JP2012083342A - 測定装置、測定方法、試験装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被測定信号を効率よく測定する。
【解決手段】予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する測定装置であって、被測定信号をコヒーレントサンプリングするサンプリング部と、サンプリング部が取得したサンプリングデータのうち、波形パターンの一部の区間に対応するサンプリングデータを、予め定められた順番で配列することで、波形パターンのうち、一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する波形再構成部とを備える測定装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定装置、測定方法、試験装置およびプログラムに関する。

所定の波形パターンが繰り返される被測定信号をサンプリングする場合において、コヒーレントなサンプリングクロックを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。コヒーレントなサンプリングクロックを用いて取得したサンプリングデータを並べ替えることで、元の波形パターンを再構成することができる。
特許文献１ ＵＳ２００７／０１１８３１５

しかし、サンプリングデータを並べ替えるには、コヒーレントなサンプリングクロックで取得したサンプリングデータが、再構成後の波形パターンのどの位置のデータになるかを、各サンプリングデータについて計算しなければならない。このため、波形パターンを再構成するのに時間がかかってしまう。特に、測定の時間分解能を上げると、取得されるサンプリングデータ数が増大するので、波形パターンを再構成する時間が増大する。

本発明の第１の態様においては、予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する測定装置であって、被測定信号をコヒーレントサンプリングするサンプリング部と、サンプリング部が取得したサンプリングデータのうち、波形パターンの一部の区間に対応するサンプリングデータを、予め定められた順番で配列することで、波形パターンのうち、一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する波形再構成部とを備える測定装置、ならびに、当該測定装置に係る測定方法を提供する。

本発明の第２の態様においては、被試験デバイスを動作させる試験信号を、被試験デバイスに入力する信号入力部と、被試験デバイスが出力する被測定信号を測定する、第１の態様の測定装置と、測定装置における測定結果に基づいて、被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備える試験装置を提供する。本発明の第３の態様においては、測定装置を機能させるためのプログラムであって、測定装置を、予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する、第１の態様の測定装置として機能させるためのプログラムを提供する。

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。

半導体チップ等の被試験デバイス３００を試験する試験装置２００の構成例を示す。 被測定信号のサンプリングデータｘ（ｋ）および再構成後の波形ｙ（ｌ）の例を示す。 被測定信号のサンプリングデータｘ（ｋ）および再構成後の部分波形ｙ（ｌ）の例を示す。 波形再構成部１２０の構成例を示す。 ジッタ算出部２２０の構成例を示す。 複数の部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］の一例を示す。 複数の部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］を加算した加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］の一例を示す。 差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］の一例を示す。 サンプリング部１１０の構成例を示す。 図９に示したサンプリング部１１０の動作例を示す。 サンプリング部１１０の他の構成例を示す。 サンプリング部１１０の他の構成例を示す。 測定装置１００による信号の測定結果を示す。 コンピュータ１６００の構成を示す。

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。

図１は、半導体チップ等の被試験デバイス３００を試験する試験装置２００の構成例を示す。試験装置２００は、測定装置１００、信号入力部２１０、ジッタ算出部２２０および判定部２３０を備える。

信号入力部２１０は、被試験デバイス３００を動作させる試験信号を、被試験デバイス３００に入力する。本例の信号入力部２１０は、被試験デバイス３００に試験信号を入力して、予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を出力させる。

例えば信号入力部２１０は、被試験デバイス３００にサイン波の被測定信号を出力させる。また信号入力部２１０は、複数のビットで示される波形パターン（一例として、'１０１１'等の指定されるビットパターン、または、ＰＲＢＳパターン）が繰り返される被測定信号を、被試験デバイス３００に出力させてよい。なお試験信号は、被試験デバイス３００に被測定信号の出力を開始させるトリガ信号であってよい。

測定装置１００は、予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する。本例の測定装置１００は、被試験デバイス３００が出力する被測定信号を測定する。測定装置１００は、サンプリング部１１０および波形再構成部１２０を有する。

