JP2837933B2 - 信号波形検出装置 - Google Patents
信号波形検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 信号波形検出装置に関し、 検出信号のレベルがA/Dコンバータの入力範囲の限度
付近に存在する場合にも電気信号の波形を正確に測定す
ることができる信号波形検出装置を提供することを目的
とし、 被測定素子に載置された結晶にレーザパルス光を照射
する光源部と、前記光源部によりレーザパルス光が照射
された結晶の誘起電界レベルの変化に応じた電圧を検出
する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧の
直流成分を調整するためのオフセット調整手段と、前記
オフセット調整手段により直流成分が調整された電圧を
ディジタル値に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコン
バータの標本化タイミングを調整する標本化タイミング
調整手段と、を有し、前記標本化タイミング調整手段に
より前記A/Dコンバータの標本化タイミングを決定する
場合に、前記検出手段により検出された電圧の最大値が
前記A/Dコンバータの入力限界範囲の中央になるよう
に、前記オフセット調整手段により前記検出手段の検出
電圧の直流成分を調整することを特徴とする。
付近に存在する場合にも電気信号の波形を正確に測定す
ることができる信号波形検出装置を提供することを目的
とし、 被測定素子に載置された結晶にレーザパルス光を照射
する光源部と、前記光源部によりレーザパルス光が照射
された結晶の誘起電界レベルの変化に応じた電圧を検出
する検出手段と、前記検出手段により検出された電圧の
直流成分を調整するためのオフセット調整手段と、前記
オフセット調整手段により直流成分が調整された電圧を
ディジタル値に変換するA/Dコンバータと、前記A/Dコン
バータの標本化タイミングを調整する標本化タイミング
調整手段と、を有し、前記標本化タイミング調整手段に
より前記A/Dコンバータの標本化タイミングを決定する
場合に、前記検出手段により検出された電圧の最大値が
前記A/Dコンバータの入力限界範囲の中央になるよう
に、前記オフセット調整手段により前記検出手段の検出
電圧の直流成分を調整することを特徴とする。
本発明は、電気光学効果を利用して高速度で電気信号
の波形を観測するための信号波形検出装置に関する。
の波形を観測するための信号波形検出装置に関する。
一般に、LSI等の半導体素子を製造、利用する場合、
素子内外の信号波形を正確に測定することが必要不可欠
であるが、近年の素子の高速化に伴い、従来のLSIテス
タなどを用いた電気的な測定方法では正確な測定が困難
になっている。
素子内外の信号波形を正確に測定することが必要不可欠
であるが、近年の素子の高速化に伴い、従来のLSIテス
タなどを用いた電気的な測定方法では正確な測定が困難
になっている。
そこで、半導体素子の基板の結晶の電気光学効果を用
いた光学式の信号波形測定方法が提案され、高速信号を
計測することができることが確認されている（例えば、
J.A.Valdmanis and G.Mourou,Subpicosecond electroni
cs sampling:principles and application IEEE JOURNA
L OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE−22,pp.69−78
等）。
いた光学式の信号波形測定方法が提案され、高速信号を
計測することができることが確認されている（例えば、
J.A.Valdmanis and G.Mourou,Subpicosecond electroni
cs sampling:principles and application IEEE JOURNA
L OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE−22,pp.69−78
等）。
また、本発明者は、特開昭64−28566号公報に示すよ
うに、複屈折性の検出用結晶の上に被検査回路網を載置
して電気信号の波形を測定する方法を提案した。
うに、複屈折性の検出用結晶の上に被検査回路網を載置
して電気信号の波形を測定する方法を提案した。
従来、この種の信号波形検出装置は、上記特開昭64−
28566号公報に示すように、複屈折性の検出用結晶の上
に被検LSIを載置し、先ず検出用結晶の印加電圧をある
状態に固定して差信号検出用のA/Dコンバータの標本化
タイミングを走査し、次いで、印加電圧状態を変化させ
て再び検出信号の標本化タイミングを走査し、最大変化
点を求めることによりA/Dコンバータの標本化タイミン
グを決定するように構成されている。
28566号公報に示すように、複屈折性の検出用結晶の上
に被検LSIを載置し、先ず検出用結晶の印加電圧をある
