JP3039822B2 - 信号波形検出装置 - Google Patents
信号波形検出装置Info
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- JP3039822B2 JP3039822B2 JP4032389A JP3238992A JP3039822B2 JP 3039822 B2 JP3039822 B2 JP 3039822B2 JP 4032389 A JP4032389 A JP 4032389A JP 3238992 A JP3238992 A JP 3238992A JP 3039822 B2 JP3039822 B2 JP 3039822B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学効果を利用して
高速度の電気信号波形を測定する信号波形検出装置に係
り、特に測定精度及び操作性の向上した信号波形検出装
置に関する。
高速度の電気信号波形を測定する信号波形検出装置に係
り、特に測定精度及び操作性の向上した信号波形検出装
置に関する。
【０００２】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
要不可欠になっている。しかしながら、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来ている。
で、素子内外の信号波形を正確に測定しておくことが必
要不可欠になっている。しかしながら、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来ている。
【０００３】一方、電気光学効果の高速応答性と、極め
て時間幅の短い光パルスがレーザを用いて作れることに
着目したＥＯ（Electro-Optical ；電気光学的）サンプ
リング技術が考案され、半導体素子基板結晶の電気光学
効果を用いて、高速信号が計測できることが確認されて
いる（例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou, "Subpico
second electronics sampling: principles and applic
ation", IEEE JOURNALOF QUANTUM ELECTRONICS, VOL.QE
-22, pp.69-78. 等）。
て時間幅の短い光パルスがレーザを用いて作れることに
着目したＥＯ（Electro-Optical ；電気光学的）サンプ
リング技術が考案され、半導体素子基板結晶の電気光学
効果を用いて、高速信号が計測できることが確認されて
いる（例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou, "Subpico
second electronics sampling: principles and applic
ation", IEEE JOURNALOF QUANTUM ELECTRONICS, VOL.QE
-22, pp.69-78. 等）。
【０００４】また、検出用結晶の上に被検ＬＳＩを積載
し、被験ＬＳＩの入出力ピンを電気光学結晶に接触させ
て、ＬＳＩ入出力信号の波形測定を行なう検出方式が出
願されている（特開平０１−２８５６６）が、更に、測
定精度及び安定度の向上が要望されている。
し、被験ＬＳＩの入出力ピンを電気光学結晶に接触させ
て、ＬＳＩ入出力信号の波形測定を行なう検出方式が出
願されている（特開平０１−２８５６６）が、更に、測
定精度及び安定度の向上が要望されている。
【０００５】
【従来の技術】ＥＯサンプリング技術により電圧波形の
測定を行なう場合、その検出信号が極めて微弱であるた
めに、ノイズを除去することが極めて重要である。多く
の場合、各種の方法を使って検出信号に被測定電圧に比
例した周期的な変調を与え、この変調周波数成分をロッ
クインアンプにより狭帯域増幅して検出する方式が取ら
れる。
測定を行なう場合、その検出信号が極めて微弱であるた
めに、ノイズを除去することが極めて重要である。多く
の場合、各種の方法を使って検出信号に被測定電圧に比
例した周期的な変調を与え、この変調周波数成分をロッ
クインアンプにより狭帯域増幅して検出する方式が取ら
れる。
【０００６】このようなロックインアンプを使用する方
法は、ノイズを除去し、高い電圧分解能を得るには極め
て有効であるが、電圧波形のエッジ部分探索のような、
必ずしも余り高い電圧分解能を必要としないが、速い測
定位相点の切り換えを必要とするような測定を行なう場
合には向かない。
法は、ノイズを除去し、高い電圧分解能を得るには極め
て有効であるが、電圧波形のエッジ部分探索のような、
必ずしも余り高い電圧分解能を必要としないが、速い測
定位相点の切り換えを必要とするような測定を行なう場
合には向かない。
【０００７】一方、電気光学結晶に印加された電圧によ
り、偏光状態の変化を受けた光パルスを光−電気変換器
により電気パルス信号に変換し、その電気パルスをロッ
クインアンプを使わずに所定のタイミングで直接Ａ／Ｄ
変換して被測定信号の電圧情報を得る方式がある。
り、偏光状態の変化を受けた光パルスを光−電気変換器
により電気パルス信号に変換し、その電気パルスをロッ
クインアンプを使わずに所定のタイミングで直接Ａ／Ｄ
変換して被測定信号の電圧情報を得る方式がある。
【０００８】この方式を取る場合、測定に必要とされる
電圧分解能に応じて繰り返し測定回数を設定し、その回
数だけ測定を行ない、測定結果の加算平均処理を行な
う。この処理を被測定波形に同期して行なう為に、レー