サンプリング部１１０は、被測定信号をコヒーレントサンプリングする。ここで、被測定信号において波形パターンが繰り返される周期をＴ、サンプリング周期をＴｓとする。また、被測定信号のＭ周期が、Ｎ回のサンプリングにより等間隔に標本化されるとする。すなわち、Ｔ×Ｍ＝Ｔｓ×Ｎとする。

このとき、ＭおよびＮが互いに素な整数であれば、サンプリング部１１０は、被測定信号をコヒーレントサンプリングする。なお、サンプリング部１１０は、被測定信号をアンダーサンプリングしてよく、オーバーサンプリングしてもよい。

測定装置１００は、被測定信号のレベルが、所定の参照値以下から、参照値より大きい値に遷移するタイミングを検出するコンパレータを有してよい。サンプリング部１１０は、当該コンパレータが被測定信号のレベルの遷移を検出したタイミングを基準として、サンプリングを開始してよい。

波形再構成部１２０は、サンプリング部１１０が取得したサンプリングデータのうち、波形パターンの一部の区間に対応するサンプリングデータだけを、予め定められた順番で再配列した部分波形を生成する。これにより波形再構成部１２０は、被測定信号において繰り返される波形パターンのうち、一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する。

波形再構成部１２０は、当該部分波形を複数回、再構成してよい。この場合、信号測定装置１００は、被測定信号に対するＴ×Ｍの期間にわたる測定を、複数回実行してよい。

波形再構成部１２０は、波形パターンの所定のエッジ部分を含む部分波形を再構成してよい。これにより、当該エッジ部分のタイミングジッタを解析することができる。波形再構成部１２０は、当該エッジ部分の位置を中心として、且つ、測定すべきジッタ値の大きさに応じた長さの区間に含まれる部分波形を再構成することが好ましい。

また、波形再構成部１２０は、波形パターンの所定のエッジ部分を含まない部分波形を再構成してもよい。また、波形再構成部１２０は、波形パターンの複数のエッジを含む部分波形を再構成してもよい。例えば波形再構成部１２０は、連続する立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを含む部分波形を再構成する。この場合、立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジ間のアイ開口を測定することができる。

また、波形再構成部１２０は、波形パターンのうち、離間した二つの部分波形を再構成してもよい。例えば波形再構成部１２０は、離間した二つのエッジ部分のそれぞれについて、部分波形を再構成する。

ジッタ算出部２２０は、複数の部分波形におけるエッジ部分の位置の分布に基づいて、被測定信号のエッジ部分のタイミングジッタを算出する。例えばジッタ算出部２２０は、エッジ部分の位置の分布のピークツゥピーク値、標準偏差等を算出する。

判定部２３０は、ジッタ算出部２２０が算出したジッタ値に基づいて、被試験デバイス３００の良否を判定する。判定部２３０は、ジッタ算出部２２０が算出したジッタ値が予め定められた許容範囲内か否かに基づいて、被試験デバイス３００の良否を判定してよい。

本例における測定装置１００によれば、コヒーレントサンプリングにより取得したサンプリングデータのうち、測定対象の一部の区間に対応するサンプリングデータのみを用いて、当該一部の区間の部分波形を再構成することができる。このため、被測定信号を効率よく測定することができる。

また、測定装置１００は、一定周期のサンプリングクロックを用いるので、サンプリングクロックのタイミング誤差を低減することができる。つまり、可変遅延回路における遅延量を動的に制御してサンプリングクロックを生成せずともよいので、サンプリングクロックのタイミング誤差を低減することができる。また、Ｎ個のサンプリングデータが、周期Ｔの波形パターンに対応するので、時間分解能がＴ／Ｎの波形を取得することができる。従って、測定装置１００によれば、高分解能且つ低誤差の部分波形を、短時間で算出することができる。

図２は、被測定信号のサンプリングデータｘ（ｋ）および再構成後の波形ｙ（ｌ）の例を示す。なお図２においては、被測定信号ｘ（ｋ）の全てのサンプリングデータを用いて、被測定信号の波形パターンｙ（ｌ）の全区間に渡る波形を再構成した波形を示す。