状態に固定して差信号検出用のA/Dコンバータの標本化
タイミングを走査し、次いで、印加電圧状態を変化させ
て再び検出信号の標本化タイミングを走査し、最大変化
点を求めることによりA/Dコンバータの標本化タイミン
グを決定するように構成されている。
しかしながら、上記従来の信号波形検出装置では、先
ず検出用結晶の印加電圧をある状態に固定して検出用の
A/Dコンバータの標本化タイミングを走査するので、電
圧検出手段から出力される信号のレベルがA/Dコンバー
タの入力範囲の限度付近に存在する場合、ノイズ成分が
差信号に重畳すると、差信号のレベルがA/Dコンバータ
の入力範囲の限度を越えることが予測され、したがっ
て、検出信号に誤差が発生するという問題点がある。
ず検出用結晶の印加電圧をある状態に固定して検出用の
A/Dコンバータの標本化タイミングを走査するので、電
圧検出手段から出力される信号のレベルがA/Dコンバー
タの入力範囲の限度付近に存在する場合、ノイズ成分が
差信号に重畳すると、差信号のレベルがA/Dコンバータ
の入力範囲の限度を越えることが予測され、したがっ
て、検出信号に誤差が発生するという問題点がある。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、検出信号のレベル
がA/Dコンバータの入力範囲の限度付近に存在する場合
にも電気信号の波形を正確に測定することができる信号
波形検出装置を提供することを目的とする。
がA/Dコンバータの入力範囲の限度付近に存在する場合
にも電気信号の波形を正確に測定することができる信号
波形検出装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕 本発明は、その原理構成を第１図に示すように、被測
定素子１に載置された結晶２にレーザパルス光を照射す
る光源部３と、光源部３によりレーザパルス光が照射さ
れた結晶２の誘起電界レベルの変化に応じた電圧を検出
する電圧検出手段４と、電圧検出手段４により検出され
た電圧の直流成分を調整するためのオフセット調整手段
５と、オフセット調整手段５により直流成分が調整され
た電圧をディジタル値に変換し、検出信号を出力するA/
Dコンバータ６と、A/Dコンバータ６の標本化タイミング
を調整する標本化タイミング調整手段７と、を有し、標
本化タイミング調整手段７によりA/Dコンバータ６の標
本化タイミングを決定する場合に、電圧検出手段４によ
り検出された電圧の最大値がA/Dコンバータ６の入力限
界範囲の中央になるように、オフセット調整手段５によ
り電圧検出手段４の検出電圧の直流成分を調整すること
を特徴とする。
定素子１に載置された結晶２にレーザパルス光を照射す
る光源部３と、光源部３によりレーザパルス光が照射さ
れた結晶２の誘起電界レベルの変化に応じた電圧を検出
する電圧検出手段４と、電圧検出手段４により検出され
た電圧の直流成分を調整するためのオフセット調整手段
５と、オフセット調整手段５により直流成分が調整され
た電圧をディジタル値に変換し、検出信号を出力するA/
Dコンバータ６と、A/Dコンバータ６の標本化タイミング
を調整する標本化タイミング調整手段７と、を有し、標
本化タイミング調整手段７によりA/Dコンバータ６の標
本化タイミングを決定する場合に、電圧検出手段４によ
り検出された電圧の最大値がA/Dコンバータ６の入力限
界範囲の中央になるように、オフセット調整手段５によ
り電圧検出手段４の検出電圧の直流成分を調整すること
を特徴とする。
本発明は上記構成により、標本化タイミング調整手段
７によりA/Dコンバータ６の標本化タイミングを決定す
る場合に、電圧検出手段４により検出された電圧の最大
値がA/Dコンバータ６の入力限界範囲の中央になるよう
に、オフセット調整手段５により電圧検出手段４の検出
電圧の直流成分が調整され、したがって、電圧レベルが
A/Dコンバータ６の入力範囲の限度付近に存在してノイ
ズ成分が電圧レベルに重畳する場合にも電気信号の波形
を正確に測定することができる。
７によりA/Dコンバータ６の標本化タイミングを決定す
る場合に、電圧検出手段４により検出された電圧の最大
値がA/Dコンバータ６の入力限界範囲の中央になるよう
に、オフセット調整手段５により電圧検出手段４の検出
電圧の直流成分が調整され、したがって、電圧レベルが
A/Dコンバータ６の入力範囲の限度付近に存在してノイ
ズ成分が電圧レベルに重畳する場合にも電気信号の波形
を正確に測定することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
２図は本発明に係る信号波形検出装置の一実施例を示す
概略構成図、第３図は第２図の信号処理回路の詳細な構
成を示すブロック図である。
２図は本発明に係る信号波形検出装置の一実施例を示す
概略構成図、第３図は第２図の信号処理回路の詳細な構
成を示すブロック図である。
第１図において、図示右方に示す被測定部11は、被測
定LSI11aと、被測定LSI11aのピンに接触された結晶11b
