JP4547064B2 - A/d変換装置およびキャリブレーション装置 - Google Patents

A/d変換装置およびキャリブレーション装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4547064B2
JP4547064B2 JP2000054335A JP2000054335A JP4547064B2 JP 4547064 B2 JP4547064 B2 JP 4547064B2 JP 2000054335 A JP2000054335 A JP 2000054335A JP 2000054335 A JP2000054335 A JP 2000054335A JP 4547064 B2 JP4547064 B2 JP 4547064B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
converter
signal
error
sampling
unit
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
Application number
JP2000054335A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000341123A (ja
Inventor
雅之 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2000054335A priority Critical patent/JP4547064B2/ja
Application filed by Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Priority to KR1020000015135A priority patent/KR100341130B1/ko
Priority to DE10015384A priority patent/DE10015384B4/de
Priority to CN2008100958848A priority patent/CN101267207B/zh
Priority to CNB001083252A priority patent/CN100397785C/zh
Priority to US09/534,322 priority patent/US6452518B1/en
Priority to TW089105305A priority patent/TW456108B/zh
Publication of JP2000341123A publication Critical patent/JP2000341123A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4547064B2 publication Critical patent/JP4547064B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス試験装置に関し、特に半導体デバイス試験装置に組み込まれる、A/D変換装置およびキャリブレーション装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図1は、アナログ信号をディジタル信号に変換する従来のA/D変換装置101のブロック図を示す。このA/D変換装置101は、アナログ信号入力部11、A/D変換器13a及び13b、サンプリングクロック信号発生器15、基準クロック信号発生器17、遅延回路24、及びインターリーブ処理部19を備える。インターリーブ処理部19は、マルチプレクサ29および記憶部21を有する。
【0003】
アナログ信号入力部11に、アナログ信号50が入力される。入力されたアナログ信号50は、交互にサンプリング動作するA/D変換器13a及び13bによりサンプリングされディジタル信号に変換される。A/D変換器13a及び13bから交互に出力されるディジタル信号は、マルチプレクサ29で順次的に並び替えられて記憶部21へ格納される。
【0004】
サンプリングクロック信号発生器15は、基準クロック信号発生器17から発生される基準クロック信号54に基づいて、A/D変換器13a及び13bを交互にサンプリング動作させるサンプリングクロック信号56a及び56bを発生する。遅延回路24は、A/D変換器13aおよび13bのサンプリング動作のタイミングを校正し、サンプリングクロック信号発生器15から発生されるサンプリングクロック信号56a及び56bの伝達系路上に配置される。
【0005】
図2は、複数のアナログ信号入力部を備えた、従来のA/D変換装置102を示す。このA/D変換装置101は、複数のアナログ信号入力部(11a〜11d)に対応した、A/D変換器(13a〜13d)、基準クロック信号発生器17および記憶部(21a〜21d)を備える。
【0006】
アナログ信号入力部(11a〜11d)の各々に、アナログ信号(50a〜50d)が入力される。入力されたアナログ信号は、A/D変換器(13a〜13d)の各々でディジタル信号に変換される。変換されたディジタル信号は、記憶部(21a〜21d)の各々へ格納される。
【0007】
図3(a)は、インターリーブ処理を示すブロック図である。インターリーブ処理とは、2つのA/D変換器13a及び13bを交互にサンプリング動作させて得られたサンプル値を、インターリーブ処理部19を用いて順次的に並び替える処理のことである。インターリーブ処理により、1つのA/D変換器のサンプリングレートより、高いサンプリングレートでサンプリングするのと同様のサンプル値を得ることができる。インターリーブ処理は、互いに位相のずれているサンプリングクロック信号56aおよび56b(図3(b)参照)をA/D変換器に供給することで、交互にA/D変換器をサンプリング動作させる。
【0008】
インターリーブ処理は、前述したように複数のA/D変換器から出力されるディジタル信号を順次的に並び替える方式である。インターリーブ処理の場合、各々のA/D変換器が、サンプリングクロック信号に基づいて実際にサンプリング動作するサンプリングタイミングが等間隔になる必要がある。しかし現実には、各々のA/D変換器の特性の違いや、サンプリングクロック信号の伝達経路の特性により所望のサンプリングタイミングに対して時間誤差が生じてしまう。そこで、時間誤差の校正が必要になる。従来は、図1に関連して説明したように、サンプリングクロック信号56aおよび56bを各々のA/D変換器まで導く経路の途中に可変遅延素子を設けることで時間誤差の校正をしていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図1に示される、従来のA/D変換装置101は、A/D変換器13a及び13bを交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理のみを行い、他の処理を行うことはできなかった。
【0010】
図2に示される、従来のA/D変換装置102は、各々のアナログ信号入力部から入力されたアナログ信号の処理に使われるA/D変換器は、予め固定されていた。また、従来の時間誤差の校正は、遅延回路により行われていたが、これでは、時間誤差の校正が複雑になり、また時間誤差を校正できる範囲が、遅延回路の性能に依存していたので、精度の高い校正(キャリブレーション)が出来なかった。
【0011】
そこで本発明は、上記の課題の少なくとも1つの解決に寄与することのできるA/D変換装置、キャリブレーション装置及び半導体デバイス試験装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【0012】
【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の形態は、アナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換するA/D変換装置であって、アナログ信号を入力するアナログ信号入力部と、アナログ信号入力部が入力したアナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、複数のA/D変換器を同期してサンプリング動作させる平均化処理用サンプリングクロック信号と、複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方を複数のA/D変換器へ供給するサンプリングクロック信号発生器と、平均化処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号を平均化処理する平均化処理部と、インターリーブ処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号をインターリーブ処理するインターリーブ処理部とを備えることを特徴とするA/D変換装置を提供する。
【0013】
第1の形態の別の態様は、平均化処理またはインターリーブ処理のいずれか一方の処理モードを指定するモード指定信号を発生するモード指定信号発生器を更に備え、モード指定信号に基づいて、平均化処理部またはインターリーブ処理部のいずれか一方が選択されてもよい。また、基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生器を更に備え、モード指定信号により平均化処理が指定される場合に、サンプリングクロック信号発生器は、基準クロック信号に同期した平均化処理用サンプリングクロック信号を複数のA/D変換器の各々に供給し、モード指定信号によりインターリーブ処理が指定される場合に、サンプリングクロック信号発生器は、基準クロック信号に基づいて、互いに位相が異なるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号を複数のA/D変換器の各々に供給してもよい。
【0014】
また、平均化処理部は、複数のA/D変換器から出力されるディジタル信号を、ディジタル信号を電圧値に換算する電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を加え合わせてもよい。また、インターリーブ処理部が、複数のA/D変換器から出力されるディジタル信号を電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を交互に並び替えてもよい。また、複数のA/D変換器の各々から出力されるディジタル信号を記憶する複数の記憶部を更に備え、平均化処理部及びインターリーブ処理部は、記憶部に記憶されたディジタル信号に基づいて処理してもよい。
【0015】
また、複数のA/D変換器は、第1A/D変換器及び第2A/D変換器を含み、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出する誤差算出部と、算出された時間誤差に基づいて、第2A/D変換器の時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたディジタル信号が格納されている記憶部からディジタル信号を読み出す読み出し部と、読み出し部により、記憶部から読み出されたディジタル信号と時間誤差校正値に基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに第2A/D変換器に生じる時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部とを更に備えてもよい。
【0016】
本発明の第2の形態は、アナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換するA/D変換装置であって、アナログ信号を入力するアナログ信号入力部と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第1A/D変換器から出力されるディジタル信号と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第2A/D変換器から出力されるディジタル信号とを加算する加算器と、第1A/D変換器から出力されるディジタル信号と、第2A/D変換器から出力されるディジタル信号とを交互に入力して順次出力するマルチプレクサと、加算器の出力値、またはマルチプレクサの出力値のいずれか一方を選択するセレクタとを備えることを特徴とするA/D変換装置を提供する。
【0017】
本発明の第3の形態は、アナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換するA/D変換装置であって、異なるアナログ信号が各々入力される複数のアナログ信号入力部と、アナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、アナログ信号のディジタル処理の内容に応じて、アナログ信号を、複数のA/D変換器のいずれか1つ又は複数のA/D変換器に分配するアナログ信号分配器とを備えることを特徴とするA/D変換装置を提供する。例えば、処理の内容は、インターリーブ処理に使うA/D変換器の数、または平均化処理に使うA/D変換器の数であってよい。
【0018】
第3の形態の別の態様は、複数のA/D変換器が、複数のアナログ信号入力部に各々対応して設けられ、アナログ信号分配器が、1つのアナログ信号入力部から入力されたアナログ信号を、複数のA/D変換器に分配してもよい。また、複数のA/D変換器を同期してサンプリング動作させる平均化処理用サンプリングクロック信号と、複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方を複数のA/D変換器へ供給するサンプリングクロック信号発生器と、平均化処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号を平均化処理する平均化処理部と、インターリーブ処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号をインターリーブ処理するインターリーブ処理部とを更に備えてもよい。
【0019】
また、平均化処理またはインターリーブ処理のいずれか一方の処理モードを指定するモード指定信号を発生するモード指定信号発生器を更に備え、モード指定信号に基づいて、平均化処理部またはインターリーブ処理部のいずれか一方が選択され、選択された処理に基づいて、アナログ信号を複数のA/D変換器のいずれか1つ又は複数のA/D変換器に分配することを指定する分配制御信号をアナログ信号分配器に与える分配制御信号発生器を更に備えてもよい。また、基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生器を更に備え、モード指定信号により平均化処理が指定された場合に、サンプリングクロック信号発生器は、基準クロック信号に同期した平均化処理用サンプリングクロック信号を複数のA/D変換器の各々に供給し、モード指定信号によりインターリーブ処理が指定された場合に、サンプリングクロック信号発生器は、基準クロック信号に基づいて、互いに位相が異なるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号を複数のA/D変換器の各々に供給してもよい。
【0020】
また、平均化処理部は、複数のA/D変換器から出力されるディジタル信号を、ディジタル信号を電圧値に換算する電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を加え合わせる演算をしてもよい。また、インターリーブ処理部は、複数のA/D変換器から出力されるディジタル信号を電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を交互に並び替えてもよい。また、複数のA/D変換器の各々から出力されるディジタル信号を記憶する複数の記憶部を更に備え、平均化処理部及びインターリーブ処理部は、記憶部に記憶されたディジタル信号に基づいて処理してもよい。
【0021】
また、複数のA/D変換器は、第1A/D変換器及び第2A/D変換器を含み、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出する誤差算出部と、算出された時間誤差に基づいて、第2A/D変換器の時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値が格納されている記憶部からサンプル値を読み出す、読み出し部と、読み出し部により、記憶部から読み出されたサンプル値と時間誤差校正値に基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに第2A/D変換器に生じる時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部とを更に備えてもよい。
【0022】
本発明の第4の形態は、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第1A/D変換器と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第2A/D変換器との間に生じる誤差を校正するキャリブレーション装置であって、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して、第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出するのに用いる試験信号をサンプリングして得たサンプル値に基づいて、時間誤差を算出する誤差算出部と、算出された時間誤差に基づいて、第2A/D変換器の時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値が格納されている記憶部からサンプル値を読み出す読み出し部と、読み出し部により、記憶部から読み出されたサンプル値と時間誤差校正値に基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに第2A/D変換器に生じる時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部とを備えることを特徴とするキャリブレーション装置を提供する。
【0023】
第4の形態の別の態様は、誤差校正部は、読み出し部により記憶部から読み出される被測定信号のサンプル値を離散フーリエ変換し、離散フーリエ変換により得られた離散フーリエ変換値と、時間誤差校正値とに基づいて演算して時間誤差を校正してもよい。また、誤差算出部は、第1A/D変換器および第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを算出し、誤差校正値算出部は、ゲインに基づいて第1A/D変換器および第2A/D変換器のゲイン校正値を算出するゲイン校正値算出部と、オフセットに基づいて第1A/D変換器および第2A/D変換器のオフセット校正値を算出するオフセット校正値算出部とを有し、誤差校正部は、読み出し部により記憶部から読み出された被測定信号のサンプル値と、ゲイン校正値およびオフセット校正値に基づいて、第1A/D変換器および第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを校正するゲイン・オフセット校正部を有してもよい。また、ゲイン・オフセット校正部は、第2A/D変換器によりサンプリングされた被測定信号のサンプル値にゲイン校正値を乗じた値に、オフセット校正値を加える演算をしてもよい。
【0024】
本発明の第5の形態は、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第1A/D変換器と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第2A/D変換器との間に生じる誤差を校正する誤差校正方法であって、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出するステップと、時間誤差に基づいて時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出するステップと、測定されるべき被測定信号をサンプリングして得たサンプル値と、時間誤差校正値とに基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに生じる時間誤差を校正するステップとを備えることを特徴とする誤差校正方法を提供する。
【0025】
第5の形態の別の態様は、誤差校正方法は、第1A/D変換器と第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを算出するステップと、算出されたゲインおよびオフセットに基づいて、ゲインおよびオフセットを校正する演算に用いるゲイン校正値およびオフセット校正値を算出するステップと、被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値と、ゲイン校正値およびオフセット校正値とに基づいて、第1A/D変換器および第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを校正するステップとを更に備えてもよい。
【0026】
本発明の第6の形態は、演算装置を用いて、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を校正するプログラムを記録した記録媒体であって、プログラムは、演算装置に時間誤差を算出させるモジュールと、算出された時間誤差に基づいて、第2A/D変換器の時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出させるモジュールと、測定されるべき被測定信号をサンプリングして得たサンプル値と、時間誤差校正値に基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに生じる時間誤差を校正させるモジュールとを備えることを特徴とする時間誤差を校正するプログラムを記録した演算装置で読み取り可能な記録媒体を提供する。
【0027】
第6の形態の別の態様は、プログラムは、演算装置にゲインおよびオフセットを算出させるモジュールと、算出されたゲインおよびオフセットに基づいて、ゲインおよびオフセットを校正する演算に用いるゲイン校正値およびオフセット校正値を算出させるモジュールと、被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値と、ゲイン校正値およびオフセット校正値に基づいて、第1A/D変換器および第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを校正させるモジュールとを更に備えてもよい。
【0028】
本発明の第7の形態は、アナログ信号を出力する半導体デバイスを試験する半導体デバイス試験装置であって、半導体デバイスを試験するための半導体デバイス入力信号を生成するパターン発生器と、パターン発生器から出力される半導体デバイス入力信号を半導体デバイスに与えるパフォーマンスボードと、半導体デバイスから出力されるアナログ信号を入力するアナログ信号入力部と、アナログ信号入力部から入力されるアナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、複数のA/D変換器を同期してサンプリング動作させる平均化処理用サンプリングクロック信号と、複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方のサンプリングクロック信号を複数のA/D変換器へ供給するサンプリングクロック信号発生器と、平均化処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号を平均化処理する平均化処理部と、インターリーブ処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号をインターリーブ処理するインターリーブ処理部とを備えることを特徴とする半導体デバイス試験装置を提供する。
【0029】
本発明の第7の形態の別の態様は、複数のアナログ信号入力部と、アナログ信号を、複数のA/D変換器のいずれか1つ又は複数のA/D変換器に分配するアナログ信号分配器とを更に備えてもよい。また、複数のA/D変換器が、第1A/D変換器および第2A/D変換器を含み、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出する誤差算出部と、算出された時間誤差に基づいて、第2A/D変換器の時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値が格納されている記憶部からサンプル値を読み出す読み出し部と、読み出し部により、記憶部から読み出されたサンプル値と時間誤差校正値に基づいて、被測定信号をサンプリングしたときに第2A/D変換器に生じる時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部とを更に備えてもよい。
【0030】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0032】
図4は、第1の実施形態であるA/D変換装置100のブロック図を示す。このA/D変換装置100は、アナログ信号入力部10、A/D変換器12a及び12b、サンプリングクロック信号発生器14、基準クロック信号発生器16、処理部18、記憶部20a、20b、及びモード指定信号発生器22を備える。
処理部18は、インターリーブ処理部18a、及び平均化処理部18bを有する。
【0033】
本実施形態において、処理部18の有するインターリーブ処理部18aは、2つのA/D変換器(12a及び12b)が交互にサンプリング動作して得られたサンプル値を、交互に並び替えるインターリーブ処理を行う。インターリーブ処理により、A/D変換装置100は、1つのA/D変換器12a(または12b)のサンプリングレートの2倍のサンプリングレートでサンプリングするのと同様のサンプル値を得ることができる。
【0034】
平均化処理部18bは、2つのA/D変換器(12a及び12b)が同時にサンプリング動作して得られたサンプル値を平均化する処理を行う。この平均化処理により、1つのA/D変換器(または12b)の量子化分解能の2倍の分解能を得ることができる。例えば、量子化分解能が10bit(範囲:−512〜+511)のA/D変換器を2個用いて、同時にサンプリング動作させた場合、各々のA/D変換器から出力されるディジタル信号を加算すると−1024ら+1023のデータとなり、ほぼ11bitの分解能を得ることができる。−1.024Vから+1.023Vの振幅をもつアナログ信号をサンプリングした場合、10bitのA/D変換器1個では、量子化分解能は1mVであるが、10bitのA/D変換器を2個では、量子化分解能は0.5mVになる。
【0035】
モード指定信号発生器22が、A/D変換装置100における各構成要素に平均化処理モードまたはインターリーブ処理モードのいずれか一方の処理モードで動作することを指定するモード指定信号58を発生する。モード指定信号58は、処理部18及びサンプリングクロック信号発生器14に供給される。処理部18において、インターリーブ処理部18aまたは平均化処理部18bのいずれか一方がモード指定信号58に基づいて選択される。
【0036】
また、サンプリングクロック信号発生器14は、基準クロック信号発生器16から供給される基準クロック信号54と、モード指定信号発生器22から供給されるモード指定信号58に基づいて、A/D変換器(12a及び12b)の各々を動作させるサンプリングクロック信号を発生する。モード指定信号58が、平均化処理モードを指定する信号であるとき、サンプリングクロック信号発生器14は、A/D変換器(12a及び12b)を同時にサンプリング動作させる、平均化処理用サンプリングクロック信号をA/D変換器(12a及び12b)の各々へ供給する。
【0037】
モード指定信号58が、インターリーブ処理モードを指定する信号であるとき、サンプリングクロック信号発生器14は、A/D変換器(12a及び12b)を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号をA/D変換器(12a及び12b)の各々へ供給する。
