JP2013251071A - Signal measurement device, signal measurement method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラズマを発生させるチャンバ内の状態の測定に関する。 The present invention relates to measuring conditions in a chamber that generates plasma.
従来より、チャンバ内でプラズマを発生させること(例えば、特許文献1〜4を参照)が知られている。また、プラズマとは関係ないが、高周波信号を測定すること(例えば、特許文献5を参照)が知られている。 Conventionally, it is known to generate plasma in a chamber (see, for example, Patent Documents 1 to 4). Further, it is known to measure a high-frequency signal (for example, refer to Patent Document 5) although it is not related to plasma.
本発明は、プラズマを発生させるチャンバの状態を測定することを課題とする。 An object of the present invention is to measure the state of a chamber that generates plasma.
本発明にかかる信号測定装置は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定部と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定部と、前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記出力比測定部の測定結果を補正する誤差補正部と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とするように構成される。 A signal measuring apparatus according to the present invention includes a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies, a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers, An error measuring unit for measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers, and a signal under test input having a frequency common to the plurality of mixers. An output ratio measuring unit that measures the ratio of the outputs of the plurality of mixers when given, and an error correcting unit that corrects the measurement result of the output ratio measuring unit based on the measurement result of the error measuring unit. The traveling wave applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the reflected wave reflected from the plasma chamber are used as the signal to be measured.
上記のように構成された信号測定装置によれば、複数のミキサが、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する。単一のローカル信号源が、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える。誤差測定部が、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する。出力比測定部が、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する。誤差補正部が、前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記出力比測定部の測定結果を補正する。プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする。 According to the signal measuring apparatus configured as described above, the plurality of mixers output signals having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs. A single local signal source provides a common local signal input to the plurality of mixers. The error measuring unit measures a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers. The output ratio measuring unit measures the ratio of the outputs of the plurality of mixers when the signal under measurement having a common frequency is given to the plurality of mixers. The error correction unit corrects the measurement result of the output ratio measurement unit based on the measurement result of the error measurement unit. A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave obtained by reflecting the traveling wave from the plasma chamber are used as the signal to be measured.
本発明にかかる信号測定装置は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定部と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定部と、前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記効率測定部の測定結果を補正する誤差補正部と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とするように構成される。 A signal measuring apparatus according to the present invention includes a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies, a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers, An error measuring unit for measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers, and a signal under test input having a frequency common to the plurality of mixers. When given, an efficiency measuring unit that measures the efficiency of the signal input under measurement based on the phase difference between the outputs of the plurality of mixers, and the measurement result of the efficiency measuring unit is corrected based on the measurement result of the error measuring unit And an error correction unit configured to input a voltage to be applied to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a current flowing through the electrode as the signal to be measured.
上記のように構成された信号測定装置によれば、複数のミキサが、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する。単一のローカル信号源が、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える。誤差測定部が、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する。効率測定部が、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する。誤差補正部が、前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記効率測定部の測定結果を補正する。プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする。 According to the signal measuring apparatus configured as described above, the plurality of mixers output signals having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs. A single local signal source provides a common local signal input to the plurality of mixers. The error measuring unit measures a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers. The efficiency measuring unit measures the efficiency of the measured signal input based on the phase difference between the outputs of the plurality of mixers when the measured signal input having a common frequency is given to the plurality of mixers. The error correction unit corrects the measurement result of the efficiency measurement unit based on the measurement result of the error measurement unit. The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal under measurement input.
なお、本発明にかかる信号測定装置は、前記複数のミキサに前記被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の振幅を測定する振幅測定部を備えるようにしてもよい。 The signal measuring apparatus according to the present invention may include an amplitude measuring unit that measures the amplitudes of the outputs of the plurality of mixers when the measured signal input is given to the plurality of mixers.
なお、本発明にかかる信号測定装置は、前記誤差測定部が、前記レベル差および前記位相差を、前記ローカル信号入力の周波数に対応付けて測定し、前記誤差補正部が、前記ローカル信号入力の周波数に応じて、補正を行うようにしてもよい。 In the signal measuring apparatus according to the present invention, the error measuring unit measures the level difference and the phase difference in association with the frequency of the local signal input, and the error correcting unit is configured to detect the local signal input. Correction may be performed according to the frequency.
なお、本発明にかかる信号測定装置は、前記誤差補正部が、前記誤差測定部の測定結果を前記ローカル信号入力の周波数について補間したものに基づき、補正を行うようにしてもよい。 In the signal measuring apparatus according to the present invention, the error correction unit may perform correction based on an interpolation of the measurement result of the error measurement unit with respect to the frequency of the local signal input.
