JP3005233B2 - 信号波形検出装置 - Google Patents
信号波形検出装置Info
- Publication number
- JP3005233B2 JP3005233B2 JP1308408A JP30840889A JP3005233B2 JP 3005233 B2 JP3005233 B2 JP 3005233B2 JP 1308408 A JP1308408 A JP 1308408A JP 30840889 A JP30840889 A JP 30840889A JP 3005233 B2 JP3005233 B2 JP 3005233B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- laser light
- voltage
- change
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の原理説明 本発明の第１実施例（第１〜３図） 本発明の第２実施例（第４図） 発明の効果 〔概要〕 信号波形検出装置に関し、 電圧信号波形を高い精度で測定することのできる高精
度の信号波形検出装置を提供することを目的とし、 被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入
射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成される
とともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形
成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の
偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学結
晶と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生する
レーザ光源と、被測定点に対応する前記反射面に該レー
ザ光源から出力されるレーザ光を走査して入射させる走
査手段と、前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、
前記被測定対象に発生する被測定電圧により誘起される
複屈折性の変化を偏光状態の変化として検出する受光手
段と、受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸
方向成分の２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信
号処理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、
前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の差信号を
生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成した差
信号を前記２つの光強度信号のうちの何れか１つの光強
度信号で除算する除算手段と、を備え、該差信号を生成
した後、該差信号を前記１つの光強度信号で除算するこ
とにより、前記レーザ光源において発生するレーザ光強
度の変動が検出信号に与える影響を除去するように構成
する。
度の信号波形検出装置を提供することを目的とし、 被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入
射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成される
とともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形
成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の
偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学結
晶と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生する
レーザ光源と、被測定点に対応する前記反射面に該レー
ザ光源から出力されるレーザ光を走査して入射させる走
査手段と、前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、
前記被測定対象に発生する被測定電圧により誘起される
複屈折性の変化を偏光状態の変化として検出する受光手
段と、受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸
方向成分の２つの光強度変化信号を電圧信号変換する信
号処理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、
前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の差信号を
生成する信号生成手段と、該信号生成手段で生成した差
信号を前記２つの光強度信号のうちの何れか１つの光強
度信号で除算する除算手段と、を備え、該差信号を生成
した後、該差信号を前記１つの光強度信号で除算するこ
とにより、前記レーザ光源において発生するレーザ光強
度の変動が検出信号に与える影響を除去するように構成
する。
本発明は、信号波形検出装置に関し、詳しくは電気光
学効果を利用して高速度の電気信号波形を観測すること
ができる信号波形検出装置に係わり、特に、測定精度の
向上を目的とした信号処理方式の改良に関する。
学効果を利用して高速度の電気信号波形を観測すること
ができる信号波形検出装置に係わり、特に、測定精度の
向上を目的とした信号処理方式の改良に関する。
LSI等の半導体素子を製造、利用する上で、素子内外
の信号波形を正確に測定しておくことが必要不可欠とな
っている。しかし、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式では、正確な
測定が難しくなってきている。そのため、半導体素子基
板結晶の電気光学効果を用いた光学式の信号波形測定方
式が考え出され、高速信号を計測できることが確認され
ている（例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou,“Subpi
cosecond electronics sampling:principles and appli
cation"IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE
−22,pp.69−78等）。
の信号波形を正確に測定しておくことが必要不可欠とな
っている。しかし、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式では、正確な
測定が難しくなってきている。そのため、半導体素子基
板結晶の電気光学効果を用いた光学式の信号波形測定方
式が考え出され、高速信号を計測できることが確認され
ている（例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou,“Subpi
cosecond electronics sampling:principles and appli
cation"IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS,VOL.QE
−22,pp.69−78等）。
また、本出願人は、検出用結晶の上に被検LSIを積載
し、電気信号の波形測定を行う検出方式を既に出願して
いる（特開平01−28566号公報参照）が、測定精度およ
び操作性のより一層の向上が要望されている。
し、電気信号の波形測定を行う検出方式を既に出願して
いる（特開平01−28566号公報参照）が、測定精度およ
び操作性のより一層の向上が要望されている。
従来のこの種の電圧測定装置は、被測定対象の１また
は２以上の給電部分に接触する複数のコンタクト用電極
と、前記コンタクト用電極と接地用の透明電極との間に
積層して設けられ、電圧によって複屈折性を有する電気
光学結晶と、前記電気光学結晶に入射させるレーザビー
ム光を発生するレーザ光源と、前記レーザビーム光を光
軸変換する光学系と、前記給電部分に対するコンタクト
用電極毎に、前記レーザビーム光を走査する偏向器と、
前記光軸変換されたレーザビーム光から被測定対象の被
測定電圧に比例した光量を電気信号に変換する受光器
と、前記受光器から出力される検出信号の処理をする信
号処理系と、前記偏向器とレーザ光源とを制御する駆動
制御系とを備え、被測定対象の１または２以上の給電部
分にレーザビーム光を走査し、電気光学結晶の複屈折性
を利用して電圧を測定することにより、電圧変化をレー
ザビームの光量変化に置換して伝送できるので、従来の
ような測定ケーブル等の伝統インピーダンスによる電圧
測定値に与える影響を無くすることが可能となる。ま
た、給電部分の電圧波形を直接信号処理とすることがで
きることから、高精度の電圧測定をすることが可能とな
る。
は２以上の給電部分に接触する複数のコンタクト用電極
と、前記コンタクト用電極と接地用の透明電極との間に
積層して設けられ、電圧によって複屈折性を有する電気
光学結晶と、前記電気光学結晶に入射させるレーザビー
ム光を発生するレーザ光源と、前記レーザビーム光を光
軸変換する光学系と、前記給電部分に対するコンタクト
用電極毎に、前記レーザビーム光を走査する偏向器と、
前記光軸変換されたレーザビーム光から被測定対象の被
測定電圧に比例した光量を電気信号に変換する受光器
と、前記受光器から出力される検出信号の処理をする信
号処理系と、前記偏向器とレーザ光源とを制御する駆動
制御系とを備え、被測定対象の１または２以上の給電部
分にレーザビーム光を走査し、電気光学結晶の複屈折性
を利用して電圧を測定することにより、電圧変化をレー
ザビームの光量変化に置換して伝送できるので、従来の
ような測定ケーブル等の伝統インピーダンスによる電圧
測定値に与える影響を無くすることが可能となる。ま
た、給電部分の電圧波形を直接信号処理とすることがで
きることから、高精度の電圧測定をすることが可能とな
る。
また、上記装置の信号処理方式においては、光強度の
変化を直接観測し、加算平均処理によりS/Nを向上させ
る手法を用いている。
変化を直接観測し、加算平均処理によりS/Nを向上させ
る手法を用いている。
ところで、上述したように、光強度の変化を直接観測
し、加算平均処理によりS/Nを向上させる手法では、測
定物に照射するレーザ光強度の変動が無視できない場合
に測定精度を上げることが難しく、所望の分解能を得る
ための測定時間が長大となる可能性があるという問題が
生じていた。
し、加算平均処理によりS/Nを向上させる手法では、測
定物に照射するレーザ光強度の変動が無視できない場合
に測定精度を上げることが難しく、所望の分解能を得る
ための測定時間が長大となる可能性があるという問題が
生じていた。
そこで本発明は、レーザ光強度の変動による信号強度
の変化を適切に補正して、電圧信号波形を高い精度で測
定することのできる高精度の信号波形検出装置を提供す
ることを目的としている。
の変化を適切に補正して、電圧信号波形を高い精度で測
定することのできる高精度の信号波形検出装置を提供す
ることを目的としている。
本発明による信号波形検出装置は上記目的達成のた
め、被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の
入射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成され
るとともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が
形成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光
の偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学
結晶と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生す
るレーザ光源と、該レーザ光源から出力されるレーザ光
を被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出
力されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、前
記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定対
象に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の変
化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、受光手
段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分の２
つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号処理手段
と、を具備した信号波形検出装置であって、前記信号処
理手段は、前記２つの光強度信号の差信号を生成する信
号生成手段と、該信号生成手段で生成した差信号を前記
２つの光強度信号のうちの何れか１つの光強度信号で除
算する除算手段と、を備え、該差信号を生成した後、該
差信号を前記１つの光強度信号で除算することにより、
前記レーザ光源において発生するレーザ光強度の変動が
検出信号に与える影響を除去するように構成する。
め、被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の
入射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成され
るとともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が
形成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光
の偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学
結晶と、該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生す
るレーザ光源と、該レーザ光源から出力されるレーザ光
を被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出
力されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、前
記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定対
象に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の変
化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、受光手
段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方向成分の２
つの光強度変化信号を電圧信号変換する信号処理手段
と、を具備した信号波形検出装置であって、前記信号処
理手段は、前記２つの光強度信号の差信号を生成する信
号生成手段と、該信号生成手段で生成した差信号を前記
２つの光強度信号のうちの何れか１つの光強度信号で除
算する除算手段と、を備え、該差信号を生成した後、該
差信号を前記１つの光強度信号で除算することにより、
前記レーザ光源において発生するレーザ光強度の変動が
検出信号に与える影響を除去するように構成する。
本発明では、受光手段から出力される２つの光強度変
化信号の差信号が生成され、差信号が片側の光強度信号
で除算される。
化信号の差信号が生成され、差信号が片側の光強度信号
で除算される。
したがって、レーザ光源において発生するレーザ光強
度に依存する信号成分変動が、差信号を片側の光強度信
号で除算する際に除去され、レーザ光強度による検出信
号強度の変化が防止される。
度に依存する信号成分変動が、差信号を片側の光強度信
号で除算する際に除去され、レーザ光強度による検出信
号強度の変化が防止される。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
原理説明 一般に、レーザ光源としてパルスレーザを用いると、
パルスの高さが必ずしも一致しない。したがって、光源
の出力が変動するために一定の電圧を印加していても検
出した電圧信号にはばらつきが生じることになる。
パルスの高さが必ずしも一致しない。したがって、光源
の出力が変動するために一定の電圧を印加していても検
出した電圧信号にはばらつきが生じることになる。
本発明においては、レーザ光強度の変動に起因する検
出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学
系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電
気的に生成した後、差信号を和信号で除算する回路を設
けることにより、レーザ光強度に依存する信号成分を除
去する。この方法により、レーザ光強度の変動による検
出信号強度の変化を防止することができる。
出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光学
系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を電
気的に生成した後、差信号を和信号で除算する回路を設
けることにより、レーザ光強度に依存する信号成分を除
去する。この方法により、レーザ光強度の変動による検
出信号強度の変化を防止することができる。
一実施例 上記原理に基づく実際の装置を実施例として説明す
る。第１〜３図は本発明に係る信号波形検出装置の第１
実施例を示す図であり、第１図は信号波形検出装置の全
体構成図、第２図は信号処理装置の構成図である。第１
図において、１は電気光学効果を用いて高速度の電気信
号波形を観測する信号波形検出装置であり、信号波形検
出装置１は被測定LSI3を動作させるためのクロック回
路、電源等を内蔵する外部LSI駆動装置２と、被測定LSI
3の入出力端子3aの電圧を電気光学効果結晶11の電気光
学効果を用いて光学的に検出し、信号処理して電気信号
波形を測定する測定部４と、により構成され、測定部４
は、薄板状に研磨加工され、かつ片側面に透明導電膜を
もう一方の側面にスポット状の金属電極、若しくは最上
層を導電性電極とする多層反射膜を形成した例えばBSO
からなる電気光学効果結晶11と、その結晶11の各々のス
ポット電極を、対応する被測定LSI3の入出力端子3aに接
触、若しくは近接させるための積載台（図示略）と、レ
ーザ光源12およびドライバ13からレーザ光発生部14から
出力され、ビームスプリッタ15を介して入射されたレー
ザ光を後述する制御部20からの指示に応じて指定された
スポット電極を選択しかつ、レーザ光を電極面に対し垂
直に入射させる光走査部16と、レーザ光の位置合わせを
するためにレーザ光の光軸を検出する偏光ビームスプリ
ッタ、レンズおよびTV等からなる位置合わせ光学系17
と、電気光学効果結晶11の電極で反射されたレーザ光を
位置合わせ光学系17、光走査部（走査手段）16およびビ
ームスプリッタ15を介して受光し、外部LSI駆動装置２
により駆動される被測定LSI3の入出力端子3aに発生する
電圧により形成される結晶11中の電位勾配により誘起さ
れる結晶11の複屈折性の変化を、光強度の変化として検
出する受光部（受光手段）18と、検出した光強度変化信
号をLSI入出力端子3aの電圧信号に変換する信号処理部
（信号処理手段）19と、信号処理部19からの信号処理結
果、位置合わせ光学系17からの位置合わせ情報等が入力
されるとともに、レーザ光発生部14のドライバ13にレー
ザ光を発射させるための信号、光走査部16に光走査を制
御するための制御信号を出力する制御部20と、により構
成される。
る。第１〜３図は本発明に係る信号波形検出装置の第１
実施例を示す図であり、第１図は信号波形検出装置の全
体構成図、第２図は信号処理装置の構成図である。第１
図において、１は電気光学効果を用いて高速度の電気信
号波形を観測する信号波形検出装置であり、信号波形検
出装置１は被測定LSI3を動作させるためのクロック回
路、電源等を内蔵する外部LSI駆動装置２と、被測定LSI
3の入出力端子3aの電圧を電気光学効果結晶11の電気光
学効果を用いて光学的に検出し、信号処理して電気信号
波形を測定する測定部４と、により構成され、測定部４
は、薄板状に研磨加工され、かつ片側面に透明導電膜を
もう一方の側面にスポット状の金属電極、若しくは最上
層を導電性電極とする多層反射膜を形成した例えばBSO
からなる電気光学効果結晶11と、その結晶11の各々のス
ポット電極を、対応する被測定LSI3の入出力端子3aに接
触、若しくは近接させるための積載台（図示略）と、レ
ーザ光源12およびドライバ13からレーザ光発生部14から
出力され、ビームスプリッタ15を介して入射されたレー
ザ光を後述する制御部20からの指示に応じて指定された
スポット電極を選択しかつ、レーザ光を電極面に対し垂
直に入射させる光走査部16と、レーザ光の位置合わせを
するためにレーザ光の光軸を検出する偏光ビームスプリ
ッタ、レンズおよびTV等からなる位置合わせ光学系17
と、電気光学効果結晶11の電極で反射されたレーザ光を
位置合わせ光学系17、光走査部（走査手段）16およびビ
ームスプリッタ15を介して受光し、外部LSI駆動装置２
により駆動される被測定LSI3の入出力端子3aに発生する
電圧により形成される結晶11中の電位勾配により誘起さ
れる結晶11の複屈折性の変化を、光強度の変化として検
出する受光部（受光手段）18と、検出した光強度変化信
号をLSI入出力端子3aの電圧信号に変換する信号処理部
（信号処理手段）19と、信号処理部19からの信号処理結
果、位置合わせ光学系17からの位置合わせ情報等が入力
されるとともに、レーザ光発生部14のドライバ13にレー
ザ光を発射させるための信号、光走査部16に光走査を制
御するための制御信号を出力する制御部20と、により構
成される。
第２図は受光部18および信号処理部19の詳細な構成を
示す図である。第２図において、受光部18は、電気光学
効果結晶11の反射面で反射された反射光をＸ軸方向成
分、Ｙ軸方向成分に分離する偏光ビームスプリッタ21
と、分離された反射光をその光強度に応じて電流値に変
えるフォトダイオードPD1、PD2と、フォトダイオードPD
1、PD2の出力を電圧に変換する電流−電圧変換アンプ
（ゲインはα）22、23と、を含んで構成され、信号処理
部19は、電流−電圧変換アンプ22、23の出力S1、S2が入
力され、その差をとって差信号を生成する差動アンプ
（ゲインはG1）31と、電流−電圧変換アンプ22、23の出
力S1、S2が入力され、その和をとって和信号を生成する
差動アンプ（ゲインはG2）32と、生成された差信号を和
信号で除算する除算回路（除算手段）33と、を含んで構
成される。
示す図である。第２図において、受光部18は、電気光学
効果結晶11の反射面で反射された反射光をＸ軸方向成
分、Ｙ軸方向成分に分離する偏光ビームスプリッタ21
と、分離された反射光をその光強度に応じて電流値に変
えるフォトダイオードPD1、PD2と、フォトダイオードPD
1、PD2の出力を電圧に変換する電流−電圧変換アンプ
（ゲインはα）22、23と、を含んで構成され、信号処理
部19は、電流−電圧変換アンプ22、23の出力S1、S2が入
力され、その差をとって差信号を生成する差動アンプ
（ゲインはG1）31と、電流−電圧変換アンプ22、23の出
力S1、S2が入力され、その和をとって和信号を生成する
差動アンプ（ゲインはG2）32と、生成された差信号を和
信号で除算する除算回路（除算手段）33と、を含んで構
成される。
以上の構成において、受光系（受光部18）で受光され
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（ε∝V:印加電圧）とすると、差動受光系か
ら出力される２つの信号S1、S2は次式のように示され
る。
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（ε∝V:印加電圧）とすると、差動受光系か
ら出力される２つの信号S1、S2は次式のように示され
る。
但し、α：電流−電圧変換アンプ22、23の光−電圧変
換係数 従来例では、端に差成分を計算し、S1−S2＝2AεαG1
（G1は差動ゲイン）と印加電圧Ｖが比例することから電
圧波形の計測を行っていたが、結晶１に入射するレーザ
光強度（すなわち、レーザパルス出力の高さ）が変動し
た場合には、パルス強度Ａに印加電圧に依存しない摂動
項δが加わってＡ（１±δ）となるため、差信号は、 S1−S2＝2A（１±δ）εαG1 …… 第式となり、印加電圧Ｖとの比例関係が崩れ、検出
した電圧信号には不確定要素が含まれることになる。こ
の場合の電気光学効果結晶11への電圧印加の有無によっ
て受光系からの２出力信号強度が相補的に変化する様子
は第３図で示される。
換係数 従来例では、端に差成分を計算し、S1−S2＝2AεαG1
（G1は差動ゲイン）と印加電圧Ｖが比例することから電
圧波形の計測を行っていたが、結晶１に入射するレーザ
光強度（すなわち、レーザパルス出力の高さ）が変動し
た場合には、パルス強度Ａに印加電圧に依存しない摂動
項δが加わってＡ（１±δ）となるため、差信号は、 S1−S2＝2A（１±δ）εαG1 …… 第式となり、印加電圧Ｖとの比例関係が崩れ、検出
した電圧信号には不確定要素が含まれることになる。こ
の場合の電気光学効果結晶11への電圧印加の有無によっ
て受光系からの２出力信号強度が相補的に変化する様子
は第３図で示される。
本実施例においては、上記の差動信号に加え、既に求
めてある信号S1、S2を用いて差動アンプ32により次式
に示す和信号（S1＋S2）を発生させる。
めてある信号S1、S2を用いて差動アンプ32により次式
に示す和信号（S1＋S2）を発生させる。
S1＋S2＝2A（１±δ）αG2（G2は加算ゲイン）…… そして、除算回路33によりこの和信号（S1＋S2）を用
いて差信号（S1−S2）を除算することにより、検出信号
Ｓは第式 となって、摂動項δの影響を取り除くことが可能とな
る。この場合、εは印加電圧Ｖと比例関係にあることか
ら、検出信号Ｓも印加電圧Ｖと比例関係にあり、予め という比例係数を計測しておけば、印加電圧をダイレク
トに知ることが可能となる。
いて差信号（S1−S2）を除算することにより、検出信号
Ｓは第式 となって、摂動項δの影響を取り除くことが可能とな
る。この場合、εは印加電圧Ｖと比例関係にあることか
ら、検出信号Ｓも印加電圧Ｖと比例関係にあり、予め という比例係数を計測しておけば、印加電圧をダイレク
トに知ることが可能となる。
以上説明したように、本実施例によれば、信号処理部
19において、受光部18より出力される２つの光強度信号
の和信号（S1＋S2）と差信号（S1−S2）を生成した後に
両者の除算（S1−S2）／（S1＋S2）を行うようにしてい
る。したがって、極めて簡単な回路構成によりレーザ光
強度の変動による信号強度の変化を補正することがで
き、電圧信号波形を高い精度で測定することができる。
19において、受光部18より出力される２つの光強度信号
の和信号（S1＋S2）と差信号（S1−S2）を生成した後に
両者の除算（S1−S2）／（S1＋S2）を行うようにしてい
る。したがって、極めて簡単な回路構成によりレーザ光
強度の変動による信号強度の変化を補正することがで
き、電圧信号波形を高い精度で測定することができる。
以上の第１実施例は、レーザ光強度の変動に起因する
検出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光
学系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を
電気的に生成した後、差信号を和信号で除算する除算回
路33を設けた例であるが、差動受光光学系から出力され
る２つの光量信号の差信号を電気的に生成した後、この
差信号を片側の出力信号で除算する回路を設けることに
より、レーザ光強度に依存する信号成分を除去するよう
にしてもよく、この例を次の第２実施例で示す。
検出信号強度の不安定性を補正するために、差動受光光
学系から出力される２つの光量信号の和信号と差信号を
電気的に生成した後、差信号を和信号で除算する除算回
路33を設けた例であるが、差動受光光学系から出力され
る２つの光量信号の差信号を電気的に生成した後、この
差信号を片側の出力信号で除算する回路を設けることに
より、レーザ光強度に依存する信号成分を除去するよう
にしてもよく、この例を次の第２実施例で示す。
第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例
を示す図であり、本実施例は信号処理部19の構成が一部
異なる他は第１実施例の回路構成と同様である。第２図
に示す第１実施例と同一構成部分には同一番号を付して
重複部分の説明を省略する。第４図において、信号処理
部41は、受光部18の電流−電圧変換アンプ22、23の出力
S1、S2が入力され、その差をとって差信号を生成する差
動アンプ（ゲインG1）31と、電流−電圧変換アンプ23の
出力S2が入力される差動アンプ（ゲインはG2）42と、生
成された差信号を一方の光強度信号で除算する除算回路
43と、を含んで構成される。
を示す図であり、本実施例は信号処理部19の構成が一部
異なる他は第１実施例の回路構成と同様である。第２図
に示す第１実施例と同一構成部分には同一番号を付して
重複部分の説明を省略する。第４図において、信号処理
部41は、受光部18の電流−電圧変換アンプ22、23の出力
S1、S2が入力され、その差をとって差信号を生成する差
動アンプ（ゲインG1）31と、電流−電圧変換アンプ23の
出力S2が入力される差動アンプ（ゲインはG2）42と、生
成された差信号を一方の光強度信号で除算する除算回路
43と、を含んで構成される。
以上の構成において、受光系（受光部18）で受光され
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（ε∝V:印加電圧）とすると、差動受光系か
ら出力される２つの信号S1、S2は前述したよう、第式
で示される。
るパルス光強度のピーク値をＡとする。また、結晶１に
電圧を印加した場合の電気光学効果に起因する光強度の
変化率をε（ε∝V:印加電圧）とすると、差動受光系か
ら出力される２つの信号S1、S2は前述したよう、第式
で示される。
本実施例では、差信号（S1−S2）の片側の信号（例え
ばS2）を用いて（この信号の片側の信号をS2′とする
と、S2′＝Ａ（１±δ）（１−ε）αG2、但し、G2はゲ
イン）差信号（S1−S2）を除算すると、1Vの印加電圧に
対する検出信号S1Vは次式で示される。
ばS2）を用いて（この信号の片側の信号をS2′とする
と、S2′＝Ａ（１±δ）（１−ε）αG2、但し、G2はゲ
イン）差信号（S1−S2）を除算すると、1Vの印加電圧に
対する検出信号S1Vは次式で示される。
そして、第式に示すように、摂動項δの影響を取り
除くことが可能となる（但し、Ｇ＝G1/G2）。しかし、
この場合S1VがＶと比例するのではなく、あくまでεが
Ｖと比例するだけである。そこで、印加電圧を変化させ
て、nvとし、 を求めておき、ε、Ｇを消去し、S1vがSnvに変わるとき
の比例係数を求めるようにする。この場合のε、Ｇは第
、式で示される。
除くことが可能となる（但し、Ｇ＝G1/G2）。しかし、
この場合S1VがＶと比例するのではなく、あくまでεが
Ｖと比例するだけである。そこで、印加電圧を変化させ
て、nvとし、 を求めておき、ε、Ｇを消去し、S1vがSnvに変わるとき
の比例係数を求めるようにする。この場合のε、Ｇは第
、式で示される。
したがって、未知の印加電圧kvに対する信号SKVから
ｋを求めるために、次式と上記第、式を用いると
ｋは第式で示される。
ｋを求めるために、次式と上記第、式を用いると
ｋは第式で示される。
上記の計算により、ｋを求めることにより印加電圧を
計算することができる。このようにして、レーザ光強度
の変動に影響されることなく、信号を検出することが可
能になり、高精度の計測装置を実現することができる。
計算することができる。このようにして、レーザ光強度
の変動に影響されることなく、信号を検出することが可
能になり、高精度の計測装置を実現することができる。
第１実施例のように差信号（S1−S2）を和信号（S1＋
S2）で除算する場合には回路のゲイン等を精度良く合わ
せ込んでやらないと誤差が生じてしまうことになるが、
本実施例では第、式に示したように求めるのは信号
Skvだけであるからたとえ誤差が含まれていても比例係
数に基づく関係式（第式）から印加電圧を求めること
により、該誤差を相殺することができ誤差の少ない測定
が可能になる。
S2）で除算する場合には回路のゲイン等を精度良く合わ
せ込んでやらないと誤差が生じてしまうことになるが、
本実施例では第、式に示したように求めるのは信号
Skvだけであるからたとえ誤差が含まれていても比例係
数に基づく関係式（第式）から印加電圧を求めること
により、該誤差を相殺することができ誤差の少ない測定
が可能になる。
本発明によれば、レーザ光源においてレーザ光強度が
変動することがあっても、レーザ光強度変動に影響され
ることなく、被測定対象の電圧信号波形を高精度で検出
することができる。
変動することがあっても、レーザ光強度変動に影響され
ることなく、被測定対象の電圧信号波形を高精度で検出
することができる。
第１〜３図は本発明に係る信号波形検出装置の第１実施
例を示す図であり、 第１図はその全体構成図、 第２図はその信号処理部の構成図、 第３図はその受光部からの２出力信号の電圧印加時の変
化を示す波形図、 第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例を
示すその信号処理部の構成図である。 １……信号波形検出装置、 ２……LSI駆動装置、 ３……被測定LSI、 3a……入出力端子、 ４……測定部、 11……電気光学効果結晶、 12……レーザ光源、 13……ドライバ、 14……レーザ光発生部、 15……ビームスプリッタ、 16……光走査部（走査手段）、 17……位置合わせ光学系、 18……受光部（受光手段）、 19、41……信号処理部（信号処理手段）、 20……制御部、 21……偏光ビームスプリッタ、 22、23……電流−電圧変換アンプ、 31、42……差動アンプ（信号生成手段）、 32……差動アンプ（信号生成手段）、 33、43……除算回路（除算手段）、 PD1、PD2……フォトダイオード。
例を示す図であり、 第１図はその全体構成図、 第２図はその信号処理部の構成図、 第３図はその受光部からの２出力信号の電圧印加時の変
化を示す波形図、 第４図は本発明に係る信号波形検出装置の第２実施例を
示すその信号処理部の構成図である。 １……信号波形検出装置、 ２……LSI駆動装置、 ３……被測定LSI、 3a……入出力端子、 ４……測定部、 11……電気光学効果結晶、 12……レーザ光源、 13……ドライバ、 14……レーザ光発生部、 15……ビームスプリッタ、 16……光走査部（走査手段）、 17……位置合わせ光学系、 18……受光部（受光手段）、 19、41……信号処理部（信号処理手段）、 20……制御部、 21……偏光ビームスプリッタ、 22、23……電流−電圧変換アンプ、 31、42……差動アンプ（信号生成手段）、 32……差動アンプ（信号生成手段）、 33、43……除算回路（除算手段）、 PD1、PD2……フォトダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−17170（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−28566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 15/00 - 15/26 G01R 31/28 - 31/3193
Claims (1)
- 【請求項１】被測定対象に接触若しくは接近可能で、レ
ーザ光の入射面に、所定の電圧が印加された透明電極が
形成されるとともに、他方の面に該レーザ光を反射する
反射面が形成され、誘起した電界強度により入射された
レーザ光の偏光状態を変化させる電気光学効果を有する
電気光学結晶と、 該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレーザ
光源と、 被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力
されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、 前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定
対象に発生する被測定電圧により誘起される被屈折性の
変化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、 受光手段から出力されるＸ軸方向成分およびＹ軸方向成
分の２つの光強度変化信号を電圧信号に変換する信号処
理手段と、を具備した信号波形検出装置であって、 前記信号処理手段は、前記２つの光強度信号の差信号を
生成する信号生成手段と、 該信号生成手段で生成した差信号を前記２つの光強度信
号のうちの何れか１つの光強度信号で除算する除算手段
と、を備え、 該差信号を生成した後、該差信号を前記１つの光強度信
号で除算することにより、前記レーザ光源において発生
するレーザ光強度の変動が検出信号に与える影響を除去
するようにした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 |
|---|---|---|---|
| JP1308408A JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1308408A JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03167479A JPH03167479A (ja) | 1991-07-19 |
| JP3005233B2 true JP3005233B2 (ja) | 2000-01-31 |
Family
ID=17980704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1308408A Expired - Fee Related JP3005233B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 信号波形検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3005233B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4706529B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2011-06-22 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | ワニス含浸状態の判定方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1308408A patent/JP3005233B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03167479A (ja) | 1991-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2571385B2 (ja) | 電圧検出装置 | |
| KR920009799B1 (ko) | 공간 필터식 속도 측정장치 | |
| JPH0573178B2 (ja) | ||
| JP3278460B2 (ja) | 電子部品内の電気信号測定用電気光学測定装置 | |
| JPH01286431A (ja) | 電気導体上の電圧波形の電気―光学的測定方法および装置 | |
| JP2001159665A (ja) | 集積回路デバイスの波形による精査のための二パルス利用型光干渉計 | |
| US4982151A (en) | Voltage measuring apparatus | |
| JP3005233B2 (ja) | 信号波形検出装置 | |
| JPH0695111B2 (ja) | 電圧検出装置 | |
| JP2947288B2 (ja) | 半導体集積回路用試験装置および該装置のプローブ位置制御方法 | |
| JP3154531B2 (ja) | 信号測定装置 | |
| JPH08146066A (ja) | 電気信号測定方法および装置 | |
| JP2020118498A (ja) | 電界センサ | |
| JP2001183398A (ja) | 測定信号出力装置 | |
| JPH0212852A (ja) | 集積回路診断装置 | |
| JPH0617770B2 (ja) | マ−ク検出機 | |
| JPH0743393A (ja) | 電圧測定方法 | |
| JPH0799376B2 (ja) | 電圧測定装置 | |
| JPH05196707A (ja) | 光式磁界センサ | |
| JP2837933B2 (ja) | 信号波形検出装置 | |
| JPH03100470A (ja) | 信号波形検出装置 | |
| JPH0485846A (ja) | 信号波形検出装置 | |
| JPH0634675A (ja) | 信号波形測定装置 | |
| JP2985898B2 (ja) | 電圧測定装置 | |
| JPH04236377A (ja) | 信号波形測定装置のプローブ高さ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |