JP2009180749A - Noise generator, measurement apparatus, and testing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ノイズ発生装置、計測装置、および試験装置に関する。 The present invention relates to a noise generation device, a measurement device, and a test device.
従来、デバイスの雑音指数を測定する方法として、ノイズソースを用いた方法が知られている。ノイズソースの出力を被測定デバイスに入力させ、デバイスの出力をスペクトラムアナライザ等の計測器に接続する。ノイズソースの電源電圧のオン/オフを切り替え、測定器の出力ノイズ電力密度の変化を測定して所定の計算式から雑音指数を算出する。 Conventionally, a method using a noise source is known as a method for measuring a noise figure of a device. The output of the noise source is input to the device under test, and the output of the device is connected to a measuring instrument such as a spectrum analyzer. The power supply voltage of the noise source is switched on / off, the change in the output noise power density of the measuring instrument is measured, and the noise figure is calculated from a predetermined calculation formula.
ところで、複数のデバイスについてこのような雑音測定を同時に実行する場合、複数のデバイスのそれぞれに対してノイズソースと計測器を用意しなければならない。しかしながら特にノイズソースは高価であり、被試験デバイスと同数用意することは現実的ではない。 By the way, when such noise measurement is simultaneously performed for a plurality of devices, a noise source and a measuring instrument must be prepared for each of the plurality of devices. However, noise sources are particularly expensive, and it is not practical to prepare the same number as the device under test.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、ノイズ信号を発生するノイズソースと、ノイズ信号を受信し、ノイズ信号に応じた複数の出力信号のそれぞれを複数の出力端子のそれぞれへ分配する分配器と、複数の出力端子のそれぞれに対応して設けられ、対応する出力端子から外部へと対応する出力信号を出力するか否かを切り換える複数のスイッチと、を備えるノイズ発生装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, in the first aspect of the present invention, a noise source that generates a noise signal, a noise signal is received, and a plurality of output signals corresponding to the noise signal are respectively connected to a plurality of output terminals. A noise generator comprising: a distributor for distributing to each of the plurality of switches; and a plurality of switches provided corresponding to each of the plurality of output terminals and switching whether or not to output a corresponding output signal from the corresponding output terminal to the outside. Providing equipment.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態に係る計測装置5の構成をDUT100(Device Under Test:被試験デバイス)とともに示す。計測装置5は、RFおよびマイクロ波周波数領域でのシステム全体およびプリアンプ、ミキサ、IF増幅器等のシステムを構成するコンポーネントといったDUT100の雑音指数を測定する。計測装置は、ノイズ発生装置10と、測定装置110を備える。
FIG. 1 shows a configuration of a
