JP2010190836A - 周波数測定装置及び検査システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】周波数測定装置2は、周波数変換部10、第1のフィルター部20、ミキサー30、第2のフィルター部40、周波数測定部50を含む。周波数変換部は、被測定信号5を第1周波数付近の周波数の信号に変換する。第1のフィルター部は、第1周波数付近の周波数が通過帯域に含まれるバンドパス特性を有し、周波数変換部の出力信号12が入力される。ミキサーは、第1のフィルター部の出力信号22と第2周波数の基準クロック信号62を混合する。第2のフィルター部は、第1、第2周波数の差付近の周波数が通過帯域に含まれ、第1、第2周波数の和付近の周波数が阻止帯域に含まれるバンドパス特性又はローパス特性を有し、ミキサーの出力信号32が入力される。周波数測定部は、第2のフィルター部の出力信号42の周波数を測定する。
【選択図】図1
Description
被測定信号が入力され、公称周波数に対する当該被測定信号の周波数誤差を測定する周波数測定装置であって、
前記被測定信号を第1周波数付近の周波数を有する信号に変換して出力する周波数変換部と、
前記第1周波数付近の周波数が通過帯域に含まれるバンドパス特性を有し、前記周波数変換部の出力信号が入力される第1のフィルター部と、
前記第1のフィルター部の出力信号と第2周波数の基準クロック信号を混合するミキサーと、
前記第1周波数と前記第2周波数の差付近の周波数が通過帯域に含まれるとともに、前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数が阻止帯域に含まれるバンドパス特性又はローパス特性を有し、前記ミキサーの出力信号が入力される第2のフィルター部と、
前記第2のフィルター部の出力信号の周波数を測定する周波数測定部と、を含むことを特徴とする。
前記周波数変換部は、
波形パターンの位相角と振幅値の対応関係が記憶され、入力された位相角データに対応する振幅値データを出力する波形記憶部と、クロック信号に同期して所定値を順次加算することにより前記位相角データを計算する位相角計算部と、前記波形記憶部が出力する振幅値データをD/A変換するD/A変換部と、を含むダイレクトディジタルシンセサイザーとして構成され、
前記ダイレクトディジタルシンセサイザーの前記クロック信号として前記被測定信号が供給されるようにしてもよい。
前記周波数測定部は、
前記第2のフィルター部の出力信号の波形を整形する波形整形回路と、前記波形整形回路により波形整形された信号の所定周期の時間をカウントするカウンターと、を含むようにしてもよい。
前記第1のフィルター部は、
前記周波数変換部の出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数付近の周波数である直列共振回路と、当該直列共振回路の出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数付近の周波数である並列共振回路と、当該並列共振回路と直列に接続された終端回路と、を含むようにしてもよい。
前記第2のフィルター部は、
前記ミキサーの出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数である直列共振回路と、当該直列共振回路と直列に接続された終端回路と、前記ミキサーの出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数である並列共振回路と、当該並列共振回路の出力に接続され、前記第1周波数と前記第2周波数の差付近の周波数が通過帯域に含まれるバンドパス特性又はローパス特性を有するフィルターと、を含むようにしてもよい。
前記第2のフィルター部は、
前記並列共振回路の出力に接続された終端回路をさらに含み、バンドパス特性又はローパス特性を有する前記フィルターがアクティブフィルターとして構成されていてもよい。
入力されたクロック信号又は当該クロック信号を所定の分周比で分周した分周クロック信号のいずれかを選択して前記基準クロック信号として出力する基準信号出力部を含み、
前記周波数変換部は、
前記公称周波数に応じて、周波数比率が前記分周比と略等しい2つの異なる周波数のいずれかを前記第1周波数として選択し、
前記基準信号出力部は、
前記周波数変換部により、前記第1周波数として高い方の周波数が選択される場合は前記クロック信号を選択し、前記第1周波数として低い方の周波数が選択される場合は前記分周クロック信号を選択し、
前記第1のフィルター部は、
前記周波数変換部の出力信号が入力される第1のバンドパスフィルターと、前記周波数変換部の出力信号が入力され、前記第1のバンドパスフィルターの中心周波数よりも低い中心周波数の第2のバンドパスフィルターと、を含み、前記第1のバンドパスフィルターの中心周波数と前記第2のバンドパスフィルターの中心周波数の比は前記分周比と略等しく、前記周波数変換部により、前記第1周波数として高い方の周波数が選択される場合は前記第1のバンドパスフィルターの出力信号を選択し、前記第1周波数として低い方の周波数が選択される場合は前記第2のバンドパスフィルターの出力信号を選択し、前記ミキサーに供給するようにしてもよい。
上記のいずれかの周波数測定装置と、
前記公称周波数に応じて前記周波数データを調整するとともに、前記周波数測定装置の出力信号に基づいて前記被測定信号の前記公称周波数に対する周波数誤差が仕様を満たすか否かを判定する検査装置と、を含むことを特徴とする検査システムである。
図1は、第1実施形態の周波数測定装置及び検査システムの構成について説明するための図である。
第1実施形態によれば、前記の通り、第1のフィルター部20(バンドパスフィルター)の通過帯域を非常に狭帯域にすることができるので、周波数変換部10の内部で発生した帯域外のノイズ成分を効果的に減衰させることができる。このような通過帯域の狭いバンドパスフィルターは一般的に共振回路を用いて実現される。
第1実施形態では、前記の通り、被測定信号5の周波数が第1周波数(10.01MHz)の3〜4倍以上であればクロック信号162として被測定信号5を使用することができるが、被測定信号5の周波数が第1周波数(10.01MHz)の3〜4倍よりも低ければクロック信号162として被測定信号5をそのまま使用することができない。そのため、被測定信号5の周波数が第1周波数(10.01MHz)の3〜4倍よりも低い場合は、逓倍回路150により被測定信号5の周波数を逓倍した信号152がクロック信号162として使用される。しかし、逓倍回路150は、一般的にPLL(Phase Locked Loop)で実現されるため、逓倍回路150の出力信号152は、位相ノイズが大きく、被測定信号5と比較してかなり劣化する。従って、第1実施形態では、被測定信号5の周波数が低い場合には周波数測定の分解能が低下する可能性がある。
図8に、本実施形態の周波数測定装置の性能の一例を示す。図8において、グラフG9及びG10は、2つの周波数測定装置2(周波数測定装置A及び周波数測定装置B)の限界性能をそれぞれ示している。
Claims (8)
- 被測定信号が入力され、公称周波数に対する当該被測定信号の周波数誤差を測定する周波数測定装置であって、
前記被測定信号を第1周波数付近の周波数を有する信号に変換して出力する周波数変換部と、
前記第1周波数付近の周波数が通過帯域に含まれるバンドパス特性を有し、前記周波数変換部の出力信号が入力される第1のフィルター部と、
前記第1のフィルター部の出力信号と第2周波数の基準クロック信号を混合するミキサーと、
前記第1周波数と前記第2周波数の差付近の周波数が通過帯域に含まれるとともに、前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数が阻止帯域に含まれるバンドパス特性又はローパス特性を有し、前記ミキサーの出力信号が入力される第2のフィルター部と、
前記第2のフィルター部の出力信号の周波数を測定する周波数測定部と、を含むことを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1において、
前記周波数変換部は、
波形パターンの位相角と振幅値の対応関係が記憶され、入力された位相角データに対応する振幅値データを出力する波形記憶部と、クロック信号に同期して所定値を順次加算することにより前記位相角データを計算する位相角計算部と、前記波形記憶部が出力する振幅値データをD/A変換するD/A変換部と、を含むダイレクトディジタルシンセサイザーとして構成され、
前記ダイレクトディジタルシンセサイザーの前記クロック信号として前記被測定信号が供給されることを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1又は2において、
前記周波数測定部は、
前記第2のフィルター部の出力信号の波形を整形する波形整形回路と、前記波形整形回路により波形整形された信号の所定周期の時間をカウントするカウンターと、を含むことを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記第1のフィルター部は、
前記周波数変換部の出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数付近の周波数である直列共振回路と、当該直列共振回路の出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数付近の周波数である並列共振回路と、当該並列共振回路と直列に接続された終端回路と、を含むことを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記第2のフィルター部は、
前記ミキサーの出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数である直列共振回路と、当該直列共振回路と直列に接続された終端回路と、前記ミキサーの出力に接続され、共振周波数が前記第1周波数と前記第2周波数の和付近の周波数である並列共振回路と、当該並列共振回路の出力に接続され、前記第1周波数と前記第2周波数の差付近の周波数が通過帯域に含まれるバンドパス特性又はローパス特性を有するフィルターと、を含むことを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項5において、
前記第2のフィルター部は、
前記並列共振回路の出力に接続された終端回路をさらに含み、バンドパス特性又はローパス特性を有する前記フィルターがアクティブフィルターとして構成されていることを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
入力されたクロック信号又は当該クロック信号を所定の分周比で分周した分周クロック信号のいずれかを選択して前記基準クロック信号として出力する基準信号出力部を含み、
前記周波数変換部は、
前記公称周波数に応じて、周波数比率が前記分周比と略等しい2つの異なる周波数のいずれかを前記第1周波数として選択し、
前記基準信号出力部は、
前記周波数変換部により、前記第1周波数として高い方の周波数が選択される場合は前記クロック信号を選択し、前記第1周波数として低い方の周波数が選択される場合は前記分周クロック信号を選択し、
前記第1のフィルター部は、
前記周波数変換部の出力信号が入力される第1のバンドパスフィルターと、前記周波数変換部の出力信号が入力され、前記第1のバンドパスフィルターの中心周波数よりも低い中心周波数の第2のバンドパスフィルターと、を含み、前記第1のバンドパスフィルターの中心周波数と前記第2のバンドパスフィルターの中心周波数の比は前記分周比と略等しく、前記周波数変換部により、前記第1周波数として高い方の周波数が選択される場合は前記第1のバンドパスフィルターの出力信号を選択し、前記第1周波数として低い方の周波数が選択される場合は前記第2のバンドパスフィルターの出力信号を選択し、前記ミキサーに供給することを特徴とする周波数測定装置。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の周波数測定装置と、
前記公称周波数に応じて前記周波数データを調整するとともに、前記周波数測定装置の出力信号に基づいて前記被測定信号の前記公称周波数に対する周波数誤差が仕様を満たすか否かを判定する検査装置と、を含むことを特徴とする検査システム。
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