本例では、サイン波の被測定信号ｘ（ｋ）を例として説明する。また本例では、被測定信号ｘ（ｋ）の５周期が、１６回のサンプリングにより等間隔に標本化される。すなわち、Ｍ＝５、Ｎ＝１６とする。

インデックスｋは、サンプリング部１１０が取得するサンプリングデータの、時間軸における順番を示す。ただし、ｋは０からＮ−１の間の整数が循環して与えられる。インデックスｌは、各サンプリングデータの、再構成後の時間軸における順番を示す。なお、図２における再構成後の波形ｙ（ｌ）の各データの隣には、再構成前のインデックスｋが表示されている。

再構成前の各サンプリングデータｘ（ｋ）が、再構成後の波形ｙ（ｌ）のいずれのデータに対応するかは、下記の式で与えられる。なお、σ（ｋ）は、再構成後の波形ｙ（ｌ）のインデックスｌに対応する。
σ（ｋ）＝ｌ＝（ｋ×Ｍ） ｍｏｄ Ｎ 式（１）
すなわち、σ（ｋ）は、集合｛０、１、・・・、Ｎ−１｝から集合｛０、１、・・・、Ｎ−１｝への全単射写像となる。

式（１）を用いることで、再構成前の各サンプリングデータが、再構成後のいずれのデータに対応するかを計算できる。このため、再構成前の各サンプリングデータに対して、式（１）の変換を順次適用することで、再構成後の波形パターンｙ（ｌ）を得ることができる。

しかし、再構成後の波形パターンｙ（ｌ）のエッジ部分等の部分波形だけを取得したい場合にも、全てのサンプリングデータを式（１）を用いて再配列すると、演算時間が長くなってしまう。本例の波形再構成部１２０は、波形パターンの一部の区間１０に含まれるサンプリングデータ（本例では、ｋ＝２、１５、１２、９、６）だけを選択的に再配列することで、演算時間を短縮する。

図３は、被測定信号のサンプリングデータｘ（ｋ）および再構成後の部分波形ｙ（ｌ）の例を示す。なお図３においては、再構成後の波形ｙ（ｌ）の各データの隣に、再構成後のインデックスｌが表示されている。

本例の波形再構成部１２０は、区間１０を指定する情報に基づいて、サンプリングデータｘ（ｋ）から、区間１０に対応するサンプリングデータを選択する。区間１０を指定する情報は、再構成後のインデックスｌの範囲を指定する情報であってよい（本例では、ｌ＝１０から１４）。

波形再構成部１２０は、再構成前のサンプリングデータｘ（ｋ）から、区間１０に対応するサンプリングデータを選択して、選択したサンプリングデータを、予め定められた順番で配列する。波形再構成部１２０は、再構成後のインデックスｌを、再構成前のインデックスｋに変換する逆変換情報σ^−１に基づいて、区間１０に対応するサンプリングデータｙ（ｌ）の再構成前のインデックスｋを算出して、算出したインデックスｋに対応するサンプリングデータｘ（ｋ）を選択する。

当該逆変換情報σ^−１は、以下のように与えられる。

ｋ_ｌ＝（Ｍ^−１×ｌ） ｍｏｄ Ｎ 式（３）
つまり、逆変換情報σ^−１は、第１行に示されるインデックスｌを、第２行に示されるインデックスｋ_ｌに変換する。このとき、ｋ_ｌは式（３）で与えられる。

なお、Ｍ^−１は、法Ｎに対するＭの乗法的逆元を示す。ここで、ある元ｃに対して、ｂｃ＝１（ｍｏｄ ｎ）を満たすｂは、法ｎに関するｃの乗法的逆元と呼ばれる。ただし、上式のイコールは、合同を示す。このとき、ＧＣＤ（ｃ、ｎ）＝１であれば、ｎを法とするｃの逆元が常に存在する。ただし、ＧＣＤ（ｃ、ｎ）は、ｃおよびｎの最大公約数を示す。