より構成されている。
定LSI11aと、被測定LSI11aのピンに接触された結晶11b
より構成されている。
ここで、外部LSI駆動機構11cにより被測定LSI11aが動
作するとともに直流電圧が結晶11bに印加され、また、
クロック等の被測定LSI11aの駆動信号に同期したタイミ
ングのレーザパルス光が結晶11bに入射すると、被測定L
SI11aの動作状態に応じた電界が結晶11b内に誘起され、
結晶11bの内部を反射往復するレーザ光の偏光面が変化
する。
作するとともに直流電圧が結晶11bに印加され、また、
クロック等の被測定LSI11aの駆動信号に同期したタイミ
ングのレーザパルス光が結晶11bに入射すると、被測定L
SI11aの動作状態に応じた電界が結晶11b内に誘起され、
結晶11bの内部を反射往復するレーザ光の偏光面が変化
する。
したがって、被測定部11の反射光を２つの偏光軸の方
位に分割して測定することにより、誘起電界レベルの変
化に応じて相反する変化の２つの電圧を検出することが
できる。
位に分割して測定することにより、誘起電界レベルの変
化に応じて相反する変化の２つの電圧を検出することが
できる。
光源部12は、レーザ光を出射する光源12aと、光源12a
をパルス駆動するためのドライバ12bより構成され、し
たがって、クロック等の被測定LSI11aの駆動信号に同期
したタイミングのレーザパルス光を出射することができ
る。
をパルス駆動するためのドライバ12bより構成され、し
たがって、クロック等の被測定LSI11aの駆動信号に同期
したタイミングのレーザパルス光を出射することができ
る。
光源12aの光路には順次、光源12aからのレーザ光を被
測定部11の方向に透過するとともに、被測定部11からの
反射光を受光部16に導くためのビームスプリッタ13と、
ビームスプリッタ13を透過したレーザ光を走査するため
の光走査機構14が配置されている。
測定部11の方向に透過するとともに、被測定部11からの
反射光を受光部16に導くためのビームスプリッタ13と、
ビームスプリッタ13を透過したレーザ光を走査するため
の光走査機構14が配置されている。
尚、ハーフミラー15a及びレンズ15bにより集光された
光を撮像、表示するTV撮像表示手段15cは、レーザ光の
位置合わせ手段15を構成している。
光を撮像、表示するTV撮像表示手段15cは、レーザ光の
位置合わせ手段15を構成している。
受光部16は、ビームスプリッタ13を反射した光を偏光
ビームスプリッタ等により偏光分離した後電気信号に変
換するための受光器16a及び16a′と、受光器16a,16a′
により変換された電気信号を処理する信号処理回路16b
より概略構成され、TV撮像表示手段15cとともに制御部1
7により制御される。
ビームスプリッタ等により偏光分離した後電気信号に変
換するための受光器16a及び16a′と、受光器16a,16a′
により変換された電気信号を処理する信号処理回路16b
より概略構成され、TV撮像表示手段15cとともに制御部1
7により制御される。
信号処理回路16bは第３図に示すように、２つの入力
信号の差信号を出力する差動アンプ21と、差動アンプ21
が出力する差信号の直流成分を調整するためのオフセッ
ト調整回路22と、オフセット調整回路22により直流成分
が調整された差信号をディジタル信号に変換し、主制御
回路17aに出力するA/Dコンバータ23と、A/Dコンバータ2
3の標本化タイミングを制御する標本化タイミング制御
回路24より構成されている。
信号の差信号を出力する差動アンプ21と、差動アンプ21
が出力する差信号の直流成分を調整するためのオフセッ
ト調整回路22と、オフセット調整回路22により直流成分
が調整された差信号をディジタル信号に変換し、主制御
回路17aに出力するA/Dコンバータ23と、A/Dコンバータ2
3の標本化タイミングを制御する標本化タイミング制御
回路24より構成されている。
次に、上記実施例の動作を説明する。
前述したように、外部LSI駆動機構11cにより被測定LS
I11aが動作するとともに、クロック等の被測定LSI11aの
駆動信号に同期したタイミングのレーザパルス光が光源
部12から出射してビームスプリッタ13を透過し、光走査
機構14により走査され、ハーフミラー15aを透過して結
晶11bに入射すると、被測定LSI11aの動作状態に応じた
電界が結晶11b内に誘起され、結晶11bの内部を反射往復
するレーザ光の偏光面が変化する。
I11aが動作するとともに、クロック等の被測定LSI11aの
駆動信号に同期したタイミングのレーザパルス光が光源
部12から出射してビームスプリッタ13を透過し、光走査
機構14により走査され、ハーフミラー15aを透過して結
晶11bに入射すると、被測定LSI11aの動作状態に応じた
電界が結晶11b内に誘起され、結晶11bの内部を反射往復
するレーザ光の偏光面が変化する。
したがって、この反射光がハーフミラー15aを透過し