ノイズ発生装置10は、複数の出力端子120を備え、複数のDUT100のそれぞれに対して雑音信号を供給する。ノイズ発生装置10は、ノイズソースの出力を複数の出力端子120のそれぞれへ分配する分配器と、複数の出力のオン/オフを独立に切り換えられるスイッチを備えることで、少なくとも1つのノイズソースで複数のDUT100の雑音指数を同時に測定する。
The
測定装置110は、複数の入力端子130を備え、複数のDUT100のそれぞれの出力信号を受信する。測定装置110は、複数のDUT100のそれぞれについて、出力信号が与えられていない場合に出力される第1応答信号および出力信号が与えられている場合に出力される第2応答信号を測定する。測定装置110は、測定結果を所定の計算式に代入して複数のDUT100の雑音指数をそれぞれ求める。
The
図2は、本実施形態に係るノイズ発生装置10の構成を示す。ノイズ発生装置10は、複数の出力端子120のそれぞれに対して、出力信号が与えられていない場合のオフ状態および出力信号が与えられている場合のオン状態のノイズ信号を出力する。ノイズ発生装置10は、ノイズソース200と、信号分配器210と、増幅器220と、可変減衰器230と、スイッチ240と、出力端子120とを備える。
FIG. 2 shows a configuration of the
ノイズソース200は、ノイズ信号を発生する。ノイズソース200は、例えば、一定電流が流れ、アバレンシェ・ブレークダウンまで逆バイアスされると雑音を発生する、比較的小容量のダイオードを備える。
The
ノイズソース200は、ダイオードに逆バイアスが加えられると、ダイオード内のアバランシェ雑音を出力する。このアバランシェ雑音は、ノイズソース200のオン状態と呼ばれ、雑音出力値をk・Th・Bと表現する場合がある。ここで、kはボルツマン定数、Bはシステムの雑音帯域幅を示す。また逆バイアスがゼロの場合の熱雑音は、ノイズソース200のオフ状態と呼ばれ、その出力値をk・Tc・Bと表現する場合がある。ノイズソース200の逆バイアスの有無による雑音出力は、ThとTcで比較してもよい。
The
例えば、ThとTcの差を290K(ケルビン)で割った比をdB(デシベル)単位で表した値は過剰雑音比(ENR)のデシベル形式と呼ばれる。過剰雑音比のデシベル形式をENRdBとすると、ノイズソース200のENRdBは、以下の式で求められる。
For example, a value obtained by dividing the difference between Th and Tc by 290 K (Kelvin) and expressed in dB (decibel) is called a decibel format of excess noise ratio (ENR). When the decibel format of the excess noise ratio is ENRdB, the ENRdB of the
信号分配器210は、ノイズソース200のノイズ信号を受信して、ノイズ信号に応じた複数の出力信号のそれぞれを複数の出力端子120のそれぞれへ分配する。信号分配器210は、電気抵抗でインピーダンスを調整した抵抗分岐型分配器でもよく、あるいは伝送線路長を調整することで意図した信号周波数を分岐するウイルキンソン型分配器でもよい。
The
信号分配器210は、等分配の場合、理想的には入力した電力を分配した数で割った電力値が、それぞれの出力値となる。例えば、信号分配器210が2分岐の等分配器の場合、信号分配器210は、入力した電力の半分の電力値を理想的にはそれぞれ出力する。信号分配器210が抵抗分岐型の場合、信号分配器210の出力は、抵抗で消費される電力のためにさらに半分になって入力電力の1/4となる。
In the case of equal distribution, the
増幅器220は、信号分配器210の出力を増幅する。増幅器220は、信号分配器210によって分配されたことによって低下したそれぞれのノイズ信号出力の電力値を、それぞれの出力端子120における出力が意図する電力値になるように増幅する。
The
可変減衰器230は、増幅器220の増幅信号の信号強度を、意図した信号強度に調整する。可変減衰器230は、測定したいDUT100の雑音指数のレンジに合わせて、ノイズ信号の強弱を調整するために調整されてもよい。
The
スイッチ240は、複数の出力端子120のそれぞれに対応して設けられ、対応する出力端子120から外部へと対応する出力信号を出力するか否かを切り換える。スイッチ240は、ノイズ発生装置10がオフ状態のノイズ信号を出力する場合、ノイズソース200の出力信号を出力しないように切り換え、オン状態のノイズ信号を出力する場合、出力信号を出力するように切り換える。ここでスイッチ240がオフに切り換えた場合に、スイッチ240は、出力端子120をインピーダンスマッチングのために終端抵抗を介して接地してもよい。ここで同様にスイッチ240がオフに切り換えた場合、反射信号がノイズソース200の入力信号側に伝わらないように、スイッチ240は、入力信号側も終端抵抗を介して接地してもよい。
The