本例では、ＭおよびＮが互いに素、すなわちＧＣＤ（Ｍ、Ｎ）＝１なので、法Ｎに関するＭの乗法的逆元Ｍ^−１は常に存在する。このため、インデックスｌをインデックスｋに全単写で変換する逆変換情報σ^−１は常に存在する。従って、波形再構成部１２０は、逆変換情報σ^−１に基づいて、区間１０に対応する再構成前のサンプリングデータｘ（ｋ）を選択することができる。

なお、法Ｎに対する元Ｍの乗法的逆元Ｍ^−１は、Ｍ×ｐ＋Ｎ×ｑ＝１となる整数ｐ、ｑから算出することができる。本例では、Ｍ＝５、Ｎ＝１６であるので、例えばユークリッドの互除法を用いて、１＝１６×１＋５×（−３）が得られる。これにより、本例の乗法的逆元Ｍ^−１として、−３＋１６＝１３が算出される。

波形再構成部１２０には、乗法的逆元Ｍ^−１が使用者等から予め与えられてよい。また波形再構成部１２０は、ＭおよびＮが使用者等から与えられ、当該ＭおよびＮから、乗法的逆元Ｍ^−１を算出してもよい。波形再構成部１２０は、式（２）および（３）に基づいて、区間１０に含まれる再構成後のサンプリングデータのインデックスｌ（本例では、ｌ＝１０から１４）を、再構成前のサンプリングデータのインデックスｋ（本例では、ｋ＝２、１５、１２、９、６）に変換する。これにより、再構成前のサンプリングデータのうち、測定対象の部分波形に対応するサンプリングデータだけを選択的に再配列できるので、演算時間を短縮することができる。

図４は、波形再構成部１２０の構成例を示す。本例の波形再構成部１２０は、エッジ位置検出部１２２、区間設定部１２４、部分波形再構成部１２６および逆変換情報格納部１２８を有する。

エッジ位置検出部１２２は、サンプリング部１１０が取得したサンプリングデータｘ（ｋ）に基づいて、被測定信号における波形パターンのエッジ部分の、サイクル内における位置を検出する。エッジ位置検出部１２２は、サンプリング部１１０が取得したサンプリングデータｘ（ｋ）の一部を用いて、区間１０よりも長い区間にわたる波形パターンを再構成する。本例のエッジ位置検出部１２２は、波形パターンの全体を再構成してよい。

例えばエッジ位置検出部１２２は、サンプリングデータｘ（ｋ）における最初のＮ個のデータに基づいて、所定のエッジ部分の位置を検出する。またエッジ位置検出部１２２は、サンプリングデータｘ（ｋ）の最初のＮ×Ｓ個（但し、Ｓは１以上の整数）のデータに基づいて、所定のエッジ部分の位置を検出してもよい。

このとき、エッジ位置検出部１２２は、Ｎ×Ｓ個のデータを、式（１）に基づいて再配列してよい。エッジ位置検出部１２２は、Ｓ個の波形パターンのエッジ位置をそれぞれ検出して、その平均位置を算出してよい。

区間設定部１２４は、エッジ位置検出部１２２が検出した位置を含む区間１０を設定する。本例の区間設定部１２４は、エッジ位置検出部１２２が検出した位置を含み、且つ、被測定信号に含まれるジッタ値の測定範囲に応じた長さを有する区間１０を設定する。例えばエッジ位置検出部１２２は、エッジ位置検出部１２２が検出した位置を中心として、ジッタ値のピークツゥピーク値またはＲＭＳ値の測定範囲に応じた長さの区間１０を設定する。当該測定範囲は、使用者等が設定してよい。

逆変換情報格納部１２８は、逆変換情報σ^−１（または乗法的逆元Ｍ^−１）を格納する。逆変換情報格納部１２８は、使用者等から与えられるＭおよびＮに基づいて、乗法的逆元Ｍ^−１を算出してよい。

部分波形再構成部１２６は、逆変換情報σ^−１に基づいて、区間１０に対応するサンプリングデータｘ（ｋ）を、サンプリング部１１０が取得したサンプリングデータｘ（ｋ）から選択する。そして、選択したサンプリングデータｘ（ｋ）を、対応するインデックスｌに応じて再配列することで、波形パターンのうち、区間１０に対応する部分波形だけを再構成する。部分波形再構成部１２６における波形再構成の方法は、図１から図３において説明した波形再構成部１２０と同様である。