てビームスプリッタ13により反射され、受光器16a,16
a′により、結晶11bの誘起電界レベルの変化に応じて相
反する変化の２つの電気信号に変換され、差動アンプ21
により２つの入力信号の差信号が得られる。
てビームスプリッタ13により反射され、受光器16a,16
a′により、結晶11bの誘起電界レベルの変化に応じて相
反する変化の２つの電気信号に変換され、差動アンプ21
により２つの入力信号の差信号が得られる。
この差信号は、例えば第４図（ａ）に示すような波形
のアナログ信号であり、したがって、結晶11bに印加さ
れる電圧に応じて最大の変化が発生するような最適位置
にA/Dコンバータ23の標本化タイミングを設定すること
により、被測定LSI11aに印加された電圧を最も効率良く
測定することができる。
のアナログ信号であり、したがって、結晶11bに印加さ
れる電圧に応じて最大の変化が発生するような最適位置
にA/Dコンバータ23の標本化タイミングを設定すること
により、被測定LSI11aに印加された電圧を最も効率良く
測定することができる。
ここで、結晶11bの誘起電界レベルの変化に応じて相
反する変化の２つの電気信号間に時間的なずれがある場
合、第４図（ｂ）に示すように、最大値を求めることが
困難な波形となる。この場合、従来例では、結晶11bの
印加電圧レベルを変化させて再び走査し、最大値を求め
るようにしたが、差信号の最大値がA/Dコンバータ23の
入力可能な電圧範囲の限界付近に存在する場合、ノイズ
成分が差信号に重畳すると、差信号のレベルが信号変換
器23の入力範囲の限度を越えることが予測され、したが
って、検出信号に誤差が発生する。
反する変化の２つの電気信号間に時間的なずれがある場
合、第４図（ｂ）に示すように、最大値を求めることが
困難な波形となる。この場合、従来例では、結晶11bの
印加電圧レベルを変化させて再び走査し、最大値を求め
るようにしたが、差信号の最大値がA/Dコンバータ23の
入力可能な電圧範囲の限界付近に存在する場合、ノイズ
成分が差信号に重畳すると、差信号のレベルが信号変換
器23の入力範囲の限度を越えることが予測され、したが
って、検出信号に誤差が発生する。
第５図は本実施例の測定方法のアルゴリズムを示すフ
ローチャート、第６図は標本化タイミングによる差信号
の変化量曲線を示すグラフである。
ローチャート、第６図は標本化タイミングによる差信号
の変化量曲線を示すグラフである。
第５図において、A/Dコンバータ23の標本化タイミン
グを設定する毎に（ステップ31）、差信号のレベルがA/
Dコンバータ23の入力範囲の中央部に位置するように、A
/Dコンバータ23の前段のオフセット調整回路22により差
信号の直流成分を調整し（ステップ33）、次いで、結晶
11bの印加電圧レベルを変化させて再び走査し（ステッ
プ32、35）、第６図に示すような差信号の変化量を検出
する（ステップ34、36、37）。
グを設定する毎に（ステップ31）、差信号のレベルがA/
Dコンバータ23の入力範囲の中央部に位置するように、A
/Dコンバータ23の前段のオフセット調整回路22により差
信号の直流成分を調整し（ステップ33）、次いで、結晶
11bの印加電圧レベルを変化させて再び走査し（ステッ
プ32、35）、第６図に示すような差信号の変化量を検出
する（ステップ34、36、37）。
そして、その標本化タイミングによる走査の後、差信
号の変化量のスムージングを必要に応じて行って（ステ
ップ38）最大変化点を検出し（ステップ39）、A/Dコン
バータ23の標本化タイミングを決定する（ステップ4
0）。
号の変化量のスムージングを必要に応じて行って（ステ
ップ38）最大変化点を検出し（ステップ39）、A/Dコン
バータ23の標本化タイミングを決定する（ステップ4
0）。
したがって、上記実施例によれば、A/Dコンバータ23
の標本化タイミングを設定する毎に、オフセット調整回
路22により差信号の直流成分を調整し、差信号のレベル
がA/Dコンバータ23の入力範囲の中央部に位置するよう
に設定するので、差信号の最大値がA/Dコンバータ23の
入力可能な電圧範囲の限界付近に存在する場合にも波形
を正確に測定することができる。
の標本化タイミングを設定する毎に、オフセット調整回
路22により差信号の直流成分を調整し、差信号のレベル
がA/Dコンバータ23の入力範囲の中央部に位置するよう
に設定するので、差信号の最大値がA/Dコンバータ23の
入力可能な電圧範囲の限界付近に存在する場合にも波形
を正確に測定することができる。
尚、上記実施例では、２つの信号の差信号により被測
定LSI11aを測定するようにしたが、受光器16aのみを利
用し片側の偏光成分のみを受光する場合にも適用するこ
とができる。
定LSI11aを測定するようにしたが、受光器16aのみを利
用し片側の偏光成分のみを受光する場合にも適用するこ
とができる。
以上説明したように本発明は、A/Dコンバータの標本
化タイミングを決定する場合に、電圧検出手段４により
検出された電圧の最大値がA/Dコンバータの入力限界範
囲の中央になるように、検出電圧の直流成分を調整する
ようにしたので、電圧レベルがA/Dコンバータの入力範
囲の限度付近に存在してノイズ成分が電圧レベルに重畳
する場合にも電気信号の波形を正確に測定することがで
きる。
化タイミングを決定する場合に、電圧検出手段４により
検出された電圧の最大値がA/Dコンバータの入力限界範
囲の中央になるように、検出電圧の直流成分を調整する
ようにしたので、電圧レベルがA/Dコンバータの入力範
囲の限度付近に存在してノイズ成分が電圧レベルに重畳
する場合にも電気信号の波形を正確に測定することがで
きる。
第１図は本発明の原理構成図、 第２図は本発明に係る信号波形検出装置の一実施例の計
測装置のブロック図、 第３図は信号処理回路のブロック図、 第４図（ａ）（ｂ）は差信号の波形図、 第５図は標本化タイミング決定法のフローチャート、 第６図は標本化タイミング法による差信号の変化量曲線
を示すグラフである。 １……被測定素子、 2,11b……結晶、 3,12……光源部、 ４……電圧検出手段、 ５……オフセット調整手段、 ６……A/Dコンバータ、 ７……標本化タイミング調整手段、 11a……被測定LSI、 16a……受光器、 16b……信号処理回路、 21……差動アンプ、 22……オフセット調整回路、 23……信号変換器、 24……標本化タイミング制御回路。
測装置のブロック図、 第３図は信号処理回路のブロック図、 第４図（ａ）（ｂ）は差信号の波形図、 第５図は標本化タイミング決定法のフローチャート、 第６図は標本化タイミング法による差信号の変化量曲線
を示すグラフである。 １……被測定素子、 2,11b……結晶、 3,12……光源部、 ４……電圧検出手段、 ５……オフセット調整手段、 ６……A/Dコンバータ、 ７……標本化タイミング調整手段、 11a……被測定LSI、 16a……受光器、 16b……信号処理回路、 21……差動アンプ、 22……オフセット調整回路、 23……信号変換器、 24……標本化タイミング制御回路。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66
Claims (1)
- 【請求項１】被測定素子に載置された結晶にレーザパル
ス光を照射する光源部と、 前記光源部によりレーザパルス光が照射された結晶の誘
起電界レベルの変化に応じた電圧を検出する検出手段
と、 前記検出手段により検出された電圧の直流成分を調整す
るためのオフセット調整手段と、 前記オフセット調整手段により直流成分が調整された電
圧をディジタル値に変換するA/Dコンバータと、 前記A/Dコンバータの標本化タイミングを調整する標本
化タイミング調整手段と、を有し、 前記標本化タイミング調整手段により前記A/Dコンバー
タの標本化タイミングを決定する場合に、前記検出手段
により検出された電圧の最大値が前記A/Dコンバータの
入力限界範囲の中央になるように、前記オフセット調整
手段により前記検出手段の検出電圧の直流成分を調整す
ることを特徴とする信号波形検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19179490A JP2837933B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 信号波形検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19179490A JP2837933B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 信号波形検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0476933A JPH0476933A (ja) | 1992-03-11 |
| JP2837933B2 true JP2837933B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=16280650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19179490A Expired - Fee Related JP2837933B2 (ja) | 1990-07-18 | 1990-07-18 | 信号波形検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2837933B2 (ja) |
-
1990
- 1990-07-18 JP JP19179490A patent/JP2837933B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0476933A (ja) | 1992-03-11 |
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