ザ光源のトリガのためのタイミング発生器、Ａ／Ｄ変換
器、及びＡ／Ｄ変換結果の加算処理を行なうハードウェ
ア機構が備えられている。
電圧分解能に応じて繰り返し測定回数を設定し、その回
数だけ測定を行ない、測定結果の加算平均処理を行な
う。この処理を被測定波形に同期して行なう為に、レー
ザ光源のトリガのためのタイミング発生器、Ａ／Ｄ変換
器、及びＡ／Ｄ変換結果の加算処理を行なうハードウェ
ア機構が備えられている。
【０００９】しかしながら、光学系の振動や特性変動、
並びに電気系の特性変動による雑音要素があると、単純
な加算平均処理では加算回数を増加した時の電圧分解能
の向上に飽和が生じる。これらの雑音要素は、被測定電
圧波形のある基準位相点の測定と測定したい位相点の測
定を交互に切り換え、それぞれの測定結果を加算平均
し、その結果の差を取って、基準位相点からの相対電位
を測定することが有効で、この切り換え時間を短くする
ほど上記の雑音要素を有効に除去することができる。
並びに電気系の特性変動による雑音要素があると、単純
な加算平均処理では加算回数を増加した時の電圧分解能
の向上に飽和が生じる。これらの雑音要素は、被測定電
圧波形のある基準位相点の測定と測定したい位相点の測
定を交互に切り換え、それぞれの測定結果を加算平均
し、その結果の差を取って、基準位相点からの相対電位
を測定することが有効で、この切り換え時間を短くする
ほど上記の雑音要素を有効に除去することができる。
【００１０】しかし、従来は、タイミング発生器や加算
処理を行なうハードウェアに、このようなタイミング切
り換え測定の機能を持っていなかったために、切り換え
操作をソフトウェアにより行なっていた。即ち、先ず基
準位相の測定を指定した回数だけハードウェアにより行
ない、その加算結果を取り込んで、次に測定位相の測定
を同様に行ない、その加算結果を取り込む、という切り
換え操作をソフトウェアにより行ない、この操作を要求
された電圧分解能を得るために必要な回数だけ行なって
いた。
処理を行なうハードウェアに、このようなタイミング切
り換え測定の機能を持っていなかったために、切り換え
操作をソフトウェアにより行なっていた。即ち、先ず基
準位相の測定を指定した回数だけハードウェアにより行
ない、その加算結果を取り込んで、次に測定位相の測定
を同様に行ない、その加算結果を取り込む、という切り
換え操作をソフトウェアにより行ない、この操作を要求
された電圧分解能を得るために必要な回数だけ行なって
いた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って、電気光学結晶
に印加された電圧により、偏光状態の変化を受けた光パ
ルスを光−電気変換器により電気パルス信号に変換し、
その電気パルスを所定のタイミングでＡ／Ｄ変換して被
測定信号の電圧情報を得る方式を採用した従来の信号波
形検出装置では、必要とされる電圧測定精度が高くない
場合には特に問題はないが、高い測定精度が必要な場合
には問題が生ずる。
に印加された電圧により、偏光状態の変化を受けた光パ
ルスを光−電気変換器により電気パルス信号に変換し、
その電気パルスを所定のタイミングでＡ／Ｄ変換して被
測定信号の電圧情報を得る方式を採用した従来の信号波
形検出装置では、必要とされる電圧測定精度が高くない
場合には特に問題はないが、高い測定精度が必要な場合
には問題が生ずる。
【００１２】即ち、測定精度を上げるためには、加算平
均回数を大きく取ることが不可欠であるが、ある位相点
におけるハードウェアによる加算回数を増加すると、任
意の位相点に対する測定時間が増加するため、上記の誤
差要因による測定誤差が増大し測定精度が向上しなくな
る。また、ハードウェアにより加算回数を減らし、その
分タイミング切り換えを多数回行ない、ソフトウェアに
より加算平均処理を行なうと、測定精度は向上するが、
ソフトウェア処理時間が長くなり、測定スピードが遅く
なる。このように、ソフトウェアにより切り換え処理を
行なう場合、高い測定精度と測定スピードを両立させる
ことができないという問題があった。
均回数を大きく取ることが不可欠であるが、ある位相点
におけるハードウェアによる加算回数を増加すると、任
意の位相点に対する測定時間が増加するため、上記の誤
差要因による測定誤差が増大し測定精度が向上しなくな
る。また、ハードウェアにより加算回数を減らし、その
分タイミング切り換えを多数回行ない、ソフトウェアに
より加算平均処理を行なうと、測定精度は向上するが、
ソフトウェア処理時間が長くなり、測定スピードが遅く
なる。このように、ソフトウェアにより切り換え処理を
行なう場合、高い測定精度と測定スピードを両立させる
ことができないという問題があった。
【００１３】本発明は、上記問題点を解決するもので、
電気光学結晶に印加された電圧により、偏光状態の変化
を受けた光パルスを光−電気変換器により電気パルス信
号に変換し、その電気パルスを所定のタイミングでＡ／
Ｄ変換して被測定信号の電圧情報を得る方式を採用した
信号波形検出装置において、高い測定精度で且つ高速な
測定が行なえ、結果として高い操作性を有する信号波形
検出装置を提供することを目的とする。
電気光学結晶に印加された電圧により、偏光状態の変化
を受けた光パルスを光−電気変換器により電気パルス信
号に変換し、その電気パルスを所定のタイミングでＡ／
Ｄ変換して被測定信号の電圧情報を得る方式を採用した
信号波形検出装置において、高い測定精度で且つ高速な
測定が行なえ、結果として高い操作性を有する信号波形