なお、本発明にかかる信号測定装置は、前記ローカル信号入力および中間周波数信号入力が与えられ、前記ローカル信号入力および前記中間周波数信号入力の周波数の和に等しい周波数の信号を前記補正信号として出力する補正信号用ミキサを備えるようにしてもよい。 The signal measuring apparatus according to the present invention is supplied with the local signal input and the intermediate frequency signal input, and outputs a signal having a frequency equal to the sum of the frequencies of the local signal input and the intermediate frequency signal input as the correction signal. A correction signal mixer may be provided.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときの前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定部と、を備え、前記複数のミキサに共通の信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差が無く、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする信号測定装置である。 The present invention includes a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a frequency difference between two inputs, a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers, and a frequency that is supplied to the plurality of mixers. An output ratio measuring unit that measures a ratio of outputs of the plurality of mixers when a common signal input to be measured is given, and the plurality of mixers when a common signal input is given to the plurality of mixers There is no level difference or phase difference between the outputs of the mixer, and a traveling wave given to an electrode in the plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave in which the traveling wave is reflected from the plasma chamber are input to the signal under measurement. It is a signal measuring device.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定部と、を備え、前記複数のミキサに共通の信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差が無く、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする信号測定装置である。 The present invention includes a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a frequency difference between two inputs, a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers, and a frequency that is supplied to the plurality of mixers. And an efficiency measuring unit that measures the efficiency of the signal input under measurement based on the phase difference between the outputs of the plurality of mixers when a common signal input under measurement is provided, and a signal common to the plurality of mixers There is no level difference or phase difference between the outputs of the plurality of mixers when an input is given, and a voltage applied to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a current flowing through the electrode are measured signal It is a signal measuring device as an input.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理を行う信号測定方法であって、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする信号測定方法である。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A signal measurement method for performing signal measurement processing, wherein when a common correction signal input is given to the plurality of mixers, an error measurement step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers; An output ratio measuring step for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal input to be measured having a common frequency is supplied to the plurality of mixers; and the output ratio measuring step based on a measurement result of the error measuring step. An error correction step for correcting the measurement result of the traveling wave, a traveling wave applied to an electrode in the plasma chamber in which plasma is generated, and a reaction wave reflected from the plasma chamber. Wherein the wave is a signal measurement method according to the measured signal input.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理を行う信号測定方法であって、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする信号測定方法である。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A signal measurement method for performing signal measurement processing, wherein when a common correction signal input is given to the plurality of mixers, an error measurement step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers; An efficiency measuring step of measuring the efficiency of the measured signal input based on a phase difference between the outputs of the plurality of mixers when a measured signal input having a common frequency is applied to the plurality of mixers; and measurement of the error measuring step An error correction step of correcting the measurement result of the efficiency measurement step based on the result, and a voltage applied to an electrode in the plasma chamber in which plasma is generated and an electric current flowing through the electrode. Wherein the door is a signal measurement method according to the measured signal input.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記信号測定処理は、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とするプログラムである。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A program for causing a computer to execute signal measurement processing, wherein the signal measurement processing includes a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers. An error measurement step of measuring the output of the plurality of mixers when a signal under test having a common frequency is applied to the plurality of mixers, and a measurement of the error measurement step An error correction step of correcting the measurement result of the output ratio measurement step based on the result, a traveling wave applied to the electrode in the plasma chamber in which plasma is generated, The row wave and reflected wave reflected from the plasma chamber is a program for the signal to be measured input.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記信号測定処理は、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とするプログラムである。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A program for causing a computer to execute signal measurement processing, wherein the signal measurement processing includes a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers. And an error measurement step for measuring the efficiency of the measured signal input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the measured signal input having a common frequency is applied to the plurality of mixers. A plasma chamber in which plasma is generated, and an error correction step of correcting the measurement result of the efficiency measurement step based on the measurement result of the error measurement step A voltage applied to the electrodes, and a current flowing through the electrode a program to the measured signal input.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記信号測定処理は、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする記録媒体である。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute signal measurement processing, wherein the signal measurement processing is performed when the plurality of mixers are given a common correction signal input. An error measurement step for measuring a level difference and a phase difference between the outputs of the mixers, and an output ratio for measuring a ratio of the outputs of the plurality of mixers when a signal under test having a common frequency is given to the plurality of mixers A plasma is generated, comprising: a measurement process; and an error correction process for correcting the measurement result of the output ratio measurement process based on the measurement result of the error measurement process. That the electrode traveling wave given to the plasma chamber, which is a recording medium in which the traveling wave and the signal to be measured input and reflected reflected wave from the plasma chamber.
本発明は、二つの入力の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する複数のミキサと、前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源とを備えた信号測定装置における信号測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記信号測定処理は、前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、を備え、プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする記録媒体である。 The present invention relates to a signal measuring apparatus including a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between frequencies of two inputs, and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute signal measurement processing, wherein the signal measurement processing is performed when the plurality of mixers are given a common correction signal input. An error measuring step for measuring a level difference and a phase difference between the outputs of the mixers, and when a signal under test having a common frequency is given to the plurality of mixers, Based on the measurement result of the efficiency measurement step for measuring the efficiency of the measurement signal input and the error measurement step, error correction for correcting the measurement result of the efficiency measurement step Comprising the steps, and a voltage plasma is applied to the electrodes in the plasma chamber for generating is a current flowing through the electrode a recording medium according to the measured signal input.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第一の実施形態
図1は、本発明の第一の実施形態にかかる信号測定装置1の構成を示す機能ブロック図である。信号測定装置1は、第一端子11、第二端子21、出力端子31、第一ローカル信号源12、第一ミキサ14、第一A/D変換器16、第一レベル・位相測定部18、第二ローカル信号源22、第二ミキサ24、第二A/D変換器26、第二レベル・位相測定部28、中間周波数信号源32、補正信号用ミキサ34、スイッチ42、44、ローカル周波数設定部52、誤差測定部54、誤差補正部56、インピーダンス測定部(出力比測定部)62を備える。信号測定装置1は、例えば、スペクトラムアナライザである。
First Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a signal measuring apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. The signal measuring device 1 includes a
図2は、本発明の第一の実施形態にかかる信号測定装置1に補正信号を与えたときの構成を示す機能ブロック図である。図5は、本発明の第一の実施形態にかかる信号測定装置1に被測定信号を与えたときの構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration when a correction signal is given to the signal measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration when a signal under measurement is given to the signal measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention.
図2を参照して、分配器4は、補正信号を、第一端子11および第二端子21に与える。なお、分配器4は、信号測定装置1に内蔵されていてもよい。また、図5を参照して、第一端子11および第二端子21には、それぞれ、進行波、反射波(被測定信号入力)が与えられる。
Referring to FIG. 2,
図6は、本発明の第一の実施形態における被測定信号入力を説明するための図である。本発明の第一の実施形態にかかる信号測定装置1は、プラズマ装置の測定を目的としたものである。 FIG. 6 is a diagram for explaining the signal under measurement input in the first embodiment of the present invention. The signal measuring apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention is intended for measurement of a plasma apparatus.
