JP4573428B2

JP4573428B2 - Modeling method for electronic devices

Info

Publication number: JP4573428B2
Application number: JP2000371235A
Authority: JP
Inventors: 孝直井; 克己中村
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: JP2002174650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子デバイスのシミュレーションの手法に関し、特に、電子デバイスの端子から外部回路に漏洩するノイズ等の解析用としてノイズ源としての電子デバイスをモデル化するモデル化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路の開発等において、電子回路をコンピュータ上等で実現するシミュレーションにより開発期間の短縮等が図られており、例えば、ＩＣ等の電子デバイスをノイズ源とする電子回路の解析等に用いられている。かかるシミュレーション技術としてＳＰＩＣＥが広く知られている。ＳＰＩＣＥは電子回路、ＩＣであれば内部回路の等価回路を回路図どおりに正確に実現するものであり、内部回路の詳細がメーカから公表されておらずＩＣ等をブラックボックス化したものとして扱わざるを得ない場合には適用することができず、必ずしも汎用性の高いものとはいえない。
【０００３】
そこで、ＩＣ等の回路構成の詳細が不明なとき、例えばＩＣをその信号端子から漏洩するノイズ源等としてモデル化しようとすれば、図７に示すように、ＩＣ９を電圧源（もしくは電流源）９０１として表し、電圧源としてモデル化する場合には両端子９０２，９０３間の電圧を計測して電圧源の生成電圧とし、電流源としてモデル化する場合には端子９０２，９０３から流れる電流を計測して電流源の生成電流としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子デバイスには内部インピーダンス成分が存在するから、電子デバイスの端子と接続される外部回路のインピーダンスの影響が回避できず、外部回路に接続した時に実際の電圧や電流が異なる。その上、外部回路を構成する素子の定数や配線パターンの取りまわしによって外部回路のインピーダンスが変化し、正確なシミュレーションを行うのが困難である。
【０００５】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、電子デバイスを正確にモデル化することのできる電子デバイスのモデル化方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、電子デバイスを、電圧源に内部インピーダンス成分が直列に接続されてなるモデルにより表す電子デバイスのモデル化方法であって、
電子デバイスが内部クロックを有する回路構成であり、
モデル化しようとする電子デバイスの一対の端子に、インピーダンスが異なる負荷を切り換えて接続し、インピーダンスが異なる当該２つの状態について、それぞれ両端子間の電圧と端子から流れる電流とを計測する電気特性計測ステップと、
テブナンの定理に基づいて、前記インピーダンスが異なる２つの状態で計測された電圧のデータと電流のデータとを既知数とするとともに前記電圧源が生成する生成電圧と前記内部インピーダンス成分のインピーダンスとを未知数として、前記電圧源の生成電圧および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算するモデル定数演算ステップとを有する。
前記電気特性計測ステップでは、前記内部クロックに同期して前記電圧および前記電流の振動波形を計測し、
前記モデル定数演算ステップは、複素数形式で表された電圧および電流から、複素数形式で表された前記生成電圧および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算する。
【０００７】
負荷のインピーダンスを変えることで両端子間の電圧と端子から流れる電流とが変化する。しかして２種類の未知数としての電圧源が生成する生成電圧と内部インピーダンス成分のインピーダンスとが求められる。内部インピーダンス成分が考慮されているので、電子デバイスに接続される外部回路のインピーダンスによらず正確なモデルとなる。
電圧源および内部インピーダンス成分がより詳細に知られ、モデルの挙動がより実際の電子デバイスに近いものとなる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、電子デバイスを、電流源に内部インピーダンス成分が並列に接続されてなるモデルにより表す電子デバイスのモデル化方法であって、
電子デバイスが内部クロックを有する回路構成であり、
モデル化しようとする電子デバイスの一対の端子に、インピーダンスが異なる負荷を切り換えて接続し、インピーダンスが異なる当該２つの状態について、それぞれ両端子間の電圧と端子から流れる電流とを計測する電気特性計測ステップと、
ノートンの定理に基づいて、前記インピーダンスが異なる２つの状態で計測された電圧のデータと電流のデータとを既知数とするとともに前記電流源が生成する生成電流と前記内部インピーダンス成分のインピーダンスとを未知数として、前記電流源の生成電流および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算するモデル定数演算ステップとを有する。
前記電気特性計測ステップでは、前記内部クロックに同期して前記電圧および前記電流の振動波形を計測し、
前記モデル定数演算ステップは、複素数形式で表された電圧および電流から、複素数形式で表された前記生成電流および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算する。
【０００９】
負荷のインピーダンスを変えることで両端子間の電圧と端子から流れる電流とが変化する。しかして２種類の未知数としての、電流源が生成する生成電流と内部インピーダンス成分のインピーダンスとが求められる。内部インピーダンス成分が考慮されているので、電子デバイスに接続される外部回路のインピーダンスによらず正確なモデルとなる。
電流源および内部インピーダンス成分がより詳細に知られ、モデルの挙動がより実際の電子デバイスに近いものとなる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記モデル定数演算ステップは、計測された電圧のデータと電流のデータとをフーリエ変換し、周波数ごとに前記電圧源の生成電圧および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算する。
【００１１】
周波数ごとに電圧源の生成電圧および内部インピーダンス成分のインピーダンスが得られるから、モデルの挙動がより実際の電子デバイスに近いものとなる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記モデル定数演算ステップは、計測された電圧のデータと電流のデータとをフーリエ変換し、周波数ごとに前記電流源の生成電流および前記内部インピーダンス成分のインピーダンスを演算する。
【００１７】
周波数ごとに電流源の生成電流および内部インピーダンス成分のインピーダンスが得られるから、モデルの挙動がより実際の電子デバイスに近いものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に本発明の電子デバイスのモデル化方法に用いる計測システムの構成を示す。モデル化しようとする電子デバイスであるＩＣ１の電源端子１３とグランド端子１４の間には負荷としての電源回路２が接続される。ＩＣ１は例えばワンチップマイコン等のＣＰＵチップである。電源回路２は、所定の電源電圧を発生する電源回路本体２１、これと並列に接続されたバイパスコンデンサ２２とを有している。また電源回路２は、ＩＣ１と電源回路本体２１とを接続する通電経路２４の途中にインダクタ２３が接続された場合（図１（Ａ））と、インダクタ２３の両端間がショートして実質的にインダクタ２３を含まない場合（図１（Ｂ））に切り換え可能である。
【００１９】
また、電圧計測プローブ３により、ＩＣ１の電源端子１３とグランド端子１４の間の電圧が計測可能である。電流計測プローブ４により、ＩＣ５の電源端子１３から流れる電流を計測可能である。電圧計測プローブ３、電流計測プローブ４はオシロスコープ５と接続され、電圧のデータおよび電流のデータが取り込まれるようになっている。オシロスコープ５は、ＩＣ１の内部で発生するクロック信号による外部同期で作動するようになっている。オシロスコープ５において得られた電圧のデータおよび電流のデータはパーソナルコンピュータ６に転送される。
【００２０】
また、本実施形態では、電源端子１３から前記電源回路２に漏洩するノイズ源としてのＩＣ１を、電圧源１１に直列に内部インピーダンス成分１２が接続された回路構成で表す場合について説明する。
【００２１】
図２に本発明の電子デバイスのモデル化方法の手順を示す。先ず、インダクタ２３の両端間をショートしない状態（図１（Ａ））で、ＩＣ１の前記クロック信号に同期して電圧データと電流データとを取り込む（ステップＳ１０１）。この取り込まれたデータの例を図３に示す。次いで、ショートした状態で（図１（Ｂ））、同様に電圧データおよび電流データを取り込む（ステップＳ１０２）。この取り込まれたデータの例を図４に示す。
【００２２】
両者のデータの差は電源回路２のインピーダンスすなわちインダクタ２３の有無に基因し、第１回目の計測（ステップＳ１０１）と第２回目の計測（ステップＳ１０２）とで取り込まれたデータの差が明瞭に現れるようにインダクタ２３のインダクタンスを設定する。なお、電源回路２のインピーダンスを違えるには通電経路２４にインダクタではなく抵抗器を挿入してもよいが、本実施形態のようにインダクタ２３を挿入する方が、電源回路本体２１から供給される電源電圧の低下が回避され、ＩＣ１の安定作動を確保することができるので、望ましい。
【００２３】
次いで、電圧のデータおよび電流のデータを、パーソナルコンピュータ６で実行されるソフトウェア上でフーリエ変換し、周波数ごとに振幅および位相差のデータを得る。これを複素数形式の電圧Ｖr ＋ｊＶi および電流Ｉr ＋ｊＩi に変換する（ステップＳ１０３）。Ｖr は電圧の実部であり、Ｖi は電圧の虚部である。Ｉr は電流の実部であり、Ｉi は電流の虚部である。
【００２４】
次いで、周波数ごとに、ＩＣ１の電圧源１１の生成電圧およびＩＣ１の内部インピーダンス成分１２のインピーダンス（以下、内部インピーダンスという）を算出する（ステップＳ１０４）。生成電圧およびインピーダンスの算出も、パーソナルコンピュータ６で実行されるソフトウェア上で行うのがよい。
【００２５】
ここで、第１回目の計測と第２回目の計測とで電源回路２のインピーダンスが異なり、テブナンの定理が適用できる。先ず、前記モデルにおいて一般的に、式（１）となる。式中、Ｅr は電圧源１１の生成電圧を複素数形式で表したときの実部であり、Ｅi は虚部である。また、Ｚr は内部インピーダンスを複素数形式で表したときの実部であり、Ｚi は虚部である。
Ｅr ＋ｊＥi ＝（Ｚr ＋ｊＺi ）（Ｉr ＋ｊＩi ）＋（Ｖr ＋ｊＶi ）・・・（１）
【００２６】
変形して実部と虚部に分けると、式（２−１）、（２−２）となる。
Ｅr −Ｖr ＝Ｉr Ｚr −Ｉi Ｚi ・・・（２−１）
Ｅi −Ｖi ＝Ｉr Ｚi ＋Ｉi Ｚr ・・・（２−２）
【００２７】
ＩＣ１で発生するノイズすなわち電圧源１１の生成電圧Ｅr ＋ｊＥi は、ＩＣ１の内部で発生するクロック信号の影響を受けて生成されるので、クロック信号に対する位相差は一定している。また、第１回目の計測（ステップＳ１０１）も第２回目の計測（ステップＳ１０２）もＩＣ１のクロック信号に同期して取り込まれるから、式（２−１）、（２−２）において、電圧源１１の生成電圧Ｅr ＋ｊＥi は、第１回目の計測（ステップＳ１０１）と第２回目の計測（ステップＳ１０２）とで同じ値とし得る。したがって、電圧Ｖr ，Ｖi 、電流Ｉr ，Ｉi について、添え字１，２により１回目の計測（ステップＳ１０１）のデータであること、２回目の計測（ステップＳ１０２）のデータであることを表すと、式（３）となる。
【００２８】
【数１】

【００２９】
ここで、Ｉr1，Ｉi1，Ｉr2，Ｉi2およびＶr1，Ｖi1, Ｖr2，Ｖi2は前記のごとくステップＳ１０１〜Ｓ１０３を行うことにより既知であるから、式（４）を演算することにより、Ｅr ，Ｅi ，Ｚr ，Ｚi を得る（ステップＳ１０４）。
【００３０】
【数２】

【００３１】
これにより、ＩＣ１を電圧源１１に内部インピーダンス成分１２が直列に接続された図１の回路構成のモデルが得られる。このモデルでは、内部インピーダンス成分１２が考慮されているから、端子１３，１４に接続される外部回路のインピーダンスに依存しないモデルとなる。
【００３２】
（第２実施形態）
ＩＣ１を別の回路構成により表すモデル化方法について説明する。本実施形態では図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、ＩＣ１を、電流源１１Ａに内部インピーダンス成分１２Ａが並列に接続された回路構成のモデルとしたものである。
【００３３】
図６は本実施形態のモデル化方法を行う手順を示すもので、第１実施形態と同様に電源回路２のインピーダンスを違えて第１回目、第２回目の計測を行い（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、フーリエ変換により周波数ごとに電圧Ｖr ＋ｊＶi 、電流Ｉr ＋ｊＩi を得る（ステップＳ１０３）。なお、本実施形態でも、適宜、第１回目、第２回目のデータであることを添え字１、２により区別するものとする。
【００３４】
次いで、電圧Ｖr1＋ｊＶi1，Ｖr2＋ｊＶi2、電流Ｉr1＋ｊＩi1，Ｉr2＋ｊＩi2に基づいて、モデルを規定する定数を演算する（ステップＳ１０４Ａ）。
【００３５】
本実施形態のＩＣ１のモデルでは、式（５）となる。式中、Ａr は電流源１１Ａで生成される生成電流を複素数形式で表したときの実部であり、Ａi は虚部である。また、Ｙr は内部インピーダンス成分１２Ａのアドミッタンスを複素数形式で表したときの実部であり、Ｙi は虚部である。
Ａr ＋ｊＡi ＝（Ｉr ＋ｊＩi ）＋（Ｙr ＋ｊＹi ）（Ｖr ＋ｊＶi ）・・・（５）
【００３６】
変形して実部と虚部に分けると、式（６−１）、（６−２）となる。
Ａr −Ｉr ＝Ｖr Ｙr −Ｖi Ｙi ・・・（６−１）
Ａi −Ｉi ＝Ｖi Ｙr ＋Ｖr Ｙi ・・・（６−２）
【００３７】
したがって、式（７）となる。
【００３８】
【数３】

【００３９】
ここで、Ｉr1，Ｉi1，Ｉr2，Ｉi2およびＶr1，Ｖi1, Ｖr2，Ｖi2は前記のごとく計測により既知であり、式（８）を演算することにより、Ａr ，Ａi ，Ｙr ，Ｙi が得られる。
【００４０】
【数４】

【００４１】
これにより、ＩＣ１を電流源１１Ａに内部インピーダンス成分１２Ａが並列に接続された回路構成のモデルが得られる。このモデルも、内部インピーダンスが考慮されているから、端子１３，１４に接続される回路のインピーダンスに依存しないモデルとなる。
【００４２】
なお、前記各実施形態では、フーリエ変換を行って広い周波数帯域にわたってＩＣ１をモデル化しているが、ＩＣの電源端子からのノイズの周波数が単一とみなせる場合等には、必ずしもフーリエ変換を行う必要はない。電圧と電流の位相差が知られればよい。
【００４３】
また、電圧と電流を複素数形式で得られるようにし、内部インピーダンス成分のインピーダンス（またはアドミッタンス）も複素数形式で求めているが、ＩＣの端子に接続される負荷のインピーダンスおよび内部インピーダンス成分が静電容量成分やインダクタンス成分を含まない実質的に抵抗成分とみなせる場合には、複素数形式で表す必要はない。したがって、電圧や電流を実効値で計測することができ、演算も簡略化できる。
【００４４】
また、インダクタの両端間をショート状態と非ショート状態との２種類の状態で負荷のインピーダンスを違えているが、インダクタンスの異なる２つのインダクタをスイッチで切り換え可能に接続するのもよい。あるいは、コンデンサ（例えば前記バイパスコンデンサ）の静電容量を変えるのもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１の電子デバイスのモデル化方法を実施するための計測システムの構成図である。
【図２】前記電子デバイスのモデル化方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】前記電子デバイスのモデル化方法で得られる計測データの一例である。
【図４】前記電子デバイスのモデル化方法で得られる計測データの別の一例である。
【図５】本発明の第２の電子デバイスのモデル化方法を実施するための計測システムの構成図である。
【図６】前記電子デバイスのモデル化方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】従来の電子デバイスのモデルの回路図である。
【符号の説明】
１ＩＣ（電子デバイス）
１１電圧源
１１Ａ電流源
１２，１２Ａ内部インピーダンス成分
１３電源端子（端子）
１４グランド端子（端子）
２電源回路（負荷）
２３インダクタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for simulating an electronic device, and more particularly to a modeling method for modeling an electronic device as a noise source for analysis of noise leaked from a terminal of the electronic device to an external circuit.
[0002]
[Prior art]
In the development of electronic circuits, etc., the development period has been shortened by simulation that realizes the electronic circuit on a computer etc. For example, it is used for analysis of electronic circuits using electronic devices such as ICs as noise sources. Yes. SPICE is widely known as such a simulation technique. SPICE is an electronic circuit, and if it is an IC, it realizes the equivalent circuit of the internal circuit exactly as shown in the circuit diagram. The details of the internal circuit are not disclosed by the manufacturer, and the IC is treated as a black box. If it is not obtained, it cannot be applied and is not necessarily highly versatile.
[0003]
Therefore, when the details of the circuit configuration of the IC and the like are unknown, for example, if the IC is to be modeled as a noise source that leaks from its signal terminal, the IC 9 is a voltage source (or current source) as shown in FIG. In the case of modeling as a voltage source, the voltage between both