検出装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の特徴の信号波形検出装置は、図１に
示す如く、被測定対象２０を基本タイミング信号ＢＣＬ
に同期して動作させ、前記被測定対象２０に近接若しく
は接触させて配置した電気光学結晶６にレーザ光を照射
し、前記電気光学結晶６内部に誘起される電界強度の変
化を該結晶６内を反復往復する光の偏光状態の変化とし
て、該反射光を偏光分離した１対の信号光強度の差分量
を検出して、前記被測定対象２０に印加された電圧波形
の電圧情報を得る信号波形検出装置であって、前記基本
タイミング信号ＢＣＬに同期して、該信号の１周期また
は数周期おきに予め設定した２種の遅延時間τ1 、τ2
後に、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成するタイ
ミング発生部４０と、前記トリガＴＬにより照射された
レーザ光それぞれについて、前記信号光強度の差分量を
ディジタル量に変換し、該ディジタル量を設定された回
数だけ加算して保持する信号処理部３０とを有して構成
する。
に、本発明の第１の特徴の信号波形検出装置は、図１に
示す如く、被測定対象２０を基本タイミング信号ＢＣＬ
に同期して動作させ、前記被測定対象２０に近接若しく
は接触させて配置した電気光学結晶６にレーザ光を照射
し、前記電気光学結晶６内部に誘起される電界強度の変
化を該結晶６内を反復往復する光の偏光状態の変化とし
て、該反射光を偏光分離した１対の信号光強度の差分量
を検出して、前記被測定対象２０に印加された電圧波形
の電圧情報を得る信号波形検出装置であって、前記基本
タイミング信号ＢＣＬに同期して、該信号の１周期また
は数周期おきに予め設定した２種の遅延時間τ1 、τ2
後に、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成するタイ
ミング発生部４０と、前記トリガＴＬにより照射された
レーザ光それぞれについて、前記信号光強度の差分量を
ディジタル量に変換し、該ディジタル量を設定された回
数だけ加算して保持する信号処理部３０とを有して構成
する。
【００１５】また、本発明の第２の特徴は、図２及び図
３（１）に示す如く、請求項１に記載の信号波形検出装
置において、前記タイミング発生部４０は、前記基本タ
イミング信号ＢＣＬを前記２種の遅延時間τ1 、τ2 だ
け遅延させる２つの遅延回路４２、４３と、前記基本タ
イミング信号ＢＣＬを計数して前記２つの遅延回路４
２、４３の入力或いは出力を制御するカウンタ４１とを
有して構成する。
３（１）に示す如く、請求項１に記載の信号波形検出装
置において、前記タイミング発生部４０は、前記基本タ
イミング信号ＢＣＬを前記２種の遅延時間τ1 、τ2 だ
け遅延させる２つの遅延回路４２、４３と、前記基本タ
イミング信号ＢＣＬを計数して前記２つの遅延回路４
２、４３の入力或いは出力を制御するカウンタ４１とを
有して構成する。
【００１６】更に、本発明の第３の特徴は、図３（２）
に示す如く、請求項１に記載の信号波形検出装置におい
て、前記タイミング発生部４０は、前記基本タイミング
信号ＢＣＬを計数するカウンタ５１と、前記２種の遅延
量τ1 、τ2 を保持する２つのレジスタ５２、５３と、
前記カウンタ５１出力により前記２つのレジスタ５２、
５３の何れかを選択して当該遅延回路の遅延量とし、前
記基本タイミング信号ＢＣＬを遅延する遅延回路５４と
を有して構成する。
に示す如く、請求項１に記載の信号波形検出装置におい
て、前記タイミング発生部４０は、前記基本タイミング
信号ＢＣＬを計数するカウンタ５１と、前記２種の遅延
量τ1 、τ2 を保持する２つのレジスタ５２、５３と、
前記カウンタ５１出力により前記２つのレジスタ５２、
５３の何れかを選択して当該遅延回路の遅延量とし、前
記基本タイミング信号ＢＣＬを遅延する遅延回路５４と
を有して構成する。
【００１７】
【作用】本発明の信号波形検出装置では、図１に示す如
く、被測定対象２０を基本タイミング信号ＢＣＬに同期
して動作させ、一方、タイミング発生部４０で、基本タ
イミング信号ＢＣＬに同期して、該信号の１周期または
数周期おきに予め設定した２種の遅延時間τ1 、τ2 後
に、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成し、電気光
学結晶６にレーザ１からのレーザ光を照射し、電気光学
結晶６内部に誘起される電界強度の変化を該結晶６内を
反復往復する光の偏光状態の変化として、該反射光を偏
光分離した１対の信号光強度の差分量を検出して、これ
を信号処理部３０においてディジタル量に変換し、該デ
ィジタル量を設定された回数だけ加算して保持するよう
にしている。
く、被測定対象２０を基本タイミング信号ＢＣＬに同期
して動作させ、一方、タイミング発生部４０で、基本タ
イミング信号ＢＣＬに同期して、該信号の１周期または
数周期おきに予め設定した２種の遅延時間τ1 、τ2 後
に、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成し、電気光
学結晶６にレーザ１からのレーザ光を照射し、電気光学
結晶６内部に誘起される電界強度の変化を該結晶６内を
反復往復する光の偏光状態の変化として、該反射光を偏
光分離した１対の信号光強度の差分量を検出して、これ
を信号処理部３０においてディジタル量に変換し、該デ
ィジタル量を設定された回数だけ加算して保持するよう
にしている。
【００１８】タイミング発生部４０は、例えば図２のよ
うに構成して、２つの遅延回路４２、４３により基本タ
イミング信号ＢＣＬをそれぞれの遅延時間τ1 、τ2 だ