高周波電源2(周波数は、例えば2.4GHz)から進行波が、マッチャー4を介して、プラズマチャンバ6内の電極6aに与えられる。なお、マッチャー4は、高周波電源2の側(インピーダンスが50Ω程度)と、プラズマチャンバ6の側(インピーダンスが50Ωを大きく下回る)とのインピーダンスマッチングをとるためのものである。また、プラズマチャンバ6内には、電極6b(接地されている)も配置されている。プラズマチャンバ6内でプラズマが発生する。電極6aと電極6bの間でプラズマが発生する。電極6bに載せられた半導体7がプラズマにより加工される。ただし、プラズマチャンバ6内で異常放電が起こることがあり、かかる場合には半導体7が破損してしまう。プラズマチャンバ6内で異常放電が起きた場合、進行波および反射波において高調波が発生するので、それらが信号測定装置1の測定対象となる。
A traveling wave from the high frequency power source 2 (frequency is, for example, 2.4 GHz) is applied to the
信号測定装置1は、高周波電源2とマッチャー4との間に配置された方向性結合器3から進行波と、進行波がプラズマチャンバ6から反射された反射波とを受ける。進行波は、信号測定装置1の第一端子11に与えられる。反射波は、信号測定装置1の第二端子21に与えられる。進行波および反射波が、被測定信号入力となる。進行波および反射波は、周波数が共通している。
The signal measuring device 1 receives a traveling wave from a
第一端子(CH1:チャンネル1)11は、進行波(図5参照)または分配器4から与えられた補正信号(図2参照)を、第一ミキサ14に与える。第二端子(CH2:チャンネル2)21は、反射波(図5参照)または分配器4から与えられた補正信号(図2参照)を、第二ミキサ24に与える。
The first terminal (CH1: channel 1) 11 supplies a traveling wave (see FIG. 5) or a correction signal (see FIG. 2) given from the
出力端子31は、補正信号を出力する。出力端子31は、分配器4に接続されている(図2参照)。
The
第一ミキサ14は、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する(I出力)。ただし、R入力は第一端子11から与えられ、L入力は第一ローカル信号源12から与えられる。また、R入力、L入力およびI出力は、それぞれ、Radio Frequency入力、Local(ローカル)入力およびIntermediate Frequency(中間周波数)出力を意味する。
The first mixer 14 outputs a signal having a frequency equal to the difference between the frequencies of two inputs (R input and L input) (I output). However, the R input is supplied from the
第二ミキサ24は、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号を出力する(I出力)。ただし、R入力は第二端子21から与えられ、L入力は第一ローカル信号源12から与えられる。R入力、L入力およびI出力の意味は、第一ミキサ14と同様である。
The
第一ローカル信号源12は、複数のミキサ14、24のL入力に共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源である(図2、図5参照)。なお、ローカル信号の周波数fLo1は可変、すなわち掃引可能である。
The first
第一A/D変換器16は、第一ミキサ14のI出力(アナログ信号)を受け、デジタル信号に変換する。第二A/D変換器26は、第二ミキサ24のI出力(アナログ信号)を受け、デジタル信号に変換する。
The first A /
第一レベル・位相測定部18は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力(図5参照)または共通の補正信号入力(図2参照)を与えたときに、第一ミキサ14の出力のレベルおよび位相を測定する。第一ミキサ14を測定した結果は、誤差測定部54に与えられるか(図2参照)、またはインピーダンス測定部62に与えられる(図5参照)。
The first level /
なお、図5を参照して、第一レベル・位相測定部(振幅測定部)18は、第一ミキサ14の出力の振幅を測定し、信号測定装置1の外部に出力する。例えば、第一ミキサ14の出力の振幅が表示される。 Referring to FIG. 5, the first level / phase measuring unit (amplitude measuring unit) 18 measures the amplitude of the output of the first mixer 14 and outputs it to the outside of the signal measuring device 1. For example, the amplitude of the output of the first mixer 14 is displayed.
第二レベル・位相測定部28は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力(図5参照)または共通の補正信号入力(図2参照)を与えたときに、第二ミキサ24の出力のレベルおよび位相を測定する。第二ミキサ24を測定した結果は、誤差測定部54に与えられるか(図2参照)、またはインピーダンス測定部62に与えられる(図5参照)。
The second level /
なお、図5を参照して、第二レベル・位相測定部(振幅測定部)28は、第二ミキサ24の出力の振幅を測定し、信号測定装置1の外部に出力する。例えば、第二ミキサ24の出力の振幅が表示される。
Referring to FIG. 5, the second level / phase measuring unit (amplitude measuring unit) 28 measures the amplitude of the output of the
なお、第一レベル・位相測定部18および第二レベル・位相測定部28は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)により実装される。
The first level /
第二ローカル信号源22は、掃引可能(周波数可変)な信号源である。
The second
中間周波数信号源32は、中間周波数信号入力を補正信号用ミキサ34に与える。中間周波数信号としては、被測定信号と同様な信号でもよいし、その他にも、パルス、連続波(周波数を掃引してもよい)、変調した信号またはノイズでもよい。
The intermediate
補正信号用ミキサ34には、ローカル信号入力(L入力)および中間周波数信号入力(I入力)が与えられる。さらに、補正信号用ミキサ34は、ローカル信号入力および中間周波数信号入力の周波数の和に等しい周波数の信号を補正信号として出力する(R出力)。ローカル信号入力(L入力)は、スイッチ42を介して、第一ローカル信号源12から与えられる。中間周波数信号入力(I入力)は、中間周波数信号源32から与えられる。補正信号は、出力端子31に与えられる。
The
ただし、R出力、L入力およびI入力は、それぞれ、Radio Frequency出力、Local(ローカル)入力およびIntermediate Frequency入力(中間周波数)を意味する。 However, R output, L input, and I input mean Radio Frequency output, Local (local) input, and Intermediate Frequency input (intermediate frequency), respectively.