【0038】
アナログ信号50が、サンプリングクロック信号発生器14から発生されるサンプリングクロック信号によってサンプリング動作するA/D変換器(12a及び12b)によりサンプリングされ、そのサンプル値がA/D変換器(12a及び12b)でディジタル化される。サンプリングクロック信号発生器14が、平均化処理用サンプリングクロック信号を発生するときには、アナログ信号50は、基準クロック信号54に同期してサンプリングされる。サンプリングクロック信号発生器14が、インターリーブ処理用サンプリングクロック信号を発生するときには、アナログ信号50は交互にサンプリングされる。A/D変換器(12a及び12b)でディジタル化されたサンプル値は、記憶部(20a及び20b)の各々に格納される。
【0039】
記憶部(20a及び20b)は、各々のA/D変換器(12a及び12b)ごとに設けられることが好ましい。記憶部(20a及び20b)に格納されたアナログ信号50のサンプル値は、モード指定信号58に基づいて選択されているインターリーブ処理部18a、及び平均化処理部18bのいずれか一方の処理部を用いて処理される。
【0040】
インターリーブ処理部18aは、サンプル値を交互に並び替えるインターリーブ処理をする。例えば、インターリーブ処理部18aは、記憶部(20a及び20b)に格納されているディジタル化されたサンプル値を、ディジタル信号を電圧値に換算する電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を交互に並び替える。また、平均化処理部18bは、サンプル値を平均化する平均化処理をする。例えば、平均化処理部18bは、記憶部(20a及び20b)に格納されているディジタル化されたサンプル値を、電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を加え合わせる。
【0041】
図5は、サンプリングクロック信号発生器14の、1つの実施形態を示すブロック図である。この実施形態において、モード指定信号58は、Hi(論理値“1”)とLo(論理値“0”)の2つの電圧値で表現される、2値の信号である。Hiがインターリーブ処理モードを指定し、Loが平均化処理モードを指定する。このサンプリングクロック信号発生器14は、平均化処理用サンプリングクロック信号とインターリーブ処理用サンプリングクロック信号の各々を、基準クロック信号54に基づいて発生する。
【0042】
モード指定信号58がHiの時、サンプリングクロック信号発生器14は、基準クロック信号発生器16から発生される基準クロック信号54の位相に基づいて、A/D変換器(12a及び12b)を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号を出力する。また、モード指定信号58がLoの時、サンプリングクロック信号発生器14は、基準クロック信号発生器16から発生される基準クロック信号54の位相に基づいて、A/D変換器(12a及び12b)が同時にサンプリング動作をするように、基準クロック信号54に同期した平均化処理用サンプリングクロック信号を出力する。
【0043】
図6(a)は図5で示したサンプリングクロック信号発生器14から出力される平均化処理用サンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。モード指定信号58が平均化処理モードを指定するLoの時、サンプリングクロック信号(56a及び56b)は、基準クロック信号54に同期して出力される。A/D変換器(12a及び12b)は、サンプリングクロック信号(56a及び56b)に基づいてサンプリング動作する。このサンプリング動作のサンプリングタイミングは、基準クロック信号54と同期している。
【0044】
図6(b)は図5で示したサンプリングクロック信号発生器14から出力されるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。モード指定信号58がインターリーブ処理モードを指定するHiの時、サンプリングクロック信号56aは、基準クロック信号54を1/2分周して出力され、サンプリングクロック信号56bは、1/2分周したサンプリングクロック信号の位相を更に半位相ずらして出力される。A/D変換器(12a及び12b)は、サンプリングクロック信号(56a及び56b)に基づいてサンプリング動作する。このサンプリング動作のサンプリングタイミングは、基準クロック信号54と同期している。
【0045】
一般的にA/D変換器が、アナログ信号をディジタル信号に変換するためには、一定の時間(以下サンプリング時間とする)を必要とする。従って、1つのA/D変換器が一定時間にサンプリングできる最大サンプリングレートはA/D変換器ごとに決まってしまう。そこで、複数のA/D変換器を交互に動作させるインターリーブ処理が有効になる。インターリーブ処理により、各々のA/D変換器のサンプリングレートを上げることなく、各々のA/D変換器のサンプリングレートより高いサンプリングレートでアナログ信号をディジタル信号に変換することができる。例えば、平均化処理の場合、基準クロック信号発生器16は、基準クロック信号54の周期をサンプリング時間より短くできない。しかし、インターリーブ処理の場合、複数のA/D変換器を交互に動作させるので、基準クロック信号発生器16は、基準クロック信号54の周期を各々のA/D変換器のサンプリング時間より短くできる。
【0046】
図7は、別の実施形態を示す。このA/D変換装置110は、アナログ信号入力部10、A/D変換器(12a及び12b)、サンプリングクロック信号発生器14、基準クロック信号発生器16、記憶部20、モード指定信号発生器22、加算器26、マルチプレクサ28、及びセレクタ30を備える。マルチプレクサ28は、図4を用いて説明したインターリーブ処理部18aとして設けられる。加算器26は、図4を用いて説明した平均化処理部18bとして設けられる。
図7において、図4と同一の符号を付した構成は、図4において対応する構成と同一、又は同様の機能を有する。
【0047】
アナログ信号入力部10からアナログ信号50が入力される。入力されたアナログ信号50は、サンプリングクロック信号発生器14から供給される、サンプリングクロック信号(56a及び56b)に基づいてサンプリング動作するA/D変換器(12a及び12b)でサンプリングされる。サンプリングクロック信号発生器14は、モード指定信号発生器22から供給されるモード指定信号58に基づいて、平均化処理用サンプリングクロック信号とインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方を発生する。各々のA/D変換器から出力されるディジタル信号は、加算器26及びマルチプレクサ28の各々へ出力される。
【0048】
加算器26、及びマルチプレクサ28は、基準クロック信号発生器16から発生される基準クロック信号54に基づいて動作する。加算器26は、基準クロック信号54のタイミングで、A/D変換器(12a及び12b)から出力されるディジタル信号の各々を加算する。マルチプレクサ28は、基準クロック信号54のタイミングで、A/D変換器(12a及び12b)を交互に選択する、従って、マルチプレクサ28はA/D変換器(12a及び12b)により生成されたディジタル信号を順次的にセレクタ30に出力することができる。
【0049】
加算器26、及びマルチプレクサ28から出力されるディジタル信号は、モード指定信号発生器22から供給されるモード指定信号58に基づいて動作するセレクタ30で選択され、いずれか一方が記憶部20へ出力される。例えば、モード指定信号58が、平均化処理モードを指定する信号の場合に、セレクタ30は、加算器26から出力されるディジタル信号を選択して、記憶部20に出力する。また、モード指定信号58が、インターリーブ処理モードを指定する信号の場合、セレクタ30は、マルチプレクサ28から出力されるディジタル信号を選択して、記憶部20に出力する。この実施形態では、平均化処理とインターリーブ処理を加算器26とマルチプレクサ28の各々で行うので、記憶部20には、平均化処理またはインターリーブ処理されたディジタル信号が格納される。従って、図4を用いて説明した形態により高速に平均化処理とインターリーブ処理ができる。以上の構成により、複数のA/D変換器を同時にサンプリング動作させる平均化処理と、インターリーブ処理を選択的に行うことができるA/D変換装置110を提供することができる。
【0050】
図8は、第2の実施形態であるA/D変換装置120のブロック図を示す。A/D変換装置120は、複数のアナログ信号入力部(10a〜10d)、A/D変換器(12a〜12d)、サンプリングクロック信号発生器14、基準クロック信号発生器16、処理部18、記憶部(20a〜20d)、モード指定信号発生器22、アナログ信号分配器32および分配制御信号発生器34を備える。処理部18は、インターリーブ処理部18a、及び平均化処理部18bを有する。
図8において、図4と同一の符号を付した構成は、図4の対応する構成と同一または同様の機能及び動作を行う。
【0051】
本実施形態において、処理部18の有するインターリーブ処理部18aは、4つのA/D変換器(12a〜12d)が交互にサンプリング動作して得られたサンプル値を、交互に並び替えるインターリーブ処理を行う。インターリーブ処理により、A/D変換装置100は、1つのA/D変換器12a(12b、12c又は12d)のサンプリングレートの4倍のサンプリングレートでサンプリングするのと同様のサンプル値を得ることができる。
【0052】
平均化処理部18bは、4つのA/D変換器(12a〜12d)が同時にサンプリング動作して得られたサンプル値を平均化する処理を行う。この平均化処理により、1つのA/D変換器12a(12b、12c又は12d)の量子化分解能の4倍の分解能を得ることができる。
【0053】
モード指定信号発生器22が、A/D変換装置120における各構成要素に平均化処理モードまたはインターリーブ処理モードのいずれか一方のモードで動作することを指定するモード指定信号58を発生する。モード指定信号58は、処理部18及びサンプリングクロック信号発生器14に供給される。処理部18において、インターリーブ処理部18aまたは平均化処理部18bのいずれか一方が、モード指定信号58に基づいて選択される。
【0054】
分配制御信号60は、アナログ信号分配器32に入力されたアナログ信号(50a〜50d)の分配先A/D変換器(12a〜12d)を指定する信号である。本実施形態においては、分配制御信号発生器34は、1つのアナログ信号を4つのA/D変換器に分配することを指定する1対4分配と、1つのアナログ信号を1つのA/D変換器に分配することを指定する1対1分配のいずれかを指定する分配制御信号60を発生する。アナログ信号分配器32は、入力したアナログ信号(50a〜50d)を、分配制御信号発生器34から供給される分配制御信号60に基づいて、A/D変換器(12a〜12d)のいずれかに分配する。
【0055】
例えば、分配制御信号60が、1対4分配を指定し、アナログ信号分配器32が、アナログ信号50aを選択する場合、アナログ信号50aは、A/D変換器(12a〜12d)へ分配される。さらに、モード指定信号58によりインターリーブ処理モードが指定されている場合、アナログ信号50aは、4つのA/D変換器(12a〜12d)から得られるサンプル値を用いてインターリーブ処理される。従って、1つのA/D変換器12a(12b、12c又は12d)のサンプリングレートの4倍のサンプリングレートでサンプリングされたサンプル値を得られる。この時、残りのアナログ信号50b、50c、50dは、A/D変換器に分配されない。
【0056】
また、モード指定信号58により平均化処理モードが指定されている場合、アナログ信号入力部10aから入力されたアナログ信号50aは、4つのA/D変換器(12a〜12d)から得られるサンプル値を用いて平均化処理される。従って、1つのA/D変換器12a(12b、12c又は12d)の量子化分解能の4倍の分解能を得られる。この時、残りのアナログ信号50b、50c、50dは、どのA/D変換器へも分配されない。
【0057】
また、分配制御信号60が、1対1分配を指定する場合、アナログ信号(50a〜50d)は、4つのA/D変換器(12a〜12d)の各々に分配される。この分配により、各々1つのA/D変換器(12a〜12d)が、アナログ信号(50a〜50d)をサンプリングすることができる。
【0058】
また、サンプリングクロック信号発生器14は、基準クロック信号発生器16から供給される基準クロック信号54と、モード指定信号発生器22から供給されるモード指定信号58とに基づいてサンプリングクロック信号(56a〜56d)を発生する。モード指定信号58が、平均化処理モードを指定する場合に、サンプリングクロック信号発生器14は、4つのA/D変換器(12a〜12d)を同時にサンプリング動作させる、平均化処理用サンプリングクロック信号をA/D変換器(12a〜12d)の各々へ供給する。
【0059】
モード指定信号58が、インターリーブ処理モードを指定する場合に、サンプリングクロック信号発生器14は、4つのA/D変換器(12a〜12d)を交互に動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号をA/D変換器(12a〜12d)の各々へ供給する。
【0060】
A/D変換器(12a〜12d)へ分配されたアナログ信号(50a〜50d)は、サンプリングクロック信号(56a〜56d)に基づいてサンプリング動作するA/D変換器(12a〜12d)によりサンプリングされ、そのサンプル値がディジタル化される。A/D変換器(12a〜12d)でディジタル化されたサンプル値は、記憶部(20a〜20d)の各々に格納される。
【0061】