け遅延させ、カウンタ４１出力により２つの遅延回路４
２、４３の入力或いは出力を制御して、レーザ１を駆動
させるトリガＴＬを生成する。
うに構成して、２つの遅延回路４２、４３により基本タ
イミング信号ＢＣＬをそれぞれの遅延時間τ1 、τ2 だ
け遅延させ、カウンタ４１出力により２つの遅延回路４
２、４３の入力或いは出力を制御して、レーザ１を駆動
させるトリガＴＬを生成する。
【００１９】また、図３（２）に示すように構成して、
カウンタ５１出力により、レジスタ５２、５３に保持さ
れた２種の遅延量τ1 、τ2 の内、何れかを選択して遅
延回路５４の遅延量とし、基本タイミング信号ＢＣＬを
遅延して、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成す
る。
カウンタ５１出力により、レジスタ５２、５３に保持さ
れた２種の遅延量τ1 、τ2 の内、何れかを選択して遅
延回路５４の遅延量とし、基本タイミング信号ＢＣＬを
遅延して、レーザ１を駆動させるトリガＴＬを生成す
る。
【００２０】従って、基準位相及び測定位相を２種の遅
延時間τ1 、τ2 により設定し、この基準位相及び測定
位相の間でハードウェア的にタイミング切り換えを行な
っているので、被測定電圧波形に同期したタイミング切
り換えによる測定が可能となり、ソフトウェアによる処
理時間の無駄を省いてノイズを除去する測定を行なうこ
とができ、高精度測定と測定スピードの両立が可能とな
る。
延時間τ1 、τ2 により設定し、この基準位相及び測定
位相の間でハードウェア的にタイミング切り換えを行な
っているので、被測定電圧波形に同期したタイミング切
り換えによる測定が可能となり、ソフトウェアによる処
理時間の無駄を省いてノイズを除去する測定を行なうこ
とができ、高精度測定と測定スピードの両立が可能とな
る。
【００２１】
【実施例】次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。第１実施例 図１に本発明の第１実施例に係る信号波形検出装置の構
成図を示す。
説明する。第１実施例 図１に本発明の第１実施例に係る信号波形検出装置の構
成図を示す。
【００２２】同図において、本実施例の信号波形検出装
置は、ＥＯサンプリング技術によりＬＳＩ入出力信号の
測定を行なうもので、大きく被測定系、光学系、及び電
気系から構成されている。
置は、ＥＯサンプリング技術によりＬＳＩ入出力信号の
測定を行なうもので、大きく被測定系、光学系、及び電
気系から構成されている。
【００２３】被測定系は、測定対象であるＬＳＩ１０、
ＬＳＩ１０を搭載するテストボード９、及びＬＳＩ駆動
装置２３から成り、ＬＳＩ駆動装置２３からの基本タイ
ミング信号ＢＣＬでＬＳＩ１０及びテストボード９は駆
動している。
ＬＳＩ１０を搭載するテストボード９、及びＬＳＩ駆動
装置２３から成り、ＬＳＩ駆動装置２３からの基本タイ
ミング信号ＢＣＬでＬＳＩ１０及びテストボード９は駆
動している。
【００２４】また光学系は、ＬＳＩ入出力ピンに取付け
られた接触ピン８及び光反射電極７により被測定系に接
触して配置され、電圧によって複屈折性を有する電気光
学結晶６と、この電気光学結晶６に入射させるレーザ光
を発生するレーザ光源１と、レーザ光を平行化するコリ
メータ等の光学素子２、ビームスプリッタ３、スキャナ
４、及びアナライザ１１と、アナライザにより偏光分離
されたレーザ光の光量を電気信号に変換するディテクタ
１２及び１３とから構成されている。
られた接触ピン８及び光反射電極７により被測定系に接
触して配置され、電圧によって複屈折性を有する電気光
学結晶６と、この電気光学結晶６に入射させるレーザ光
を発生するレーザ光源１と、レーザ光を平行化するコリ
メータ等の光学素子２、ビームスプリッタ３、スキャナ
４、及びアナライザ１１と、アナライザにより偏光分離
されたレーザ光の光量を電気信号に変換するディテクタ
１２及び１３とから構成されている。
【００２５】更に電気系は、ディテクタ１２及び１３か
らの２つの信号の電圧の差分を増幅する差動増幅回路２
１と、検出信号１０３をディジタル信号に変換して該デ
ィジタル量を設定された回数だけ加算して保持する信号
処理部３０と、基本タイミング信号ＢＣＬに同期して、
該信号の１周期または数周期おきに予め設定した２種の
遅延時間τ1 及びτ2 後に、レーザ１を駆動させるレー
ザトリガＴＬを生成するタイミング発生部４０と、これ
ら動作を制御する制御装置２２から構成されている。
らの２つの信号の電圧の差分を増幅する差動増幅回路２
１と、検出信号１０３をディジタル信号に変換して該デ
ィジタル量を設定された回数だけ加算して保持する信号
処理部３０と、基本タイミング信号ＢＣＬに同期して、
該信号の１周期または数周期おきに予め設定した２種の
遅延時間τ1 及びτ2 後に、レーザ１を駆動させるレー
ザトリガＴＬを生成するタイミング発生部４０と、これ
ら動作を制御する制御装置２２から構成されている。
【００２６】また、本実施例の信号処理部３０及びタイ
ミング発生部４０の詳細構成図を図２に示す。同図にお
いて、タイミング発生部４０は、基本タイミング信号Ｂ
ＣＬを２種の遅延時間τ1 及びτ2 だけ遅延させる２つ
の遅延回路４２及び４３と、基本タイミング信号ＢＣＬ
のパルスを計数するカウンタ４１とから構成されてい
る。カウンタ４１の出力は、遅延回路４２及び４３の入
力をそれぞれＡＮＤゲート４４及び４５により制御す
る。つまり、基本タイミング信号ＢＣＬのパルスは、遅
延回路４２及び４３に交互に与えられることとなる。ま
た、遅延回路４２の出力は第１加算処理器３２を駆動す
る加算トリガＴＡ１であり、遅延回路４３の出力は第２
加算処理器３３を駆動する加算トリガＴＡ２であり、こ
れらの論理和をＯＲゲート４６で取ったものがレーザ１
を駆動するレーザトリガＴＬ、並びにＡ／Ｄ変換器３１
を駆動するＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤである。
ミング発生部４０の詳細構成図を図２に示す。同図にお
いて、タイミング発生部４０は、基本タイミング信号Ｂ
ＣＬを２種の遅延時間τ1 及びτ2 だけ遅延させる２つ
の遅延回路４２及び４３と、基本タイミング信号ＢＣＬ
のパルスを計数するカウンタ４１とから構成されてい
る。カウンタ４１の出力は、遅延回路４２及び４３の入
力をそれぞれＡＮＤゲート４４及び４５により制御す
る。つまり、基本タイミング信号ＢＣＬのパルスは、遅
延回路４２及び４３に交互に与えられることとなる。ま
た、遅延回路４２の出力は第１加算処理器３２を駆動す
る加算トリガＴＡ１であり、遅延回路４３の出力は第２
加算処理器３３を駆動する加算トリガＴＡ２であり、こ
れらの論理和をＯＲゲート４６で取ったものがレーザ１
を駆動するレーザトリガＴＬ、並びにＡ／Ｄ変換器３１
を駆動するＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤである。
【００２７】また、信号処理部３０は、検出信号１０３
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３１と、レー
ザトリガＴＬの内、遅延時間τ1 のパルスに対する測定
結果１０５を所定の回数だけ加算して保持する第１加算
処理器３２と、遅延時間τ2のパルスに対する測定結果
１０５を所定の回数だけ加算して保持する第２加算処理
器３３とから構成され、加算トリガＴＡ１、加算トリガ
ＴＡ２、及びＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤは、それぞれタイ
ミング調整回路３４、３５、及び３６によりタイミング
調整されている。
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３１と、レー
ザトリガＴＬの内、遅延時間τ1 のパルスに対する測定
結果１０５を所定の回数だけ加算して保持する第１加算
処理器３２と、遅延時間τ2のパルスに対する測定結果
１０５を所定の回数だけ加算して保持する第２加算処理
器３３とから構成され、加算トリガＴＡ１、加算トリガ
ＴＡ２、及びＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤは、それぞれタイ
ミング調整回路３４、３５、及び３６によりタイミング
調整されている。
【００２８】次に、本実施例の信号波形検出装置の動作
を、図３に示す各部信号の信号波形を参照して説明す
る。本実施例の動作の概略は、先ず、信号光の偏光状態
変化を検出するために、信号光を偏光分離した後に各偏
光成分を個別にディテクタ１２及び１３により受光す
る。受光した信号は電流信号として取り出されるため、
電圧信号に変換した後に差動増幅回路２１に入力され
る。差動増幅回路２１の出力をＡ／Ｄ変換回路３１でＡ
／Ｄ変換し、加算処理部３２及び３３により所定回数の
加算処理を行なった後、ホストに加算結果１０６及び１
０７を渡して演算処理を行ない、被測定電圧の波形が検
出される。
を、図３に示す各部信号の信号波形を参照して説明す
る。本実施例の動作の概略は、先ず、信号光の偏光状態
変化を検出するために、信号光を偏光分離した後に各偏
光成分を個別にディテクタ１２及び１３により受光す
る。受光した信号は電流信号として取り出されるため、
電圧信号に変換した後に差動増幅回路２１に入力され
る。差動増幅回路２１の出力をＡ／Ｄ変換回路３１でＡ
／Ｄ変換し、加算処理部３２及び３３により所定回数の
加算処理を行なった後、ホストに加算結果１０６及び１
０７を渡して演算処理を行ない、被測定電圧の波形が検
出される。
【００２９】本実施例の信号波形検出装置においては、
光学系や電気系の雑音要素を除去するために、被測定電
圧波形（図３（１）参照）のある基準位相点（Ｔ1 ）の
測定と測定したい位相点（Ｔ2 ）の測定を交互に高速に
切り換え、それぞれの測定結果を加算平均し、その結果
の差を取って、基準位相点からの相対電位を測定してい
る。
光学系や電気系の雑音要素を除去するために、被測定電
圧波形（図３（１）参照）のある基準位相点（Ｔ1 ）の
測定と測定したい位相点（Ｔ2 ）の測定を交互に高速に
切り換え、それぞれの測定結果を加算平均し、その結果
の差を取って、基準位相点からの相対電位を測定してい
る。
【００３０】つまり、タイミング発生部４０において、
ＬＳＩ駆動装置２３から被測定系を駆動する基本タイミ
ング信号ＢＣＬ（図３（２）参照）を取り込み、カウン
タ４１でパルスを計数し、予め決められた回数、または
プログラマブルカウンタを使用する場合には、制御装置
２２から指定された回数おきに出力を反転する。この信
号により２つの遅延回路４２及び４３が交互に選択さ
れ、所定の遅延時間τ1及びτ2 だけ遅らせた信号が得
られ、これらが第１加算処理器３２を駆動する加算トリ
ガＴＡ１、並びに第２加算処理器３３を駆動する加算ト
リガＴＡ２となる。またこれら信号ＴＡ１及びＴＡ２の
論理和は、レーザ１を駆動するレーザトリガＴＬ（図３
（３）参照）、並びにＡ／Ｄ変換器３１を駆動するＡ／
Ｄ変換トリガＴＡＤとなる。
ＬＳＩ駆動装置２３から被測定系を駆動する基本タイミ
ング信号ＢＣＬ（図３（２）参照）を取り込み、カウン
タ４１でパルスを計数し、予め決められた回数、または
プログラマブルカウンタを使用する場合には、制御装置
２２から指定された回数おきに出力を反転する。この信
号により２つの遅延回路４２及び４３が交互に選択さ
れ、所定の遅延時間τ1及びτ2 だけ遅らせた信号が得
られ、これらが第１加算処理器３２を駆動する加算トリ
ガＴＡ１、並びに第２加算処理器３３を駆動する加算ト
リガＴＡ２となる。またこれら信号ＴＡ１及びＴＡ２の
論理和は、レーザ１を駆動するレーザトリガＴＬ（図３
（３）参照）、並びにＡ／Ｄ変換器３１を駆動するＡ／
Ｄ変換トリガＴＡＤとなる。
【００３１】一方、信号処理部３０においては、Ａ／Ｄ
変換トリガＴＡＤをタイミング調整回路３６により調整
したトリガＴＡＤ’（図３（５）参照）により、検出信
号１０３（図３（４）参照）をＡ／Ｄ変換し、その結果
が２つの加算処理器３２及び３３に入力されて加算され
る。即ち、レーザトリガＴＬの内、遅延時間τ1 のパル
スに対する測定結果１０５が、第１加算処理器３２にお
いて、加算トリガＴＡ１をタイミング調整回路３４によ
り調整したトリガＴＡ１’（図３（６）参照）により所
定の回数だけ加算して保持され、また遅延時間τ2 のパ
ルスに対する測定結果１０５が、第２加算処理器３３に
おいて、加算トリガＴＡ２をタイミング調整回路３５に
より調整したトリガＴＡ２’（図３（７）参照）により
所定の回数だけ加算して保持される。
変換トリガＴＡＤをタイミング調整回路３６により調整
したトリガＴＡＤ’（図３（５）参照）により、検出信
号１０３（図３（４）参照）をＡ／Ｄ変換し、その結果
が２つの加算処理器３２及び３３に入力されて加算され
る。即ち、レーザトリガＴＬの内、遅延時間τ1 のパル
スに対する測定結果１０５が、第１加算処理器３２にお
いて、加算トリガＴＡ１をタイミング調整回路３４によ
り調整したトリガＴＡ１’（図３（６）参照）により所
定の回数だけ加算して保持され、また遅延時間τ2 のパ
ルスに対する測定結果１０５が、第２加算処理器３３に
おいて、加算トリガＴＡ２をタイミング調整回路３５に
より調整したトリガＴＡ２’（図３（７）参照）により
所定の回数だけ加算して保持される。
【００３２】尚この場合、測定位相（Ｔ2 ）を設定する
遅延回路４３の遅延時間τ2 は可変でなければならない
が、基準位相（Ｔ1 ）を設定する遅延回路４２の遅延時
間τ 1 は可変であっても固定されたものでもよく、更
に、省く構成も可能である。
遅延回路４３の遅延時間τ2 は可変でなければならない
が、基準位相（Ｔ1 ）を設定する遅延回路４２の遅延時
間τ 1 は可変であっても固定されたものでもよく、更
に、省く構成も可能である。
【００３３】また、本実施例の変形例として、図２にお
けるタイミング発生部４０の構成を、図４（１）に示す
ように、カウンタ４１の出力による２つの遅延回路４２
及び４３の選択を、遅延回路４２及び４３の出力側にＡ
ＮＤゲート回路４４及び４５を設置して行なう構成で実
現することが考えられる。
けるタイミング発生部４０の構成を、図４（１）に示す
ように、カウンタ４１の出力による２つの遅延回路４２
及び４３の選択を、遅延回路４２及び４３の出力側にＡ
ＮＤゲート回路４４及び４５を設置して行なう構成で実
現することが考えられる。
【００３４】第２実施例 図４（２）に本発明の第２実施例に係る信号波形検出装
置のタイミング発生部の詳細構成図を示す。
置のタイミング発生部の詳細構成図を示す。
【００３５】タイミング発生部５０は、基本タイミング
信号ＢＣＬを計数するカウンタ５１と、２種の遅延量τ
1 及びτ2 を保持する２つのレジスタ５２及び５３と、
カウンタ５１出力とレジスタ５２及び５３の出力の論理
積を取ることにより２つのレジスタ５２及び５３の何れ
かを選択して当該遅延回路の遅延量として設定し、基本
タイミング信号ＢＣＬを遅延する遅延回路５４とから構
成されている。
信号ＢＣＬを計数するカウンタ５１と、２種の遅延量τ
1 及びτ2 を保持する２つのレジスタ５２及び５３と、
カウンタ５１出力とレジスタ５２及び５３の出力の論理
積を取ることにより２つのレジスタ５２及び５３の何れ
かを選択して当該遅延回路の遅延量として設定し、基本
タイミング信号ＢＣＬを遅延する遅延回路５４とから構
成されている。
【００３６】本実施例では、遅延回路５４の出力は、レ
ーザ１を駆動するレーザトリガＴＬ、並びにＡ／Ｄ変換
器３１を駆動するＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤであり、第１
加算処理器３２を駆動する加算トリガＴＡ１、並びに第
２加算処理器３３を駆動する加算トリガＴＡ２は、この
遅延回路５４出力に再びカウンタ５１出力との論理積を
取った結果となる。
ーザ１を駆動するレーザトリガＴＬ、並びにＡ／Ｄ変換
器３１を駆動するＡ／Ｄ変換トリガＴＡＤであり、第１
加算処理器３２を駆動する加算トリガＴＡ１、並びに第
２加算処理器３３を駆動する加算トリガＴＡ２は、この
遅延回路５４出力に再びカウンタ５１出力との論理積を
取った結果となる。
【００３７】本実施例では、遅延回路が１つで済む利点
がある。以上のように第１実施例及び第２実施例では、
測定位相を基準位相と測定位相の間でハードウェア的に
タイミング切り換えを行ない、それぞれの結果を加算
し、結果を格納するレジスタを信号処理部３０に設ける
ことにより、被測定電圧波形に同期したタイミング切り
換え測定が可能となり、ソフトウェアによる処理時間の
無駄を省いて、ノイズを除去する測定を行なうことがで
き、高精度測定と測定スピードの両立が可能となる。
がある。以上のように第１実施例及び第２実施例では、
測定位相を基準位相と測定位相の間でハードウェア的に
タイミング切り換えを行ない、それぞれの結果を加算
し、結果を格納するレジスタを信号処理部３０に設ける
ことにより、被測定電圧波形に同期したタイミング切り
換え測定が可能となり、ソフトウェアによる処理時間の
無駄を省いて、ノイズを除去する測定を行なうことがで
き、高精度測定と測定スピードの両立が可能となる。
【００３８】また、第１実施例及び第２実施例のような
ＬＳＩ入出力信号を測定する場合、被測定電圧の周波数
は最低でも１００ｋＨｚ程度であり、測定タイミングを
１周期毎に切り換えて測定を行なえば、１００ｋＨｚ以
下のノイズを除去でき、振動や特性変動によるノイズの
みならず１／ｆノイズも除去され、極めて有効である。
ＬＳＩ入出力信号を測定する場合、被測定電圧の周波数
は最低でも１００ｋＨｚ程度であり、測定タイミングを
１周期毎に切り換えて測定を行なえば、１００ｋＨｚ以
下のノイズを除去でき、振動や特性変動によるノイズの
みならず１／ｆノイズも除去され、極めて有効である。
【００３９】また第１実施例及び第２実施例において、
基本タイミング信号ＢＣＬを計数するカウンタは、トグ
ルフリップフロップ等の１回おきに出力を反転するもの
であってもよいし、ある固定された回数おきに出力を反
転するものであってもよいし、プログラマブルカウンタ
を使用して、外部からの信号により回数を設定可能にし
てもよい。また、カウンタへの入力は基本タイミング信
号入力部から取り込んでいるが、レーザトリガ出力部か
ら取り込んでもよい。
基本タイミング信号ＢＣＬを計数するカウンタは、トグ
ルフリップフロップ等の１回おきに出力を反転するもの
であってもよいし、ある固定された回数おきに出力を反
転するものであってもよいし、プログラマブルカウンタ
を使用して、外部からの信号により回数を設定可能にし
てもよい。また、カウンタへの入力は基本タイミング信
号入力部から取り込んでいるが、レーザトリガ出力部か
ら取り込んでもよい。
【００４０】尚、第１実施例及び第２実施例の構成は、
被測定電圧情報の乗った検出信号に対してのみでなく、
光量信号に対しても同様に適用して、測定結果の光量規
格化に使用してもよい。
被測定電圧情報の乗った検出信号に対してのみでなく、
光量信号に対しても同様に適用して、測定結果の光量規
格化に使用してもよい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の信号波形
検出装置によれば、被測定対象を基本タイミング信号に
同期して動作させ、一方、タイミング発生部で、基本タ
イミング信号に同期して、該信号の１周期または数周期
おきに予め設定した２種の遅延時間後に、レーザを駆動
させるトリガを生成し、電気光学結晶にレーザからのレ
ーザ光を照射し、電気光学結晶内部に誘起される電界強
度の変化を該結晶内を反復往復する光の偏光状態の変化
として、該反射光を偏向分離した１対の信号光強度の差
分量を検出して、これを信号処理部においてディジタル
量に変換し、該ディジタル量を設定された回数だけ加算
して保持することとしたので、基準位相及び測定位相を
２種の遅延時間により設定し、この基準位相及び測定位
相の間でハードウェア的にタイミング切り換えを行なう
こととなり、被測定電圧波形に同期したタイミング切り
換えによる測定が可能となり、ソフトウェアによる処理
時間の無駄を省いてノイズを除去する測定を行なうこと
ができ、高い測定精度で且つ高速な測定が可能となり、
結果として高い操作性を有する信号波形検出装置を提供
することができる。
検出装置によれば、被測定対象を基本タイミング信号に
同期して動作させ、一方、タイミング発生部で、基本タ
イミング信号に同期して、該信号の１周期または数周期
おきに予め設定した２種の遅延時間後に、レーザを駆動
させるトリガを生成し、電気光学結晶にレーザからのレ
ーザ光を照射し、電気光学結晶内部に誘起される電界強
度の変化を該結晶内を反復往復する光の偏光状態の変化
として、該反射光を偏向分離した１対の信号光強度の差
分量を検出して、これを信号処理部においてディジタル
量に変換し、該ディジタル量を設定された回数だけ加算
して保持することとしたので、基準位相及び測定位相を
２種の遅延時間により設定し、この基準位相及び測定位
相の間でハードウェア的にタイミング切り換えを行なう
こととなり、被測定電圧波形に同期したタイミング切り
換えによる測定が可能となり、ソフトウェアによる処理
時間の無駄を省いてノイズを除去する測定を行なうこと
ができ、高い測定精度で且つ高速な測定が可能となり、
結果として高い操作性を有する信号波形検出装置を提供
することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る信号波形検出装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の信号処理部及びタイミン
グ発生部の詳細構成図である。
グ発生部の詳細構成図である。
【図３】本発明の第１実施例の信号波形検出装置の動作
説明図である。
説明図である。
【図４】図４（１）は本発明の第１実施例の変形例に係
る信号波形検出装置のタイミング発生部の詳細構成図で
あり、図４（２）は本発明の第２実施例に係る信号波形
検出装置のタイミング発生部の詳細構成図である。
る信号波形検出装置のタイミング発生部の詳細構成図で
あり、図４（２）は本発明の第２実施例に係る信号波形
検出装置のタイミング発生部の詳細構成図である。
１…レーザ ２…光学素子 ３…ビームスプリッタ ４…スキャナ ５…ガラス ６…ＥＯ（電気光学）結晶 ７…光反射電極 ８…接触ピン ９…テストボード １０…ＬＳＩ １１…アナライザ １２、１３…ディテクタ ２０…被測定対象 ２１…差ぬ増幅器 ２２…制御装置 ２３…ＬＳＩ駆動装置 ３０…信号処理部 ３１…Ａ／Ｄ変換器 ３２、３３…加算処理器 ３４、３５、３６…タイミング調整回路 ４０、４０’、５０…タイミング発生部 ４１、５１…カウンタ ４２、４３、５４…遅延回路 ４４、４５、５５、５６、５７、５８…ＡＮＤゲート ４６…ＯＲゲート ５２、５３…レジスタ １０３…検出信号 １０５…測定結果 １０６、１０７…加算結果 ＢＣＬ…基本タイミング信号 ＴＬ…レーザトリガ ＴＡ１、ＴＡ１’、ＴＡ２、ＴＡ２’…加算トリガ ＴＡＤ、ＴＡＤ’…Ａ／Ｄトリガ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−28567（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−131772（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−307379（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−295046（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/302 G01R 15/24 G01R 19/00 H01L 21/66
Claims (3)
- 【請求項１】 被測定対象（２０）を基本タイミング信
号（ＢＣＬ）に同期して動作させ、前記被測定対象（２
０）に近接若しくは接触させて配置した電気光学結晶
（６）にレーザ光を照射し、前記電気光学結晶（６）内
部に誘起される電界強度の変化を該結晶（６）内を反復
往復する光の偏光状態の変化として、該反射光を偏光分
離した１対の信号光強度の差分量を検出して、前記被測
定対象（２０）に印加された電圧波形の電圧情報を得る
信号波形検出装置であって、 前記基本タイミング信号（ＢＣＬ）に同期して、該信号
の１周期または数周期おきに予め設定した２種の遅延時
間（τ1 、τ2 ）後に、レーザ（１）を駆動させるトリ
ガ（ＴＬ）を生成するタイミング発生部（４０）と、 前記トリガ（ＴＬ）により照射されたレーザ光それぞれ
について、前記信号光強度の差分量をディジタル量に変
換し、該ディジタル量を設定された回数だけ加算して保
持する信号処理部（３０）とを有することを特徴とする
信号波形検出装置。 - 【請求項２】 前記タイミング発生部（４０）は、前記
基本タイミング信号（ＢＣＬ）を前記２種の遅延時間
（τ1 、τ2 ）だけ遅延させる２つの遅延回路（４２、
４３）と、前記基本タイミング信号（ＢＣＬ）を計数し
て前記２つの遅延回路（４２、４３）の入力或いは出力
を制御するカウンタ（４１）とを有することを特徴とす
る請求項１に記載の信号波形検出装置。 - 【請求項３】 前記タイミング発生部（４０）は、前記
基本タイミング信号（ＢＣＬ）を計数するカウンタ（５
１）と、前記２種の遅延量（τ1 、τ2 ）を保持する２
つのレジスタ（５２、５３）と、前記カウンタ（５１）
出力により前記２つのレジスタ（５２、５３）の何れか
を選択して当該遅延回路の遅延量とし、前記基本タイミ
ング信号（ＢＣＬ）を遅延する遅延回路（５４）とを有
することを特徴とする請求項１に記載の信号波形検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032389A JP3039822B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 信号波形検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4032389A JP3039822B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 信号波形検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05232148A JPH05232148A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3039822B2 true JP3039822B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=12357601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4032389A Expired - Fee Related JP3039822B2 (ja) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | 信号波形検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3039822B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP4032389A patent/JP3039822B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05232148A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000215 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |