JPH0317109B2 - - Google Patents
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- JPH0317109B2 JPH0317109B2 JP58044606A JP4460683A JPH0317109B2 JP H0317109 B2 JPH0317109 B2 JP H0317109B2 JP 58044606 A JP58044606 A JP 58044606A JP 4460683 A JP4460683 A JP 4460683A JP H0317109 B2 JPH0317109 B2 JP H0317109B2
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- harmonic
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- conductor
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
- G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49004—Electrical device making including measuring or testing of device or component part
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、標準的な導電度試験を逃れた狭窄部
及び不連続部に関する導体の非破壊試験技術に関
する。
及び不連続部に関する導体の非破壊試験技術に関
する。
計算機における高集積度の回路等の複雑な回路
における実装及び相互接続のシステムに伴なう重
大且つ困難性の増加しつつある問題は、導体の標
準的な導電度試験を逃れた初期の不連続部の検出
である。
における実装及び相互接続のシステムに伴なう重
大且つ困難性の増加しつつある問題は、導体の標
準的な導電度試験を逃れた初期の不連続部の検出
である。
電気接点を研究するために多くの３次高調波技
術が用いられている。そのような３次高調波試験
法の典型例は米国特許第373345号に記載されたも
のである。又別の３次高調波測定技術が米国特許
第3500188号に記載されている。
術が用いられている。そのような３次高調波試験
法の典型例は米国特許第373345号に記載されたも
のである。又別の３次高調波測定技術が米国特許
第3500188号に記載されている。
２次高調波に関係する故障位置発見技術も用い
られている。例えば米国特許第3299351号を参照
されたい。
られている。例えば米国特許第3299351号を参照
されたい。
本発明の目的は、回路パターン中の初期故障又
は間欠的故障を検出する事である。それらの故障
は通常の試験技術では検出できないものである。
は間欠的故障を検出する事である。それらの故障
は通常の試験技術では検出できないものである。
本発明は、（例えば印刷回路基板中の）導体に
AC及びDCの混成信号を通す事によつて生じる２
次高調波電圧を検出する事により導体中の電流を
妨げる欠陥（例えばクラツク、狭窄部配線破断
部、間欠的不連続部等）を検出する非破壊試験装
置及び試験方法を提供する。試験信号発生器は対
称的な信号を供給するように調整されており、僅
かの偶数次高調波歪みしか与えない。導体におけ
る２次高調波電圧は主として導体の非線型性（初
期の故障）から生じ、２次高調波技術を用いれ
ば、通常の試験技術によつては検出不可能な非線
型性を試験する能力が得られる。動作の理論は、
導通してはいるが導体の正規の寿命中に早期に故
障する事が予期される非線型オーミツク加熱によ
る抵抗値の局所的変化に基づいている。交流と直
流との和の複合試験信号は非平衡波の形で被試験
導電路を流れ、局所的狭窄部に出会うと非平衡波
に近い位相関係の第２高調波信号を発生するよう
に狭窄部の金属の小体積を急速に加熱及び冷却す
る。この温度変化は、抵抗値変化の周波数におい
てAC＋DC電流に応答して温度と共に単調に変化
する抵抗値変化を生じる。この抵抗値変化は、基
本周波数、２次高調波、３次高調波、４次高調波
及び付加的高調波を含む周波数の時間的に変化す
る電圧成分を生じる。
AC及びDCの混成信号を通す事によつて生じる２
次高調波電圧を検出する事により導体中の電流を
妨げる欠陥（例えばクラツク、狭窄部配線破断
