JP3553522B2 - Semiconductor device test system - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイスの周波数特性やレベル(パワー)特性等の各種特性を測定する半導体デバイステストシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば移動体通信機器、ITS(intelligent transport systems) のアンプ、ミキサ、スイッチなどの複合デバイスで構成される半導体デバイスは、半導体デバイステストシステム(以下、テストシステムと略称する)を用いて周波数特性やレベル(パワー)特性等が測定される。
【0003】
図8は従来のテストシステムのブロック図である。図8に示すように、半導体デバイスの周波数特性やレベル(パワー)特性を測定するには、パソコン等の処理装置50と、信号発生器51と、送信機テスタ(特性測定装置)52とがGP−IBインターフェース53で接続されたテストシステム54が用いられる。
【0004】
処理装置50は、信号発生器51及び送信機テスタ52にそれぞれ測定周波数及びレベルの設定情報をGP−IBコマンドで出力する。信号発生器51は、設定された周波数及びレベルで信号を発生して半導体デバイスに出力する。送信機テスタ52は、信号発生器51と同様に設定された周波数で半導体デバイスの特性を測定し、レベル取得要求に対して測定したレベルを処理装置50に出力する。
【0005】
そして、処理装置50は、特性測定に必要な周波数(例えば10MHz〜3000MHzまでの10MHzステップの300回)分だけ信号発生器51及び送信機テスタ52の測定周波数及びレベルの設定情報をGP−IBコマンドで設定する。
【0006】
これにより、半導体デバイスの周波数特性やレベル特性が、所定の周波数範囲に渡って自動的に測定される。
【0007】
ところで、この種のテストシステム54において、半導体デバイスの高調波測定を行う場合は、信号発生器及び送信機テスタの周波数を、基本波、2次高調波、3次高調波…といったように、順次周波数を切り替えて測定を行っていた。
【0008】
ここで、図9はPDC(Personal Digital Cellular) の高調波測定を行った場合のタイムチャートの一例を示している。すなわち、図9は、周波数F1(893MHz),F2(925MHz),F3(958MHz)を基本波として、各周波数F1〜F3を3次高調波まで測定した場合の例である。なお、図9の例では、周波数切替時間を40ms、1周波数当たりのFFT(fast Fourier transform :高速フーリエ変換)演算時間を30msとしている。
【0009】
図9に示すように、従来のテストシステム54では、まず、最初の70msで周波数F1に切り替え設定してFFT演算を行う。続く70msで周波数F1*2(F1の2次高調波)に切り替え設定してFFT演算を行う。さらに、次の70msで周波数F1*3(F1の3次高調波)に切り替え設定してFFT演算を行う。以下、同様にして、周波数をF2,F2*2(F2の2次高調波),F2*3(F2の3次高調波),F3,F3*2(F3の2次高調波),F3*3(F3の3次高調波)に順次切り替え設定して各周波数毎にFFT演算を行う。
【0010】
従って、従来のテストシステム54において、図9に示すようなPDCの高調波測定を行った場合、各周波数毎に周波数切替時間とFFT演算時間の合計時間70msの時間を要し、全体の測定時間として70ms×9回=630msの時間を要していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のテストシステム54では、周波数を順次切り替え設定してFFT演算を行うことにより高調波測定される。そして、送信機テスタでの周波数切り替えが遅いことも加わって、全体の測定時間が長くなるとともに、n次高調波の測定を一度に行うことができなかった。
【0012】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、n次高調波まで一度に測定でき、処理の高速化を図ることができる半導体デバイステストシステムを提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、半導体デバイスDUTからの信号の測定周波数に応じてローカル信号の周波数を周波数てい倍した信号と、前記半導体デバイスからの信号とを混合した中間周波数信号を出力する周波数てい倍混合手段11を有する高調波モジュール4と、
前記高調波モジュールから出力される中間周波数信号のデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するデータ処理部25とを備えた半導体デバイステストシステム1において、
前記データ処理部は、前記中間周波数信号をデジタルデータに変換するA/D変換部27と、該A/D変換部で変換されたデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するプロセッサからなる処理部28とが対をなして複数組備え、
前記高調波モジュール4と前記複数のA/D変換部との間には、何れか一つのA/D変換部を前記高調波モジュールと電気的に接続させるA/D変換部切替手段29が設けられており、
前記複数のA/D変換部を順次切替制御し、前記複数の処理部による信号処理を並列して行うことを特徴とする。
【0014】
請求項2の発明は、半導体デバイス(DUT)からの信号の測定周波数に応じてローカル信号の周波数を周波数てい倍した信号と、前記半導体デバイスからの信号とを混合した中間周波数信号を出力する周波数てい倍混合手段(11)を有する高調波モジュール(4)と、