インターリーブ処理部18aは、サンプル値を交互に並び替えるインターリーブ処理をする。例えば、インターリーブ処理部18aは、記憶部(20a〜20d)に格納されているディジタル化されたサンプル値を、ディジタル信号を電圧値に換算する電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を交互に並び替える。従って、サンプリング周期の間隔でアナログ値の電圧値を得ることができる。また、平均化処理部18bは、サンプル値を平均化する平均化処理をする。例えば、平均化処理部18bは、記憶部(20a〜20d)に格納されているディジタル信号を、電圧換算係数に基づいて電圧値に換算し、換算された各々の電圧値を加え合わせる。図8に示された構成により、A/D変換装置100は、入力されたアナログ信号(50a〜50b)を、モード指定信号58及び分配制御信号60に基づいて1つまたは複数のA/D変換器(12a〜12b)を用いて選択的に処理することができる。
【0062】
図9は、アナログ信号分配器32の実施形態の一例である。このアナログ信号分配器32は、入力信号と出力信号を4対1に分配するマルチプレクサ28a及び2対1に分配するマルチプレクサ28bを備える。アナログ信号分配器32は、分配制御信号60に基づいて、アナログ信号(50a〜50b)をA/D変換器(12a〜12d)の各々へ、1対1で分配でき、または1対4で分配できる。例えば、1対1に分配することを指定する分配制御信号60が、アナログ信号分配器32に入力された場合、マルチプレクサ28bは、入力端子A群(A1〜A4)からの入力信号をA/D変換器(12a〜12d)の各々へ出力する。A群は、アナログ信号入力部(10a〜10d)の各々と1対1に接続されているので、アナログ信号(50a〜50d)は、1対1にA/D変換器(12a〜12d)の各々へ分配される。
【0063】
また、1対4に分配することを指定する分配制御信号60が、アナログ信号分配器32入力された場合、マルチプレクサ28bは、入力端子B群(B1〜B4)からの入力信号をA/D変換器(12a〜12d)の各々へ出力する。B群は、マルチプレクサ28aに接続されており、マルチプレクサ28aはアナログ信号入力部(10a〜10d)の各々から入力されたアナログ信号50a、50b、50c又は50dのうちいずれか1つのアナログ信号を出力するので、アナログ信号(50a〜50d)のいずれか1つが、A/D変換器(12a〜12d)の各々へ分配される。また、アナログ信号分配器32は、マルチプレクサの数や構成を変えることで、更に任意の分配方法ができることが好ましい。
【0064】
図10(a)は、アナログ信号を1対1にA/D変換器へ分配する分配方法を示す。(図9を図10と併せて参照)分配制御信号60が1対1分配を指定する信号の場合、マルチプレクサ28bの入力端子A群(A1〜A4)が選択され、アナログ信号入力部(10a〜10d)から入力されたアナログ信号(50a〜50d)が、1対1にA/D変換器(12a〜12d)へ分配される。
【0065】
図10(b)は、アナログ信号を1対4にA/D変換器へ分配する分配方法を示す。(図9を図10と併せて参照)分配制御信号60が1対4分配を指定する信号の場合、マルチプレクサ28bの入力端子B群(B1〜B4)が選択され、マルチプレクサ28aが4つの入力端子の内1つを選択することで、アナログ信号入力部(10a〜10d)から入力されたアナログ信号50a、50b、50c及び50dの内いずれか1つのアナログ信号が、4つのA/D変換器(12a〜12d)へ分配される。例えば、図10(b)に示す例では、マルチプレクサ28aの入力端子Aが選択され、マルチプレクサ28bの入力端子B群(B1〜B4)が選択されている。このとき、アナログ信号50aがA/D変換器(12a〜12d)へ分配される。また、マルチプレクサ28aの入力端子B、C、Dの各々が選択されることで、対応するアナログ信号50b、50c、50dのいずれか1つがA/D変換器(12a〜12d)へ分配される。また、他の実施形態では、図10(c)に示すように1対2の分配など所望の分配ができることが好ましい。
【0066】
図11(a)は、サンプリングクロック信号発生器14から出力される平均化処理用サンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。ここで、この実施形態において、モード指定信号58は、Hi(論理値“1”)とLo(論理値“0”)の2つの電圧値で表現される、2値の信号である。Hiがインターリーブ処理用サンプリングクロック信号の発生を指定し、Loが平均化処理用サンプリングクロック信号の発生を指定する。モード指定信号58がLoの時、サンプリングクロック信号(56a〜56d)は、基準クロック信号54に同期して出力される。A/D変換器(12a及び12b)は、サンプリングクロック信号(56a及び56b)に基づいてサンプリング動作する。このサンプリング動作のサンプリングタイミングは、基準クロック信号54と同期している。
【0067】
図11(b)は、サンプリングクロック信号発生器14から出力されるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。モード指定信号58がHiの時、サンプリングクロック信号56aは、基準クロック信号54を1/4分周して出力され、サンプリングクロック信号56b、56c及び56dは、基準クロック信号54を1/4分周して得られたサンプリングクロック信号56aの位相を更に1/4位相づつずらして出力される。A/D変換器(12a及び12b)は、サンプリングクロック信号(56a及び56b)に基づいてサンプリング動作する。このサンプリング動作のサンプリングタイミングは、基準クロック信号54と同期している。
【0068】
一般的にA/D変換器が、アナログ信号をディジタル信号に変換するためには、一定の時間(以下サンプリング時間とする)を必要とする。従って、1つのA/D変換器が一定時間にサンプリングできる最大サンプリングレートは決まってしまう。そこで、複数のA/D変換器を交互に動作させるインターリーブ処理が有効になる。以上の構成により、インターリーブ処理する場合に、サンプリングレートに応じて使用するA/D変換器を選択できる。例えば、サンプリングレートが高速の半導体デバイスを試験する場合、4つのA/D変換器を使用して試験する。例えば、サンプリングレートが低速の半導体デバイスを試験する場合に、1つのA/D変換器を使用する。この場合、同時に複数の半導体デバイスを試験することができる。従って、半導体デバイスの特性に応じて、使用するA/D変換器を選択できるので、効率よく半導体デバイスの試験をすることができる。
【0069】
また、平均化処理する場合に、測定に必要な分解能に応じてA/D変換器を選択することができる。例えば、アナログ信号を高分解能で測定する必要がある半導体デバイスを試験する場合に、4つのA/D変換器を使用して試験する。例えば、分解能は低くてよい半導体デバイスを試験する場合に、1つのA/D変換器を使用する。この場合、同時に複数の半導体デバイスを試験することができる。従って、半導体デバイスの特性に応じて、使用するA/D変換器を選択できるので、効率よく半導体デバイスの試験をすることができる。従って、被試験半導体デバイスの試験に必要な処理内容に応じてA/D変換器を選択できる。
【0070】
次に、複数のA/D変換器間に生じる時間誤差などの誤差を校正するキャリブレーション装置について説明する。一般的に、複数のA/D変換器を用いてサンプリング動作させると、各々のA/D変換器の特性の違いや、サンプリングクロック信号の伝達経路の特性の違いにより所望のサンプリングタイミングに対して時間誤差が生じてしまう。
【0071】
図12は、第1A/D変換器と第2A/D変換器の2つのA/D変換器間に生じるサンプリングタイミングの時間誤差を示す。一般的に複数のA/D変換器を用いて、所望の時間間隔でA/D変換器を交互にサンプリング動作させた場合、各々のA/D変換器の特性の違いにより、サンプリングクロック信号が、A/D変換器に入力されてから、実際にサンプリングするまでの時間にずれが生じてしまう。このずれを時間誤差τとする。この図では、2つのA/D変換器を用いてインターリーブ処理を行っているが、サンプリングクロック信号を入力して、実際にサンプリング動作するまでに掛かる時間が、各々のA/D変換器の特性により異なるので、時間誤差τが生じている。複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させて得られたサンプル値を用いて被測定信号の処理をする場合、サンプリングタイミングが等間隔でなければ正確に被測定信号を再現できない。そこで時間誤差τを校正する必要がある。
【0072】
図13は、第3の実施形態におけるA/D変換装置130を示す。本実施形態におけるインターリーブ処理部18aは、キャリブレーション装置70を有する。図4と同一の符号を付した機能ブロックは、図4で説明した機能ブロックと同一の機能を有するので説明を省略する。キャリブレーション装置70は、複数のA/D変換器間に生じる誤差を校正して出力信号90を出力する。例えば、キャリブレーション装置70は、時間誤差、ゲイン誤差、オフセット誤差を校正する。従って、A/D変換装置100は、複数のA/D変換器間に生じる誤差の校正された出力信号90を出力することができる。
【0073】
図14は、キャリブレーション装置70の詳細な構成を示す。このキャリブレーション装置70は、校正値算出部70a、誤差校正部70b、及び読み出し部76を備える。校正値算出部70aは、誤差算出部72、誤差校正値算出部74を有する。誤差校正値算出部74は、時間誤差校正値算出部74a、ゲイン校正値算出部74b、オフセット校正値算出部74cを含む。誤差校正部70bは、ゲイン・オフセット校正部78、及び時間誤差校正部80を有する。
【0074】
読み出し部76は、記憶部20aまたは記憶部20bに格納されているサンプル値を読み込んで、校正値算出部70aまたは誤差校正部70bのいずれかに出力する。誤差算出部72は、読み出し部76から供給されるサンプル値に基づいて、複数のA/D変換器間に生じる誤差を算出する。例えば、誤差算出部72は、複数のA/D変換器間に生じる時間誤差、ゲイン誤差及びオフセット誤差を算出して誤差校正値算出部74に出力する。例えば、誤差算出部72は、誤差校正値を算出するのに用いる試験信号のサンプル値に基づいて誤差校正値を算出してもよい。例えば、試験信号は、正弦波、余弦波などの既知の波形であることが好ましい。また、例えば誤差算出部72は、サンプル値をフーリエ変換して得られる変換値に基づいて誤差校正値を算出してもよい。
【0075】
誤差校正値算出部74は、誤差算出部72から供給される誤差に基づいて、誤差校正値を算出して校正値算出部70aに出力する。例えば、誤差校正値算出部74は、誤差算出部72から供給される時間誤差、ゲイン誤差及びオフセット誤差に基づいて、それぞれの誤差を校正するのに用いる誤差校正値を誤差校正部70bに出力する。時間誤差校正値算出部74aは、誤差算出部72から供給される時間誤差に基づいて、時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値88aを算出する。ゲイン校正値算出部74bは、誤差算出部72から供給されるゲイン誤差に基づいて、ゲイン誤差を校正する演算に用いるゲイン誤差校正値88bを算出する。オフセット校正値算出部74cは、誤差算出部72から供給されるオフセット誤差に基づいて、オフセット誤差を校正する演算に用いるオフセット誤差校正値88cを算出する。従って、校正値算出部70aは、複数のA/D変換器間に生じる誤差を校正する演算に用いる誤差校正値を算出することができる。
【0076】
誤差校正部70bは、校正値算出部70aから供給される誤差校正値に基づいて複数のA/D変換器間に生じる誤差を校正して出力信号90を出力する。ゲイン・オフセット校正部78は、ゲイン誤差校正値88bに基づいて、ゲイン誤差を校正する。また、ゲイン・オフセット校正部78は、オフセット誤差校正値88cに基づいてオフセット誤差を校正する。時間誤差校正部80は、時間誤差校正値88aに基づいて時間誤差を校正する。従って、誤差算出部70bは、複数のA/D変換器間に生じる誤差を校正することができる。キャリブレーション装置70は、複数のA/D変換器間に生じる誤差を演算により校正することができるので、精度よく誤差の校正ができる。
【0077】
モード指定信号58によりインターリーブ処理部18aが選択されている場合、ゲイン・オフセット校正部78はサンプル値のゲイン誤差及びオフセット誤差を校正して、時間誤差校正部80に出力する。時間誤差校正部80は、時間誤差を校正して出力信号90を出力する。モード指定信号58により平均化処理部18bが選択されている場合、ゲイン・オフセット校正部78は、ゲイン誤差及びオフセット誤差を校正して、平均化処理部18bに出力する。平均化処理部は、ゲイン誤差及びオフセット誤差の校正された被測定信号のサンプル値(84a及び84b)を平均化する。
【0078】
校正値算出部70aにおける、誤差校正値の算出方法の一例を次に示す。複数のA/D変換器間の誤差に基づいて誤差校正値を算出するために、誤差校正されるべき2つのA/D変換器12a及び12bに、試験信号を入力し、サンプリング動作を行わせる。例えば、試験信号は正弦波sin(2π・f・t)である。
ここで、fは任意の周波数を示し、tは時間を示す。
【0079】
各々のA/D変換器でサンプリングされ、ディジタル化された試験信号のサンプル値(82a及び82b)が、記憶部(20a及び20b)に格納される。読み出し部76は、試験信号のサンプル値(82a及び82b)を記憶部(20a及び20b)から読み出し、誤差算出部72に出力する。誤差算出部72は、入力された試験信号のサンプル値(82a及び82b)を、各々離散フーリエ変換する。この離散フーリエ変換から得られた結果はそれぞれ、
【数1】
Figure 0004547064
の形に表すことができる。ここで、A1及びA2はゲインを示し、B1及びB2はオフセットを示す。また、各々のA/D変換器のサンプリング動作の時間間隔を2Ts(f=1/2Ts)、A/D変換器12aとA/D変換器12bのサンプリングタイミングが、Ts+τ時間の位相ずれがあるとき(時間誤差τ)、次式が成り立つ。図14において、時間誤差τを時間誤差86a、ゲインA1及びA2をゲイン86b、オフセットB1及びB2をオフセット86cとする。