図５は、ジッタ算出部２２０の構成例を示す。本例のジッタ算出部２２０は、加算波形生成部２２２、差分波形生成部２２４および値算出部２２６を有する。加算波形生成部２２２は、複数の部分波形を加算した加算波形を生成する。

差分波形生成部２２４は、加算波形に応じた差分波形を算出する。差分波形は、例えば加算波形を微分した波形である。値算出部２２６は、差分波形に基づいて、ジッタ値を算出する。

図６は、複数の部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］の一例を示す。本例においては、立ち上がりエッジ部分を含む８個の部分波形Ｙ_１［ｍ］〜Ｙ_８［ｍ］を示す。なお図６においては、部分波形の再構成後のインデックスを、ｍ＝０、１、２、・・・、９としている。なお、本例のサンプリング部１１０は、１ビットの電圧コンパレータである。

図７は、複数の部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］を加算した加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］の一例を示す。加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］は、各インデックスｍについて、複数の部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］の値を加算することで算出することができる。本例のサンプリング部１１０は、２値系列を出力するので、加算波形生成部２２２は、インデックス毎に、部分波形Ｙ_Ｐ［ｍ］の論理値１を計数することで、加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］を生成できる。加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］は、被測定信号のエッジタイミングの累積分布関数ＣＤＦに対応する。

図８は、差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］の一例を示す。差分波形生成部２２４は、インデックスｍにおける加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］の値と、インデックスｍ−１における加算波形Ｙ_ＳＵＭ［ｍ］の値との差分を、それぞれのインデックスについて算出することで、差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］を生成してよい。

このような処理により、エッジ部分のタイミング分布を示す差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］を得ることができる。値算出部２２６は、差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］の標準偏差、ピークツゥピーク値等を算出してよい。値算出部２２６は、差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］の標準偏差に基づいて、被測定信号のランダムジッタを算出してよい。値算出部２２６は、差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］のピークツゥピーク値に基づいて、被測定信号の確定ジッタを算出してよい。

差分波形Ｙ_ＤＩＦＦ［ｍ］は、被測定信号のエッジタイミングの確率密度関数ＰＤＦに対応する。このように、２値の電圧コンパレータによるコヒーレントサンプリングと、波形再構成法を組み合わせることで、短い試験時間で高品質の測定を行うことができる。

図９は、サンプリング部１１０の構成例を示す。サンプリング部１１０は、複数のフリップフロップ１１２および複数の遅延素子１１４を有する。複数の遅延素子１１４は、複数のフリップフロップ１１２に対応して設けられる。また、複数の遅延素子１１４は、縦続接続されて設けられ、所定の周期のサンプリングクロックを順次遅延して伝播する。それぞれの遅延素子１１４は、遅延させたサンプリングクロックを、対応するフリップフロップ１１２に入力する。

複数のフリップフロップ１１２には、被測定信号が並列に入力され、入力されるサンプリングクロックのエッジタイミングに応じて、被測定信号をサンプリングする。それぞれのフリップフロップ１１２に入力されるサンプリングクロックは、遅延素子１１４により順次遅延されているので、それぞれのフリップフロップ１１２は、被測定信号に対してそれぞれ異なるタイミングでサンプリングする。

なお図９では、フリップフロップ１１２−１から１１２−３を示すが、サンプリング部１１０は、フリップフロップ１１２−３の後段に更にフリップフロップ１１２を有してよい。サンプリング部１１０は、Ｎ個（図２参照）のフリップフロップ１１２を有してよい。また、図９では遅延素子１１４−１から１１４−４を示すが、サンプリング部１１０は、遅延素子１１４−４の後段に更に遅延素子１１４を有してよい。

なお、サンプリング部１１０には、被測定信号が繰り返し入力される。また、サンプリング部１１０に入力されるサンプリングクロックは、被測定信号に対してコヒーレントな周期を有してよい。例えばサンプリングクロックは、図２に示したサンプリングタイミングのうち、０、３、６、９、１２番目のタイミングに応じた周期でパルスを有する。それぞれの遅延素子１１４が、それぞれのパルスを遅延量Ｔｓで遅延させることで、図２に示したようなコヒーレントサンプリングを、低周波のサンプリングクロックに応じて実行できる。

また、それぞれの遅延素子１１４には、被測定信号を測定する時間分解能Δｔ（サンプリングデータの等価時間間隔）に応じた遅延量τが設定されてよい。例えば、図２の例では、Δｔ＝Ｔ／Ｎとなる。遅延量τは、τ＝Δｔ＝Ｔ／Ｎであってよく、τ＝ＫＴ＋Δｔ＝ＫＴ＋Ｔ／Ｎ（Ｋは０または正の整数）であってもよい。これらの場合、波形再構成部１２０は、サンプリングデータを並べかえなくともよい。

図１０は、サンプリング部１１０におけるサンプリングデータｘ[ｋ]および再構成後の波形ｙ[ｌ]を示す。本例では、サンプリング部１１０は、Ｍ＝６、Ｎ＝２５のコヒーレントサンプリングを行う。遅延素子１１４の遅延量τは、τ＝Ｍ×Ｔ／Ｎにより設定されてよい。また、サンプリングクロックの周期は、フリップフロップ１１２の個数に、遅延量τを乗じた値に応じて設定されてよい。

波形再構成部１２０は、サンプリングデータｘ[ｋ]のうち、例えば立ち上がりエッジを含む区間のデータ（１２、１６、２０、２４）を選択して、波形を再構成する。このような構成により、低周波数のサンプリングクロックを用いて、選択的な再構成波形を取得できる。

図１１は、サンプリング部１１０の他の構成例を示す。本例のサンプリング部１１０は、複数のフリップフロップ１１２を有する。複数のフリップフロップ１１２には、それぞれタイミングの異なるサンプリングクロックが入力される。それぞれのサンプリングクロックは、図９に示したサンプリングクロックと同様の位相関係を有する。

それぞれのサンプリングクロックは、図９と同様に、単一のサンプリングクロックを、複数の遅延素子に伝播させて生成してよく、複数の発振器が出力するクロックの位相を調整して生成してもよい。このような構成によっても、低周波数のサンプリングクロックを用いて、被測定信号を測定することができる。

図１２は、サンプリング部１１０の他の構成例を示す。本例のサンプリング部１１０は、フリップフロップ１１２およびシフトレジスタ部１１６を更に有する。フリップフロップ１１２は、被測定信号を、図２または図１０に示したように、コヒーレントサンプリングする。

シフトレジスタ部１１６は、縦続接続された複数のフリップフロップ１１８を有する。それぞれのフリップフロップ１１８は、フリップフロップ１１２が検出したそれぞれのサンプリングデータを、入力されるクロックに応じて順次伝播する。それぞれのフリップフロップ１１８には、フリップフロップ１１２と共通のクロックが入力される。波形再構成部１２０は、シフトレジスタ部１１６が順次出力するサンプリングデータを受け取り、再構成波形を生成する。

波形再構成部１２０は、"ａ，ｂ，ｃ"の並びで入力されるサンプリング結果を、他の並び（例えば、"ｃ，ｂ，ａ"）に再構成して波形を出力する。ただし、波形再構成部１２０は、入力されるサンプリング結果の並びを変更せずに出力してもよい。波形再構成部１２０は、入出力の結線を交差することで実現できる。また、波形再構成部１２０は、各入力端子を、いずれの出力端子に接続するかを切り替え可能であってもよい。

図１３は、図９に示したサンプリング部１１０により取得したサンプリングデータの信号ノイズ比ＳＮＲを示す。図１３の横軸は、測定の時間分解能比Ｒを示す。横軸において右にいくほど、測定の時間分解能が高い。なお、図１３における四角印および丸印は、ＳＮＲの実測値を、被測定信号の周波数ごとに示す。

図１４は、測定装置１００を制御するコンピュータ１６００のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ１６００は、ＣＰＵ周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ１８８２により相互に接続されるＣＰＵ１８０５、ＲＡＭ１８２０、グラフィック・コントローラ１８７５、及び表示装置１８８０を有する。

入出力部は、入出力コントローラ１８８４によりホスト・コントローラ１８８２に接続される通信インターフェイス１８３０、ハードディスクドライブ１８４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ１８６０を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ１８８４に接続されるＲＯＭ１８１０、フレキシブルディスク・ドライブ１８５０、及び入出力チップ１８７０を有する。

ホスト・コントローラ１８８２は、ＲＡＭ１８２０と、高い転送レートでＲＡＭ１８２０をアクセスするＣＰＵ１８０５、及びグラフィック・コントローラ１８７５とを接続する。ＣＰＵ１８０５は、ＲＯＭ１８１０、及びＲＡＭ１８２０に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ１８７５は、ＣＰＵ１８０５等がＲＡＭ１８２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置１８８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ１８７５は、ＣＰＵ１８０５等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ１８８４は、ホスト・コントローラ１８８２と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ１８４０、通信インターフェイス１８３０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ１８６０を接続する。ハードディスクドライブ１８４０は、ＣＰＵ１８０５が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス１８３０は、通信ネットワークに接続してプログラムまたはデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ１８６０は、ＣＤ−ＲＯＭ１８９５からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１８２０を介してハードディスクドライブ１８４０、及び通信インターフェイス１８３０に提供する。

入出力コントローラ１８８４には、ＲＯＭ１８１０と、フレキシブルディスク・ドライブ１８５０、及び入出力チップ１８７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ１８１０は、測定装置１００が起動時に実行するブート・プログラム、あるいはジッタ算出器１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

フレキシブルディスク・ドライブ１８５０は、フレキシブルディスク１８９０からプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１８２０を介してハードディスクドライブ１８４０、及び通信インターフェイス１８３０に提供する。入出力チップ１８７０は、フレキシブルディスク・ドライブ１８５０、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。

ＣＰＵ１８０５が実行するプログラムは、フレキシブルディスク１８９０、ＣＤ−ＲＯＭ１８９５、またはＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ１８４０にインストールされ、ＲＡＭ１８２０に読み出されてＣＰＵ１８０５により実行される。ＣＰＵ１８０５により実行されるプログラムは、測定装置１００を、図１から図１３に関連して説明したいずれかの測定装置１００の各構成要素として機能させてよい。また、プログラムは、コンピュータ１６００を、波形再構成部１２０として機能させてよい。

以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク１８９０、ＣＤ−ＲＯＭ１８９５の他に、ＤＶＤまたはＰＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用して、ネットワークを介してプログラムを測定装置１００に提供してもよい。

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。

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。

１０・・・区間、１００・・・測定装置、１１０・・・サンプリング部、１１２、１１８・・・フリップフロップ、１１４・・・遅延素子、１１６・・・シフトレジスタ部、１２０・・・波形再構成部、１２２・・・エッジ位置検出部、１２４・・・区間設定部、１２６・・・部分波形再構成部、１２８・・・逆変換情報格納部、２００・・・試験装置、２１０・・・信号入力部、２２０・・・ジッタ算出部、２２２・・・加算波形生成部、２２４・・・差分波形生成部、２２６・・・値算出部、２３０・・・判定部、３００・・・被試験デバイス、１６００・・・コンピュータ、１８０５・・・ＣＰＵ、１８１０・・・ＲＯＭ、１８２０・・・ＲＡＭ、１８３０・・・通信インターフェイス、１８４０・・・ハードディスクドライブ、１８５０・・・フレキシブルディスク・ドライブ、１８６０・・・ＣＤ−ＲＯＭドライブ、１８７０・・・入出力チップ、１８７５・・・グラフィック・コントローラ、１８８０・・・表示装置、１８８２・・・ホスト・コントローラ、１８８４・・・入出力コントローラ、１８９０・・・フレキシブルディスク、１８９５・・・ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (14)

1. 予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する測定装置であって、
   前記被測定信号をコヒーレントサンプリングするサンプリング部と、
   前記サンプリング部が取得したサンプリングデータのうち、前記波形パターンの一部の区間に対応する前記サンプリングデータを、予め定められた順番で配列することで、前記波形パターンのうち、前記一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する波形再構成部と
   を備える測定装置。
2. 前記波形再構成部は、前記一部の区間を指定する情報に基づいて、前記サンプリングデータから、前記一部の区間に対応する前記サンプリングデータを選択し、選択した前記サンプリングデータを、予め定められた順番で配列する
   請求項１に記載の測定装置。
3. 前記波形再構成部は、再構成した場合の各サンプリングデータの順番を示すインデックスを、再構成前の各サンプリングデータの順番を示すインデックスに変換する逆変換情報に基づいて、前記一部の区間に対応する前記サンプリングデータの再構成前のインデックスを算出し、算出したインデックスに対応する前記サンプリングデータを選択する
   請求項２に記載の測定装置。
4. 前記波形再構成部は、前記波形パターンのエッジ部分を含む前記部分波形を再構成する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
5. 前記波形再構成部は、前記波形パターンのエッジ部分を含まない前記部分波形を再構成する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の測定装置。
6. 前記波形再構成部は、前記サンプリング部が取得したサンプリングデータに基づいて、前記サイクル内における前記波形パターンの前記エッジ部分の位置を検出する
   請求項４に記載の測定装置。
7. 前記波形再構成部は、
   前記サンプリング部が取得した前記サンプリングデータの一部を用いて、前記一部の区間よりも長い区間にわたる前記波形パターンを再構成して、前記波形パターンのエッジ部分の位置を検出するエッジ位置検出部と、
   前記エッジ位置検出部が検出した位置を含む前記一部の区間に対応する前記サンプリングデータを、前記サンプリング部が取得した前記サンプリングデータから選択し、前記一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する部分波形再構成部と
   を有する請求項６に記載の測定装置。
8. 前記波形再構成部は、前記エッジ位置検出部が検出した位置を含み、且つ、前記被測定信号に含まれるジッタ値の測定範囲に応じた長さを有する前記一部の区間を設定する区間設定部を更に有する
   請求項７に記載の測定装置。
9. 複数の前記部分波形における前記エッジ部分の位置の分布に基づいて、前記エッジ部分のタイミングジッタを算出するジッタ算出部を更に備える
   請求項４および６から８のいずれか一項に記載の測定装置。
10. 前記ジッタ算出部は、複数の前記部分波形を加算した加算波形に基づいて、前記エッジ部分の位置の分布を算出する
    請求項９に記載の測定装置。
11. 前記サンプリング部は、
    前記被測定信号が並列に入力される複数のフリップフロップと、
    前記複数のフリップフロップに対応して設けられ、且つ、縦続接続されて設けられ、入力されるサンプリングクロックを順次遅延させて伝播し、それぞれ対応するフリップフロップに入力する複数の遅延素子と
    を有する
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の測定装置。
12. 予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する測定方法であって、
    前記被測定信号をコヒーレントサンプリングするサンプリング段階と、
    前記サンプリング段階で取得したサンプリングデータのうち、前記波形パターンの一部の区間に対応する前記サンプリングデータを、予め定められた順番で配列することで、前記波形パターンのうち、前記一部の区間に対応する部分波形だけを再構成する波形再構成段階と
    を備える測定方法。
13. 被試験デバイスを試験する試験装置であって、
    前記被試験デバイスを動作させる試験信号を、前記被試験デバイスに入力する信号入力部と、
    前記被試験デバイスが出力する前記被測定信号を測定する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の測定装置と、
    前記測定装置における測定結果に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する判定部と
    を備える試験装置。
14. 測定装置を機能させるためのプログラムであって、
    前記測定装置を、予め定められたサイクルで波形パターンが繰り返される被測定信号を測定する請求項１から１１のいずれか一項に記載の測定装置として機能させるためのプログラム。

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