前記高調波モジュールから出力される中間周波数信号のデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するデータ処理部(25)とを備えた半導体デバイステストシステム(1)において、
前記データ処理部は、前記中間周波数信号をデジタルデータに変換するA/D変換部(27)と、該A/D変換部で変換されたデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するプロセッサからなる複数の処理部(28)とを備え、
前記複数の処理部による信号処理を並列して行うことを特徴とする。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の半導体デバイステストシステムにおいて、
前記周波数てい倍混合手段(11)は、サンプラ、ハーモニックミキサ、又はマルチプライヤとミキサとの組み合わせの何れかで構成されることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1は本発明によるテストシステムの概略構成を示す図、図2は同システムの内部構成を示すブロック図、図3は同システムの送信機テスタの内部構成を示すブロック図である。
【0018】
本例のテストシステム1は、処理装置2、信号発生器3、高調波モジュール4、送信機テスタ(特性測定装置)5を備えて構成される。
【0019】
被測定物としての半導体デバイスDUTは、例えば移動体通信機器、ITS(intelligent transport systems) のアンプ、ミキサ、スイッチなどの複合デバイスで構成される。半導体デバイスDUTは、不図示のテストフィクスチャに装着された状態で信号ケーブルを介して信号発生器3に電気的に接続されるとともに、高調波モジュール4を介して送信機テスタ5に電気的に接続される。
【0020】
処理装置2は、例えばパソコンなどの端末装置で構成され、CPU2a、測定データが格納されるデータ格納手段2bの他、制御プログラム等が格納されるROM,RAM等を有している。
【0021】
また、処理装置2は、GP−IBやRS223C等のインターフェースを備え、信号発生器3、高調波モジュール4及び送信機テスタ5のそれぞれの設定テーブルに制御手順(制御方法)を登録している。
【0022】
すなわち、処理装置2は、測定開始前の時期にGP−IBやRS223C等のインターフェースを介して、測定条件に基づく初期設定用の各種パラメータを信号発生器3、高調波モジュール4及び送信機テスタ5に送出し設定する。このパラメータとしては、特性測定を行う周波数帯域、測定周波数ステップ、各周波数でのレベル等がある。
【0023】
信号発生器3は、図2に示すように、半導体デバイスDUTに供給される試験用の信号(測定用信号)を発生出力する信号発生手段6を備えている。この信号発生手段6は、手順格納手段7に設定された測定条件に基づき発生出力する信号が制御される。
【0024】
手順格納手段7は、処理装置2から送出された初期設定のパラメータに基づき、信号発生手段6から出力する信号の周波数、レベルを所定の周波数帯域で所定の周波数ステップ毎に複数設定する。この設定内容は設定テーブル7aに格納される。
【0025】
同期手段8は、トリガ用インターフェースを備え、処理装置2からのトリガ(単パルスのトリガ信号)に基づいて測定開始を制御し、信号発生手段6から信号を発生出力している。そして、同期手段8は、測定開始後にトリガ用インターフェースを介して処理装置2からトリガを受信する毎に、設定テーブル7aに設定された信号の周波数とレベルを各周波数ステップ毎に順次読み出して信号発生手段6に出力することを繰り返す。
【0026】
高調波モジュール4は、図1及び図2に示すように、ローカル信号源9、切替手段10、周波数てい倍混合手段11を備えている。
【0027】
ローカル信号源(LO信号源)9は、高調波測定時に周波数てい倍混合手段11に入力するローカル信号、又は通常の半導体デバイスDUTの周波数特性やパワー(レベル)測定時に送信機テスタ5に入力するローカル信号を発生出力するものである。このローカル信号源9は、図2に示すように、信号発生手段12、手順格納手段13、同期手段14を備えている。
【0028】
信号発生手段12は、周波数てい倍混合手段11又は送信機テスタ5に対してローカル信号を供給している。この信号発生手段12は、手順格納手段13に設定された測定条件に基づき発生出力する信号が制御される。
【0029】
手順格納手段13は、処理装置2から送出された初期設定のパラメータに基づき、信号発生手段12から出力する信号の周波数、レベルを所定の周波数帯域で所定の周波数ステップ毎に複数設定する。この設定内容は設定テーブル13aに格納される。
【0030】
同期手段14は、トリガ用インターフェースを備え、処理装置2からのトリガに基づいて測定開始を制御し、信号発生手段12から信号を発生出力している。そして、同期手段14は、測定開始後に処理装置2からのトリガ(単パルスのトリガ信号)を受信する毎に、設定テーブル13aに設定された信号の周波数とレベルを各周波数ステップ毎に順次読み出して信号発生手段12に出力することを繰り返す。
【0031】
切替手段10は、半導体デバイスDUTからの信号を、直接送信機テスタ5に入力するか、周波数てい倍混合手段11を経由して送信機テスタ5に入力するかの切り替えを行っている。この切替手段10は、処理装置2からの制御信号によって切替制御される。本例では、半導体デバイスDUTの高調波測定を行う場合、切替手段10の接点が周波数てい倍混合手段11側に切り替えられる。
【0032】
周波数てい倍混合手段11は、サンプラ、ハーモニックミキサ等の単品、マルチプライヤ(周波数てい倍器)とミキサの組み合わせ等で構成される。この周波数てい倍混合手段11では、LO信号源9からの信号LOのn倍と、半導体デバイスDUTからのRF信号とを加算・減算し、中間周波数信号IFとして出力している。
【0033】
例えば、半導体デバイスDUTから入力される信号RFに1000MHZ(基本波)、2000MHz(2次高調波)、3000Mz(3次高調波)が含まれているとする。
【0034】
今、信号RFと混合される信号LOを110.53MHzとすると、IF=LO×n±RF×mより、その要部前後の信号のみを抽出すると、
IF0x=ABS(1000MHz−110.53MHz×10)=105.3MHz
IF1x=ABS(1000MHz−110.53MHz×9)=5.23MHz
IF2x=ABS(1000MHz−110.53MHz×8)=115.76MHz
IF0y=ABS(2000MHz−110.53MHz×19)=100.07MHz
IF1y=ABS(2000MHz−110.53MHz×18)=10.46MHz
IF2y=ABS(2000MHz−110.53MHz×17)=120.99MHz
IF0z=ABS(3000MHz−110.53MHz×28)=94.84MHz
IF1z=ABS(3000MHz−110.53MHz×27)=15.69MHz
IF2z=ABS(3000MHz−110.53MHz×26)=126.22MHzとなる。
【0035】
なお、上記説明では、説明を判りやすくするため、半導体デバイスDUTから1000MHzを基本波とする信号RFが周波数てい倍混合手段11に入力されるものとしているが、実際のPDCの高調波測定では、893MHz,925MHz,958MHzを基本波とする信号が半導体デバイスDUTから周波数てい倍混合手段11に入力される。また、W−CDMAの高調波測定では、1920MHz,1950MHz,1980MHzを基本波とする信号が半導体デバイスDUTから周波数てい倍混合手段11に入力される。
【0036】
そして、上記周波数てい倍混合手段11から出力される信号IFをLPFに通すと、IFxyz成分である低周波数のみが取り出され、IFxyz成分が合成された波形となる。
【0037】
その後、上記波形を後述する送信機テスタ5のデータ処理部へ取り込み、FFT(fast Fourier transform :高速フーリエ変換)演算すれば、IFxからIFzまでの信号を分離でき、この値より信号RFのレベルが換算できる。その結果、一度のデータ取り込みとFFT演算でn次高調波までを高速に測定できる。
【0038】
なお、周波数てい倍混合手段11から出力される信号IFは、次数(n)が低い程信号のレベルが高く、このレベルの高い信号をカットしないと十分なダイナミックレンジが取れない。このため、周波数てい倍混合手段11の後段に帯域制限用のLPFを設けるのが好ましい。上記例におけるLPFは、100MHz付近の信号をカットし、20MHz以下の信号を通過させている。
【0039】
送信機テスタ4は、上記周波数てい倍混合手段11からの中間周波数信号IFに基づく半導体デバイスDUTの高調波測定を含め、半導体デバイスDUTの周波数特性やレベル(パワー)特性を測定する信号測定手段15を備えている。信号測定手段15は、手順格納手段16に設定された測定条件に基づき測定周波数別の測定を行う。
【0040】
手順格納手段16は、処理装置2から送出された初期設定のパラメータに基づき、信号測定手段15で測定する信号を所定の周波数帯域で所定の周波数ステップ毎に複数設定する。この設定内容は設定テーブル16aに格納される。
【0041】
同期手段17は、トリガ用インタフェースを備え、処理装置2からのトリガ(単パルスのトリガ信号)に基づいて信号測定手段15での測定開始を制御する。そして、同期手段17は、測定開始後に処理装置2からのトリガを受信する毎に、設定テーブル16aに設定された信号の周波数を各周波数ステップ毎に順次読み出して信号測定手段15に出力することを繰り返す。
【0042】
さらに、送信機テスタ5は、図3に示すように、データ処理部25、表示部26を備えている。
【0043】
データ処理部25は、A/D変換部27、処理部28を備えている。A/D変換部27は、周波数てい倍混合手段11により変換されLPFにより帯域制限された中間周波数信号IF、又は半導体デバイスDUTから直接入力されて周波数変換された中間周波数信号IFをデジタルデータに変換している。
【0044】
処理部28は、データ記憶部28a、信号処理部28bを備えており、例えばDSPなどのプロセッサで構成される。データ記憶部28aは、A/D変換部27により変換されたデジタルデータを記憶し格納している。信号処理部28bは、データ記憶部28aに格納されたデジタルデータを信号処理し、この処理結果を表示部26に表示している。また、信号処理部28bは、周波数てい倍混合手段11を経由して入力される信号IFを処理する場合、A/D変換部27からのデジタルデータをFFT解析し、高調波が合成された時間波形を周波数軸上に変換して高調波成分を分離し、周波数とレベルの解析を行っている。
【0045】
図4は上記のように構成されるテストシステム1の測定動作を示すフローチャートである。
【0046】
本例のテストシステム1では、測定開始で処理装置2が測定開始のトリガを出力すると、信号発生器3は設定テーブル7aに格納されている開始時の周波数及びレベルを信号発生手段6に設定する。信号発生手段6は、この周波数及びレベルの信号を発生出力する(SP1)。
【0047】
送信機テスタ5は、処理装置2から出力されたトリガの入力に基づき、設定テーブル16aに格納されている開始時の周波数を信号測定手段15に設定する。
【0048】
LO信号源9は、処理装置2から出力されたトリガの入力に基づき、設定テーブル13aに格納されている開始時の周波数を信号発生手段12に設定する。以上の設定により、送信機テスタ5の信号測定手段15は、この周波数における半導体デバイスDUTの出力レベルを測定する(SP2)。これにより、測定開始周波数における測定が行われる。
【0049】
次に、信号発生器3は、処理装置2からのトリガが入力される都度、設定テーブル7aに格納されている次の周波数及びレベルで信号発生させる。また、LO信号源9は、処理装置2からのトリガが入力される都度、設定テーブル13aに格納されている周波数を信号発生手段12に設定する。そして、送信機テスタ5は、処理装置2のトリガが入力される都度、設定テーブル16aに格納されている次の周波数での半導体デバイスの測定が行われる。
【0050】
以降、信号発生器3、送信機テスタ5及びLO信号源9に対する処理装置2からのトリガの入力により、最後の設定周波数に至るまで、所定周波数ステップでの測定が自動実行される(SP3)。
【0051】
上記測定において、半導体デバイスDUTの高調波測定を行う場合には、処理装置2からの制御信号により、切替手段10の接点が周波数てい倍混合手段11側に切替制御される。これにより、周波数てい倍混合手段11には、LO信号源9からの信号LOと、半導体デバイスDUTからの信号RFが入力される。周波数てい倍混合手段11は、LO信号源9からの信号LOのn倍と信号RFとを加算・減算し、中間周波数信号IFとして出力する。この中間周波数信号IFは、帯域制限フィルタ(ローパスフィルタ:LPF)により低周波数のみが通過して送信機テスタ5のデータ処理部25に入力される。データ処理部25のA/D変換部27では、LPFより入力される信号をデジタルデータに変換する。この変換されたデジタルデータは、信号処理部28bによってFFT解析される。これにより、高調波成分を分離して周波数とレベルの解析が行われる。
【0052】
ここで、図5は図3の構成を採用した送信機テスタ4を含む本例のテストシステムにおいて、周波数F1,F2,F3のそれぞれに対して3次高調波まで測定した場合の高調波測定時間の一例を示すタイムチャートである。
【0053】
すなわち、図5はPDC(Personal Digital Cellular) の高調波測定において、周波数F1(893MHz),F2(925MHz),F3(958MHz)を基本波として、各周波数F1〜F3を3次高調波まで測定した場合の例である。
【0054】
なお、図5は図9と比較する意味で、図9と同様に、周波数の切替時間を40ms、1周波数当たりのFFT演算時間を30msとしている。
【0055】
そして、この図5の例では、まず、最初の70msで周波数をF1に切り替え設定してFFT演算を行う。このとき、周波数F1の2次高調波(F1*2)及び3次高調波(F1*3)は、周波数F1の測定時に一緒に送信機テスタ5のデータ処理部25に出力される。これにより、周波数F1の高調波F1*2,F1*3への周波数切替時間が削減され、次の60msでF1*2及びF1*3のFFT演算を行う。以下、同様にして、F2とその2次高調波(F2*2)及び3次高調波(F2*3)、F3とその2次高調波(F3*2)及び3次高調波(F3*3)に関する測定を行う。この例の場合、図9の例と比較して、210msだけ処理時間を短縮することができる。
【0056】
ところで、上述したテストシステム1では、図3に示す送信機テスタ5の1組のデータ処理部25により、高調波モジュール4からの中間周波数信号IFを処理するものとして説明したが、図6に示す構成により信号処理を行うようにしてもよい。
【0057】
図6の例におけるデータ処理部25は、A/D変換部27と処理部28が対をなして3組備えて構成される。各A/D変換部27(27A,27B,27C)は、A/D変換部切替手段29の切替選択によりLPFと接続されているときに、周波数てい倍混合手段11からLPFを介して入力される信号IFをデジタルデータに変換している。
【0058】
各処理部28(28A,28B,28C)は、データ記憶部28a、信号処理部28bを備えており、例えばDSPで構成される。データ記憶部28aは、対をなすA/D変換部27により変換されたデジタルデータを記憶し格納している。信号処理部28bは、データ記憶部28aに格納されたデジタルデータを信号処理(FFT(fast Fourier transform :高速フーリエ変換)演算)し、この処理結果を表示部26に表示している。
【0059】
A/D変換部切替手段29は、高速切り替え可能なスイッチで構成され、LPFと複数のA/D変換部27との間に設けられる。A/D変換部切替手段29は、処理装置2からの制御信号により接点が切替制御され、LPFと何れか一つのA/D変換部27とを電気的に接続させている。
【0060】
ここで、図7は図6の構成を採用した送信機テスタ4を含む本例のテストシステムにおいて、周波数F1,F2,F3のそれぞれに対して3次高調波まで測定した場合の高調波測定時間の一例を示すタイムチャートである。
【0061】
すなわち、図7はPDCの高調波測定において、周波数F1(893MHz),F2(925MHz),F3(958MHz)を基本波として、各周波数F1〜F3を3次高調波まで測定した場合の例である。
【0062】
なお、図7の例では、図9と比較する意味で、図9と同様に、周波数の切替時間を40ms、1周波数当たりのFFT演算時間を30msとしている。また、A/D変換部27の切替時間は、周波数の切替時間と比較して極短時間(例えば1ms程度)で行われるため、図面上では省略している。
【0063】