【数2】
Figure 0004547064
従って、時間誤差τは
【数3】
Figure 0004547064
となる。誤差算出部72は、時間誤差τを時間誤差校正値算出部74aに出力する。誤差算出部72は、ゲインA1及びA2をゲイン校正値算出部74bに出力する。また、誤差算出部72は、オフセットB1及びB2をオフセット校正値算出部74cに出力する。
【0080】
時間誤差校正値算出部74aは、誤差算出部72から供給された時間誤差τに基づいて時間誤差校正値88aを算出する。例えば、時間誤差校正値算出部74aは、次の手法により時間誤差校正値88aを算出する。
【0081】
2つのサンプリングタイミングをevenとoddの添字を付けて表すとする。サンプリングタイミングoddの位相は、サンプリングタイミングevenの位相に対してTs+τ時間ずれているとし、各々のサンプリングタイミングをフーリエ変換したものをPeven、Poddとすれば次式が成り立つ。
【数4】
Figure 0004547064
δはデルタ関数
【数5】
Figure 0004547064
この2つの波形をインターリーブ処理した場合のフーリエ変換は、(3)(4)を用いて
【数6】
Figure 0004547064
と表すことができる。
【0082】
2つのA/D変換器(12a及び12b)間に、時間誤差τが生じている場合、フーリエ変換におけるサンプリング周波数(1/2Ts)と同一の周波数の項は、時間誤差τが生じて無い場合のサンプリング周波数(1/2Ts)と同一の周波数の項と異なる。時間誤差校正値算出部74aは、フーリエ変換におけるサンプリング周波数と同一の周波数の項が、時間誤差τが生じない場合の周波数の項と一致するように時間誤差を校正する。
【0083】
ここで、時間誤差τが生じている場合の、サンプリング周波数(1/2Ts)の項の値は、k=1を(5)式に代入すればよく
【数7】
Figure 0004547064
となる。
【0084】
また2つのA/D変換器(12a及び12b)のサンプリングタイミングに、時間誤差τが生じていない場合のサンプリング周波数(1/2Ts)の項は、
【数8】
Figure 0004547064
となる。
【数9】
Figure 0004547064
が得られる。この時間誤差校正値88aを、サンプリングタイミングPoddでサンプリング動作するA/D変換器のサンプル値をフーリエ変換した結果に乗じることで時間誤差の校正ができる。
【0085】
また、ゲイン校正値算出部74bは、入力されたゲイン86bに基づいてゲイン校正値88bを算出する。このゲイン校正値88bの算出方法として幾つかの手法があるが、例えば、ゲイン86bの逆数でよい。ゲイン86bが「A1」ならば、ゲイン校正値88bは「1/A1」である。
【0086】
オフセット校正値算出部74cは、入力されたオフセット86cに基づいてオフセット校正値88cを算出する。このオフセット校正値88cの算出方法として幾つかの手法があるが、例えば、本実施形態では、オフセット校正値88cは、誤差算出部72で算出されたオフセット86cの符号を変えた値である。例えば、オフセット86cが「B1」ならば、オフセット校正値88cは「−B1」である。以上の方法により、校正値算出部70aは、時間誤差校正値88a、ゲイン校正値88b及びオフセット校正値88cを算出する。
【0087】
次に、半導体デバイス98から出力される被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値(84a及び84b)と、校正値算出部70aで予め算出されている時間誤差校正値88a、ゲイン校正値88b及びオフセット校正値88cに基づいて、誤差を校正する誤差校正部70bについて説明する。
【0088】
読み出し部76は、被測定信号をサンプリングして得られた被測定信号のサンプル値(84a及び84b)を、記憶部(20a及び20b)から読み出して、ゲイン・オフセット校正部78に出力する。ゲイン・オフセット校正部78は、読み出し部76から供給された被測定信号のサンプル値(84a及び84b)と、ゲイン校正値88b及びオフセット校正値88cとに基づいて、入力された被測定信号のサンプル値(84a及び84b)のゲイン及びオフセットの校正をする。この校正手法は幾つかあるが、例えば、本実施形態では次に述べる手法を用いた。
【0089】
サンプル値をD(t)とし、ゲインおよびオフセットの校正がされた値をD'(t)、ゲイン校正値88bを「G」、オフセット校正値88cを「O」とすれば、次が成り立つ。
【0090】
D'(t)=G・D(t)+O
この演算を被測定信号のサンプル値(84a及び84b)に対して行うことで、各々のサンプル値が含んでいるゲインおよびオフセットの校正ができる。ゲイン・オフセット校正部78において、ゲインおよびオフセットの校正がされた被測定信号のサンプル値(84a及び84b)は、時間誤差校正部80に入力される。
【0091】
時間誤差校正部80は、入力したゲインおよびオフセットの校正された被測定信号のサンプル値(84a及び84b)に時間成分を加える変換を行う。この変換は、被測定信号のサンプル値(84a及び84b)に時間成分を加え、入力したアナログ信号を再現する変換である。A/D変換器から出力されるサンプル値には、時間成分が含まれていないため、サンプル値から波形を再現するためには、時間成分を含ませる必要がある。例えば、この変換は、フーリエ変換であり、本実施形態においては、離散フーリエ変換を用いた。
【0092】
離散フーリエ変換した結果と、時間誤差校正値88aとに基づいて、時間誤差の校正を行う。この時間誤差校正手法は、幾つかあるが、例えば、本実施形態では、次に述べる手法を用いた。
【数10】
Figure 0004547064
【0093】
従って、時間誤差校正部80は、この演算により、ゲイン、オフセットおよび時間誤差の校正された出力信号90を出力することができる。前述したゲイン、オフセットおよび時間誤差を校正するキャリブレーション装置70は、プログラムにより所定の処理をする演算装置によって実現されることが好ましい。例えば、演算装置は、プログラムにより所定の処理をするワークステーションなどのコンピュータであってよい。本キャリブレーション装置70を演算装置を用いて実現することで、誤差の校正に可変抵抗や遅延回路などのハードウエアを設ける必要がなくなる。演算によりキャリブレーションするので遅延回路などの素子の特性に依存しないので、精度の高いキャリブレーションを行うことができる。従って、本キャリブレーション装置70を、演算装置を用いて実現するプログラムを記憶した記録媒体を提供する。また、サンプル値に基づいて誤差を校正するので、従来のアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換装置で測定されたサンプル値に含まれる誤差を校正することもできる。以上の構成により、時間誤差、ゲイン、及びオフセットの校正手段として、遅延回路や可変抵抗などの素子を設ける必要が無くなり、誤差の校正が容易にできる。また、誤差を校正できる範囲が、遅延回路など素子の性能に依存しないので、精度の高い校正ができる。
【0094】
図15は、第4の実施形態である、アナログ信号を出力する半導体デバイスを試験する半導体デバイス試験装置を示す。この半導体デバイス試験装置は、演算装置97及びA/D変換装置100を有する波形ディジタイザ95、記録媒体38、パターン発生器91、波形整形器92、比較器93、及び半導体デバイス接触部94を有するパフォーマンスボード96を備える。この実施形態において、キャリブレーション装置70は、記録媒体38に記録されているプログラムに基づいて演算装置97を用いて実現される。ここで、演算装置97は、ワークステーションなどの汎用コンピュータが好ましい。
【0095】
試験されるべきアナログ信号を出力する半導体デバイス98が、半導体デバイス接触部94に載置される。例えば、半導体デバイス接触部94は、半導体デバイス98の入出力端子と電気的に接続するソケットであってよい。パターン発生器91は、半導体デバイス98に供給する半導体デバイス入力信号42を生成し、波形整形器92に出力する。また、パターン発生器91は、半導体デバイス98から出力されるべき理論値を比較器93に出力する。波形整形器92は、半導体デバイス98の特性に応じて、半導体デバイス入力信号42を整形して、半導体デバイス接触部94に出力する。半導体デバイス接触部94は、波形整形器92から供給される半導体デバイス入力信号40を半導体デバイス98に出力する。半導体デバイス98は、入力した半導体デバイス入力信号40に基づいてアナログ信号50を半導体デバイス接触部94に出力する。半導体デバイス接触部94は、被測定信号であるアナログ信号50をA/D変換装置100に出力する。
A/D変換装置100は、半導体デバイス接触部94から供給されたアナログ信号50をディジタル信号に変換する。
【0096】
A/D変換装置100は、図4を用いて説明した第1の実施形態のA/D変換装置100であり、入力したアナログ信号50を平均化処理とインターリーブ処理のいずれか一方で処理する。更に、A/D変換装置100は、第3の実施形態で示した複数のA/D変換器の間に生じる時間誤差の校正をするキャリブレーション装置70を備えることにより誤差の校正された出力信号90を出力できる。
比較器93は、誤差の校正された出力信号90と、パターン発生器91から供給される理論値とに基づいて半導体デバイス98の良否を判定し、判定信号52を出力する。この構成により、1つの試験装置で平均化処理およびインターリーブ処理の2つの処理ができる。また、複数のA/D変換器間に生じる時間誤差の校正が容易な半導体デバイス試験装置を実現できる。
【0097】
図16は、第5の実施形態である、アナログ信号を出力する複数の半導体デバイスを同時に試験する半導体デバイス試験装置を示す。この半導体デバイス試験装置は、演算装置97及びA/D変換装置100を有する波形ディジタイザ95、記録媒体38、パターン発生器91、波形整形器92、比較器93、及び半導体デバイス接触部(94a〜94d)を有するパフォーマンスボード96を備える。この実施形態において、キャリブレーション装置70は、記録媒体38に記録されているプログラムに基づいて演算装置97を用いて実現される。ここで、演算装置97は、ワークステーションなどの汎用コンピュータが好ましい。
【0098】
パターン発生器91は、半導体デバイス(98a〜98d)に供給する半導体デバイス入力信号42を生成し、波形整形器92に出力する。また、パターン発生器91は、半導体デバイス(98a〜98d)から出力されるべき理論値を比較器93に出力する。波形整形器92は、半導体デバイス(98a〜98d)の特性に応じて、パターン発生器91から供給される半導体デバイス入力信号42を整形し、半導体デバイス接触部(94a〜94d)に出力する。半導体デバイス接触部(94a〜94d)は、波形整形器92から供給される半導体デバイス入力信号40を半導体デバイス(98a〜98d)の各々へ供給する。半導体デバイス(98a〜98d)は、入力した半導体デバイス入力信号40に基づいてアナログ信号(50a〜50d)を半導体デバイス接触部(94a〜94d)に出力する。半導体デバイス接触部(94a〜94d)は、アナログ信号(50a〜50d)を、A/D変換装置100に出力する。
【0099】
A/D変換装置120は、図8を用いて説明した第2の実施形態のA/D変換装置120であり、入力したアナログ信号(50a〜50d)を平均化処理とインターリーブ処理のいずれか一方で処理する。更に、A/D変換装置120は、第3の実施形態で示した複数のA/D変換器の間に生じる時間誤差の校正をするキャリブレーション装置70を備えることにより誤差の校正された出力信号(90a〜90d)を出力できる。比較器93は、誤差の校正された出力信号(90a〜90d)とパターン発生器91から供給される理論値とに基づいて半導体デバイス98の良否を判定し、判定信号(52a〜52d)を出力する。図8を用いて説明したA/D変換装置120は、アナログ信号分配器32を有するので、アナログ信号の処理の内容に応じて、処理に用いる1つ又は複数のA/D変換器を選択して利用することができる。また、1つの試験装置で平均化処理およびインターリーブ処理の2つの処理ができる。また、複数のA/D変換器間に生じる時間誤差の校正が容易な半導体デバイス試験装置を実現できる。
【0100】
上記説明から明らかなように、複数のA/D変換器を同時にサンプリング動作させる平均化処理と、複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理を1つのA/D変換装置120で実現できる。また、アナログ信号の処理内容に応じて、処理に用いるA/D変換器を選択的に変更できる。また、複数のA/D変換器間に生じる時間誤差の校正を、演算装置を用いて行うことができる。従って、遅延回路を用いずに時間誤差の校正ができる。
【0101】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0102】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、複数のA/D変換器を効率よく使用するA/D変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のA/D変換装置を示す。
【図2】従来の複数のアナログ信号入力部を備えるA/D変換装置を示す。
【図3】インターリーブ処理を示すブロック図。
【図4】第1の実施形態である、A/D変換装置を示す。
【図5】サンプリングクロック信号発生器を示す。
【図6】A/D変換器がそなえるサンプリングクロック信号発生器が発生するサンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。
【図7】A/D変換器の他の実施形態を示す。
【図8】第2の実施形態である、複数のアナログ信号入力部を備えるA/D変換装置を示す。
【図9】複数のアナログ信号入力部を備えるA/D変換装置が備える、アナログ信号分配器の1つの形態を示す。
【図10】アナログ信号分配器の分配形態を示す。