部、間欠的不連続部等）を検出する非破壊試験装
置及び試験方法を提供する。試験信号発生器は対
称的な信号を供給するように調整されており、僅
かの偶数次高調波歪みしか与えない。導体におけ
る２次高調波電圧は主として導体の非線型性（初
期の故障）から生じ、２次高調波技術を用いれ
ば、通常の試験技術によつては検出不可能な非線
型性を試験する能力が得られる。動作の理論は、
導通してはいるが導体の正規の寿命中に早期に故
障する事が予期される非線型オーミツク加熱によ
る抵抗値の局所的変化に基づいている。交流と直
流との和の複合試験信号は非平衡波の形で被試験
導電路を流れ、局所的狭窄部に出会うと非平衡波
に近い位相関係の第２高調波信号を発生するよう
に狭窄部の金属の小体積を急速に加熱及び冷却す
る。この温度変化は、抵抗値変化の周波数におい
てAC＋DC電流に応答して温度と共に単調に変化
する抵抗値変化を生じる。この抵抗値変化は、基
本周波数、２次高調波、３次高調波、４次高調波
及び付加的高調波を含む周波数の時間的に変化す
る電圧成分を生じる。
第２高調波信号は基本周波数から容易に区別さ
れる最大の信号であり、増幅され検出されるのは
この第２高調波である。
れる最大の信号であり、増幅され検出されるのは
この第２高調波である。
この非線型性により生じた信号は、抵抗加熱の
結果として生じる比較的長い良好な導体から反射
されるよく似た信号よりも数桁小さいかもしれな
い。しかし良好な導体から生じた信号をフイル
タ・アウトする事従つて狭窄部により生じた信号
を分離する事を可能にする位相差が存在する。
結果として生じる比較的長い良好な導体から反射
されるよく似た信号よりも数桁小さいかもしれな
い。しかし良好な導体から生じた信号をフイル
タ・アウトする事従つて狭窄部により生じた信号
を分離する事を可能にする位相差が存在する。
本発明の特徴は、良好な導体の信号の反射
（2f0CV）の影響を除去するための位相検出と共
に第２高調波の非線型性により生じた信号
（2f0GV）を用いた事である。
（2f0CV）の影響を除去するための位相検出と共
に第２高調波の非線型性により生じた信号
（2f0GV）を用いた事である。
第２高調波信号を用いた利益のいくつかは下記
の通りである。
の通りである。
(1) 対称的に平衡化された信号源は第２高調波よ
りも多くの固有の第３高調波歪みを有する。従
つて第２高調波信号の最終的な感度はより大き
い。
りも多くの固有の第３高調波歪みを有する。従
つて第２高調波信号の最終的な感度はより大き
い。
(2) 信号を検出するために使われる増幅器は2f0
よりも3f0においてより大きく歪みを与える。
これは誤信号を与える。
よりも3f0においてより大きく歪みを与える。
これは誤信号を与える。
(3) DC駆動信号は2f0GVを試験する時に使う事
ができ、発生した信号に比例する。第３高調波
テスターにおいても、DCは何の影響も有しな
い。
ができ、発生した信号に比例する。第３高調波
テスターにおいても、DCは何の影響も有しな
い。
第１図は本発明のテスターのブロツク図であ
る。プローブ１及び２は被試験装置３（これはプ
リント回路板でもよい）上の回路を試験信号発生
器４上の混成試験信号ノード４Ａに接続する。試
験信号発生器４は発振器５、電力増幅器６及び
DC電源７より成る。ノード４Ａからの試験信号
はプローブ１及び２を経て被試験装置３の適当な
回路に加えられる。もし被試験装置に非線型的故
障が存在しなければ、大きな調波は発生しない。
しかしながら、もし被試験装置が（オーミツク加
熱を受けるクラツク等の）非線型性を有するなら
ば、調波をふくむ信号が生じるであろう。第２高
調波はそのうちの最大のものである。
る。プローブ１及び２は被試験装置３（これはプ
リント回路板でもよい）上の回路を試験信号発生
器４上の混成試験信号ノード４Ａに接続する。試
験信号発生器４は発振器５、電力増幅器６及び
DC電源７より成る。ノード４Ａからの試験信号
はプローブ１及び２を経て被試験装置３の適当な
回路に加えられる。もし被試験装置に非線型的故
障が存在しなければ、大きな調波は発生しない。
しかしながら、もし被試験装置が（オーミツク加
熱を受けるクラツク等の）非線型性を有するなら
ば、調波をふくむ信号が生じるであろう。第２高
調波はそのうちの最大のものである。
被試験装置は、試験信号の基本周波数（f0）及
び、当然の事ながら、試験信号の直流成分を除去
するためにf0除去フイルタ８に接続される。フイ
ルタ８の出力は線型増幅器９によつて増幅され、
第２高調波帯域フイルタ１０及び増幅器１１を経
て位相検出器に供給される。従つて位相検出器１
２には、増幅器１１から、被試験装置の非線型故
障によつて生じた第２高調波の増幅された信号が
加えられる。非線型故障の範囲を決定するため
に、位相検出器１２には、基準信号としての第２
高調波信号が加えられる。これは、試験信号発生
器４の発振器５から基本周波数ノード４Ｂを経て
導かれた基本周波数を、基本信号発生手段として
の周波数二倍器１４によつて２倍にし2f0の帯域
フイルタ１５を通して濾波し、移相器１６によつ
て移相する事によつて作られる。非線型故障によ
つて生じた比較的小さな第２高調波信号上のノイ
ズを低減するため、及び良好な導体の長さ方向に
沿つて生じた信号からの位相弁別を得るために、
故障信号は位相敏感復調され、直流電圧に変換さ
れる。この直流電圧は、広い読み取り範囲を得る
ように対数増幅器１７によつて増幅される。増幅
器１７の出力はメーター１８及び合格−不合格の
しきい値検出器１９に接続され得る。しきい値検
出器１９は指示灯、マーカー、又は分類装置等の
故障指示器２０に接続される。
び、当然の事ながら、試験信号の直流成分を除去
するためにf0除去フイルタ８に接続される。フイ
ルタ８の出力は線型増幅器９によつて増幅され、
第２高調波帯域フイルタ１０及び増幅器１１を経
て位相検出器に供給される。従つて位相検出器１
２には、増幅器１１から、被試験装置の非線型故
障によつて生じた第２高調波の増幅された信号が
加えられる。非線型故障の範囲を決定するため
に、位相検出器１２には、基準信号としての第２
高調波信号が加えられる。これは、試験信号発生
器４の発振器５から基本周波数ノード４Ｂを経て
導かれた基本周波数を、基本信号発生手段として
の周波数二倍器１４によつて２倍にし2f0の帯域
フイルタ１５を通して濾波し、移相器１６によつ
て移相する事によつて作られる。非線型故障によ
つて生じた比較的小さな第２高調波信号上のノイ
ズを低減するため、及び良好な導体の長さ方向に
沿つて生じた信号からの位相弁別を得るために、
故障信号は位相敏感復調され、直流電圧に変換さ
れる。この直流電圧は、広い読み取り範囲を得る
ように対数増幅器１７によつて増幅される。増幅
器１７の出力はメーター１８及び合格−不合格の
しきい値検出器１９に接続され得る。しきい値検
出器１９は指示灯、マーカー、又は分類装置等の
故障指示器２０に接続される。
テスターの使用を容易にするために、連続性検
出器２１及び連続性指示器２２が用いられる。プ
ローブと被試験装置との間に連続性が成立してい
ない時、誤まつた読み取りが行なわれないように
線型増幅器９は増幅器滅勢回路２３によつてデイ
スエーブルされる。
出器２１及び連続性指示器２２が用いられる。プ
ローブと被試験装置との間に連続性が成立してい
ない時、誤まつた読み取りが行なわれないように
線型増幅器９は増幅器滅勢回路２３によつてデイ
スエーブルされる。
本発明の装置の動作の理論は、非線型性のオー
ミツク加熱及び非線型性の特有の加熱−冷却サイ
クルによる抵抗値の局所的変化から生じる第２高
調波信号に基づいている。それらは導体の長さ方
向に沿つた特有の加熱−冷却サイクルとは（位相
に関して）顕著に異なつている。非線型部におい
ては、隣接する冷えた金属導体に伝導性の熱の移
動が生じるため、冷却は速い。また加熱も、導体
の狭窄、電流の集中化、うず電流、及び局在的な
熱の蓄積のために比較的速い。熱サイクルはAC
信号の位相に密接に関係している。
ミツク加熱及び非線型性の特有の加熱−冷却サイ
クルによる抵抗値の局所的変化から生じる第２高
調波信号に基づいている。それらは導体の長さ方
向に沿つた特有の加熱−冷却サイクルとは（位相
に関して）顕著に異なつている。非線型部におい
ては、隣接する冷えた金属導体に伝導性の熱の移
動が生じるため、冷却は速い。また加熱も、導体
の狭窄、電流の集中化、うず電流、及び局在的な
熱の蓄積のために比較的速い。熱サイクルはAC
信号の位相に密接に関係している。
良好な導体素子の長さ方向に沿つた冷却は比較
的遅く、絶縁体が熱絶縁性を有し、隣接する金属
導体が存在しない事により最大値に至る加熱が起
る。熱サイクルはAC信号の位相には密接に関係
せず、約90゜異なつている。直流を伴なう交流か
ら成る電流が導体狭窄部を流れる時、金属の小体
積がDCバイアスによつて強化された半波上で非
対称的に急速に加熱及び冷却する。これは温度変
化に伴なつて単調に変化する抵抗値の変化を生じ
る。この変化する抵抗を流れる電流は、駆動電流
の偶数次高調波を含む非線型成分を有する電圧応
答を生じる。
的遅く、絶縁体が熱絶縁性を有し、隣接する金属
導体が存在しない事により最大値に至る加熱が起
る。熱サイクルはAC信号の位相には密接に関係
せず、約90゜異なつている。直流を伴なう交流か
ら成る電流が導体狭窄部を流れる時、金属の小体
積がDCバイアスによつて強化された半波上で非
対称的に急速に加熱及び冷却する。これは温度変
化に伴なつて単調に変化する抵抗値の変化を生じ
る。この変化する抵抗を流れる電流は、駆動電流
の偶数次高調波を含む非線型成分を有する電圧応
答を生じる。
長い導線中に小さな欠陥が存在する時、２次高
調波の中で欠陥から来るものと配線から来るもの
を識別するのは通常は困難である。実際、良好な
導体から生じる第２高調波信号は、欠陥部から生
じる信号よりもはるかに大きな振幅を有する事が
ある。
調波の中で欠陥から来るものと配線から来るもの
を識別するのは通常は困難である。実際、良好な
導体から生じる第２高調波信号は、欠陥部から生
じる信号よりもはるかに大きな振幅を有する事が
ある。
２つの信号を識別するために、ある特性の差が
認識されるべきである。欠陥部において、駆動信
号による温度の上昇と下降は、短い熱的時定数に
より、電力波形に密接に従い、特定の位相の抵抗
値変化及び第２高調波電圧変化を生じる。長い導
線においては、駆動信号による温度の上昇と下降
は長い熱的時定数により積分され、結果的に生じ
る第２高調波電圧は欠陥からの信号に対して移相
されている。
認識されるべきである。欠陥部において、駆動信
号による温度の上昇と下降は、短い熱的時定数に
より、電力波形に密接に従い、特定の位相の抵抗
値変化及び第２高調波電圧変化を生じる。長い導
線においては、駆動信号による温度の上昇と下降
は長い熱的時定数により積分され、結果的に生じ
る第２高調波電圧は欠陥からの信号に対して移相
されている。
もし位相検出器が、長い導線からの第２高調波
が消去されるように構成されていれば、欠陥から
の信号のみが検出されるであろう。
が消去されるように構成されていれば、欠陥から
の信号のみが検出されるであろう。
最適な駆動周波数は、良好な導体から信号の振
幅が小さくなるように用いられるべきであり、ま
た欠陥部による信号から大きな位相差を有すべき
である。
幅が小さくなるように用いられるべきであり、ま
た欠陥部による信号から大きな位相差を有すべき
である。
長い導線の加熱と冷却は積分されるので、より
高い周波数はより小さい信号を生じる。より高い
ある周波数において、欠陥部からの信号はより小
さく、且つ移相するであろう。従つて最適な動作
周波数は、導線からの信号が小さくなる程度に高
く且つ欠陥部信号が減少又は移綻相しない程度に
低いものである。
高い周波数はより小さい信号を生じる。より高い
ある周波数において、欠陥部からの信号はより小
さく、且つ移相するであろう。従つて最適な動作
周波数は、導線からの信号が小さくなる程度に高
く且つ欠陥部信号が減少又は移綻相しない程度に
低いものである。
駆動電流はＩ＝I0＋I1sinωtである。また、温度
に伴なう抵抗値変化はｒ＝r0（１＋αΔτ＋β（Δτ）
2
＋γ（Δτ）3＋……）である。ただし、αは定数
で、銅の場合それは0.00393／℃である。Δτは狭
窄部で消費される電力にＫをかけたものに等し
い。Ｋは狭窄部及び熱的時定数を定める他の部品
の寸法に依存する。Ｋの次元は℃／ワツトであ
る。
に伴なう抵抗値変化はｒ＝r0（１＋αΔτ＋β（Δτ）
2
＋γ（Δτ）3＋……）である。ただし、αは定数
で、銅の場合それは0.00393／℃である。Δτは狭
窄部で消費される電力にＫをかけたものに等し
い。Ｋは狭窄部及び熱的時定数を定める他の部品
の寸法に依存する。Ｋの次元は℃／ワツトであ
る。
正弦波源は、被試験導体に欠陥部が存在しない
時に第２高調波を最小にするように平衡される。
この第２高調波方式において、電源電流がDC成
分及び純粋な正弦波AC成分の両者を含む事が本
質的である。DC成分がなければ、非線型導電性
欠陥部は奇数次の高調波しか含まない電圧信号を
生じるであろう。
時に第２高調波を最小にするように平衡される。
この第２高調波方式において、電源電流がDC成
分及び純粋な正弦波AC成分の両者を含む事が本
質的である。DC成分がなければ、非線型導電性
欠陥部は奇数次の高調波しか含まない電圧信号を
生じるであろう。
この技術を非線型導電素子の検出に用いる時、
従来技術で行なわれていたように、第３高調波成
分は検出されない。これは欠陥によつて生じた３
次高調波が電源電流中の３次高調波不純物から生
ずる信号と混合するからである。この時電源不純
物は導体の欠陥による非線型導電性の存在を隠す
であろう。典型的な場合、正弦波電流源はクロ
ス・オーバー歪み、飽和等による（３次高調波を
含む）大きな奇数次の高調波不純物を呈し、これ
は注意深く回路を平衡化する事によつて除去でき
ない。３次高調波を検出する代りに、純粋なDC
電源と注意深く平衡化したAC電源とによつて生
じた２次高調波信号を検出する事によつて、以前
の方法よりも数桁大きな感度が得られる。
従来技術で行なわれていたように、第３高調波成
分は検出されない。これは欠陥によつて生じた３
次高調波が電源電流中の３次高調波不純物から生
ずる信号と混合するからである。この時電源不純
物は導体の欠陥による非線型導電性の存在を隠す
であろう。典型的な場合、正弦波電流源はクロ
ス・オーバー歪み、飽和等による（３次高調波を
含む）大きな奇数次の高調波不純物を呈し、これ
は注意深く回路を平衡化する事によつて除去でき
ない。３次高調波を検出する代りに、純粋なDC
電源と注意深く平衡化したAC電源とによつて生
じた２次高調波信号を検出する事によつて、以前
の方法よりも数桁大きな感度が得られる。
第２Ａ図及び第２Ｂ図に示すようなモデル狭窄
部について動作の理論を説明する。
部について動作の理論を説明する。
狭窄部２５は導体２４の主部材への熱伝導によ
つて冷却するという近似を行なう。電流ｉ＝I0＋
I1cos2πftによつて生じる２次高調波電圧は下記
の通りである。
つて冷却するという近似を行なう。電流ｉ＝I0＋
I1cos2πftによつて生じる２次高調波電圧は下記
の通りである。
V2f＝I0I2 1αρ2／24σ（ｄ／ａ）3｛２／１＋ｊ〓〓
〓〓＋ １／１＋ｊ〓〓〓〓｝ V2f〓I0I2 13α／24σρ）R3 但しαは導体の抵抗値の温度係数、ρは導体の
抵抗率、σは熱伝導度、Ｃは金属の単位体積当り
の熱容量、そしてＲは狭窄部の全体的抵抗値、ａ
は狭窄部の断面積、そしてｄは狭窄部の長さであ
る。２次高調波信号は第７図の「欠陥」曲線に示
すようにカツト・オフ周波数fc＝8c／πd2よりも
上の周波数で減少する。
〓〓＋ １／１＋ｊ〓〓〓〓｝ V2f〓I0I2 13α／24σρ）R3 但しαは導体の抵抗値の温度係数、ρは導体の
抵抗率、σは熱伝導度、Ｃは金属の単位体積当り
の熱容量、そしてＲは狭窄部の全体的抵抗値、ａ
は狭窄部の断面積、そしてｄは狭窄部の長さであ
る。２次高調波信号は第７図の「欠陥」曲線に示
すようにカツト・オフ周波数fc＝8c／πd2よりも
上の周波数で減少する。
第２Ａ図に示すように、導体２４は抵抗性の狭
窄部２５を有する。狭窄部２５の局所的な加熱
は、第２Ｂ図に示すように、線型オーミツク・デ
バイスとは異なつた正の２次高調波電流／電圧応
答を生じる。
窄部２５を有する。狭窄部２５の局所的な加熱
は、第２Ｂ図に示すように、線型オーミツク・デ
バイスとは異なつた正の２次高調波電流／電圧応
答を生じる。
第３Ａ図に示すように、導体２６はトンネリン
グ狭窄部２７を含む事もある。このトンネリング
狭窄部は第３Ｂ図に示すように負の２次高調波電
流／電圧応答を生じる。
グ狭窄部２７を含む事もある。このトンネリング
狭窄部は第３Ｂ図に示すように負の２次高調波電
流／電圧応答を生じる。
第４図〜第１２図に示すように、狭窄部に生じ
る電圧はDC成分、基本周波数成分、（特に興味の
ある）２次高調波成分及びより高次の周波数成分
を含む。
る電圧はDC成分、基本周波数成分、（特に興味の
ある）２次高調波成分及びより高次の周波数成分
を含む。
第４図は、図示した通りの抵抗性狭窄部でも又
トンネリング狭窄部でも良いが狭窄部２９を有す
る導体２８を様式的に示したものである。
トンネリング狭窄部でも良いが狭窄部２９を有す
る導体２８を様式的に示したものである。
第５図は電流ｉ、抵抗値Ｒ及び電圧Ｖの時間的
変化を示したものである。Ｒ及びＶの波形には全
ての高調波が含まれている。
変化を示したものである。Ｒ及びＶの波形には全
ての高調波が含まれている。
第６図は、駆動電流ｉがDC成分を含まない純
粋な正弦波の場合の波形ｉ、Ｒ及びＶを示してい
る。この時、Ｒ波形からは奇数次の高調波が除去
され、Ｖ波形からは偶数次の高調波が除去されて
いる。
粋な正弦波の場合の波形ｉ、Ｒ及びＶを示してい
る。この時、Ｒ波形からは奇数次の高調波が除去
され、Ｖ波形からは偶数次の高調波が除去されて
いる。
第７図はlog ｆに対するlog V2fのグラフであ
る。1.0KHzに代表的な基準線が示されている。
導体の電圧は、欠陥部の電圧とは異なる応答曲線
に従つて減少する。ある特定の周波数（1.0KHz）
において、欠陥によつて生じた２次高調波は導体
によつて生じた２次高調波との差が最大の所に近
くなる。
る。1.0KHzに代表的な基準線が示されている。
導体の電圧は、欠陥部の電圧とは異なる応答曲線
に従つて減少する。ある特定の周波数（1.0KHz）
において、欠陥によつて生じた２次高調波は導体
によつて生じた２次高調波との差が最大の所に近
くなる。
第８図は、導体及び欠陥の各々に関する２次高
調波信号の位相差を示す図である。欠陥による２
次高調波信号は、有限の飽和周波数（ここでは
1.0KHz以上のように図示されている）に至るま
で印加試験信号の位相に密接に従うが、一方導体
による２次高調波信号はその同じ周波数で90゜の
遅れを示す。
調波信号の位相差を示す図である。欠陥による２
次高調波信号は、有限の飽和周波数（ここでは
1.0KHz以上のように図示されている）に至るま
で印加試験信号の位相に密接に従うが、一方導体
による２次高調波信号はその同じ周波数で90゜の
遅れを示す。
第９図は位相検出器１２（第１図）の較正につ
いて説明している。テスタは、ほぼ0゜の欠陥部２
次高調波信号とほぼ90゜の位相の良好な導体から
の信号との間の弁別を最大にするために、試験信
号のAC成分から少き位相がずれた0゜より少し上
に位置するレンジから検出器位相が選択されるよ
うに較正される。較正は、欠陥の判明している回
路を標準として、または無欠陥であると判明して
いる回路を標準として用いて行なつてもよい。
いて説明している。テスタは、ほぼ0゜の欠陥部２
次高調波信号とほぼ90゜の位相の良好な導体から
の信号との間の弁別を最大にするために、試験信
号のAC成分から少き位相がずれた0゜より少し上
に位置するレンジから検出器位相が選択されるよ
うに較正される。較正は、欠陥の判明している回
路を標準として、または無欠陥であると判明して
いる回路を標準として用いて行なつてもよい。
再び第１図を参照すると、発振器５は低歪の正
弦波信号を発生し、これは高い電流駆動を与える
増幅器６によつて緩衝される。この信号は直流と
共に被試験装置３に加えられる。この時にもしも
狭窄部による加熱が起きれば、２次高調波が発生
する。この２次高調波電圧（2f0GV）は駆動信号
と共に現われるが、駆動信号に比較すると非常に
小さい。基本周波数信号Vf0はフイルタ８によつ
て除去され、残つた信号は増幅され、再びフイル
タを通され、さらに増幅される。この残つた信号
は導体の長さ方向に沿つた抵抗加熱による大きな
成分（2f0CV）を有する。2f0CVノイズの影響を
除去するために、この信号は位相検出器１２によ
つて位相敏感復調され、直流電圧に変換される。
このDC電圧は位相検出器１２中のフイルタリン
グ手段によつて要求されるようにフイルタされ
る。対数増幅器１７は、その信号を44〜５桁の
2f0GVの強度にわたつて認識可能にするように、
上記信号を変換する。位相敏感検出器を動作させ
るために、発振器から同期信号が周波数二倍器１
４、2f0帯域フイルタ１５及び移相器１６を経て
供給される。テスターの使用を容易にするため
に、連続性検出器２１及び連続性指示器２２が用
いられる。しきい値検出器１９及び故障指示器２
０も使用を容易にするためである。これらの指示
器は共に、作業者が容易に故障乃至欠陥を発見で
きるようにするために装備される。プローブ間に
連続性がなければ、誤信号が生じないように線型
増幅器は滅勢される。
弦波信号を発生し、これは高い電流駆動を与える
増幅器６によつて緩衝される。この信号は直流と
共に被試験装置３に加えられる。この時にもしも
狭窄部による加熱が起きれば、２次高調波が発生
する。この２次高調波電圧（2f0GV）は駆動信号
と共に現われるが、駆動信号に比較すると非常に
小さい。基本周波数信号Vf0はフイルタ８によつ
て除去され、残つた信号は増幅され、再びフイル
タを通され、さらに増幅される。この残つた信号
は導体の長さ方向に沿つた抵抗加熱による大きな
成分（2f0CV）を有する。2f0CVノイズの影響を
除去するために、この信号は位相検出器１２によ
つて位相敏感復調され、直流電圧に変換される。
このDC電圧は位相検出器１２中のフイルタリン
グ手段によつて要求されるようにフイルタされ
る。対数増幅器１７は、その信号を44〜５桁の
2f0GVの強度にわたつて認識可能にするように、
上記信号を変換する。位相敏感検出器を動作させ
るために、発振器から同期信号が周波数二倍器１
４、2f0帯域フイルタ１５及び移相器１６を経て
供給される。テスターの使用を容易にするため
に、連続性検出器２１及び連続性指示器２２が用
いられる。しきい値検出器１９及び故障指示器２
０も使用を容易にするためである。これらの指示
器は共に、作業者が容易に故障乃至欠陥を発見で
きるようにするために装備される。プローブ間に
連続性がなければ、誤信号が生じないように線型
増幅器は滅勢される。
2f0GVを示す被試験装置は、2f0GVを示さない
ものよりもかなり速く、加速寿命試験で故障する
事が見い出されている。
ものよりもかなり速く、加速寿命試験で故障する
事が見い出されている。
第１図は本発明の１実施例のブロツク図、第２
Ａ図は導体中の抵抗性狭窄部を示す図、第２Ｂ図
は第２Ａ図の導体に関する電流／電圧特性の図、
第３Ａ図は導体中のトンネリング狭窄部を示す
図、第３Ｂ図は第３Ａ図の導体に関する電流／電
圧特性の図、第４図は導体中の狭窄部の図、第５
図及び第６図は電流、抵抗、電圧の時間変化を示
す図、第７図は２次高調波の振幅を周波数に対し
て示した図、第８図は２次高調波の位相を周波数
に対して示した図、第９図は導体及び欠陥部から
の２次高調波の位相と検出器出力の関係を示す図
である。 ３……被試験装置、４……試験信号発生器、４
Ａ……混成試験信号ノード、４Ｂ……基本周波数
ノード、８……フイルタ、１２……位相検出器、
１４……周波数二倍器。
Ａ図は導体中の抵抗性狭窄部を示す図、第２Ｂ図
は第２Ａ図の導体に関する電流／電圧特性の図、
第３Ａ図は導体中のトンネリング狭窄部を示す
図、第３Ｂ図は第３Ａ図の導体に関する電流／電
圧特性の図、第４図は導体中の狭窄部の図、第５
図及び第６図は電流、抵抗、電圧の時間変化を示
す図、第７図は２次高調波の振幅を周波数に対し
て示した図、第８図は２次高調波の位相を周波数
に対して示した図、第９図は導体及び欠陥部から
の２次高調波の位相と検出器出力の関係を示す図
である。 ３……被試験装置、４……試験信号発生器、４
Ａ……混成試験信号ノード、４Ｂ……基本周波数
ノード、８……フイルタ、１２……位相検出器、
１４……周波数二倍器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被試験装置内の故障を検出する装置であつ
て、 既知の特性の直流信号及び既知の特性の交流信
号を含む複合試験信号を複合試験信号ノードに供
給し、上記交流信号に含まれる基本周波数を基本
周波数ノードに供給する試験信号発生器と、 上記被試験装置を上記複合試験信号ノードに接
続する接続手段と、 上記複合試験信号ノードに接続され、上記複合
試験信号を印加したことによつて上記被試験装置
に生じた信号のうち２次高調波信号のみを通過さ
せるフイルタと、 上記試験信号発生器の上記基本周波数ノードに
接続され、２次高調波の試験信号を出力する基準
信号発生手段と、 上記フイルタから上記２次高調波信号を受取
り、上記基準信号発生手段から上記２次高調波試
験信号を受取り、両信号の位相差を利用して、上
記被試験装置内の非線型異常に対応した故障信号
を分離する位相検出器、 とを備えてなる試験装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/373,318 US4496900A (en) | 1982-04-30 | 1982-04-30 | Nonlinearity detection using fault-generated second harmonic |
| US373318 | 1989-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58191973A JPS58191973A (ja) | 1983-11-09 |