そして、図7の例では、まず、最初の70msの間に周波数をF1に切り替え設定してFFT演算を行う。このとき、周波数F1の2次高調波(F1*2)及び3次高調波(F1*3)は、周波数F1の測定時に一緒に送信機テスタ5のデータ処理部25に出力される。従って、A/D変換部27(27A,27B,27C)を順次高速に切り替え、上記F1のFFT演算と並列して、F1*2及びF1*3のFFT演算を行う。以下、同様にして、F2とその2次高調波(F2*2)及び3次高調波(F2*3)、F3とその2次高調波(F3*2)及び3次高調波(F3*3)に関する測定を行う。
【0064】
従って、図7の例によれば、図5の例よりも更に処理時間の高速化が図れ、図9の例と比較して、420msだけ処理時間を大幅に短縮することができる。
【0065】
なお、本例のテストシステムでは、基本波が測定周波数として設定されると、この基本波の高調波も一緒に周波数てい倍混合手段11から出力されるので、図6の構成におけるA/D変換部切替手段29と、A/D変換部27B,27Cを省略することもできる。すなわち、データ処理部25を、A/D変換部27と、複数の処理部28(28A,28B,28C)で構成する。これにより、A/D変換部27の切替時間も削減することができる。
【0066】
このように、本例のテストシステム1によれば、測定周波数の基本波に周波数を設定して測定を行ったときに基本波の高調波の信号を一緒に出力することができる。このため、高調波に対する周波数の切替時間を削減でき、従来よりも処理時間を短縮できる。しかも、n次高調波まで一度の処理で高速に周波数特性、レベル(パワー)特性の測定を行うことができる。
【0067】
また、図6の構成を採用した送信機テスタ4を含むテストシステムのように、FFT解析による高調波成分の分離の信号処理を並列して行う構成とすれば、より測定時間を短縮でき、測定の高速化を図ることができる。
【0068】
ところで、上記実施の形態では、高調波モジュール4からの信号を送信機テスタ5に入力し、送信機テスタ5内のデータ処理部25で高調波成分に分離して測定を行う構成としているが、高調波モジュール4からの信号を処理装置2に入力し、処理装置2内にデジタルデータとして取り込んで制御部(DSP)により高調波成分に分離して測定を行う構成としてもよい。
【0069】
また、本例のテストシステムでは、信号発生器3から半導体デバイスに信号を供給し、これに伴って半導体デバイスから出力される信号の測定を行うものとしているが、例えば発振器のように自身が信号を出力するものにも採用することができる。
【0070】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、測定周波数の基本波に周波数を設定して測定を行ったときに基本波の高調波の信号を一緒に出力することができる。このため、高調波に対する周波数の切替時間を削減でき、従来よりも処理時間を短縮できる。しかも、n次高調波まで一度の処理で高速に測定を行うことができる。
【0071】
また、FFT解析による高調波成分の分離の信号処理を並列して行うことにより、より測定時間を短縮でき、測定の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるテストシステムの概略構成を示す図
【図2】本発明によるテストシステムの内部構成を示すブロック図
【図3】本発明によるテストシステムの送信機テスタの内部構成を示すブロック図
【図4】本発明によるテストシステムの測定動作を示すフローチャート
【図5】図3の構成を採用した送信機テスタを含む本発明によるテストシステムにおいて、周波数F1,F2,F3のそれぞれに対して3次高調波まで測定した場合の高調波測定時間の一例を示すタイムチャート
【図6】送信機テスタの内部構成の他の例を示すブロック図
【図7】図6の構成を採用した送信機テスタを含む本発明によるテストシステムにおいて、周波数F1,F2,F3のそれぞれに対して3次高調波まで測定した場合の高調波測定時間の一例を示すタイムチャート
【図8】従来のテストシステムのブロック図
【図9】従来のテストシステムにおいて、周波数F1,F2,F3のそれぞれに対して3次高調波まで測定した場合の高調波測定時間の一例を示すタイムチャート
【符号の説明】
1…テストシステム、4…高調波モジュール、11…周波数てい倍混合手段、25…データ処理部、27(27A,27B,27C)…A/D変換部、28(28A,28B,28C)…処理部、DUT…半導体デバイス。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device test system for measuring various characteristics such as a frequency characteristic and a level (power) characteristic of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
For example, a semiconductor device including a mobile communication device, a composite device such as an amplifier, a mixer, and a switch of ITS (intelligent transport systems) uses a semiconductor device test system (hereinafter, abbreviated as a test system) to obtain frequency characteristics and levels. (Power) characteristics and the like are measured.
[0003]
FIG. 8 is a block diagram of a conventional test system. As shown in FIG. 8, in order to measure the frequency characteristics and level (power) characteristics of a semiconductor device, a processing device 50 such as a personal computer, a
[0004]
The processing device 50 outputs the setting information of the measurement frequency and the level to the
[0005]
Then, the processing device 50 transmits the measurement frequency and level setting information of the
[0006]
Thus, the frequency characteristics and the level characteristics of the semiconductor device are automatically measured over a predetermined frequency range.
[0007]
By the way, when the harmonic measurement of the semiconductor device is performed in this type of
[0008]
Here, FIG. 9 shows an example of a time chart in the case where a PDC (Personal Digital Cellular) harmonic measurement is performed. That is, FIG. 9 shows an example in which each of the frequencies F1 to F3 is measured up to the third harmonic using the frequencies F1 (893 MHz), F2 (925 MHz), and F3 (958 MHz) as fundamental waves. In the example of FIG. 9, the frequency switching time is 40 ms, and the FFT (fast Fourier transform: fast Fourier transform) calculation time per frequency is 30 ms.
[0009]
As shown in FIG. 9, in the
[0010]
Therefore, when the harmonic measurement of the PDC as shown in FIG. 9 is performed in the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device test system capable of measuring up to the nth harmonic at a time and increasing the processing speed.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 changes the frequency of a local signal according to the measurement frequency of a signal from a semiconductor device DUT.A harmonic module 4 having frequency multiplying means 11 for outputting an intermediate frequency signal obtained by mixing the frequency multiplied signal and the signal from the semiconductor device;
A
The data processing unit includes an A /
A / D converter switching means 29 for electrically connecting any one of the A / D converters to the harmonic module is provided between the harmonic module 4 and the plurality of A / D converters. Has been
The plurality of A / D converters are sequentially switched and controlled, and the signal processing by the plurality of processing units is performed in parallel.It is characterized by the following.
[0014]
The invention of
A semiconductor device test system (1) comprising: a data processing unit (25) for performing FFT analysis on digital data of an intermediate frequency signal output from the harmonic module to separate harmonic components;
An A / D converter for converting the intermediate frequency signal into digital data; and a processor for performing FFT analysis on the digital data converted by the A / D converter to separate harmonic components. And a plurality of processing units (28) comprising
Perform signal processing by the plurality of processing units in parallelIt is characterized by the following.
[0015]
The invention of
The frequency multiplying means (11) is constituted by any of a sampler, a harmonic mixer, or a combination of a multiplier and a mixer.It is characterized by the following.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a test system according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the system, and FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a transmitter tester of the system.
[0018]
The test system 1 of the present example includes a
[0019]
A semiconductor device DUT as an object to be measured is composed of, for example, a composite device such as a mobile communication device, an amplifier of ITS (intelligent transport systems), a mixer, and a switch. The semiconductor device DUT is electrically connected to a
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
That is, the
[0023]
As shown in FIG. 2, the
[0024]
The procedure storage means 7 sets a plurality of frequencies and levels of the signal output from the signal generation means 6 in a predetermined frequency band at predetermined frequency steps based on the parameters of the initial setting transmitted from the
[0025]
The synchronizing means 8 has a trigger interface, controls the start of measurement based on a trigger (single pulse trigger signal) from the
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the harmonic module 4 includes a
[0027]
A local signal source (LO signal source) 9 is a local signal input to the frequency doubler 11 at the time of harmonic measurement, or is input to the
[0028]
The
[0029]
The procedure storage means 13 sets a plurality of frequencies and levels of the signal output from the signal generation means 12 in a predetermined frequency band at predetermined frequency steps based on the parameters of the initial setting transmitted from the
[0030]
The synchronizing means 14 has a trigger interface, controls the start of measurement based on a trigger from the
[0031]
The switching
[0032]
The frequency multiplier mixing means 11 is composed of a single product such as a sampler or a harmonic mixer, or a combination of a multiplier (frequency multiplier) and a mixer. The frequency multiplication unit 11 adds / subtracts n times the signal LO from the
[0033]
For example, it is assumed that the signal RF input from the semiconductor device DUT includes 1000 MHZ (fundamental wave), 2000 MHz (second harmonic), and 3000 Mz (third harmonic).
[0034]
Now, assuming that the signal LO mixed with the signal RF is 110.53 MHz, only the signals before and after the main part are extracted from IF = LO × n ± RF × m.
IF0x = ABS (1000 MHz−110.53 MHz × 10) = 105.3 MHz
IF1x = ABS (1000 MHz−110.53 MHz × 9) =5.23MHz
IF2x = ABS (1000 MHz−110.53 MHz × 8) = 115.76 MHz
IF0y = ABS (2000MHz-110.53MHz x19) = 100.07 MHz
IF1y = ABS (2000MHz-110.53MHz x18) = 10.46 MHz
IF2y = ABS (2000MHz-110.53MHz x17) = 120.99 MHz
IF0z = ABS (3000MHz-110.53MHz x28) = 94.84 MHz
IF1z = ABS (3000MHz-110.53MHz x27) = 15.69 MHz
IF2z = ABS (3000MHz-110.53MHz x26) = 126.22 MHz.
[0035]
In the above description, in order to make the description easy to understand, it is assumed that a signal RF having a fundamental frequency of 1000 MHz is input from the semiconductor device DUT to the frequency multiplying / mixing means 11, but in an actual PDC harmonic measurement, Signals having fundamental waves of 893 MHz, 925 MHz, and 958 MHz are input to the frequency doubler 11 from the semiconductor device DUT. In the harmonic measurement of W-CDMA, a signal having fundamental frequencies of 1920 MHz, 1950 MHz and 1980 MHz is input from the semiconductor device DUT to the frequency doubler 11.
[0036]
Then, when the signal IF output from the frequency doubler 11 is passed through the LPF, only the low frequency, which is the IFxyz component, is extracted, and a waveform in which the IFxyz component is synthesized is obtained.
[0037]
After that, if the above-mentioned waveform is taken into a data processing unit of the
[0038]
The signal IF output from the frequency multiplying / mixing means 11 has a higher signal level as the order (n) is lower, and a sufficient dynamic range cannot be obtained unless a signal having this higher level is cut. For this reason, it is preferable to provide an LPF for band limitation at the subsequent stage of the frequency doubler 11. The LPF in the above example cuts a signal near 100 MHz and passes a signal of 20 MHz or less.
[0039]
The transmitter tester 4 is a
[0040]
The procedure storage means 16 sets a plurality of signals to be measured by the signal measuring means 15 at predetermined frequency steps in a predetermined frequency band based on the parameters of the initial setting sent from the
[0041]
The
[0042]
Further, the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
FIG. 4 is a flowchart showing the measurement operation of the test system 1 configured as described above.
[0046]
In the test system 1 of the present example, when the
[0047]
The
[0048]
The
[0049]
Next, the
[0050]
Thereafter, when a trigger is input from the
[0051]
In the above measurement, when performing the harmonic measurement of the semiconductor device DUT, the contact of the switching means 10 is switched and controlled to the frequency double mixing means 11 side by the control signal from the
[0052]
Here, FIG. 5 shows a harmonic measurement time when measuring up to the third harmonic for each of the frequencies F1, F2, and F3 in the test system of the present example including the transmitter tester 4 employing the configuration of FIG. 6 is a time chart showing an example of the above.
[0053]
That is, FIG. 5 shows that in the harmonic measurement of the PDC (Personal Digital Cellular), the frequencies F1 (893 MHz), F2 (925 MHz), and F3 (958 MHz) are used as fundamental waves, and the frequencies F1 to F3 are measured up to the third harmonic. This is an example of the case.
[0054]
In FIG. 5, as compared with FIG. 9, similarly to FIG. 9, the frequency switching time is 40 ms, and the FFT operation time per frequency is 30 ms.
[0055]
In the example of FIG. 5, first, the frequency is switched to F1 in the first 70 ms, and the FFT operation is performed. At this time, the second harmonic (F1 * 2) and the third harmonic (F1 * 3) of the frequency F1 are output to the
[0056]
By the way, in the test system 1 described above, the description has been given assuming that the intermediate frequency signal IF from the harmonic module 4 is processed by the set of
[0057]
The
[0058]
Each processing unit 28 (28A, 28B, 28C) includes a
[0059]
The A / D converter switching means 29 is constituted by a switch capable of high-speed switching, and is provided between the LPF and the plurality of A /
[0060]
Here, FIG. 7 shows a harmonic measurement time when measuring up to the third harmonic for each of the frequencies F1, F2, and F3 in the test system of the present example including the transmitter tester 4 employing the configuration of FIG. 6 is a time chart showing an example of the above.
[0061]
That is, FIG. 7 shows an example in which the frequencies F1 (893 MHz), F2 (925 MHz), and F3 (958 MHz) are used as fundamental waves in the PDC harmonic measurement, and the frequencies F1 to F3 are measured up to the third harmonic. .
[0062]
In the example of FIG. 7, the frequency switching time is set to 40 ms, and the FFT operation time per frequency is set to 30 ms, similarly to FIG. 9 in comparison with FIG. 9. The switching time of the A /
[0063]
Then, in the example of FIG. 7, first, the frequency is switched to F1 during the first 70 ms, and the FFT operation is performed. At this time, the second harmonic (F1 * 2) and the third harmonic (F1 * 3) of the frequency F1 are output to the
[0064]
Therefore, according to the example of FIG. 7, the processing time can be further shortened as compared with the example of FIG. 5, and the processing time can be significantly reduced by 420 ms as compared with the example of FIG.
[0065]
In the test system of this example, when the fundamental wave is set as the measurement frequency, the harmonics of the fundamental wave are output together from the frequency multiplication means 11, so that the A / D conversion in the configuration of FIG. The unit switching means 29 and the A / D converters 27B and 27C can be omitted. That is, the
[0066]
As described above, according to the test system 1 of the present example, when the measurement is performed with the frequency set to the fundamental wave of the measurement frequency, a signal of a harmonic of the fundamental wave can be output together. For this reason, the switching time of the frequency with respect to the harmonic can be reduced, and the processing time can be reduced as compared with the related art. In addition, the frequency characteristic and the level (power) characteristic can be measured at high speed by a single process up to the nth harmonic.
[0067]
Further, if the signal processing for separating the harmonic components by the FFT analysis is performed in parallel as in a test system including the transmitter tester 4 employing the configuration of FIG. Can be speeded up.
[0068]
By the way, in the above embodiment, the signal from the harmonic module 4 is input to the
[0069]
In the test system of the present example, a signal is supplied from the
[0070]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, when a measurement is performed with the frequency set to the fundamental wave of the measurement frequency, a signal of a harmonic of the fundamental wave can be output together. For this reason, the switching time of the frequency with respect to the harmonic can be reduced, and the processing time can be reduced as compared with the related art. In addition, it is possible to perform high-speed measurement up to the nth harmonic by one process.
[0071]
In addition, by performing signal processing for separating harmonic components by FFT analysis in parallel, the measurement time can be further reduced, and the measurement can be speeded up.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a test system according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a test system according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing an internal configuration of a transmitter tester of the test system according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a measurement operation of the test system according to the present invention.
5 shows an example of a harmonic measurement time when measuring up to the third harmonic for each of the frequencies F1, F2, and F3 in the test system according to the present invention including the transmitter tester employing the configuration of FIG. Time chart shown
FIG. 6 is a block diagram showing another example of the internal configuration of the transmitter tester.
FIG. 7 is an example of a harmonic measurement time when measuring up to the third harmonic for each of the frequencies F1, F2, and F3 in the test system according to the present invention including the transmitter tester employing the configuration of FIG. Time chart shown
FIG. 8 is a block diagram of a conventional test system.
FIG. 9 is a time chart showing an example of a harmonic measurement time when measuring up to the third harmonic for each of the frequencies F1, F2, and F3 in the conventional test system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Test system, 4 ... Harmonic module, 11 ... Frequency frequency mixing means, 25 ... Data processing part, 27 (27A, 27B, 27C) ... A / D conversion part, 28 (28A, 28B, 28C) ... Processing Section, DUT ... Semiconductor device.
Claims (3)
前記高調波モジュールから出力される中間周波数信号のデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するデータ処理部(25)とを備えた半導体デバイステストシステム(1)において、
前記データ処理部は、前記中間周波数信号をデジタルデータに変換するA/D変換部(27)と、該A/D変換部で変換されたデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するプロセッサからなる処理部(28)とが対をなして複数組備え、
前記高調波モジュール(4)と前記複数のA/D変換部との間には、何れか一つのA/D変換部を前記高調波モジュールと電気的に接続させるA/D変換部切替手段(29)が設けられており、
前記複数のA/D変換部を順次切替制御し、前記複数の処理部による信号処理を並列して行うことを特徴とする半導体デバイステストシステム。 Frequency multiplying means (11) for outputting an intermediate frequency signal obtained by mixing a signal obtained by multiplying the frequency of a local signal in accordance with a measured frequency of a signal from a semiconductor device (DUT) with a signal from the semiconductor device; A harmonic module (4) having
A semiconductor device test system (1) comprising: a data processing unit (25) for performing FFT analysis on digital data of an intermediate frequency signal output from the harmonic module to separate harmonic components ;
An A / D converter for converting the intermediate frequency signal into digital data; and a processor for performing FFT analysis on the digital data converted by the A / D converter to separate harmonic components. A plurality of processing units (28) comprising
A / D converter switching means for electrically connecting any one of the A / D converters to the harmonic module between the harmonic module (4) and the plurality of A / D converters. 29) is provided,
A semiconductor device test system, wherein the plurality of A / D converters are sequentially switched and controlled, and signal processing by the plurality of processing units is performed in parallel .
前記高調波モジュールから出力される中間周波数信号のデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するデータ処理部(25)とを備えた半導体デバイステストシステム(1)において、
前記データ処理部は、前記中間周波数信号をデジタルデータに変換するA/D変換部(27)と、該A/D変換部で変換されたデジタルデータをFFT解析して高調波成分を分離するプロセッサからなる複数の処理部(28)とを備え、
前記複数の処理部による信号処理を並列して行うことを特徴とする半導体デバイステストシステム。 Frequency multiplying means (11) for outputting an intermediate frequency signal obtained by mixing a signal obtained by multiplying the frequency of a local signal in accordance with a measured frequency of a signal from a semiconductor device (DUT) with a signal from the semiconductor device; A harmonic module (4) having
A semiconductor device test system (1) comprising: a data processing unit (25) for performing FFT analysis on digital data of an intermediate frequency signal output from the harmonic module to separate harmonic components;
An A / D converter for converting the intermediate frequency signal into digital data; and a processor for performing FFT analysis on the digital data converted by the A / D converter to separate harmonic components. And a plurality of processing units (28) comprising
A semiconductor device test system, wherein the signal processing by the plurality of processing units is performed in parallel .
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