スイッチ42は、第一ローカル信号源12を、補正信号用ミキサ34に接続するか(図2参照)、または、しないか(図5参照)を切り替えるスイッチである。
The
スイッチ44は、第二ミキサ24を、単一のローカル信号源12(図2、図5参照)、または第二ローカル信号源22に接続する切替器である。
The
ローカル周波数設定部52は、第一ローカル信号源12の周波数であるfLo1を設定する。
The local
誤差測定部54は、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの(図2参照)、第一ミキサ14の出力のレベルおよび位相を、第一レベル・位相測定部18から受け、第二ミキサ24の出力のレベルおよび位相を、第二レベル・位相測定部28から受ける。
The
さらに、誤差測定部54は、第一レベル・位相測定部18および第二レベル・位相測定部28から受けた測定結果に基づき、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの(図2参照)、複数のミキサ14、24の出力間のレベル差および位相差を測定する。
Further, the
誤差測定部54は、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの(図2参照)、複数のミキサ14、24の出力間のレベル差および位相差を、ローカル信号入力の周波数fLo1に対応付けて測定する。
The
図3は、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの、複数のミキサ14、24の出力間のレベル差および位相差の測定の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the measurement of the level difference and the phase difference between the outputs of the plurality of
誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であるときの第一ミキサ14(CH1)の出力レベルを第一レベル・位相測定部18から受ける。しかも、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であるときの第二ミキサ24(CH2)の出力レベルを第二レベル・位相測定部28から受ける。さらに、誤差測定部54は、両者の出力レベルの差(CH2−CH1)を求め(ΔLv1)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f1に対応づけてΔLv1を記録する。
The
同様に、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf2であるときの両者の出力レベルの差(CH2−CH1)を求め(ΔLv2)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf2であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f2に対応づけてΔLv2を記録する。
Similarly, the
さらに、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf3であるときの両者の出力レベルの差(CH2−CH1)を求め(ΔLv3)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf3であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f3に対応づけてΔLv3を記録する。
Further, the
なお、例えば、f3−f2=f2−f1かつf3>f2>f1である。 For example, f 3 −f 2 = f 2 −f 1 and f 3 > f 2 > f 1 .
誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であるときの第一ミキサ14(CH1)の出力位相を第一レベル・位相測定部18から受ける。しかも、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であるときの第二ミキサ24(CH2)の出力位相を第二レベル・位相測定部28から受ける。さらに、誤差測定部54は、両者の出力位相の差(CH2−CH1)を求め(ΔP1)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f1に対応づけてΔP1を記録する。
The
同様に、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf2であるときの両者の出力位相の差(CH2−CH1)を求め(ΔP2)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf2であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f2に対応づけてΔP2を記録する。
Similarly, the
さらに、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf3であるときの両者の出力位相の差(CH2−CH1)を求め(ΔP3)、記録する。なお、誤差測定部54は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf3であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差測定部54は、f3に対応づけてΔP3を記録する。
Further, the
インピーダンス測定部(出力比測定部)62(図5参照)は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、複数のミキサ14、24の出力の比を測定する。
The impedance measuring unit (output ratio measuring unit) 62 (see FIG. 5) measures the ratio of the outputs of the plurality of
インピーダンス測定部62は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力を与えたときの(図5参照)、第一ミキサ14(CH1)の出力(電界)の測定結果を第一レベル・位相測定部18から受け、第二ミキサ24(CH2)の出力(電界)の測定結果を第二レベル・位相測定部28から受ける。
The
さらに、インピーダンス測定部62は、第一ミキサ14(CH1)の出力と、第二ミキサ24(CH2)の出力との比を測定して出力する。ミキサ14の出力(振幅と位相を有する)は進行波を表し、ミキサ24の出力(振幅と位相を有する)は反射波を表す。インピーダンス測定部62は、(進行波)/(反射波)を求めるが、これはインピーダンスを測定していることとなる。
Further, the
誤差補正部56は、誤差測定部54の測定結果に基づき、ローカル信号入力の周波数fLo1に応じて、インピーダンス測定部62の測定結果を補正する(図5参照)。
The
例えば、誤差補正部56は、ローカル信号入力の周波数fLo1がf1であることを、ローカル周波数設定部52から取得する。さらに、誤差補正部56は、f1に対応付けられた出力レベルの差ΔLv1および出力位相の差ΔP1を、誤差測定部54から読み出す。誤差補正部56は、ΔLv1およびΔP1を、インピーダンス測定部62に与えることで、インピーダンス測定部62の測定結果を補正する。例えば、インピーダンス測定部62が、第一ミキサ14(CH1)の出力と第二ミキサ24(CH2)の出力との比を測定する際に、第二ミキサ24(CH2)の出力のレベル[dBm]および位相[rad]をΔLv1およびΔP1だけ減じる。
For example, the
ローカル信号入力の周波数fLo1がf2またはf3であるときも同様な補正が行われる。 Similar correction is performed when the frequency f Lo1 of the local signal input is f 2 or f 3 .
しかし、ローカル信号入力の周波数fLo1が、f1、f2およびf3のいずれでも無いときは、上記の方法ではインピーダンス測定部62の測定結果の補正ができない。このような場合は、誤差補正部56は、誤差測定部54の測定結果をローカル信号入力の周波数fLo1について補間したものに基づき、インピーダンス測定部62の測定結果を補正する。
However, when the frequency f Lo1 of the local signal input is not any of f 1 , f 2 and f 3 , the measurement result of the
図4は、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの、出力レベルの差ΔLv1〜ΔLv3をローカル信号入力の周波数fLo1について補間したもの(図4(a)参照)および出力位相の差ΔP1〜ΔP3をローカル信号入力の周波数fLo1について補間したもの(図4(b)参照)を示す図である。 FIG. 4 shows an output level difference ΔLv1 to ΔLv3 interpolated with respect to the frequency f Lo1 of the local signal input when a common correction signal input is given to the plurality of mixers 14 and 24 (see FIG. 4A) and It is a figure which shows what interpolated the difference (DELTA) P1-ΔP3 of output phase about the frequency fLo1 of local signal input (refer FIG.4 (b)).
図4においては、出力レベルも出力位相も、一例として一次関数で補間している。出力レベルおよび出力位相を補間した結果は、誤差測定部54に記録される。
In FIG. 4, the output level and the output phase are interpolated by a linear function as an example. The result obtained by interpolating the output level and the output phase is recorded in the
誤差補正部56は、ローカル信号入力の周波数fLo1の値を、ローカル周波数設定部52から取得する。誤差補正部56は、この値に対応する出力レベルの差および出力位相の差を、補間結果(図4(a)および図4(b)参照)から取得して、インピーダンス測定部62に与えることで、インピーダンス測定部62の測定結果を補正する。
The
次に、本発明の第一の実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described.
(1)補正信号の入力(図2参照)
まず、図2を参照して、信号測定装置1に補正信号を与える。
(1) Input of correction signal (see Fig. 2)
First, referring to FIG. 2, a correction signal is given to the signal measuring apparatus 1.
スイッチ42が、第一ローカル信号源12を、補正信号用ミキサ34のL入力に接続する。ここで、ローカル周波数設定部52は、第一ローカル信号源12の周波数fLo1を設定する。すると、第一ローカル信号源12からローカル信号入力(L入力)が補正信号用ミキサ34に与えられる。しかも、中間周波数信号源32から中間周波数信号入力(I入力)が補正信号用ミキサ34に与えられる。
A
すると、補正信号用ミキサ34から、ローカル信号入力および中間周波数信号入力の周波数の和に等しい周波数の信号が、補正信号として出力される(R出力)。補正信号は出力端子31から出力され、分配器4に与えられる。分配器4は、補正信号を、第一端子11および第二端子21に与える。
Then, a signal having a frequency equal to the sum of the frequencies of the local signal input and the intermediate frequency signal input is output from the
ここで、スイッチ44は、第二ミキサ24を、単一のローカル信号源12に接続する。
Here, the
第一端子(CH1)11に与えられた補正信号は、第一ミキサ14のR入力に与えられる。第一ミキサ14のL入力には、ローカル信号源12からローカル信号入力が与えられる。すると第一ミキサ14から、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号が出力される(I出力)。I出力の周波数は、中間周波数信号源32の出力する中間周波数信号の周波数となる。
The correction signal given to the first terminal (CH1) 11 is given to the R input of the first mixer 14. A local signal input from the
第一ミキサ14のI出力(アナログ信号)は、第一A/D変換器16により、デジタル信号に変換され、第一レベル・位相測定部18に与えられる。第一レベル・位相測定部18は、第一ミキサ14の出力のレベルおよび位相を測定し、誤差測定部54に与える。
The I output (analog signal) of the first mixer 14 is converted into a digital signal by the first A /
第二端子(CH2)21に与えられた補正信号は、第二ミキサ24のR入力に与えられる。第二ミキサ24のL入力には、ローカル信号源12からローカル信号入力が与えられる。すると第二ミキサ24から、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号が出力される(I出力)。I出力の周波数は、中間周波数信号源32の出力する中間周波数信号の周波数となる。
The correction signal given to the second terminal (CH2) 21 is given to the R input of the
第二ミキサ24のI出力(アナログ信号)は、第二A/D変換器26により、デジタル信号に変換され、第二レベル・位相測定部28に与えられる。第二レベル・位相測定部28は、第二ミキサ24の出力のレベルおよび位相を測定し、誤差測定部54に与える。
The I output (analog signal) of the
なお、第一レベル・位相測定部18および第二レベル・位相測定部28は、出力のレベル(パワーレベル)を測定するものであるが、パワーは振幅の2乗に比例するため、振幅を測定するものであるともいえる。なお、測定された振幅をスペクトラムアナライザにより解析することで、補正信号における高調波の振幅を測定することができる。
The first level /
なお、ローカル周波数設定部52から誤差測定部54に、ローカル信号入力の周波数fLo1の値が与えられる。
The local
第一ミキサ14にも第二ミキサ24にも同じ補正信号を与えているので、第一レベル・位相測定部18の測定結果である出力レベルおよび出力位相と、第二レベル・位相測定部28の測定結果である出力レベルおよび出力位相とが等しいことが理想的である。
Since the same correction signal is given to both the first mixer 14 and the
しかし、実際には、第一ミキサ14にも第二ミキサ24にも同じ補正信号を与えているのにもかかわらず、第一レベル・位相測定部18の測定結果である出力レベルおよび出力位相と、第二レベル・位相測定部28の測定結果である出力レベルおよび出力位相とが異なるものとなる。実際には、ローカル信号源12から第一ミキサ14までの電気回路の電気長および減衰量と、ローカル信号源12から第二ミキサ24までの電気回路の電気長および減衰量とに差異があるからである。
However, in reality, the same correction signal is given to both the first mixer 14 and the
誤差測定部54は、複数のミキサ14、24に共通の補正信号入力を与えたときの(図2参照)、複数のミキサ14、24の出力間のレベル差ΔLv1〜ΔLv3および位相差ΔP1〜ΔP3を、ローカル信号入力の周波数fLo1に対応付けて測定する(図3参照)。
The
なお、複数のミキサ14、24の出力間のレベル差は、第一レベル・位相測定部18の測定結果である出力レベルと、第二レベル・位相測定部28の測定結果である出力レベルとの差である。
The level difference between the outputs of the plurality of
また、複数のミキサ14、24の出力間の位相差は、第一レベル・位相測定部18の測定結果である出力位相と、第二レベル・位相測定部28の測定結果である出力位相との差である。
Further, the phase difference between the outputs of the plurality of
誤差測定部54は、出力レベルの差ΔLv1〜ΔLv3をローカル信号入力の周波数fLo1について補間したもの(図4(a)参照)および出力位相の差ΔP1〜ΔP3をローカル信号入力の周波数fLo1について補間したもの(図4(b)参照)を求めて記録する。
The
(2)被測定信号の入力(図5参照)
次に、図5を参照して、信号測定装置1に被測定信号を与える。
(2) Input signal under measurement (see Fig. 5)
Next, referring to FIG. 5, a signal under measurement is given to the signal measuring device 1.
まず、図6を参照して、方向性結合器3を第一端子11および第二端子21に接続する。すると、被測定信号(進行波、反射波)が、それぞれ、第一端子11および第二端子21に与えられる。
First, referring to FIG. 6, the
ここで、スイッチ44は、第二ミキサ24を、単一のローカル信号源12に接続する。
Here, the
第一端子(CH1)11に与えられた被測定信号(進行波)は、第一ミキサ14のR入力に与えられる。第一ミキサ14のL入力には、ローカル信号源12からローカル信号入力が与えられる。すると第一ミキサ14から、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号が出力される(I出力)。
The signal under measurement (traveling wave) given to the first terminal (CH 1) 11 is given to the R input of the first mixer 14. A local signal input from the
第一ミキサ14のI出力(アナログ信号)は、第一A/D変換器16により、デジタル信号に変換され、第一レベル・位相測定部18に与えられる。第一レベル・位相測定部18は、第一ミキサ14の出力の振幅および位相を測定し、その結果をインピーダンス測定部62に出力する。なお、第一レベル・位相測定部18は出力のレベル(パワーレベル)を測定するものであるが、パワーは振幅の2乗に比例するため、振幅を測定するものであるともいえる。なお、測定された振幅をFFTにより解析し、高調波成分を取り出すことで、被測定信号(進行波)における高調波の振幅を測定することができる。
The I output (analog signal) of the first mixer 14 is converted into a digital signal by the first A /
第二端子(CH2)21に与えられた被測定信号(反射波)は、第二ミキサ24のR入力に与えられる。第二ミキサ24のL入力には、ローカル信号源12からローカル信号入力が与えられる。すると第二ミキサ24から、二つの入力(R入力およびL入力)の周波数の差に等しい周波数の信号が出力される(I出力)。
The signal under measurement (reflected wave) given to the second terminal (CH 2) 21 is given to the R input of the
第二ミキサ24のI出力(アナログ信号)は、第二A/D変換器26により、デジタル信号に変換され、第二レベル・位相測定部28に与えられる。第二レベル・位相測定部28は、第二ミキサ24の出力の振幅および位相を測定し、その結果をインピーダンス測定部62に出力する。なお、第二レベル・位相測定部28は出力のレベル(パワーレベル)を測定するものであるが、パワーは振幅の2乗に比例するため、振幅を測定するものであるともいえる。なお、測定された振幅をFFTにより解析し、高調波成分を取り出すことで、被測定信号(反射波)における高調波の振幅を測定することができる。
The I output (analog signal) of the
また、誤差補正部56は、ローカル信号入力の周波数fLo1の値を、ローカル周波数設定部52から取得する。さらに、誤差補正部56は、ローカル信号入力の周波数fLo1の値に対応する出力レベルの差および出力位相の差を誤差測定部54から読み出す。
Further, the
ローカル信号入力の周波数fLo1の値がf1、f2およびf3のいずれかであれば、誤差補正部56は、誤差測定部54の実測値ΔLv1〜ΔLv3のいずれか、およびΔP1〜ΔP3のいずれか(図3参照)を読み出せばよい。
If the value of the frequency f Lo1 of the local signal input is any one of f 1 , f 2, and f 3 , the
ローカル信号入力の周波数fLo1が、f1、f2およびf3のいずれでも無いときは、誤差補正部56は、ローカル信号入力の周波数fLo1に対応する出力レベルの差および出力位相の差を、誤差測定部54に記録された補間結果(図4(a)および図4(b)参照)から取得する。
When the frequency f Lo1 of the local signal input is not any of f 1 , f 2 and f 3 , the
誤差補正部56は、読み出した出力レベルの差および出力位相の差をインピーダンス測定部62に与える。そして、インピーダンス測定部62が、誤差補正部56から与えられた値に応じて、インピーダンス測定部62の測定結果(インピーダンス=(送信波)/(反射波))を補正する。
The
これにより、ローカル信号源12から第一ミキサ14までの電気回路の電気長および減衰量と、ローカル信号源12から第二ミキサ24までの電気回路の電気長および減衰量とに差異があることに起因する第一レベル・位相測定部18と第二レベル・位相測定部28との測定結果の間の誤差を補正することができる。
Thereby, there is a difference between the electrical length and attenuation of the electrical circuit from the
ただし、第一ミキサ14にも第二ミキサ24にも共通の信号入力を与えたときに、第一ミキサ14および第二ミキサ24の出力間のレベル差および位相差が無いのであれば、誤差補正部56による補正は不要である。
However, if there is no level difference or phase difference between the outputs of the first mixer 14 and the
本発明の第一の実施形態によれば、インピーダンス=(送信波)/(反射波)を導出することができる。 According to the first embodiment of the present invention, impedance = (transmitted wave) / (reflected wave) can be derived.
しかも、複数のチャンネル(CH1、CH2)を有する信号測定装置1におけるローカル信号として、単一のローカル信号源12の出力を使用する。このため、各チャンネルにおけるローカル信号の位相のゆらぎが共通するので、ローカル信号の位相の不一致を軽減できる。
In addition, the output of a single
さらに、ローカル信号源12から第一ミキサ14までの電気回路の電気長および減衰量と、ローカル信号源12から第二ミキサ24までの電気回路の電気長および減衰量とに差異があることに起因する第一レベル・位相測定部18と第二レベル・位相測定部28との測定結果の間の誤差を、ローカル信号入力の周波数fLo1の値に対応付けて誤差測定部54に記録しておき、誤差補正部56により読み出して、インピーダンス測定部62に与えて測定結果を補正するので、上記の誤差を補正できる。
Furthermore, there is a difference between the electrical length and attenuation of the electrical circuit from the
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる信号測定装置1は、インピーダンス測定部(出力比測定部)62のかわりに効率測定部64を備えた点が、第一の実施形態と異なる。
Second Embodiment The signal measuring apparatus 1 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that an
図7は、本発明の第二の実施形態にかかる信号測定装置1の構成を示す機能ブロック図である。信号測定装置1は、第一端子11、第二端子21、出力端子31、第一ローカル信号源12、第一ミキサ14、第一A/D変換器16、第一レベル・位相測定部18、第二ローカル信号源22、第二ミキサ24、第二A/D変換器26、第二レベル・位相測定部28、中間周波数信号源32、補正信号用ミキサ34、スイッチ42、44、ローカル周波数設定部52、誤差測定部54、誤差補正部56、効率測定部64を備える。信号測定装置1は、例えば、スペクトラムアナライザである。
FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of the signal measuring apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The signal measuring device 1 includes a
以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図9は、本発明の第二の実施形態における被測定信号入力を説明するための図である。本発明の第二の実施形態にかかる信号測定装置1は、プラズマ装置の測定を目的としたものである。図6と同様な部分は、図6と同一の番号を付して説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram for explaining a signal under measurement input according to the second embodiment of the present invention. The signal measuring apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention is intended for measurement of a plasma apparatus. Portions similar to those in FIG. 6 are assigned the same numbers as in FIG.