【図11】第2の実施形態であるA/D変換装置が備えるサンプリングクロック信号発生器が発生するサンプリングクロック信号のタイミングチャートを示す。
【図12】2つのA/D変換器間に生じるサンプリングタイミングの時間誤差を示す。
【図13】第3の実施形態であるキャリブレーション装置を備える、A/D変換装置を示す。
【図14】キャリブレーション装置のブロック図を示す。
【図15】第1の実施形態であるA/D変換装置と第3の実施形態であるキャリブレーション装置を備えるアナログ信号を出力する半導体デバイスを試験する半導体デバイス試験装置を示す。
【図16】第2の実施形態であるA/D変換装置と第3の実施形態であるキャリブレーション装置を備えるアナログ信号を出力する半導体デバイスを試験する半導体デバイス試験装置を示す。
【符号の説明】
10(10a、10b、10c、10d)…アナログ信号入力部
12(12a、12b、12c、12d)…A/D変換器
14…サンプリングクロック信号発生器
16…基準クロック信号発生器
18…処理部
18a…インターリーブ処理部
18b…平均化処理部
20(20a、20b、20c、20d)…記憶部
22…モード指定信号発生器
24…遅延回路
26…加算器
28(28a、28b)…マルチプレクサ
30…セレクタ
32…アナログ信号分配器
34…分配制御信号発生器
38…記録媒体
40、42…半導体デバイス入力信号
50(50a、50b、50c、50d)…アナログ信号
52…判定信号
54…基準クロック信号
56a、56b、56c、56d…サンプリングクロック信号
58…モード指定信号
60…分配制御信号
70…キャリブレーション装置
70a…誤差算出部
70b…誤差校正部
72…誤差算出部
74…誤差校正値算出部
74a…時間誤差校正値算出部
74b…ゲイン校正値算出部
74c…オフセット校正値算出部
76…読み出し部
78…ゲイン・オフセット校正部
80…時間誤差校正部
82a、82b …試験信号のサンプル値
84a、84b …被測定信号のサンプル値
86a…時間誤差τ
86b…ゲイン
86c…オフセット
88a…時間誤差校正値
88b…ゲイン校正値
88c…オフセット校正値
90(90a、90b、90c、90d)…出力信号
91…パターン発生器
92…波形整形器
93…比較器
94…半導体デバイス接触部
95…波形ディジタイザ
96…パフォーマンスボード
97…演算装置
98…半導体デバイス
100 A/D変換装置

Claims (12)

  1. アナログ信号をサンプリングして、ディジタル信号に変換するA/D変換装置であって、
    前記アナログ信号を入力するアナログ信号入力部と、
    前記アナログ信号入力部が入力した前記アナログ信号をサンプリングして前記ディジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、
    前記複数のA/D変換器の各々から出力されるディジタル信号を記憶する複数の記憶部と、
    前記複数のA/D変換器を同期してサンプリング動作させる平均化処理用サンプリングクロック信号と、前記複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方を前記複数のA/D変換器へ供給するサンプリングクロック信号発生器と、
    前記平均化処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作した前記A/D変換器から出力されて前記記憶部に記憶された前記ディジタル信号を平均化処理する平均化処理部と、
    前記インターリーブ処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作した前記A/D変換器から出力されて前記記憶部に記憶された前記ディジタル信号をインターリーブ処理するインターリーブ処理部と、
    前記複数のA/D変換器が、第1A/D変換器及び第2A/D変換器を含み、前記第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して前記第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、前記第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出する誤差算出部と、
    算出された前記時間誤差に基づいて、前記第2A/D変換器の前記時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、
    測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたディジタル信号が格納されている前記記憶部から前記ディジタル信号を読み出す読み出し部と、
    前記読み出し部により、前記記憶部から読み出された前記ディジタル信号と前記時間誤差校正値に基づいて、前記被測定信号をサンプリングしたときに前記第2A/D変換器に生じる前記時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部と、
    を備えることを特徴とするA/D変換装置。
  2. 前記平均化処理または前記インターリーブ処理のいずれか一方の処理モードを指定するモード指定信号を発生するモード指定信号発生器を更に備え、
    前記モード指定信号に基づいて、前記平均化処理部または前記インターリーブ処理部のいずれか一方が選択されることを特徴とする請求項1に記載のA/D変換装置。
  3. 基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生器を更に備え、
    前記モード指定信号により平均化処理が指定される場合に、前記サンプリングクロック信号発生器は、前記基準クロック信号に同期した前記平均化処理用サンプリングクロック信号を前記複数のA/D変換器の各々に供給し、
    前記モード指定信号によりインターリーブ処理が指定される場合に、前記サンプリングクロック信号発生器は、前記基準クロック信号に基づいて、互いに位相が異なる前記インターリーブ処理用サンプリングクロック信号を前記複数のA/D変換器の各々に供給する
    ことを特徴とする請求項2に記載のA/D変換装置。
  4. アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第1A/D変換器の出力と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第2A/D変換器の出力とを受けとって、前記第1A/Dおよび前記第2A/Dとの間に生じる誤差を校正するキャリブレーション装置であって、
    前記第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して、前記第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、前記第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出するのに用いる試験信号をサンプリングして得たサンプル値に基づいて、前記時間誤差を算出する誤差算出部と、
    算出された前記時間誤差に基づいて、前記第2A/D変換器の前記時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、
    測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値が格納されている記憶部から前記サンプル値を読み出す読み出し部と、
    前記読み出し部により、前記記憶部から読み出された前記サンプル値と前記時間誤差校正値に基づいて、前記被測定信号をサンプリングしたときに第2A/D変換器に生じる前記時間誤差を校正する演算を行って校正後のディジタル信号を出力する誤差校正部と
    を備えることを特徴とするキャリブレーション装置。
  5. 前記誤差校正部は、前記読み出し部により前記記憶部から読み出される前記被測定信号のサンプル値を離散フーリエ変換し、前記離散フーリエ変換により得られた離散フーリエ変換値と、前記時間誤差校正値とに基づいて演算して前記時間誤差を校正することを特徴とする請求項4に記載のキャリブレーション装置。
  6. 前記誤差算出部は、前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを算出し、
    前記誤差校正値算出部は、
    前記ゲインに基づいて前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器のゲイン校正値を算出するゲイン校正値算出部と、
    前記オフセットに基づいて前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器のオフセット校正値を算出するオフセット校正値算出部とを有し、
    前記誤差校正部は、前記読み出し部により前記記憶部から読み出された前記被測定信号のサンプル値と、前記ゲイン校正値および前記オフセット校正値に基づいて、前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器の前記ゲインおよび前記オフセットを校正するゲイン・オフセット校正部
    を有することを特徴とする請求項4または5に記載のキャリブレーション装置。
  7. 前記ゲイン・オフセット校正部は、前記第2A/D変換器によりサンプリングされた前記被測定信号のサンプル値に前記ゲイン校正値を乗じた値に、オフセット校正値を加える演算をすることを特徴とする請求項6に記載のキャリブレーション装置。
  8. アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第1A/D変換器の出力と、アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する第2A/D変換器の出力とを受けとって、前記第1A/Dおよび前記第2A/Dとの間に生じる誤差を校正する誤差校正方法であって、
    前記第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して前記第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、前記第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出するステップと、
    前記時間誤差に基づいて前記時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出するステップと、
    測定されるべき被測定信号をサンプリングして得たサンプル値と、前記時間誤差校正値とに基づいて、前記時間誤差を校正する演算を行って校正後のディジタル信号を出力するステップと
    を備えることを特徴とする誤差校正方法。
  9. 前記誤差校正方法は、
    前記第1A/D変換器と前記第2A/D変換器のゲインおよびオフセットを算出するステップと、
    算出された前記ゲインおよび前記オフセットに基づいて、ゲインおよびオフセットを校正する演算に用いるゲイン校正値およびオフセット校正値を算出するステップと、
    前記被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値と、前記ゲイン校正値および前記オフセット校正値とに基づいて、前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器の前記ゲインおよび前記オフセットを校正するステップと
    を更に備えることを特徴とする請求項8に記載の誤差校正方法。
  10. 演算装置を用いて、第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、前記第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を、前記第2A/D変換器の出力において校正するプログラムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、
    前記演算装置に前記時間誤差を算出させるモジュールと、
    算出された前記時間誤差に基づいて、前記第2A/D変換器の前記時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出させるモジュールと、
    測定されるべき被測定信号をサンプリングして得たサンプル値と、前記時間誤差校正値に基づいて、前記時間誤差を校正する演算を行って校正後のディジタル信号を出力させるモジュールと
    を備えることを特徴とする前記時間誤差を校正するプログラムを記録した演算装置で読み取り可能な記録媒体。
  11. 前記プログラムは、
    前記演算装置にゲインおよびオフセットを算出させるモジュールと、
    算出された前記ゲインおよび前記オフセットに基づいて、ゲインおよびオフセットを校正する演算に用いるゲイン校正値およびオフセット校正値を算出させるモジュールと、
    前記被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値と、前記ゲイン校正値および前記オフセット校正値に基づいて、前記第1A/D変換器および前記第2A/D変換器の前記ゲインおよび前記オフセットを校正させるモジュールと
    を更に備えることを特徴とする請求項10に記載の記録媒体。
  12. アナログ信号を出力する半導体デバイスを試験する半導体デバイス試験装置であって、
    前記半導体デバイスを試験するための半導体デバイス入力信号を生成するパターン発生器と、
    前記パターン発生器から出力される前記半導体デバイス入力信号を前記半導体デバイスに与えるパフォーマンスボードと、
    前記半導体デバイスから出力される前記アナログ信号を入力するアナログ信号入力部と、
    前記アナログ信号入力部から入力される前記アナログ信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する複数のA/D変換器と、
    前記複数のA/D変換器を同期してサンプリング動作させる平均化処理用サンプリングクロック信号と、前記複数のA/D変換器を交互にサンプリング動作させるインターリーブ処理用サンプリングクロック信号のいずれか一方のサンプリングクロック信号を前記複数のA/D変換器へ供給するサンプリングクロック信号発生器と、
    前記平均化処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号を平均化処理する平均化処理部と、
    前記インターリーブ処理用サンプリングクロック信号に基づいてサンプリング動作したA/D変換器から出力されたディジタル信号をインターリーブ処理するインターリーブ処理部と、
    前記複数のA/D変換器が、第1A/D変換器および第2A/D変換器を含み、前記第1A/D変換器がサンプリングしたタイミングに対して前記第2A/D変換器がサンプリングするべき所定のタイミングと、前記第2A/D変換器が実際にサンプリングしたタイミングとの時間のずれである時間誤差を算出する誤差算出部と、
    算出された前記時間誤差に基づいて、前記第2A/D変換器の前記時間誤差を校正する演算に用いる時間誤差校正値を算出する誤差校正値算出部と、
    測定されるべきアナログ信号である被測定信号をサンプリングして得られたサンプル値が格納されている記憶部から前記サンプル値を読み出す読み出し部と、
    前記読み出し部により、前記記憶部から読み出された前記サンプル値と前記時間誤差校正値に基づいて、前記被測定信号をサンプリングしたときに前記第2A/D変換器に生じる前記時間誤差を校正する演算を行う誤差校正部と、
    を備えることを特徴とする半導体デバイス試験装置。
JP2000054335A 1999-03-24 2000-02-29 A/d変換装置およびキャリブレーション装置 Expired - Fee Related JP4547064B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000054335A JP4547064B2 (ja) 1999-03-24 2000-02-29 A/d変換装置およびキャリブレーション装置
DE10015384A DE10015384B4 (de) 1999-03-24 2000-03-24 A/D-Umwandlungsvorrichtung, Eicheinheit und Verfahren hierfür
CN2008100958848A CN101267207B (zh) 1999-03-24 2000-03-24 A-d转换装置和校准单元
CNB001083252A CN100397785C (zh) 1999-03-24 2000-03-24 A-d转换装置和校准单元
KR1020000015135A KR100341130B1 (ko) 1999-03-24 2000-03-24 아날로그-디지털 변환장치, 및 교정장치와 교정방법
US09/534,322 US6452518B1 (en) 1999-03-24 2000-03-24 A-D converting apparatus, and calibration unit and method therefor
TW089105305A TW456108B (en) 1999-03-24 2000-03-28 Analog-to-digital conversion device and correction units and method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8011899 1999-03-24
JP11-80118 1999-03-24
JP2000054335A JP4547064B2 (ja) 1999-03-24 2000-02-29 A/d変換装置およびキャリブレーション装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009173644A Division JP2009290885A (ja) 1999-03-24 2009-07-24 A/d変換装置およびキャリブレーション装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000341123A JP2000341123A (ja) 2000-12-08
JP4547064B2 true JP4547064B2 (ja) 2010-09-22

Family

ID=26421167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000054335A Expired - Fee Related JP4547064B2 (ja) 1999-03-24 2000-02-29 A/d変換装置およびキャリブレーション装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6452518B1 (ja)
JP (1) JP4547064B2 (ja)
KR (1) KR100341130B1 (ja)
CN (1) CN100397785C (ja)
DE (1) DE10015384B4 (ja)
TW (1) TW456108B (ja)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4475784B2 (ja) * 2000-09-26 2010-06-09 株式会社アドバンテスト A/d変換入力遅延補正装置、方法、記録媒体
JP3745962B2 (ja) * 2001-01-24 2006-02-15 株式会社アドバンテスト インターリーブad変換方式波形ディジタイザ装置、及び試験装置
JP4871458B2 (ja) * 2001-06-13 2012-02-08 株式会社高見沢サイバネティックス データ変換装置及びテレメータ装置
JP3939122B2 (ja) * 2001-07-19 2007-07-04 富士通株式会社 レシーバ回路
JP2003133954A (ja) * 2001-10-26 2003-05-09 Agilent Technologies Japan Ltd インターリーブa/d変換器の校正方法
KR100806536B1 (ko) * 2002-01-11 2008-02-25 에이저 시스템즈 (아일랜드) 리서치 리미티드 데이터 수신기들 및 전송기들에서의 타이밍 제어
JP2003273735A (ja) * 2002-03-12 2003-09-26 Denso Corp A/d変換方法及び装置
US6836227B2 (en) * 2003-02-25 2004-12-28 Advantest Corporation Digitizer module, a waveform generating module, a converting method, a waveform generating method and a recording medium for recording a program thereof
DE102004009613B4 (de) * 2004-02-27 2010-05-12 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zum Kompensieren von Nichtlinearitäten von zeitversetzt arbeitenden Analog-Digital-Wandlern
JP4519509B2 (ja) * 2004-04-22 2010-08-04 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路装置及びその動作方法
KR100688520B1 (ko) 2005-01-17 2007-03-02 삼성전자주식회사 아날로그 디지털 컨버터의 캘리브레이션 방법
US7312734B2 (en) * 2005-02-07 2007-12-25 Analog Devices, Inc. Calibratable analog-to-digital converter system
US7183953B2 (en) * 2005-03-31 2007-02-27 Teradyne, Inc. Calibrating automatic test equipment containing interleaved analog-to-digital converters
TWI282216B (en) * 2005-04-13 2007-06-01 Realtek Semiconductor Corp Correlation circuit for time-interleaved ADC and method thereof
US7274313B2 (en) * 2005-05-13 2007-09-25 Texas Instruments Incorporated High speed data recording with input duty cycle distortion
US7064700B1 (en) * 2005-06-15 2006-06-20 Freescale Semiconductor, Inc. Multi-channel analog to digital converter
US20070036255A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-15 Wolfe Robert T Synchronization of data streams from data acquisition processors using a common signal
US7649957B2 (en) * 2006-03-22 2010-01-19 Freescale Semiconductor, Inc. Non-overlapping multi-stage clock generator system
JP4714067B2 (ja) * 2006-04-13 2011-06-29 株式会社アドバンテスト キャリブレーション回路、キャリブレーション方法、及び試験装置
CN101212434B (zh) * 2006-12-29 2010-12-01 大唐移动通信设备有限公司 一种校正并行交替采样信号误差的方法及系统
US7541958B2 (en) * 2006-12-30 2009-06-02 Teradyne, Inc. Error reduction for parallel, time-interleaved analog-to-digital converter
US8255188B2 (en) * 2007-11-07 2012-08-28 Guidetech, Inc. Fast low frequency jitter rejection methodology
US7602325B2 (en) * 2007-12-28 2009-10-13 General Electric Company Sigma delta analog to digital converter with internal synchronous demodulation
TW200943732A (en) * 2008-04-15 2009-10-16 Novatek Microelectronics Corp Time interleaved analog to digital convert apparatus
JP5018680B2 (ja) * 2008-08-01 2012-09-05 株式会社Jvcケンウッド Ad変換装置
US7808408B2 (en) * 2008-09-08 2010-10-05 Moblus Semiconductor, Inc. Minimizing adverse effects of skew between two analog-to-digital converters
US7839323B2 (en) 2008-12-29 2010-11-23 Intersil Americas, Inc. Error estimation and correction in a two-channel time-interleaved analog-to-digital converter
ATE543259T1 (de) 2009-01-26 2012-02-15 Fujitsu Semiconductor Ltd Abtastung
KR101209987B1 (ko) * 2009-05-29 2012-12-07 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 아날로그 유니트
CN101908924A (zh) * 2009-06-02 2010-12-08 中兴通讯股份有限公司 一种光信号的性能数据采集方法及其系统
US7898446B2 (en) * 2009-06-03 2011-03-01 Texas Instruments Incorporated Correction of sampling mismatch in time-interleaved analog-to-digital converters
US8362937B2 (en) * 2009-06-12 2013-01-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuits for converting analog signals to digital signals, systems, and operating methods thereof
JP4897015B2 (ja) * 2009-06-24 2012-03-14 株式会社東芝 アナログディジタル変換装置
US8269657B2 (en) * 2009-06-26 2012-09-18 Intersil Americas Inc. Background calibration of offsets in interleaved analog to digital converters