ノイズ発生装置10は、以上の構成でノイズ信号を発生するため、ENRdBおよびENRの算出にはノイズソース200のそれぞれの値をそのまま用いることはできない。例えば、ノイズ発生装置10のオン状態のノイズ信号は、ノイズソース200のノイズ信号から信号分配器210で分岐され、増幅器220と、可変減衰器230と、スイッチ240とをそれぞれ経た後のそれぞれの出力端子120からのノイズ信号出力となる。また、ノイズ発生装置10のオフ状態のノイズ信号は、スイッチ240をオフにしたときのそれぞれの出力端子120からのノイズ信号出力となる。したがって、ノイズ発生装置10のENRdBおよびENRは、ノイズ発生装置10のオンおよびオフ状態にあるそれぞれの出力端子120からのノイズ信号出力に応じたThおよびTcをそれぞれ算出してから、ENRdBもしくはENRの計算式である式(数1)もしくは式(数2)に代入して求めることが望ましい。
Since the
図3は、本実施形態に係る計測装置5の動作を示す。計測装置5は、雑音指数測定のために用いるノイズ信号の強度を、増幅器220および可変減衰器230のゲインを設定することで調整する(S300)。ここで計測装置5は、複数のDUT100のそれぞれに対してそれぞれのノイズ信号強度を設定してもよく、これに代えて全てのノイズ信号強度を一定の値に設定してもよい。
FIG. 3 shows the operation of the
計測装置5は、複数のスイッチ240を全てオフにしてから、複数のDUT100の出力信号について測定装置110を用いて測定する(S310)。ここで計測装置5は、測定装置110の複数の測定結果をNoff(n)として記憶する(nは1からDUT100の個数mまでの自然数、1、2、3、…m)。
The
計測装置5は、複数のスイッチ240を全てオンにしてから、複数のDUT100の出力信号について測定装置110を用いて測定する(S320)。ここで計測装置5は、測定装置110の複数の測定結果をNon(n)として記憶する。計測装置5は、ノイズ発生装置10のオンとオフに対応したDUT100の第2応答信号および第1応答信号の比Non(n)/Noff(n)を計算してからY(n)として記憶する。
The measuring
計測装置5は、所定の計算式から複数のDUT100の雑音指数をそれぞれ計算する(S330)。複数のDUT100の雑音指数をNF(n)とすると、所定の計算式は以下で与えられる。
The measuring
以上の本実施形態の計測装置5によれば、複数のDUT100の雑音指数測定を、1つのノイズソース200で同時に実行することができる。本実施形態においては、ノイズ発生装置10の一例として1つのノイズソース200の信号出力を信号分配器210で分岐して、複数の出力信号のそれぞれを複数の出力端子120のそれぞれへ分配した。これに代えて、複数のノイズソース200のそれぞれの信号出力を複数の信号分配器210を用いてそれぞれ分岐して、複数の出力信号のそれぞれを複数の出力端子120のそれぞれへ分配してもよい。
According to the
本実施形態においては、雑音指数の測定方法の一例として複数のDUT100の測定を同時に実行する手順を説明したが、これに代えて計測装置5は、複数のDUT100のそれぞれの測定を個別に実行してもよい。ノイズ発生装置10は複数のノイズ信号出力端子120を持つが、それぞれのノイズ信号出力は、複数のスイッチ240によってそれぞれ独立にオン/オフを切り換えることができる。すなわち、計測装置5は、複数のスイッチ240をそれぞれ独立に切り換えて得られる測定装置110のそれぞれの信号をそれぞれ処理することによって、複数のDUT100のそれぞれの雑音指数測定を個別に実行することができる。
In the present embodiment, the procedure for simultaneously performing measurement of a plurality of
図4は、本実施形態の変形例に係る試験装置40の構成を示す。図4において、図1と同一の符号を付した部材は、図1とほぼ同様の機能および構成をとるので、以下相違点を除き説明を省略する。
FIG. 4 shows a configuration of a
試験装置40は、アナログ回路、デジタル回路、メモリ、およびシステム・オン・チップ(SOC)等のDUT100を試験する。試験装置40は、DUT100を試験するための試験パターンに基づく試験信号をDUT100に入力して、試験信号に応じてDUT100が出力する出力信号に基づいてDUT100の良否を判定する。また試験装置40は、DUT100の雑音指数を試験する場合、ノイズ信号をDUT100に入力して、ノイズ信号に応じてDUT100が出力する出力信号に基づいてDUT100の雑音指数を算出して良否を判定する。試験装置40は、ノイズ発生装置10と、信号発生部410と、選択部420と、測定部430とを備える。
The
信号発生部410は、DUT100へ供給する複数の試験信号を発生する。信号発生部410は、複数の試験信号出力440より試験パターンに基づく試験信号をDUT100に供給する。
The
選択部420は、信号発生部410から出力される複数の試験信号およびノイズ発生装置10から出力される複数のノイズ出力信号の何れか選択して、DUT100へと供給する。選択部420は、試験信号およびノイズ出力信号の選択は、複数の切り換えスイッチで実行してよい。
The
測定部430は、DUT100の出力信号を受信する。測定部430は、試験装置40がDUT100の雑音指数を測定する場合、複数のデバイスのそれぞれについて、ノイズ発生装置10の第1応答信号および第2応答信号を測定する。
試験装置40は、DUT100の試験を実行する場合、信号発生部410から出力される複数の試験信号を複数のDUT100にそれぞれ供給されるように選択部420を切り換え、測定部430のそれぞれの受信信号に基づいて複数のDUT100の良否を判定する。試験装置40は、DUT100の雑音指数を測定する場合、ノイズ発生装置10から出力される複数のオンおよびオフ状態のノイズ信号を複数のDUT100にそれぞれ供給されるように選択部420を切り換え、測定部430のそれぞれの第1応答信号および第2応答信号に基づいて複数のDUT100の雑音指数を算出して良否を判定する。
When performing the test of the
ここで試験装置40は、複数のそれぞれのDUT100について試験および雑音指数測定をそれぞれ独立に実行することができる。したがって、試験装置40が意図するプログラムに応じて、複数のDUT100のそれぞれについて試験および雑音指数測定を同時に実行してもよい。
Here, the
以上の本実施形態の変形例に係る試験装置40によれば、複数のDUT100の雑音指数測定および/または試験を、少なくとも1つのノイズソース200でそれぞれ同時に実行することができる。
According to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
5 計測装置
10 ノイズ発生装置、100 DUT、110 測定装置、120 出力端子、130 入力端子、200 ノイズソース、210 信号分配器、220 増幅器、230 可変減衰器、240 スイッチ、40 試験装置、410 信号発生部、420 選択部、430 測定部、440 試験信号出力
5 Measuring
Claims (3)
前記ノイズ信号を受信し、前記ノイズ信号に応じた複数の出力信号のそれぞれを複数の出力端子のそれぞれへ分配する分配器と、
前記複数の出力端子のそれぞれに対応して設けられ、対応する出力端子から外部へと対応する出力信号を出力するか否かを切り換える複数のスイッチと、
を備えるノイズ発生装置。 A noise source that generates a noise signal;
A distributor that receives the noise signal and distributes each of a plurality of output signals according to the noise signal to each of a plurality of output terminals;
A plurality of switches provided corresponding to each of the plurality of output terminals, and a switch for switching whether or not to output a corresponding output signal from the corresponding output terminal to the outside;
A noise generator.
前記複数のデバイスのそれぞれについて、出力信号が与えられていない場合に出力される第1応答信号および出力信号が与えられている場合に出力される第2応答信号を測定する測定部と、
を備える計測装置。 The noise generator according to claim 1, wherein each of the plurality of output signals is supplied to a plurality of devices;
For each of the plurality of devices, a measurement unit that measures a first response signal that is output when an output signal is not provided and a second response signal that is output when an output signal is provided;
A measuring device comprising:
前記被試験デバイスへ供給する複数の試験信号を発生する信号発生部と、
請求項1に記載のノイズ発生装置と、
前記複数の試験信号および前記複数の出力信号の何れか選択して、前記被試験デバイスへと供給する選択部と、
を備える試験装置。 A test apparatus for testing a device under test,
A signal generator for generating a plurality of test signals to be supplied to the device under test;
A noise generating device according to claim 1;
A selection unit that selects one of the plurality of test signals and the plurality of output signals and supplies the selected signal to the device under test;
A test apparatus comprising:
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- 2009-05-21 JP JP2009123250A patent/JP2009180749A/en active Pending
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