| JPH0317109B2 true JPH0317109B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=23471888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58044606A Granted JPS58191973A (ja) | 1982-04-30 | 1983-03-18 | 試験装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4496900A (ja) |
| EP (1) | EP0094486B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58191973A (ja) |
| DE (1) | DE3360758D1 (ja) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4902960A (en) * | 1988-03-17 | 1990-02-20 | Myron Zucker, Inc. | Voltage input for harmonimeter, and methods of constructing and utilizing same |
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| US4994154A (en) * | 1990-02-06 | 1991-02-19 | International Business Machines Corporation | High frequency electrochemical repair of open circuits |
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| US10175064B2 (en) | 2015-09-25 | 2019-01-08 | International Business Machines Corporation | Circuit boards and electronic packages with embedded tamper-respondent sensor |
| US9578764B1 (en) | 2015-09-25 | 2017-02-21 | International Business Machines Corporation | Enclosure with inner tamper-respondent sensor(s) and physical security element(s) |
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| US9858776B1 (en) | 2016-06-28 | 2018-01-02 | International Business Machines Corporation | Tamper-respondent assembly with nonlinearity monitoring |
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| US10327329B2 (en) | 2017-02-13 | 2019-06-18 | International Business Machines Corporation | Tamper-respondent assembly with flexible tamper-detect sensor(s) overlying in-situ-formed tamper-detect sensor |
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| US10306753B1 (en) | 2018-02-22 | 2019-05-28 | International Business Machines Corporation | Enclosure-to-board interface with tamper-detect circuit(s) |
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-
1983
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| DE3360758D1 (en) | 1985-10-17 |
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