US7961123B2 (en) * 2009-07-09 2011-06-14 Texas Instruments Incorporated Time-interleaved analog-to-digital converter
US8749419B2 (en) * 2009-08-11 2014-06-10 Hittite Microwave Corporation ADC with enhanced and/or adjustable accuracy
JP5560989B2 (ja) * 2010-07-21 2014-07-30 富士通株式会社 受信回路
US8339302B2 (en) * 2010-07-29 2012-12-25 Freescale Semiconductor, Inc. Analog-to-digital converter having a comparator for a multi-stage sampling circuit and method therefor
US8451152B2 (en) 2011-02-22 2013-05-28 Texas Instruments Incorporated Pipelined ADC inter-stage error calibration
KR101129290B1 (ko) * 2011-03-11 2012-03-27 경보전기 주식회사 디지털 변환기 및 그 제어방법
KR101129291B1 (ko) * 2011-03-11 2012-03-26 경보전기 주식회사 디지털 변환기 및 그 제어방법
US9239343B2 (en) * 2011-06-06 2016-01-19 Tektronix, Inc. Interleaved digital down-conversion on a test and measurement instrument
CN104579342A (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 北京航天测控技术有限公司 一种多a/d转换器的采样时钟相位自动快速校准方法
CN104698369B (zh) * 2015-03-19 2017-10-17 西电通用电气自动化有限公司 一种模拟链路硬件失效检测电路及方法
US10254160B2 (en) * 2016-05-16 2019-04-09 Apple Inc. Color ambient light sensor circuitry for electronic devices
ES2904453T3 (es) * 2017-01-24 2022-04-05 Alcon Inc Conmutación de modo dinámico para tomografía de coherencia óptica oftálmica multimodo
JP7065336B2 (ja) * 2017-02-08 2022-05-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 信号処理システム及び信号処理方法
CN107359873B (zh) * 2017-07-27 2024-02-23 中国电力科学研究院 一种基于锁相及移相校准合并单元测试仪时钟误差的装置和方法
CN110061742B (zh) * 2018-01-19 2023-03-10 创意电子股份有限公司 模拟数字转换器校准系统
CN108932923B (zh) * 2018-07-03 2020-09-01 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Amoled的侦测系统及侦测方法
CN109327222B (zh) * 2018-09-21 2021-06-04 电子科技大学 基于时间误差自适应消除的时间交替采样系统
EP3923481A4 (en) 2019-03-04 2022-02-16 Mitsubishi Electric Corporation RECEIVER DEVICE AND RECEIPT METHOD
CN112087232B (zh) * 2019-06-14 2024-08-20 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 一种tiadc系统直流偏置和增益误差校准方法及装置
TWI745945B (zh) * 2020-04-29 2021-11-11 創意電子股份有限公司 類比數位轉換系統、時脈偏斜校準方法與相關的電腦程式產品
KR102362737B1 (ko) * 2020-09-03 2022-02-15 고려대학교 산학협력단 파이프라인 아날로그-디지털 변환기의 내부 시간영역 보간 아날로그-디지털 변환기
CN114326901B (zh) * 2021-12-31 2023-04-07 浙江浙大西投脑机智能科技有限公司 一种用于神经调控的参数精准可调电流刺激系统
TWI793003B (zh) 2022-05-05 2023-02-11 創意電子股份有限公司 消除相位雜訊之影響的校正系統與包含其的類比至數位轉換裝置
CN118041318A (zh) * 2022-11-07 2024-05-14 长鑫存储技术有限公司 校准电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63502789A (ja) * 1986-01-30 1988-10-13 プレッシー セミコンダクターズ リミテッド アナログ/ディジタル変換:その方法および装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115026A (en) * 1980-02-18 1981-09-10 Sony Tektronix Corp Analog-digital converter
JPH0628340B2 (ja) * 1985-12-24 1994-04-13 ソニ−・テクトロニクス株式会社 アナログ・デジタル変換装置用校正方法
US4763105A (en) * 1987-07-08 1988-08-09 Tektronix, Inc. Interleaved digitizer array with calibrated sample timing
JP3012887B2 (ja) * 1989-03-13 2000-02-28 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 信号変換装置
US4962380A (en) * 1989-09-21 1990-10-09 Tektronix, Inc. Method and apparatus for calibrating an interleaved digitizer
US5247300A (en) * 1990-09-27 1993-09-21 Goldstar Co., Ltd. Automatic audio/video signal combination apparatus
JPH04255113A (ja) * 1991-02-07 1992-09-10 Sharp Corp アナログ/デジタル変換装置
JPH04267628A (ja) * 1991-02-21 1992-09-24 Iwatsu Electric Co Ltd インターリーブ・デジタイズ方法と装置
US5352976A (en) * 1992-01-31 1994-10-04 Tektronix, Inc. Multi-channel trigger dejitter
JPH05218867A (ja) * 1992-02-03 1993-08-27 Advantest Corp 2個のアナログ・ディジタル・コンバータをインターリーブ動作させる高速波形ディジタイザ
JP3202793B2 (ja) * 1992-05-28 2001-08-27 能美防災株式会社 火災感知器の感度測定装置
DE69326528T2 (de) 1992-06-17 2000-03-09 Advantest Corp. Wellenform-a/d-wandler und d/a-wandler
JPH0685670A (ja) * 1992-09-03 1994-03-25 Hitachi Ltd サンプリング方法及びサンプリング・システム
JPH06152410A (ja) * 1992-11-09 1994-05-31 Advantest Corp インターリーブ方式を採用したアナログディジタルコンバータの補正方法
JP3417719B2 (ja) * 1995-03-23 2003-06-16 ソニー株式会社 アナログデイジタル変換方法
US6310571B1 (en) * 2001-03-30 2001-10-30 Pixim, Incorporated Multiplexed multi-channel bit serial analog-to-digital converter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63502789A (ja) * 1986-01-30 1988-10-13 プレッシー セミコンダクターズ リミテッド アナログ/ディジタル変換:その方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000341123A (ja) 2000-12-08
DE10015384A1 (de) 2000-10-05
US6452518B1 (en) 2002-09-17
CN100397785C (zh) 2008-06-25
KR100341130B1 (ko) 2002-06-20
TW456108B (en) 2001-09-21
KR20010006867A (ko) 2001-01-26
CN1268671A (zh) 2000-10-04
DE10015384B4 (de) 2004-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4547064B2 (ja) A/d変換装置およびキャリブレーション装置
JP2009290885A (ja) A/d変換装置およびキャリブレーション装置
US7161514B2 (en) Calibration method for interleaving an A/D converter
US7327816B2 (en) High resolution synthesizer with improved signal purity
JP2002246910A (ja) インターリーブad変換方式波形ディジタイザ装置
JPS62149224A (ja) アナログ・デジタル変換装置用校正方法
JP3745962B2 (ja) インターリーブad変換方式波形ディジタイザ装置、及び試験装置
JP2007506091A (ja) 複素インピーダンス素子のインピーダンスの特性を決定してそのインピーダンスの特性付けを容易にするための測定回路および方法
JP5080349B2 (ja) アナログデジタル変換装置、アナログデジタル変換方法、試験装置、および、プログラム
JP4953714B2 (ja) エンコーダ出力の内挿方法及び内挿回路
JPH04229703A (ja) 位相相関波形の発生方法
JP2004328436A (ja) A/d変換装置
GB2145888A (en) Testing the transfer function linearity of analogue input circuits
US7209937B2 (en) Method and apparatus for generation of arbitrary mono-cycle waveforms
JP2004239754A (ja) 複数サンプリングデジタイザのチャンネル間スキュー補正装置及び補正方法
US7912667B2 (en) Electrical circuit and method for testing electronic component
CN115097897B (zh) 一种信号发生器的错相交织输出方法
EP0945987B1 (en) Process for the linearization of the transfer characteristic of an analog-to-digital converter and a respective circuit
JP2902338B2 (ja) 半導体試験装置
JP4526891B2 (ja) 遅延量測定方法、及び測定装置
JPH0710411Y2 (ja) 信号発生器
JP2002217728A (ja) A/d変換回路
KR101659402B1 (ko) 다중 채널 아날로그-디지털 변환기의 채널 응답 측정 방법 및 채널 왜곡 보상 방법
CN115704837A (zh) 测定器和测定方法
WO2001004789A1 (fr) Dispositif de generation de donnees sur forme d'onde a fonction d'echantillonnage

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090522

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090526

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100202

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100219

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100622

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100705

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees