61の追加によって完成される。整合はここで、それに対する構成部品のインピーダンスを知ることが望まれるパルス信号の(RF)周波数に対して行なわれるが、しかし又この信号の第二次高調波(H2)及び第三次高調波(H3)に対して、或いはより高次の高調波に対しても行なわれる。ここで、整合は適切な手段62を用いることにより、構成部品の入力及び出力に加えられる信号の振幅及び位相を調整することによって実現される。振幅及び位相の整合は更に基本信号、第二次高調波、及び第三次高調波に対して別々に行なわれる。同様に、この整合は構成部品の入力及び出力に対して独立に行われる。従って構成部品の正しい整合を、問題のパルス信号の周波数においてだけでなく、このパルス信号を構成する最も近い高調波周波数においても達成することが可能である。
Reference is now made to FIG. 6, which shows a variant embodiment of the device according to the invention. In this variation forming the preferred embodiment, the apparatus illustrated in FIG. 5 determines the instantaneous impedance of the
十分に高いレベルの高調波を含む刺激の生成は、例えば周波数逓倍器であり得る、非線形要素63が関連する部分組立品51を用いて達成される。要素63により生み出される信号は次に、各々が信号の振幅及び位相を制御するための手段62を含む様々なチャンネル64にわたり分配される。これらの手段の各々は入力に対してフィルタ65を有し、このフィルタはチャンネルが1つの周波数のみを処理すると考えられるような方法で調整される。このように処理された信号は実質的に再結合され、そして単一のカプラ66を介して供試構成部品の入力及びその出力に直接加えられる。
Generation of stimuli including sufficiently high levels of harmonics is achieved using a
動的整合手段の使用は、配線された電子部品による従来の整合の使用とは対照的に、本発明による装置を複数の構成部品及び様々な周波数の信号に対して利用出来るようにするという利点を有する。 The use of dynamic matching means has the advantage that the device according to the invention can be used for multiple components and signals of various frequencies, in contrast to the use of conventional matching by wired electronic components. Have
本発明による、図6に例示されている実施形態における装置は勿論手動又は自動のやり方で使用可能である。 The device in the embodiment illustrated in FIG. 6 according to the invention can of course be used in a manual or automatic manner.
Claims (9)
a)持続時間Tの刺激が前記構成部品の入力に加えられる、前記構成部品を刺激するためのステップと、
b)前記刺激された入力において、前記構成部品に対する入力信号と反射信号との振幅及び位相を測定するためのステップと、
c)前記測定された信号の振幅及び位相から始まる、前記構成部品の瞬時インピーダンスを計算するためのステップと、
d)前記刺激を停止するためのステップと
を含む方法において、
前記ステップa)〜d)が反復的方法で繰り返され、前記刺激の持続時間T及び時間間隔Δtの値が各反復の際に増加し、2つの連続する反復が、その間に内部温度が周囲温度に戻るような方法で前記構成部品の電圧が断たれる中間ステップにより分離されることを特徴とする方法。 A method for measuring the instantaneous impedance of an electronic component comprising the following steps:
a) stimulating the component, wherein a stimulus of duration T is applied to the input of the component;
b) measuring, at the stimulated input, the amplitude and phase of the input and reflected signals for the component;
c) calculating the instantaneous impedance of the component starting from the amplitude and phase of the measured signal;
d) a method comprising: stopping the stimulation;
The steps a) to d) are repeated in an iterative manner, the value of the duration T of the stimulus and the value of the time interval Δt increase during each iteration, and two successive iterations between which the internal temperature is ambient The method is characterized in that it is separated by an intermediate step in which the voltage of the component is cut off in such a way that
−周波数FRFのCW波の発生装置と、
−その瞬時インピーダンスの測定が望まれる前記構成部品のアクティブインピーダンス整合を実行するための手段と、
−CW波の開始の瞬間後の所与の時点における、前記構成部品の入力での入力信号及び反射信号の測定を実行するための手段と
を含むことを特徴とする装置。 An apparatus for measuring the dynamic impedance of a component performing the method according to claim 1, comprising at least
-A CW wave generator of frequency FRF;
Means for performing active impedance matching of said component for which instantaneous impedance measurement is desired;
Means for performing measurements of input and reflected signals at the input of the component at a given time after the start of the CW wave.
−各高調波が別個のチャンネルに沿って進む、前記高調波を分離する手段と、
−瞬時インピーダンスの測定が望まれる前記構成部品のアクティブ整合を、各高調波別に実行する手段と、
−前記構成部品の入力において、様々な高調波を搬送するチャンネルを再結合する手段とを更に備える、請求項5に記載の装置。 A non-linear element that generates harmonics of the frequency FRF;
-Means for separating said harmonics, each harmonic traveling along a separate channel;
Means for performing active matching of said components, for which instantaneous impedance measurement is desired, for each harmonic;
6. The apparatus of claim 5, further comprising means for recombining channels carrying various harmonics at the input of the component.
−請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法を自動的に実行するための手段と
を含む、自動測定試験装置。 A measurement system according to claim 7;
Means for automatically performing the method according to any one of claims 1 to 4;
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