信号測定装置1は、マッチャー4とプラズマチャンバ6との間に配置されたVIプローブ5からプラズマチャンバ6内の電極6aに印加される電圧Vと、電極6aに流れる電流Iとを受ける。電圧Vは、信号測定装置1の第一端子11に与えられる。電流Iは、信号測定装置1の第二端子21に与えられる。電圧Vおよび電流Iが、被測定信号入力となる。電圧Vおよび電流Iは、周波数が共通している。
The signal measuring apparatus 1 receives a voltage V applied to an
図8は、本発明の第二の実施形態にかかる信号測定装置1に被測定信号を与えたときの構成を示す機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration when a signal under measurement is given to the signal measuring apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention.
第一端子(CH1:チャンネル1)11は、電圧V(図8参照)または分配器4から与えられた補正信号(図2参照)を、第一ミキサ14に与える。第二端子(CH2:チャンネル2)21は、電流I(図8参照)または分配器4から与えられた補正信号(図2参照)を、第二ミキサ24に与える。
The first terminal (CH1: channel 1) 11 supplies the voltage V (see FIG. 8) or the correction signal (see FIG. 2) given from the
効率測定部64(図8参照)は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、複数のミキサ14、24の出力(電圧V、電流I)の位相差に基づき被測定信号入力(電圧V、電流I)の効率を測定する。
The efficiency measuring unit 64 (see FIG. 8), when the measured signal input having a common frequency is applied to the plurality of
被測定信号入力(電圧V、電流I)の効率は、力率ともいい、複数のミキサ14、24の出力の位相差をφとすると、cosφとなる。
The efficiency of the signal under test input (voltage V, current I) is also called power factor. If the phase difference between the outputs of the plurality of
効率測定部64は、複数のミキサ14、24に周波数が共通する被測定信号入力を与えたときの(図5参照)、第一ミキサ14(CH1)の出力の測定結果を第一レベル・位相測定部18から受け、第二ミキサ24(CH2)の出力の測定結果を第二レベル・位相測定部28から受ける。
The
さらに、効率測定部64は、第一ミキサ14(CH1)の出力と、第二ミキサ24(CH2)の出力と位相差φを測定し、効率(力率)cosφを出力する。
Furthermore, the
次に、本発明の第二の実施形態の動作は、インピーダンス測定部(出力比測定部)62が効率測定部64にかわったこと以外は、第一の実施形態の動作と同様であり、説明を省略する。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention is the same as the operation of the first embodiment, except that the impedance measurement unit (output ratio measurement unit) 62 is replaced with the
本発明の第二の実施形態によれば、プラズマチャンバ6内の電極6aに印加される電圧Vと、電極6aに流れる電流Iとの効率(力率)を導出することができる。他の効果は、第一の実施形態と同様である。
According to the second embodiment of the present invention, the efficiency (power factor) between the voltage V applied to the
第三の実施形態
本発明の第三の実施形態は、第一の実施形態(図6参照)と、第二の実施形態(図9参照)を組み合わせたものである。
Third Embodiment The third embodiment of the present invention is a combination of the first embodiment (see FIG. 6) and the second embodiment (see FIG. 9).
図10は、本発明の第三の実施形態にかかる信号測定装置1を示す図である。方向性結合器3およびVIプローブ5がマッチャー4の前後に配置されており、それぞれに信号測定装置1が接続されている。
FIG. 10 is a diagram showing a signal measuring apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention. A
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(フロッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えば第一レベル・位相測定部18、第二レベル・位相測定部28、誤差測定部54、誤差補正部56、インピーダンス測定部62および効率測定部64を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
Moreover, said embodiment is realizable as follows. A computer equipped with a CPU, a hard disk, and a medium (floppy (registered trademark) disk, CD-ROM, etc.) reader is added to each of the above-described parts, for example, the first level /
1 信号測定装置
4 分配器
6 プラズマチャンバ
6a、6b 電極
7 半導体
11 第一端子
21 第二端子
31 出力端子
12 (単一の)第一ローカル信号源
14 第一ミキサ
16 第一A/D変換器
18 第一レベル・位相測定部
22 第二ローカル信号源
24 第二ミキサ
26 第二A/D変換器
28 第二レベル・位相測定部
32 中間周波数信号源
34 補正信号用ミキサ
42、44 スイッチ
52 ローカル周波数設定部
54 誤差測定部
56 誤差補正部
62 インピーダンス測定部(出力比測定部)
64 効率測定部
fLo1 ローカル信号入力の周波数
ΔLv1〜ΔLv3 複数のミキサ14、24の出力間のレベル差
ΔP1〜ΔP3 複数のミキサ14、24の出力間の位相差
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
64 Efficiency measurement unit
f Lo1 local signal input frequency ΔLv1 to ΔLv3 Level difference between the outputs of the plurality of
Claims (14)
前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定部と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定部と、
前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記出力比測定部の測定結果を補正する誤差補正部と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする、
信号測定装置。 A plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs;
A single local signal source providing a common local signal input to the plurality of mixers;
An error measuring unit for measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An output ratio measuring unit for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement unit, an error correction unit for correcting the measurement result of the output ratio measurement unit,
With
A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave reflected from the plasma chamber by the traveling wave is used as the signal to be measured;
Signal measuring device.
前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定部と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定部と、
前記誤差測定部の測定結果に基づき、前記効率測定部の測定結果を補正する誤差補正部と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする、
信号測定装置。 A plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs;
A single local signal source providing a common local signal input to the plurality of mixers;
An error measuring unit for measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An efficiency measuring unit that measures the efficiency of the signal under test input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement unit, an error correction unit for correcting the measurement result of the efficiency measurement unit;
With
The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal to be measured.
Signal measuring device.
前記複数のミキサに前記被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の振幅を測定する振幅測定部を備えた信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 1 or 2,
A signal measuring apparatus comprising an amplitude measuring unit that measures amplitudes of the outputs of the plurality of mixers when the signals to be measured are supplied to the plurality of mixers.
前記誤差測定部が、前記レベル差および前記位相差を、前記ローカル信号入力の周波数に対応付けて測定し、
前記誤差補正部が、前記ローカル信号入力の周波数に応じて、補正を行う、
信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 1 or 2,
The error measurement unit measures the level difference and the phase difference in association with the frequency of the local signal input;
The error correction unit performs correction according to the frequency of the local signal input.
Signal measuring device.
前記誤差補正部が、前記誤差測定部の測定結果を前記ローカル信号入力の周波数について補間したものに基づき、補正を行う、
信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 4,
The error correction unit performs correction based on an interpolation of the measurement result of the error measurement unit with respect to the frequency of the local signal input.
Signal measuring device.
前記ローカル信号入力および中間周波数信号入力が与えられ、前記ローカル信号入力および前記中間周波数信号入力の周波数の和に等しい周波数の信号を前記補正信号として出力する補正信号用ミキサ、
を備えた信号測定装置。 The signal measuring device according to claim 1 or 2,
A correction signal mixer which is provided with the local signal input and the intermediate frequency signal input and outputs a signal having a frequency equal to the sum of the frequencies of the local signal input and the intermediate frequency signal input as the correction signal;
A signal measuring device.
前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときの前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定部と、
を備え、
前記複数のミキサに共通の信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差が無く、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする、
信号測定装置。 A plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs;
A single local signal source providing a common local signal input to the plurality of mixers;
An output ratio measuring unit for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal input to be measured having a common frequency is given to the plurality of mixers;
With
When a common signal input is given to the plurality of mixers, there is no level difference and phase difference between the outputs of the plurality of mixers,
A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave reflected from the plasma chamber by the traveling wave is used as the signal to be measured;
Signal measuring device.
前記複数のミキサに共通のローカル信号入力を与える単一のローカル信号源と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定部と、
を備え、
前記複数のミキサに共通の信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差が無く、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする、
信号測定装置。 A plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to the difference between the frequencies of the two inputs;
A single local signal source providing a common local signal input to the plurality of mixers;
An efficiency measuring unit that measures the efficiency of the signal under test input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
With
When a common signal input is given to the plurality of mixers, there is no level difference and phase difference between the outputs of the plurality of mixers,
The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal to be measured.
Signal measuring device.
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする、
信号測定方法。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A signal measurement method to perform,
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An output ratio measuring step for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal under test having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement step, an error correction step of correcting the measurement result of the output ratio measurement step,
With
A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave reflected from the plasma chamber by the traveling wave is used as the signal to be measured;
Signal measurement method.
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする、
信号測定方法。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A signal measurement method to perform,
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An efficiency measuring step of measuring the efficiency of the signal under test input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement step, an error correction step of correcting the measurement result of the efficiency measurement step;
With
The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal to be measured.
Signal measurement method.
前記信号測定処理は、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする、
プログラム。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A program for causing a computer to execute,
The signal measurement process includes:
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An output ratio measuring step for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal under test having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement step, an error correction step of correcting the measurement result of the output ratio measurement step,
With
A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave reflected from the plasma chamber by the traveling wave is used as the signal to be measured;
program.
前記信号測定処理は、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする、
プログラム。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A program for causing a computer to execute,
The signal measurement process includes:
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An efficiency measuring step of measuring the efficiency of the signal under test input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement step, an error correction step of correcting the measurement result of the efficiency measurement step;
With
The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal to be measured.
program.
前記信号測定処理は、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の比を測定する出力比測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記出力比測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に与えられる進行波と、該進行波が前記プラズマチャンバから反射された反射波とを前記被測定信号入力とする、
記録媒体。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A computer-readable recording medium storing a program to be executed by a computer,
The signal measurement process includes:
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An output ratio measuring step for measuring a ratio of outputs of the plurality of mixers when a signal under test having a common frequency is given to the plurality of mixers;
Based on the measurement result of the error measurement step, an error correction step of correcting the measurement result of the output ratio measurement step,
With
A traveling wave given to an electrode in a plasma chamber in which plasma is generated and a reflected wave reflected from the plasma chamber by the traveling wave is used as the signal to be measured;
recoding media.
前記信号測定処理は、
前記複数のミキサに共通の補正信号入力を与えたときの、前記複数のミキサの出力間のレベル差および位相差を測定する誤差測定工程と、
前記複数のミキサに周波数が共通する被測定信号入力を与えたときに、前記複数のミキサの出力の位相差に基づき前記被測定信号入力の効率を測定する効率測定工程と、
前記誤差測定工程の測定結果に基づき、前記効率測定工程の測定結果を補正する誤差補正工程と、
を備え、
プラズマが発生するプラズマチャンバ内の電極に印加される電圧と、該電極に流れる電流とを前記被測定信号入力とする、
記録媒体。 A signal measurement process in a signal measurement apparatus comprising: a plurality of mixers that output a signal having a frequency equal to a difference between two input frequencies; and a single local signal source that provides a common local signal input to the plurality of mixers. A computer-readable recording medium storing a program to be executed by a computer,
The signal measurement process includes:
An error measuring step of measuring a level difference and a phase difference between outputs of the plurality of mixers when a common correction signal input is given to the plurality of mixers;
An efficiency measuring step of measuring the efficiency of the signal under test input based on the phase difference of the outputs of the plurality of mixers when the signal under test input having a common frequency is given to the plurality of mixers;
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With
The voltage applied to the electrode in the plasma chamber where the plasma is generated and the current flowing through the electrode are used as the signal to be measured.
recoding media.
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