terminals

902 and 903 is measured as a voltage generated by the voltage source, and when flowing as a current source, the current flowing from the

terminals

902 and 903 is measured. The generated current of the current source.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the internal impedance component exists in the electronic device, the influence of the impedance of the external circuit connected to the terminal of the electronic device cannot be avoided, and the actual voltage and current differ when connected to the external circuit. In addition, the impedance of the external circuit changes due to the constants of the elements constituting the external circuit and the wiring pattern, making it difficult to perform an accurate simulation.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic device modeling method capable of accurately modeling an electronic device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an electronic device modeling method that represents an electronic device by a model in which an internal impedance component is connected in series to a voltage source,
The electronic device has a circuit configuration having an internal clock,
Electrical characteristics measurement that measures the voltage between both terminals and the current flowing through the terminals for the two states with different impedances by switching and connecting loads with different impedances to a pair of terminals of the electronic device to be modeled Steps,
Based on Thevenin's theorem, the voltage data and current data measured in two states with different impedances are known numbers, and the generated voltage generated by the voltage source and the impedance of the internal impedance component are unknown numbers. And a model constant calculation step for calculating the generated voltage of the voltage source and the impedance of the internal impedance component.
In the electrical characteristic measurement step, the vibration waveform of the voltage and the current is measured in synchronization with the internal clock,
In the model constant calculation step, the generated voltage and the impedance of the internal impedance component expressed in a complex number are calculated from the voltage and current expressed in a complex number.
[0007]
By changing the impedance of the load, the voltage between both terminals and the current flowing from the terminals change. Thus, the generated voltage generated by the two types of unknown voltage sources and the impedance of the internal impedance component are required. Since the internal impedance component is taken into account, an accurate model is obtained regardless of the impedance of the external circuit connected to the electronic device.
The voltage source and internal impedance components are known in more detail, and the behavior of the model is closer to that of an actual electronic device.
[0008]
The invention according to claim 2 is an electronic device modeling method that represents an electronic device by a model in which an internal impedance component is connected in parallel to a current source,
The electronic device has a circuit configuration having an internal clock,
Electrical characteristics measurement that measures the voltage between both terminals and the current flowing through the terminals for the two states with different impedances by switching and connecting loads with different impedances to a pair of terminals of the electronic device to be modeled Steps,
Based on Norton's theorem, the voltage data and current data measured in two states with different impedances are known numbers, and the generated current generated by the current source and the impedance of the internal impedance component are unknown numbers. And a model constant calculation step for calculating the generated current of the current source and the impedance of the internal impedance component.
In the electrical characteristic measurement step, the vibration waveform of the voltage and the current is measured in synchronization with the internal clock,
The model constant calculation step calculates the generated current and the impedance of the internal impedance component expressed in a complex number format from the voltage and current expressed in the complex number format.
[0009]
By changing the impedance of the load, the voltage between both terminals and the current flowing from the terminals change. Therefore, the generated current generated by the current source and the impedance of the internal impedance component are obtained as two types of unknowns. Since the internal impedance component is taken into account, an accurate model is obtained regardless of the impedance of the external circuit connected to the electronic device.
Current sources and internal impedance components are known in more detail, and the behavior of the model is closer to that of an actual electronic device.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the model constant calculating step performs a Fourier transform on the measured voltage data and current data, and generates a voltage generated by the voltage source for each frequency and The impedance of the internal impedance component is calculated.
[0011]
Since the generated voltage of the voltage source and the impedance of the internal impedance component are obtained for each frequency, the behavior of the model is closer to that of an actual electronic device.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the configuration of the second aspect of the invention, the model constant calculating step performs a Fourier transform on the measured voltage data and current data, and generates a current generated by the current source and frequency for each frequency. The impedance of the internal impedance component is calculated.
[0017]
Since the generated current of the current source and the impedance of the internal impedance component are obtained for each frequency, the behavior of the model becomes closer to that of an actual electronic device.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
1A and 1B show the configuration of a measurement system used in the electronic device modeling method of the present invention. A power supply circuit 2 as a load is connected between a power supply terminal 13 and a ground terminal 14 of an IC 1 that is an electronic device to be modeled. IC1 is a CPU chip such as a one-chip microcomputer. The power supply circuit 2 includes a power supply circuit main body 21 that generates a predetermined power supply voltage and a bypass capacitor 22 connected in parallel therewith. The power supply circuit 2 substantially shorts between both ends of the inductor 23 when the inductor 23 is connected in the middle of the energization path 24 connecting the IC 1 and the power supply circuit body 21 (FIG. 1A). Switching to the case where the inductor 23 is not included (FIG. 1B) is possible.
[0019]
Further, the voltage between the power terminal 13 and the ground terminal 14 of the IC 1 can be measured by the voltage measuring probe 3. The current measurement probe 4 can measure the current flowing from the power supply terminal 13 of the IC 5. The voltage measurement probe 3 and the current measurement probe 4 are connected to an oscilloscope 5 so that voltage data and current data are captured. The oscilloscope 5 operates by external synchronization by a clock signal generated inside the IC 1. The voltage data and current data obtained in the oscilloscope 5 are transferred to the personal computer 6.
[0020]
Further, in the present embodiment, a case will be described in which IC1 as a noise source leaking from the power supply terminal 13 to the power supply circuit 2 is represented by a circuit configuration in which the internal impedance component 12 is connected in series to the voltage source 11.
[0021]
FIG. 2 shows the procedure of the electronic device modeling method of the present invention. First, in a state where both ends of the inductor 23 are not short-circuited (FIG. 1A), voltage data and current data are taken in synchronization with the clock signal of the IC 1 (step S101). An example of the captured data is shown in FIG. Next, in a shorted state (FIG. 1B), voltage data and current data are taken in similarly (step S102). An example of the captured data is shown in FIG.
[0022]
The difference between the two data is based on the impedance of the power supply circuit 2, that is, the presence or absence of the inductor 23, and the difference between the data captured in the first measurement (step S101) and the second measurement (step S102) is clear. The inductance of the inductor 23 is set so that it appears. In order to change the impedance of the power supply circuit 2, a resistor may be inserted in the energization path 24 instead of the inductor. However, the insertion of the inductor 23 as in the present embodiment is supplied from the power supply circuit body 21. This is desirable because a drop in power supply voltage is avoided and stable operation of the IC 1 can be ensured.
[0023]
Next, the voltage data and the current data are Fourier-transformed on software executed by the personal computer 6 to obtain amplitude and phase difference data for each frequency. This is converted into voltage Vr + jVi and current Ir + jIi in the complex number format (step S103). Vr is the real part of the voltage and Vi is the imaginary part of the voltage. Ir is the real part of the current and Ii is the imaginary part of the current.
[0024]
Next, for each frequency, the generated voltage of the voltage source 11 of IC1 and the impedance of the internal impedance component 12 of IC1 (hereinafter referred to as internal impedance) are calculated (step S104). The generation voltage and the impedance are preferably calculated on software executed by the personal computer 6.
[0025]
Here, the impedance of the power supply circuit 2 differs between the first measurement and the second measurement, and the Thevenin's theorem can be applied. First, in the model, generally, equation (1) is obtained. In the equation, Er is a real part when the generated voltage of the voltage source 11 is expressed in a complex number format, and Ei is an imaginary part. Zr is the real part when the internal impedance is expressed in complex form, and Zi is the imaginary part.
Er + jEi = (Zr + jZi) (Ir + jIi) + (Vr + jVi) (1)
[0026]
When transformed into a real part and an imaginary part, equations (2-1) and (2-2) are obtained.
Er-Vr = Ir Zr-Ii Zi (2-1)
Ei -Vi = Ir Zi + Ii Zr (2-2)
[0027]
Since the noise generated in the IC1, that is, the generated voltage Er + jEi of the voltage source 11 is generated under the influence of the clock signal generated in the IC1, the phase difference with respect to the clock signal is constant. In addition, since the first measurement (step S101) and the second measurement (step S102) are taken in synchronization with the clock signal of the IC1, the voltage source in the equations (2-1) and (2-2) 11 generated voltage Er + jEi can be the same value in the first measurement (step S101) and the second measurement (step S102). Therefore, with respect to the voltages Vr, Vi and currents Ir, Ii, the data of the first measurement (step S101) and the data of the second measurement (step S102) are indicated by

subscripts

1 and 2. Equation (3) is obtained.
[0028]
[Expression 1]

[0029]
Here, Ir1, Ii1, Ir2, Ii2 and Vr1, Vi1, Vr2, Vi2 are known by performing steps S101 to S103 as described above. , Zi are obtained (step S104).
[0030]
[Expression 2]

[0031]
Thereby, the model of the circuit configuration of FIG. 1 in which the IC 1 is connected to the voltage source 11 and the internal impedance component 12 is connected in series is obtained. In this model, since the internal impedance component 12 is considered, the model does not depend on the impedance of the external circuit connected to the

terminals

13 and 14.
[0032]
(Second Embodiment)
A modeling method for representing the IC 1 with another circuit configuration will be described. In this embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, IC1 is a model of a circuit configuration in which an internal impedance component 12A is connected in parallel to a current source 11A.
[0033]
FIG. 6 shows the procedure for performing the modeling method of the present embodiment. Similar to the first embodiment, the first and second measurements are performed with different impedances of the power supply circuit 2 (steps S101 and S102). The voltage Vr + jVi and the current Ir + jIi are obtained for each frequency by Fourier transform (step S103). In the present embodiment, the first and second data are appropriately distinguished by the

subscripts

1 and 2 as appropriate.
[0034]
Next, constants that define the model are calculated based on the voltages Vr1 + jVi1, Vr2 + jVi2, and the currents Ir1 + jIi1, Ir2 + jIi2 (step S104A).
[0035]
In the model of IC1 of this embodiment, Expression (5) is obtained. In the equation, Ar is a real part when the generated current generated by the current source 11A is expressed in a complex number format, and Ai is an imaginary part. Yr is a real part when the admittance of the internal impedance component 12A is expressed in a complex number format, and Yi is an imaginary part.
Ar + jAi = (Ir + jIi) + (Yr + jYi) (Vr + jVi) (5)
[0036]
When transformed into a real part and an imaginary part, equations (6-1) and (6-2) are obtained.
Ar-Ir = Vr Yr-Vi Yi (6-1)
Ai -Ii = Vi Yr + Vr Yi (6-2)
[0037]
Therefore, Expression (7) is obtained.
[0038]
[Equation 3]

[0039]
Here, Ir1, Ii1, Ir2, Ii2 and Vr1, Vi1, Vr2, Vi2 are known by measurement as described above, and Ar, Ai, Yr, Yi can be obtained by calculating equation (8).
[0040]
[Expression 4]

[0041]
As a result, a model of the circuit configuration in which the IC 1 is connected to the current source 11A and the internal impedance component 12A in parallel is obtained. This model is also a model that does not depend on the impedance of the circuit connected to the

terminals

13 and 14 because the internal impedance is taken into consideration.
[0042]
In each of the above embodiments, the Fourier transform is performed and the IC 1 is modeled over a wide frequency band. However, when the frequency of noise from the power supply terminal of the IC can be regarded as single, the Fourier transform is not necessarily performed. There is no. It is only necessary to know the phase difference between voltage and current.
[0043]
Also, the voltage and current can be obtained in complex form, and the impedance (or admittance) of the internal impedance component is also obtained in complex form. However, the impedance of the load connected to the IC terminal and the internal impedance component are the capacitance. When it can be regarded as a resistance component that does not include a component or an inductance component, it need not be expressed in a complex number format. Therefore, the voltage and current can be measured as effective values, and the calculation can be simplified.
[0044]
Further, although the impedance of the load is different between the two ends of the inductor in the short state and the non-short state, two inductors having different inductances may be connected so as to be switchable with a switch. Alternatively, the capacitance of the capacitor (for example, the bypass capacitor) may be changed.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are configuration diagrams of a measurement system for carrying out a first electronic device modeling method of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of the electronic device modeling method.
FIG. 3 is an example of measurement data obtained by the electronic device modeling method.
FIG. 4 is another example of measurement data obtained by the electronic device modeling method.
FIG. 5 is a configuration diagram of a measurement system for carrying out a second electronic device modeling method of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of the electronic device modeling method.
FIG. 7 is a circuit diagram of a model of a conventional electronic device.
[Explanation of symbols]
1 IC (electronic device)
11 Voltage source

11A Current source

12, 12A Internal impedance component 13 Power supply terminal (terminal)
14 Ground terminal (terminal)
2 Power supply circuit (load)
23 Inductor

Claims

An electronic device modeling method that represents an electronic device by a model in which an internal impedance component is connected in series to a voltage source,
The electronic device has a circuit configuration having an internal clock,
Electrical characteristics measurement that measures the voltage between both terminals and the current flowing through the terminals for the two states with different impedances by switching and connecting loads with different impedances to a pair of terminals of the electronic device to be modeled Steps,
Based on Thevenin's theorem, the voltage data and current data measured in two states with different impedances are known numbers, and the generated voltage generated by the voltage source and the impedance of the internal impedance component are unknown numbers. As a model constant calculation step for calculating the generated voltage of the voltage source and the impedance of the internal impedance component,
In the electrical characteristic measurement step, the vibration waveform of the voltage and the current is measured in synchronization with the internal clock,
The model constant calculating step calculates a generated voltage expressed in a complex number format and an impedance of the internal impedance component from a voltage and a current expressed in a complex number format.

An electronic device modeling method that represents an electronic device by a model in which an internal impedance component is connected in parallel to a current source,
The electronic device has a circuit configuration having an internal clock,
Electrical characteristics measurement that measures the voltage between both terminals and the current flowing through the terminals for the two states with different impedances by switching and connecting loads with different impedances to a pair of terminals of the electronic device to be modeled Steps,
Based on Norton's theorem, the voltage data and current data measured in two states with different impedances are set to known numbers, and the generated current generated by the current source and the impedance value of the internal impedance component are A model constant calculating step for calculating the generated current of the current source and the impedance of the internal impedance component as an unknown,
In the electrical characteristic measurement step, the vibration waveform of the voltage and the current is measured in synchronization with the internal clock,
The model constant calculating step calculates an impedance of the generated current and the internal impedance component expressed in a complex number form from a voltage and a current expressed in a complex number form.

2. The modeling method for an electronic device according to claim 1, wherein the model constant calculation step performs Fourier transform on measured voltage data and current data, and generates a voltage generated by the voltage source and the internal impedance component for each frequency. Modeling method of electronic device that calculates impedance of the device.

3. The modeling method for an electronic device according to claim 2, wherein the model constant calculation step performs Fourier transform on the measured voltage data and current data, and generates a current generated by the current source and the internal impedance component for each frequency. Modeling method of electronic device that calculates impedance of the device.