JPH06242185A - 信号波形測定装置及び信号波形測定方法 - Google Patents
信号波形測定装置及び信号波形測定方法Info
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- JPH06242185A JPH06242185A JP5025268A JP2526893A JPH06242185A JP H06242185 A JPH06242185 A JP H06242185A JP 5025268 A JP5025268 A JP 5025268A JP 2526893 A JP2526893 A JP 2526893A JP H06242185 A JPH06242185 A JP H06242185A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は信号波形測定装置の改善に関し、被
測定対象の測定周囲条件が変動した場合であっても、被
測定電圧波形の閾値レベルを横切るエッジタイミングを
高精度に、また、短時間に測定をすることを目的とす
る。 【構成】 被測定対象16の周期的な信号波形Sinのサ
ンプリング測定をする測定手段100 と、サンプリング測
定に基づく検出信号Sxの信号処理をする信号処理手段
14と、測定手段100 及び信号処理手段14の入出力を
制御する制御手段15とを具備し、被測定対象16の周
期的な信号波形Sinに対して第1の信号レベルV1を持
つ1以上のタイミングを基準位相点T1とした第1のタ
イミング測定結果t1と、該信号波形Sinに対して第2
の信号レベルV2を持つ1以上のタイミングを基準位相
点T2とした第2のタイミング測定結果t2とに基づい
て信号波形Sinが1つの信号レベルV1と他の信号レベ
ルV2との間で遷移する際の閾値レベルVthを横切るタ
イミングteを算出することを含み構成する。
測定対象の測定周囲条件が変動した場合であっても、被
測定電圧波形の閾値レベルを横切るエッジタイミングを
高精度に、また、短時間に測定をすることを目的とす
る。 【構成】 被測定対象16の周期的な信号波形Sinのサ
ンプリング測定をする測定手段100 と、サンプリング測
定に基づく検出信号Sxの信号処理をする信号処理手段
14と、測定手段100 及び信号処理手段14の入出力を
制御する制御手段15とを具備し、被測定対象16の周
期的な信号波形Sinに対して第1の信号レベルV1を持
つ1以上のタイミングを基準位相点T1とした第1のタ
イミング測定結果t1と、該信号波形Sinに対して第2
の信号レベルV2を持つ1以上のタイミングを基準位相
点T2とした第2のタイミング測定結果t2とに基づい
て信号波形Sinが1つの信号レベルV1と他の信号レベ
ルV2との間で遷移する際の閾値レベルVthを横切るタ
イミングteを算出することを含み構成する。
Description
【0001】〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術(図6) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(図1,2) 作用 実施例(図3〜5) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、信号波形測定装置及び
信号波形測定方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、電気光学効果を利用して半導体集積回路装置等の高
速度な動作電圧波形を測定する装置及びその方法の改善
に関するものである。
信号波形測定方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、電気光学効果を利用して半導体集積回路装置等の高
速度な動作電圧波形を測定する装置及びその方法の改善
に関するものである。
【0003】近年,半導体集積回路(以下LSIとい
う)装置の高集積化,高密度化及びそのトランジスタ動
作の高速化に伴い、LSI装置の動作解析,不良解析及
び動作試験等を行うLSIテスタ等のような電気的測定
方式では、正確な動作電圧波形の測定することが困難と
なりつつある。一方、電気光学効果の高速応答性や、極
めて短い時間幅の光パルスがレーザ光を用いて作れるこ
とに着目したEOサンプリング技術が考案され、被測定
対象の高速動作信号が計測できることが確認されている
(例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou ,”
Subpicosecond electronics sampling :principles a
nd application”IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELE
CTRONICS,VOL. QE-22,pp.69-78等)。
う)装置の高集積化,高密度化及びそのトランジスタ動
作の高速化に伴い、LSI装置の動作解析,不良解析及
び動作試験等を行うLSIテスタ等のような電気的測定
方式では、正確な動作電圧波形の測定することが困難と
なりつつある。一方、電気光学効果の高速応答性や、極
めて短い時間幅の光パルスがレーザ光を用いて作れるこ
とに着目したEOサンプリング技術が考案され、被測定
対象の高速動作信号が計測できることが確認されている
(例えば、J.A.Valdmanis and G.Mourou ,”
Subpicosecond electronics sampling :principles a
nd application”IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELE
CTRONICS,VOL. QE-22,pp.69-78等)。
【0004】また、本発明の出願人によって、被測定L
SIの入出力ピンを電気光学手段に接触させ、LSI入
出力信号の測定を行う検出方法が特許出願(特開平01
−28566)されている。
SIの入出力ピンを電気光学手段に接触させ、LSI入
出力信号の測定を行う検出方法が特許出願(特開平01
−28566)されている。
【0005】この検出方法(装置)は、特に、LSIの
入出力信号の遅延時間,すなわち、入力信号波形のエッ
ジタイミングとそれに対応する出力信号波形のエッジタ
イミングとの時間差を高精度に測定することを目的とし
ている。
入出力信号の遅延時間,すなわち、入力信号波形のエッ
ジタイミングとそれに対応する出力信号波形のエッジタ
イミングとの時間差を高精度に測定することを目的とし
ている。
【0006】しかしながら、電気光学効果が一般に極め
て小さく、1回の信号サンプリング測定では必要かつ十
分な電圧分解能が得られない。このため、被測定波形の
各基準位相において、非常に多数回の繰り返しサンプリ
ング測定を行い、その加算平均処理を行うことにより電
圧分解能の向上を図っている。
て小さく、1回の信号サンプリング測定では必要かつ十
分な電圧分解能が得られない。このため、被測定波形の
各基準位相において、非常に多数回の繰り返しサンプリ
ング測定を行い、その加算平均処理を行うことにより電
圧分解能の向上を図っている。
【0007】しかし、検出信号には有害な振動成分やド
リフト成分が含まれている場合が多く、このような状態
下では、サンプリング測定回数をいくら増加しても、上
記のような単純な加算平均処理では、電圧分解能の加算
回数に対する飽和が生じ、ある加算回数以上になると、
電圧分解能が向上しなくなる。このことで、単純にサン
プリング測定回数を多くする方法では、十分な電圧分解
能が得られない。
リフト成分が含まれている場合が多く、このような状態
下では、サンプリング測定回数をいくら増加しても、上
記のような単純な加算平均処理では、電圧分解能の加算
回数に対する飽和が生じ、ある加算回数以上になると、
電圧分解能が向上しなくなる。このことで、単純にサン
プリング測定回数を多くする方法では、十分な電圧分解
能が得られない。
【0008】なお、この有害なノイズ成分は通常、被測
定波形の周波数成分のかなり低い部分に存在する。ま
た、この有害なノイズ成分を除去する方法としては、被
測定波形に基準位相を設定し、信号サンプリング測定の
最中に基準位相と測定位相の間で位相切替え処理を行
い、該基準位相から測定位相の電位差を測定する方法
(ベースライン測定)が採られる。
定波形の周波数成分のかなり低い部分に存在する。ま
た、この有害なノイズ成分を除去する方法としては、被
測定波形に基準位相を設定し、信号サンプリング測定の
最中に基準位相と測定位相の間で位相切替え処理を行
い、該基準位相から測定位相の電位差を測定する方法
(ベースライン測定)が採られる。
【0009】この位相切替え時間間隔が有害ノイズの変
化の時間スケールよりも十分に短ければ、該有害ノイズ
の影響を差し引くことができ、上記の電圧分解能の加算
回数に対する飽和が見られなくなり、精度良い信号測定
が可能となる。
化の時間スケールよりも十分に短ければ、該有害ノイズ
の影響を差し引くことができ、上記の電圧分解能の加算
回数に対する飽和が見られなくなり、精度良い信号測定
が可能となる。
【0010】また、この方式では、非常に多数回の繰り
返しサンプリング測定による加算平均処理が必要となる
ため、そのサンプリング測定時間に多くを要し、また、
基準位相の電圧レベルからの相対的な電圧しか測定でき
ない。また、信号検出系がノイズ成分に埋もれた極めて
小さい信号を検出していることに伴い、該検出系の検出
感度の安定性も必ずしも高いとは言えない。このような
場合においても、波形エッジタイミングを高精度、安定
に、かつ、短時間に測定を行うことができる装置及び方
法が望まれている。
返しサンプリング測定による加算平均処理が必要となる
ため、そのサンプリング測定時間に多くを要し、また、
基準位相の電圧レベルからの相対的な電圧しか測定でき
ない。また、信号検出系がノイズ成分に埋もれた極めて
小さい信号を検出していることに伴い、該検出系の検出
感度の安定性も必ずしも高いとは言えない。このような
場合においても、波形エッジタイミングを高精度、安定
に、かつ、短時間に測定を行うことができる装置及び方
法が望まれている。
【0011】
【従来の技術】図6は、従来例に係る信号波形測定装置
の説明図であり、図6(a)はその測定処理に係る構成
図である。また、図6(b)は、その動作タイムチャー
トをそれぞれ示している。
の説明図であり、図6(a)はその測定処理に係る構成
図である。また、図6(b)は、その動作タイムチャー
トをそれぞれ示している。
【0012】例えば、電気光学効果を利用して被測定L
SI26の高速な動作電圧波形を測定する装置は、図6
(a)において、レーザ光源1A,光学素子1Bから成
るレーザ発生系1と、ガラス基板2A,EO(電気光学
結晶)結晶2B,光反射電極2C及び接触ピン2Dから
成る電気光学系2と、ビーム・スプリッタ3A,スキャ
ナ3B,アナライザ3C及びディテクタ3Dから成る検
出系3と、レーザ発生系1,検出系3の入出力を制御す
る測定制御装置4と、被測定LSI26を駆動するLS
I駆動制御装置5から構成される。
SI26の高速な動作電圧波形を測定する装置は、図6
(a)において、レーザ光源1A,光学素子1Bから成
るレーザ発生系1と、ガラス基板2A,EO(電気光学
結晶)結晶2B,光反射電極2C及び接触ピン2Dから
成る電気光学系2と、ビーム・スプリッタ3A,スキャ
ナ3B,アナライザ3C及びディテクタ3Dから成る検
出系3と、レーザ発生系1,検出系3の入出力を制御す
る測定制御装置4と、被測定LSI26を駆動するLS
I駆動制御装置5から構成される。
【0013】当該信号波形測定装置の機能は、LSI駆
動制御装置5が被測定LSI26を駆動し、その駆動出
力タイミング信号(波形ストローブ信号)S1を測定制
御装置4に送る。被測定LSI26の入出力信号はテス
トボード26Aと接触ピン2Dを介して電気光学結晶2B
の一方の面に付けられた光反射電極2Cに印加される。
電気光学結晶2Bの他方の面には、透明導電膜が取付け
られ、接地線GNDに接続される。これにより、電気光学
結晶2Bの両面の間には、被測定電圧が印加され、複屈
折状態が変化をする。レーザ光Lは電気光学結晶2B内
を通過する際に、電気光学結晶2Bの複屈折状態に応じ
て偏光状態が変化する。この光反射電極2を反射して帰
還するレーザ光Lの偏光状態が,該レーザ光LのP,S
偏光成分の光強度信号の差の変化として検出系3により
検出される。
動制御装置5が被測定LSI26を駆動し、その駆動出
力タイミング信号(波形ストローブ信号)S1を測定制
御装置4に送る。被測定LSI26の入出力信号はテス
トボード26Aと接触ピン2Dを介して電気光学結晶2B
の一方の面に付けられた光反射電極2Cに印加される。
電気光学結晶2Bの他方の面には、透明導電膜が取付け
られ、接地線GNDに接続される。これにより、電気光学
結晶2Bの両面の間には、被測定電圧が印加され、複屈
折状態が変化をする。レーザ光Lは電気光学結晶2B内
を通過する際に、電気光学結晶2Bの複屈折状態に応じ
て偏光状態が変化する。この光反射電極2を反射して帰
還するレーザ光Lの偏光状態が,該レーザ光LのP,S
偏光成分の光強度信号の差の変化として検出系3により
検出される。
【0014】すなわち、レーザ光Lの偏光状態は、検出
系3のビーム・スプリッタ3A,アナライザ3C及びデ
ィテクタ3Dにより検出され、その検出信号Sxが測定
制御装置4に取り込まれる。
系3のビーム・スプリッタ3A,アナライザ3C及びデ
ィテクタ3Dにより検出され、その検出信号Sxが測定
制御装置4に取り込まれる。
【0015】また、測定制御装置4では、図6(b)の
動作タイムチャートにおいて、被測定電圧波形に合わせ
て生成される波形ストローブ信号S1に基づいて遅延さ
れたレーザトリガ信号SLが発生される。なお、レーザ
トリガ信号SLは、基準位相T1,測定位相T2を設定
すべく被測定電圧波形の1周期又は数周期置きに設定さ
れる。これにより、その基準位相T1における検出信号
Sxの複数回の測定と、その測定位相T2における検出
信号Sxの複数回の測定と、各位相T1,T2における
検出信号Sxのデジタル値に係る加算平均値の演算とを
することにより、被測定電圧波形の基準位相T1の電圧
値と測定位相T2の電圧値との差が測定される。さら
に、測定位相T2を変えてサンプリング測定をすること
によりその位相範囲の電圧波形を取得することができ
る。また、被測定電圧波形が閾値レベルVthを横切るタ
イミング(以下エッジタイミングともいう)txが測定
される。
動作タイムチャートにおいて、被測定電圧波形に合わせ
て生成される波形ストローブ信号S1に基づいて遅延さ
れたレーザトリガ信号SLが発生される。なお、レーザ
トリガ信号SLは、基準位相T1,測定位相T2を設定
すべく被測定電圧波形の1周期又は数周期置きに設定さ
れる。これにより、その基準位相T1における検出信号
Sxの複数回の測定と、その測定位相T2における検出
信号Sxの複数回の測定と、各位相T1,T2における
検出信号Sxのデジタル値に係る加算平均値の演算とを
することにより、被測定電圧波形の基準位相T1の電圧
値と測定位相T2の電圧値との差が測定される。さら
に、測定位相T2を変えてサンプリング測定をすること
によりその位相範囲の電圧波形を取得することができ
る。また、被測定電圧波形が閾値レベルVthを横切るタ
イミング(以下エッジタイミングともいう)txが測定
される。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例の信
号波形測定装置によれば、各位相点T1,T2,txに
おいて必要な信号測定精度を得るために、多くの加算平
均測定を必要とする。従って、エッジタイミングtxの
測定を行う際に、被測定電圧波形の注目範囲全体につい
て位相点の測定が行われ、その測定波形から閾値レベル
vthを決定してその値を横切るタイミングを決定する方
法が採られる。しかし、この方法では、信号サンプリン
グ測定に膨大な時間を要するという問題がある。
号波形測定装置によれば、各位相点T1,T2,txに
おいて必要な信号測定精度を得るために、多くの加算平
均測定を必要とする。従って、エッジタイミングtxの
測定を行う際に、被測定電圧波形の注目範囲全体につい
て位相点の測定が行われ、その測定波形から閾値レベル
vthを決定してその値を横切るタイミングを決定する方
法が採られる。しかし、この方法では、信号サンプリン
グ測定に膨大な時間を要するという問題がある。
【0017】このため、最初に2分探索法のような探索
手段により、被測定電圧波形にエッジの存在しそうな位
相位置を高速に探索し、次に、そのエッジ部分で詳細な
タイミング測定を行う方法が採用され、その測定時間の
短縮化を図っている。
手段により、被測定電圧波形にエッジの存在しそうな位
相位置を高速に探索し、次に、そのエッジ部分で詳細な
タイミング測定を行う方法が採用され、その測定時間の
短縮化を図っている。
【0018】なお、上述のような測定では常に、有害な
低周波ノイズを除去するため、被測定電圧波形の基準位
相T1又はT2と測定位相txとの間で位相切替え処理
を行いながら、該基準位相T1の信号レベルv1又は基
準位相T2の信号レベルv2と測定位相txに係る信号
レベルvtとの差を検出する。
低周波ノイズを除去するため、被測定電圧波形の基準位
相T1又はT2と測定位相txとの間で位相切替え処理
を行いながら、該基準位相T1の信号レベルv1又は基
準位相T2の信号レベルv2と測定位相txに係る信号
レベルvtとの差を検出する。
【0019】通常、被測定信号はデジタル信号であり、
該信号に「L」(ロー)レベルと「H」(ハイ)レベル
の標準値が与えられ、その振幅の標準値が既知となって
いる。また、被測定波形のエッジには「L」レベルから
「H」レベルに遷移する立ち上がりエッジと、「H」レ
ベルから「L」レベルに遷移する立ち下がりエッジとが
ある。
該信号に「L」(ロー)レベルと「H」(ハイ)レベル
の標準値が与えられ、その振幅の標準値が既知となって
いる。また、被測定波形のエッジには「L」レベルから
「H」レベルに遷移する立ち上がりエッジと、「H」レ
ベルから「L」レベルに遷移する立ち下がりエッジとが
ある。
【0020】さらに、エッジタイミングtxを決める閾
値レベルは被測定電圧波形の振幅の何〔%〕レベル(通
常50%)というように決められる。ここで、被測定電
圧波形の「L」レベルを信号レベルv1,「H」レベル
を信号レベルv2とし、「L」レベルから見た閾値レベ
ルvthの振幅に対する割合を上記の百分率〔%〕でなく
比率αで表せば、閾値レベルvthはパラメータαを使用
して〔5〕式により与えられる。
値レベルは被測定電圧波形の振幅の何〔%〕レベル(通
常50%)というように決められる。ここで、被測定電
圧波形の「L」レベルを信号レベルv1,「H」レベル
を信号レベルv2とし、「L」レベルから見た閾値レベ
ルvthの振幅に対する割合を上記の百分率〔%〕でなく
比率αで表せば、閾値レベルvthはパラメータαを使用
して〔5〕式により与えられる。
【0021】vth=v1+α(v2−v1)……〔5〕 ここで、信号波形の立ち上がりか立ち下がりかによっ
て、基準位相T1,T2の時間順を変えて、測定位相T
1を「L」レベル側に、測定位相T2を「H」レベル側
に採るようにし、該信号波形が立ち上がりエッジである
ならば、測定位相T1を信号波形の右側にとる。例え
ば、立ち上がりエッジのタイミング測定の場合には、信
号レベルv1を持つ基準位相T1からの差が(6)式,
すなわち、 vth−v1=α(v2−v1)……〔6〕 となり、基準位相T1を信号レベルv1を持つ位相とし
たベースライン測定により、測定値ががこの値を採るタ
イミングを探索,測定すれば良い。
て、基準位相T1,T2の時間順を変えて、測定位相T
1を「L」レベル側に、測定位相T2を「H」レベル側
に採るようにし、該信号波形が立ち上がりエッジである
ならば、測定位相T1を信号波形の右側にとる。例え
ば、立ち上がりエッジのタイミング測定の場合には、信
号レベルv1を持つ基準位相T1からの差が(6)式,
すなわち、 vth−v1=α(v2−v1)……〔6〕 となり、基準位相T1を信号レベルv1を持つ位相とし
たベースライン測定により、測定値ががこの値を採るタ
イミングを探索,測定すれば良い。
【0022】これにより、サンプリング測定値が〔6〕
式を満足する測定位相tが探索されエッジタイミングt
xが求められる。ここで、振幅(v2−v1)の値はエ
ッジタイミングtxの測定前に、実際に、被測定電圧波
形に対してその測定値を求める方法が第1に考えられ
る。この場合には、振幅測定のための時間を必要とす
る。そこで、振幅(v2−v1)の値を実際に測定せず
に、予め与えられている上述の振幅の標準値を使用して
該振幅測定を省略する方法が考えられる。
式を満足する測定位相tが探索されエッジタイミングt
xが求められる。ここで、振幅(v2−v1)の値はエ
ッジタイミングtxの測定前に、実際に、被測定電圧波
形に対してその測定値を求める方法が第1に考えられ
る。この場合には、振幅測定のための時間を必要とす
る。そこで、振幅(v2−v1)の値を実際に測定せず
に、予め与えられている上述の振幅の標準値を使用して
該振幅測定を省略する方法が考えられる。
【0023】後者の方法では、振幅測定に係る時間分,
測定時間を短縮することができるが、被測定電圧波形の
実際の振幅が標準値からずれている場合や、また、測定
装置の検出感度が何らかの原因により変動してずれてし
まう場合には、閾値レベルvthにずれが起こり、タイミ
ング測定誤差が生じる。
測定時間を短縮することができるが、被測定電圧波形の
実際の振幅が標準値からずれている場合や、また、測定
装置の検出感度が何らかの原因により変動してずれてし
まう場合には、閾値レベルvthにずれが起こり、タイミ
ング測定誤差が生じる。
【0024】これにより、被測定電圧波形の測定処理に
係わる高精度と高速測定の妨げとなるという問題があ
る。本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作された
ものであり、被測定対象の測定周囲条件が変動した場合
であっても、被測定電圧波形の閾値レベルを横切るエッ
ジタイミングを高精度に、また、短時間に測定をするこ
とが可能となる信号波形測定装置及び信号波形測定方法
の提供を目的とする。
係わる高精度と高速測定の妨げとなるという問題があ
る。本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創作された
ものであり、被測定対象の測定周囲条件が変動した場合
であっても、被測定電圧波形の閾値レベルを横切るエッ
ジタイミングを高精度に、また、短時間に測定をするこ
とが可能となる信号波形測定装置及び信号波形測定方法
の提供を目的とする。
【0025】
【課題を解決するための手段】図1(a),(b)は、
本発明に係る信号波形測定装置の原理図であり、図2
(a)〜(c)は、本発明に係る信号波形測定方法の原
理図をそれぞれ示している。
本発明に係る信号波形測定装置の原理図であり、図2
(a)〜(c)は、本発明に係る信号波形測定方法の原
理図をそれぞれ示している。
【0026】本発明の信号波形測定装置は図1(a)に
示すように、被測定対象16の周期的な信号波形Sinの
サンプリング測定をする測定手段100 と、前記サンプリ
ング測定に基づく検出信号Sxの信号処理をする信号処
理手段14と、前記測定手段100 及び信号処理手段14
の入出力を制御する制御手段15とを具備し、被測定対
象16の周期的な信号波形Sinに対して第1の信号レベ
ルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相点T1とし
た第1のタイミング測定結果t1と、該信号波形Sinに
対して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミング
を基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2
とに基づいて信号波形Sinが1つの信号レベルV1と他
の信号レベルV2との間で遷移する際の閾値レベルVth
を横切るタイミングteを算出することを特徴とする。
示すように、被測定対象16の周期的な信号波形Sinの
サンプリング測定をする測定手段100 と、前記サンプリ
ング測定に基づく検出信号Sxの信号処理をする信号処
理手段14と、前記測定手段100 及び信号処理手段14
の入出力を制御する制御手段15とを具備し、被測定対
象16の周期的な信号波形Sinに対して第1の信号レベ
ルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相点T1とし
た第1のタイミング測定結果t1と、該信号波形Sinに
対して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミング
を基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2
とに基づいて信号波形Sinが1つの信号レベルV1と他
の信号レベルV2との間で遷移する際の閾値レベルVth
を横切るタイミングteを算出することを特徴とする。
【0027】また、本発明の信号波形測定装置の測定手
段100 は、図1(b)に示すように、被測定対象16に
係合付けられた電気光学手段12に超短性の光Lを供給
する光源11と、前記被測定対象16の信号変化に基づ
いて超短性の光Lの偏光状態を変化させる電気光学手段
12と、前記超短性の光Lの偏光状態を検出する検出手
段13から成ることを特徴とする。
段100 は、図1(b)に示すように、被測定対象16に
係合付けられた電気光学手段12に超短性の光Lを供給
する光源11と、前記被測定対象16の信号変化に基づ
いて超短性の光Lの偏光状態を変化させる電気光学手段
12と、前記超短性の光Lの偏光状態を検出する検出手
段13から成ることを特徴とする。
【0028】さらに、本発明の信号波形測定方法は、被
測定対象16の周期的な信号波形Sinのサンプリング測
定に基づいて、図2(b)に示すように信号波形Sinが
1つの信号レベルV1から他の信号レベルV2に遷移す
る際の閾値レベルVthを横切るタイミングteを測定す
る方法であって、図2(a)の処理フローチャートに示
すように、まず、ステップP1で前記閾値レベルVthの
パラメータをαとし、図2(c)に示すように前記信号
波形Sinの測定位相tにおける電圧測定値をv(t) と
し、前記信号波形Sinの2つの基準位相点T1,T2に
おける電圧測定値をv (T1) ,v (T2) とすれば、
前記信号波形Sinに対して第1の信号レベルV1を持つ
1以上のタイミングを基準位相点T1とした第1のタイ
ミング測定結果t1について、〔1〕式,すなわち、 v (t) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相tを求め、かつ、前記信号波形Sin
に対して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミン
グを基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t
2について、〔2〕式,すなわち、 v (t) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相tを求め、その後、ステップP2で
前記第1,第2のタイミング測定結果t1,t2の荷重
平均値teを〔3〕式,すなわち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出することを特徴とする。
測定対象16の周期的な信号波形Sinのサンプリング測
定に基づいて、図2(b)に示すように信号波形Sinが
1つの信号レベルV1から他の信号レベルV2に遷移す
る際の閾値レベルVthを横切るタイミングteを測定す
る方法であって、図2(a)の処理フローチャートに示
すように、まず、ステップP1で前記閾値レベルVthの
パラメータをαとし、図2(c)に示すように前記信号
波形Sinの測定位相tにおける電圧測定値をv(t) と
し、前記信号波形Sinの2つの基準位相点T1,T2に
おける電圧測定値をv (T1) ,v (T2) とすれば、
前記信号波形Sinに対して第1の信号レベルV1を持つ
1以上のタイミングを基準位相点T1とした第1のタイ
ミング測定結果t1について、〔1〕式,すなわち、 v (t) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相tを求め、かつ、前記信号波形Sin
に対して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミン
グを基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t
2について、〔2〕式,すなわち、 v (t) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相tを求め、その後、ステップP2で
前記第1,第2のタイミング測定結果t1,t2の荷重
平均値teを〔3〕式,すなわち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出することを特徴とする。
【0029】なお、本発明の信号波形測定方法におい
て、前記第1のタイミング測定結果t1の測定精度A
と、前記第2のタイミング測定結果t2の測定精度Bと
の比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似させることを特徴とする。
て、前記第1のタイミング測定結果t1の測定精度A
と、前記第2のタイミング測定結果t2の測定精度Bと
の比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似させることを特徴とする。
【0030】また、本発明の信号波形測定方法におい
て、前記第1,第2のタイミング測定結果t1,t2を
もたらす基準位相T1又は基準位相T2と測定位相tと
の間の繰り返し加算平均測定を複数回に分割し、前記第
1,第2のタイミング測定結果t1,t2に関して加算
平均測定を交互に行うことを特徴とし、上記目的を達成
する。
て、前記第1,第2のタイミング測定結果t1,t2を
もたらす基準位相T1又は基準位相T2と測定位相tと
の間の繰り返し加算平均測定を複数回に分割し、前記第
1,第2のタイミング測定結果t1,t2に関して加算
平均測定を交互に行うことを特徴とし、上記目的を達成
する。
【0031】
【作 用】本発明の信号波形測定装置によれば、図1
(a)に示すように、測定手段100,信号処理手段14
及び制御手段15が具備され、第1,第2のタイミング
測定結果t1,t2とに基づいて信号波形Sinが1つの
信号レベルV1と他の信号レベルV2との間で遷移する
際の閾値レベルVthを横切るタイミングteが算出され
る。
(a)に示すように、測定手段100,信号処理手段14
及び制御手段15が具備され、第1,第2のタイミング
測定結果t1,t2とに基づいて信号波形Sinが1つの
信号レベルV1と他の信号レベルV2との間で遷移する
際の閾値レベルVthを横切るタイミングteが算出され
る。
【0032】すなわち、図1(b)に示すように、制御
手段15を介して、測定手段100 の光源11から被測定
対象16に係合付けられた電気光学手段12に超短性の
光Lが供給されると、該被測定対象16の信号変化に基
づいて超短性の光Lの偏光状態が電気光学手段12によ
り変化され、その超短性の光Lの偏光状態が検出手段1
3により検出される。また、被測定対象16の周期的な
信号波形Sinが測定手段100 によりサンプリング測定さ
れると、その測定に基づく検出信号Sxが信号処理手段
14により信号処理される。
手段15を介して、測定手段100 の光源11から被測定
対象16に係合付けられた電気光学手段12に超短性の
光Lが供給されると、該被測定対象16の信号変化に基
づいて超短性の光Lの偏光状態が電気光学手段12によ
り変化され、その超短性の光Lの偏光状態が検出手段1
3により検出される。また、被測定対象16の周期的な
信号波形Sinが測定手段100 によりサンプリング測定さ
れると、その測定に基づく検出信号Sxが信号処理手段
14により信号処理される。
【0033】この際に、被測定対象16の信号波形Sin
に対して第1の信号レベルV1を持つ1以上のタイミン
グを基準位相点T1とした第1のタイミング測定と、該
信号波形Sinに対して第2の信号レベルV2を持つ1以
上のタイミングを基準位相点T2とした第2のタイミン
グ測定とを行うことにより、タイミング測定結果t1,
t2が得られる。
に対して第1の信号レベルV1を持つ1以上のタイミン
グを基準位相点T1とした第1のタイミング測定と、該
信号波形Sinに対して第2の信号レベルV2を持つ1以
上のタイミングを基準位相点T2とした第2のタイミン
グ測定とを行うことにより、タイミング測定結果t1,
t2が得られる。
【0034】ここで、信号波形Sinの立ち上がり部分が
直線的に変化するものとし、閾値レベルVthを一般化す
るためにパラメータα(0<α<1)と置き、閾値レベ
ルVthを横切るタイミングteとすれば、第1,第2の
タイミング測定結果t1,t2に係る荷重平均値teを
〔3〕式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、算出結果teを信号波形S
inが閾値レベルVthを横切るタイミングとすることが可
能となる。
直線的に変化するものとし、閾値レベルVthを一般化す
るためにパラメータα(0<α<1)と置き、閾値レベ
ルVthを横切るタイミングteとすれば、第1,第2の
タイミング測定結果t1,t2に係る荷重平均値teを
〔3〕式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、算出結果teを信号波形S
inが閾値レベルVthを横切るタイミングとすることが可
能となる。
【0035】このため、被測定対象16の信号波形Vin
に対してある位相を決めて基準位相T1,T2とし、基
準位相T1又はT2の電圧測定と、他の任意の位相(測
定位相)tの電圧測定とを短い時間間隔で切り換えて行
い、基準位相T1又はT2の電圧測定値から測定位相t
の電圧測定値を差し引くことにより、光学系の特性の温
度変化や、外部から機械的振動が、検出信号Sxに入り
込み、電圧検出値に低周波ノイズとして入り込むような
場合や電圧検出感度が極めて小さい場合であっても、ノ
イズ成分を除去することができ、また、従来例に比べて
半分の時間でエッジタイミングを測定することが可能と
なる。
に対してある位相を決めて基準位相T1,T2とし、基
準位相T1又はT2の電圧測定と、他の任意の位相(測
定位相)tの電圧測定とを短い時間間隔で切り換えて行
い、基準位相T1又はT2の電圧測定値から測定位相t
の電圧測定値を差し引くことにより、光学系の特性の温
度変化や、外部から機械的振動が、検出信号Sxに入り
込み、電圧検出値に低周波ノイズとして入り込むような
場合や電圧検出感度が極めて小さい場合であっても、ノ
イズ成分を除去することができ、また、従来例に比べて
半分の時間でエッジタイミングを測定することが可能と
なる。
【0036】これにより、被測定対象16の信号波形S
inの振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場合であ
っても、また、被測定対象16の閾値レベルvthにずれ
を生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極力抑
制することができ、当該信号波形測定装置の測定精度の
向上が図られ、その信頼性の向上を図ることが可能とな
る。
inの振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場合であ
っても、また、被測定対象16の閾値レベルvthにずれ
を生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極力抑
制することができ、当該信号波形測定装置の測定精度の
向上が図られ、その信頼性の向上を図ることが可能とな
る。
【0037】さらに、本発明の信号波形測定方法によれ
ば、図2(a)の処理フローチャートに示すように、ス
テップP1で閾値レベルVthのパラメータをαとし、図
2(c)に示すように信号波形Sinの測定位相tにおけ
る電圧測定値をv (t) とし、信号波形Sinの2つの基
準位相点T1,T2における電圧測定値をv (T1),
v (T2) とすれば、信号波形Sinに対して第1の信号
レベルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相点T1
とした第1のタイミング測定結果t1について、〔1〕
式,すなわち、 v (t) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相tを求め、かつ、信号波形Sinに対
して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミングを
基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2に
ついて、〔2〕式,すなわち、 v (t) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相tを求めている。
ば、図2(a)の処理フローチャートに示すように、ス
テップP1で閾値レベルVthのパラメータをαとし、図
2(c)に示すように信号波形Sinの測定位相tにおけ
る電圧測定値をv (t) とし、信号波形Sinの2つの基
準位相点T1,T2における電圧測定値をv (T1),
v (T2) とすれば、信号波形Sinに対して第1の信号
レベルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相点T1
とした第1のタイミング測定結果t1について、〔1〕
式,すなわち、 v (t) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相tを求め、かつ、信号波形Sinに対
して第2の信号レベルV2を持つ1以上のタイミングを
基準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2に
ついて、〔2〕式,すなわち、 v (t) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相tを求めている。
【0038】このため、被測定対象16の出力信号レベ
ルが標準値からバラついて、閾値が変わった場合や、測
定周囲条件が変動した場合であっても、被測定対象16
の周期的な信号波形Sinのサンプリング測定に基づい
て、ステップP2で第1,第2のタイミング測定結果t
1,t2の荷重平均値teを〔3〕式,すなわち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、図2(b)に示すような信
号波形Sinが1つの信号レベルV1と他の信号レベルV
2との間で遷移する際の閾値レベルVthを横切る真値に
最も近似するエッジタイミングを測定することが可能と
なる。
ルが標準値からバラついて、閾値が変わった場合や、測
定周囲条件が変動した場合であっても、被測定対象16
の周期的な信号波形Sinのサンプリング測定に基づい
て、ステップP2で第1,第2のタイミング測定結果t
1,t2の荷重平均値teを〔3〕式,すなわち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、図2(b)に示すような信
号波形Sinが1つの信号レベルV1と他の信号レベルV
2との間で遷移する際の閾値レベルVthを横切る真値に
最も近似するエッジタイミングを測定することが可能と
なる。
【0039】なお、〔3〕式の根拠は、第1,第2のタ
イミング測定結果t1,t2における被測定信号レベル
vt1,vt2の閾値レベルvthからのずれが、 vt1−vth=α(V2−V1)−α(v2−v1) vt2−vth=−(1−α)(V2−V1)+(1−α)
(v2−v1) で表される。
イミング測定結果t1,t2における被測定信号レベル
vt1,vt2の閾値レベルvthからのずれが、 vt1−vth=α(V2−V1)−α(v2−v1) vt2−vth=−(1−α)(V2−V1)+(1−α)
(v2−v1) で表される。
【0040】従って、被測定対象16の信号波形Sinの
閾値レベルvthの近傍における傾きをkとすれば、その
エッジタイミングteは、 t1−te=〔α(V2−V1)−α(v2−v1)〕
/k t2−te=〔−(1−α)(V2−V1)+(1−
α)(v2−v1)〕/k が成立し、第1,第2のタイミング測定結果t1,t2
に係る荷重平均値teを求めることにより、エッジタイ
ミングteとすることができる。
閾値レベルvthの近傍における傾きをkとすれば、その
エッジタイミングteは、 t1−te=〔α(V2−V1)−α(v2−v1)〕
/k t2−te=〔−(1−α)(V2−V1)+(1−
α)(v2−v1)〕/k が成立し、第1,第2のタイミング測定結果t1,t2
に係る荷重平均値teを求めることにより、エッジタイ
ミングteとすることができる。
【0041】なお、本発明の信号波形測定方法におい
て、第1のタイミング測定結果t1の測定精度Aと、第
2のタイミング測定結果t2の測定精度Bとの比を
〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように加算平均回数nを設定する。
て、第1のタイミング測定結果t1の測定精度Aと、第
2のタイミング測定結果t2の測定精度Bとの比を
〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように加算平均回数nを設定する。
【0042】これは、第1,第2のタイミング測定結果
t1,t2に係る測定誤差の分散をそれぞれσ1 2,σ2 2
とすると、荷重平均値teに係る測定誤差の分散σ2 は
〔7〕式で与えられる。
t1,t2に係る測定誤差の分散をそれぞれσ1 2,σ2 2
とすると、荷重平均値teに係る測定誤差の分散σ2 は
〔7〕式で与えられる。
【0043】 σ2 =(1−α)2 σ1 2+ασ2 2……〔7〕 また、第1,第2のタイミング測定結果t1,t2に係
る測定誤差の分散σ1 2,σ2 2は、それぞれの被測定信号
レベルvt1,vt2の測定回数(サンプリング数)n1 ,
n2 に逆比例するものとすれば、〔8〕式で与えられ
る。但し、aは定数である。
る測定誤差の分散σ1 2,σ2 2は、それぞれの被測定信号
レベルvt1,vt2の測定回数(サンプリング数)n1 ,
n2 に逆比例するものとすれば、〔8〕式で与えられ
る。但し、aは定数である。
【0044】σ1 2=a/n1 σ2 2=a/n2 ……〔8〕 従って、荷重平均値teに係る測定誤差の分散σ2 は
〔9〕式で与えられる。
【0045】 σ2 =a〔(1−α)2 /n1 +α/n2 〕……
〔9〕 これにより、合計測定回数(サンプリング数)n=n1
+n2 =一定の条件下では、荷重平均値teに係る測定
誤差の分散σ2 を最小にする基準位相T1又はT2に対
する被測定信号レベルv (t) の測定回数(サンプリン
グ数)n1 ,n 2 が〔10〕式により与えられる。
+n2 =一定の条件下では、荷重平均値teに係る測定
誤差の分散σ2 を最小にする基準位相T1又はT2に対
する被測定信号レベルv (t) の測定回数(サンプリン
グ数)n1 ,n 2 が〔10〕式により与えられる。
【0046】 dσ2 /dn =a〔(1−α)2 /n1 +α/n2 〕=0 ∴ n2 /n1 =α/(1−α) σ1 /σ2 =√n2 /√n1 =√α/√(1−α)……〔10〕 以上のことから、第1のタイミング測定結果t1の測定
精度Aと、第2のタイミング測定結果t2の測定精度B
との比をA:B=√α:√(1−α)に設定することに
より、ベースライン測定に係わり最小の合計加算回数,
すなわち、最小の測定時間により閾値レベルVthを横切
るタイミングteを測定することが可能となる。
精度Aと、第2のタイミング測定結果t2の測定精度B
との比をA:B=√α:√(1−α)に設定することに
より、ベースライン測定に係わり最小の合計加算回数,
すなわち、最小の測定時間により閾値レベルVthを横切
るタイミングteを測定することが可能となる。
【0047】また、本発明の信号波形測定方法におい
て、第1,第2のタイミング測定結果t1,t2をもた
らす基準位相T1又は基準位相T2と測定位相tとの間
の繰り返し加算平均測定が複数回に分割され、該第1,
第2のタイミング測定結果t1,t2に関して加算平均
測定が交互に行われる。
て、第1,第2のタイミング測定結果t1,t2をもた
らす基準位相T1又は基準位相T2と測定位相tとの間
の繰り返し加算平均測定が複数回に分割され、該第1,
第2のタイミング測定結果t1,t2に関して加算平均
測定が交互に行われる。
【0048】このため、1つのエッジタイミングの測定
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合に、
測定誤差を低減することができる。例えば、第1,第2
のタイミング測定処理を続けて1回しか行わなかった場
合に比べ、第1のタイミング測定処理から第2のタイミ
ング測定処理に移行するまでに発生する測定誤差を低減
することが可能となる。
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合に、
測定誤差を低減することができる。例えば、第1,第2
のタイミング測定処理を続けて1回しか行わなかった場
合に比べ、第1のタイミング測定処理から第2のタイミ
ング測定処理に移行するまでに発生する測定誤差を低減
することが可能となる。
【0049】これにより、高速に動作をする被測定対象
16の信号波形測定に係る処理時間の短縮化を図るこ
と、及び、信号波形Sinの測定精度の向上を図ることが
可能となる。また、当該信号波形測定装置の信頼性の向
上を図ることが可能となる。
16の信号波形測定に係る処理時間の短縮化を図るこ
と、及び、信号波形Sinの測定精度の向上を図ることが
可能となる。また、当該信号波形測定装置の信頼性の向
上を図ることが可能となる。
【0050】
【実施例】次に、図を参照しながら本発明の各実施例に
ついて説明をする。図3〜5は、本発明の実施例に係る
信号波形測定装置及び信号波形測定方法を説明する図で
あり、図3は、本発明の実施例に係る電圧振幅測定装置
の構成図であり、図4は、被測定LSIの信号波形を説
明する図をそれぞれ示している。
ついて説明をする。図3〜5は、本発明の実施例に係る
信号波形測定装置及び信号波形測定方法を説明する図で
あり、図3は、本発明の実施例に係る電圧振幅測定装置
の構成図であり、図4は、被測定LSIの信号波形を説
明する図をそれぞれ示している。
【0051】例えば、信号波形測定装置の一例となる被
測定対象16の電圧波形を測定する電圧波形測定装置
は、図3において、EO(電気光学結晶)サンプリング
測定系20,信号処理部24,電圧測定制御装置25及
びLSI駆動制御装置26から成る。
測定対象16の電圧波形を測定する電圧波形測定装置
は、図3において、EO(電気光学結晶)サンプリング
測定系20,信号処理部24,電圧測定制御装置25及
びLSI駆動制御装置26から成る。
【0052】すなわち、EOサンプリング測定系20は
測定手段100 の一実施例であり、被測定対象16の一例
となる被測定LSI27の周期的な信号波形(以下電圧
波形Vinという)Sinのサンプリング測定をするもので
ある。例えば、EOサンプリング測定系20はレーザ発
生系21,電気光学系22,信号検出系23から成る。
測定手段100 の一実施例であり、被測定対象16の一例
となる被測定LSI27の周期的な信号波形(以下電圧
波形Vinという)Sinのサンプリング測定をするもので
ある。例えば、EOサンプリング測定系20はレーザ発
生系21,電気光学系22,信号検出系23から成る。
【0053】レーザ発生系21は光源11の一例であ
り、被測定LSI27に係合付けられた電気光学系22
に超短性の光Lの一例となるビーム状のレーザ光を供給
するものである。例えば、レーザ発生系21はレーザ光
Lを発生するレーザ光源21Aや、該レーザ光Lをビーム
状にするコリメータ等の光学素子21Bから成る。
り、被測定LSI27に係合付けられた電気光学系22
に超短性の光Lの一例となるビーム状のレーザ光を供給
するものである。例えば、レーザ発生系21はレーザ光
Lを発生するレーザ光源21Aや、該レーザ光Lをビーム
状にするコリメータ等の光学素子21Bから成る。
【0054】電気光学系22は電気光学手段12の一例
であり、被測定LSI27の信号変化に基づいてレーザ
光Lの偏光状態を変化させるものである。例えば、電気
光学系22は、ガラス基板22A,EO結晶22B,光反射
電極22C及び接触ピン22Dから成る。
であり、被測定LSI27の信号変化に基づいてレーザ
光Lの偏光状態を変化させるものである。例えば、電気
光学系22は、ガラス基板22A,EO結晶22B,光反射
電極22C及び接触ピン22Dから成る。
【0055】信号検出系23は検出手段13の一例であ
り、レーザ光Lの偏光状態を検出するものである。例え
ば、信号検出系23はビーム・スプリッタ23A,スキャ
ナ23B,アナライザ23C,ディテクタ23D及び増幅器23
Eから成り、レーザ光Lの偏光状態を検出して、該ディ
テクタ23Dから出力されるP,S偏光成分に係る光検出
信号の差動増幅をし、その検出信号Sxを信号処理部2
4に出力するものである。
り、レーザ光Lの偏光状態を検出するものである。例え
ば、信号検出系23はビーム・スプリッタ23A,スキャ
ナ23B,アナライザ23C,ディテクタ23D及び増幅器23
Eから成り、レーザ光Lの偏光状態を検出して、該ディ
テクタ23Dから出力されるP,S偏光成分に係る光検出
信号の差動増幅をし、その検出信号Sxを信号処理部2
4に出力するものである。
【0056】信号処理部24は信号処理手段14の一実
施例であり、サンプリング測定に基づく検出信号Sxの
信号処理をするものである。例えば、信号処理部24は
検出信号Sxに基づいて電圧波形Vinの基準位相T1に
対するデジタル加算値や測定位相T2に対するデジタル
加算値を出力するものである。
施例であり、サンプリング測定に基づく検出信号Sxの
信号処理をするものである。例えば、信号処理部24は
検出信号Sxに基づいて電圧波形Vinの基準位相T1に
対するデジタル加算値や測定位相T2に対するデジタル
加算値を出力するものである。
【0057】電圧測定制御装置25は制御手段15の一
実施例であり、EOサンプリング測定系20及び信号処
理部24の入出力を制御するものである。例えば、電圧
測定制御装置25はデータバス25Aに接続されたタイミ
ング発生部25B及びCPU25Cから成る。タイミング発
生部25BはCPU25Cから遅延量の設定が可能な遅延時
間発生器から成り、波形ストローブ信号S1を受け取っ
て、これに設定された遅延時間をかけて出力し、レーザ
光Lの発生タイミングを制御する。このレーザ光パルス
(非常に短いパルス幅で、数十〔ps〕)が電気光学素
子中を通過する瞬間がLSI信号波形に対するサンプリ
ングタイミングである。
実施例であり、EOサンプリング測定系20及び信号処
理部24の入出力を制御するものである。例えば、電圧
測定制御装置25はデータバス25Aに接続されたタイミ
ング発生部25B及びCPU25Cから成る。タイミング発
生部25BはCPU25Cから遅延量の設定が可能な遅延時
間発生器から成り、波形ストローブ信号S1を受け取っ
て、これに設定された遅延時間をかけて出力し、レーザ
光Lの発生タイミングを制御する。このレーザ光パルス
(非常に短いパルス幅で、数十〔ps〕)が電気光学素
子中を通過する瞬間がLSI信号波形に対するサンプリ
ングタイミングである。
【0058】また、CPU25Cは該データバス25Aに伝
送される各種データの入出力制御をするものである。こ
こで、被測定LSI27の周期的な電圧波形Vinに対し
て第1の信号レベルV1を持つ1以上のタイミングを基
準位相点T1とした第1のタイミング測定結果t1と、
該信号波形Vinに対して第2の信号レベルV2を持つ1
以上のタイミングを基準位相点T2とした第2のタイミ
ング測定結果t2とに基づいて、信号波形Vinが1つの
信号レベルV1と他の信号レベルV2との間で遷移する
際の閾値レベルVthを横切るタイミングteをCPU25
Cにより算出させても良く、また、電圧測定制御装置2
5にパーソナルコンピュータを接続して、これに演算せ
ても良い。
送される各種データの入出力制御をするものである。こ
こで、被測定LSI27の周期的な電圧波形Vinに対し
て第1の信号レベルV1を持つ1以上のタイミングを基
準位相点T1とした第1のタイミング測定結果t1と、
該信号波形Vinに対して第2の信号レベルV2を持つ1
以上のタイミングを基準位相点T2とした第2のタイミ
ング測定結果t2とに基づいて、信号波形Vinが1つの
信号レベルV1と他の信号レベルV2との間で遷移する
際の閾値レベルVthを横切るタイミングteをCPU25
Cにより算出させても良く、また、電圧測定制御装置2
5にパーソナルコンピュータを接続して、これに演算せ
ても良い。
【0059】なお、LSI駆動制御装置26は被測定L
SI27の駆動制御をするものであり、例えば、サンプ
リング測定に際して電圧測定制御装置25に波形ストロ
ーブ信号S1を出力する。また、LSI駆動制御装置2
6は同一のLSI駆動パターンを繰り返し発生し、被測
定LSI27に該パターンを供給する。これは、1回の
サンプリング測定で得られる電圧分解能が十分でなく、
繰り返しサンプリング測定をすることにより、加算平均
を採るためである。
SI27の駆動制御をするものであり、例えば、サンプ
リング測定に際して電圧測定制御装置25に波形ストロ
ーブ信号S1を出力する。また、LSI駆動制御装置2
6は同一のLSI駆動パターンを繰り返し発生し、被測
定LSI27に該パターンを供給する。これは、1回の
サンプリング測定で得られる電圧分解能が十分でなく、
繰り返しサンプリング測定をすることにより、加算平均
を採るためである。
【0060】また、図4は、本発明の実施例に係る被測
定LSIの信号波形を説明する図である。図4におい
て、縦軸は信号値であり、横軸は時間である。また、実
線部分は被測定LSI27の周期的な電圧波形Vinの実
測値に基づく波形であり、一点鎖線が被測定LSI27
の周期的な電圧波形Vinの標準値(期待値)に基づく真
の電圧波形それぞれ示している。
定LSIの信号波形を説明する図である。図4におい
て、縦軸は信号値であり、横軸は時間である。また、実
線部分は被測定LSI27の周期的な電圧波形Vinの実
測値に基づく波形であり、一点鎖線が被測定LSI27
の周期的な電圧波形Vinの標準値(期待値)に基づく真
の電圧波形それぞれ示している。
【0061】さらに、T1は基準位相であり、電圧波形
Vinの実測値や標準値の「L」レベルv1やV1を与え
る位相である。また、T2も基準位相であり、電圧波形
Vinの実測値や標準値の「H」レベルv2やV2を与え
る位相である。Vthは電圧波形Vinの標準値に係る閾値
レベルであり、これをパラメータαを用いて表すと、V
th=V1+α(V2−V1)となる。また、vthは電圧
波形Vinの実測値に係る閾値レベルであり、vth=v1
+α(v2−v1)となる。なお、実測値に係る閾値レ
ベルvthには誤差を含んでいる。
Vinの実測値や標準値の「L」レベルv1やV1を与え
る位相である。また、T2も基準位相であり、電圧波形
Vinの実測値や標準値の「H」レベルv2やV2を与え
る位相である。Vthは電圧波形Vinの標準値に係る閾値
レベルであり、これをパラメータαを用いて表すと、V
th=V1+α(V2−V1)となる。また、vthは電圧
波形Vinの実測値に係る閾値レベルであり、vth=v1
+α(v2−v1)となる。なお、実測値に係る閾値レ
ベルvthには誤差を含んでいる。
【0062】ここで、teは電圧波形Vinのエッジタイ
ミングであり、その立ち上がり又は立ち下がりエッジ
(波形)が、ある閾値を横切るタイミングとして定義さ
れる。この閾値の定義には、グランドレベルに対して絶
対的な電圧レベルで与える場合と、被測定波形の「L」
レベルを基準にとして「H」レベルを100 〔%〕とし、
%値で定義する場合がある。本測定方式では、基準位相
の電圧値から測定位相の電圧値の差を求めるため、前者
の定義が使用できず、後者の場合に従う。
ミングであり、その立ち上がり又は立ち下がりエッジ
(波形)が、ある閾値を横切るタイミングとして定義さ
れる。この閾値の定義には、グランドレベルに対して絶
対的な電圧レベルで与える場合と、被測定波形の「L」
レベルを基準にとして「H」レベルを100 〔%〕とし、
%値で定義する場合がある。本測定方式では、基準位相
の電圧値から測定位相の電圧値の差を求めるため、前者
の定義が使用できず、後者の場合に従う。
【0063】なお、vt1は電圧測定値であり、基準位相
T1に対する電圧波形Vinの実測値の「L」レベルv1
からα(V2−V1)だけ上方にシフトさせた電位を横
切るタイミング(以下測定位相tという)の電圧測定
値,v(t)=vt1である。すなわち、この測定位相t
が閾値レベルvthを横切る電圧測定値v(t)を測定す
る際の第1のタイミング(以下第1のタイミング測定結
果ともいう)t1を与える。
T1に対する電圧波形Vinの実測値の「L」レベルv1
からα(V2−V1)だけ上方にシフトさせた電位を横
切るタイミング(以下測定位相tという)の電圧測定
値,v(t)=vt1である。すなわち、この測定位相t
が閾値レベルvthを横切る電圧測定値v(t)を測定す
る際の第1のタイミング(以下第1のタイミング測定結
果ともいう)t1を与える。
【0064】また、vt2も電圧測定値であり、基準位相
T2に対する電圧波形Vinの実測値の「H」レベルv2
からβ(V2 −V1)だけ下方にシフトさせた電位を横
切る測定位相tの電圧測定値,v(t)=vt2である。
すなわち、この測定位相tが閾値レベルvthを横切る電
圧測定値v(t)を測定する際の第2のタイミング(以
下第2のタイミング測定結果ともいう)t2を与える。
なお、α+β=1 であり、第1,第2のタイミング
測定結果t1,t2に基づいて荷重平均値teが〔3〕
式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出される。
T2に対する電圧波形Vinの実測値の「H」レベルv2
からβ(V2 −V1)だけ下方にシフトさせた電位を横
切る測定位相tの電圧測定値,v(t)=vt2である。
すなわち、この測定位相tが閾値レベルvthを横切る電
圧測定値v(t)を測定する際の第2のタイミング(以
下第2のタイミング測定結果ともいう)t2を与える。
なお、α+β=1 であり、第1,第2のタイミング
測定結果t1,t2に基づいて荷重平均値teが〔3〕
式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出される。
【0065】このようにして、本発明の実施例に係る電
圧波形測定装置によれば、図3に示すように、EOサン
プリング測定系20,信号処理部24,電圧測定制御装
置25及びLSI駆動制御装置26が具備され、第1,
第2のタイミング測定結果t1,t2とに基づいて電圧
波形Vinが1つの信号レベルV1と他の信号レベルV2
との間でに遷移する際の閾値レベルVthを横切るタイミ
ングteが該CPU25Cにより算出される。
圧波形測定装置によれば、図3に示すように、EOサン
プリング測定系20,信号処理部24,電圧測定制御装
置25及びLSI駆動制御装置26が具備され、第1,
第2のタイミング測定結果t1,t2とに基づいて電圧
波形Vinが1つの信号レベルV1と他の信号レベルV2
との間でに遷移する際の閾値レベルVthを横切るタイミ
ングteが該CPU25Cにより算出される。
【0066】すなわち、LSI駆動制御装置26から電
圧測定制御装置25に出力された波形ストローブ信号S
1を可変遅延処理したレーザトリガ信号SLがEOサン
プリング測定系20に出力されると、そのレーザ光源2
1から被測定LSI27に係合付けられた電気光学系2
2にレーザ光Lが供給され、該被測定LSI27の信号
変化に基づいてレーザ光Lの偏光状態が電気光学系22
により変化され、そのレーザ光Lの偏光状態が信号検出
系23により検出される。これにより、被測定LSI2
7の周期的な電圧波形VinがEOサンプリング測定系2
0によりサンプリング測定されると、そのサンプリング
測定により検出された検出信号Sxが信号処理部24に
より信号処理される。
圧測定制御装置25に出力された波形ストローブ信号S
1を可変遅延処理したレーザトリガ信号SLがEOサン
プリング測定系20に出力されると、そのレーザ光源2
1から被測定LSI27に係合付けられた電気光学系2
2にレーザ光Lが供給され、該被測定LSI27の信号
変化に基づいてレーザ光Lの偏光状態が電気光学系22
により変化され、そのレーザ光Lの偏光状態が信号検出
系23により検出される。これにより、被測定LSI2
7の周期的な電圧波形VinがEOサンプリング測定系2
0によりサンプリング測定されると、そのサンプリング
測定により検出された検出信号Sxが信号処理部24に
より信号処理される。
【0067】この際に、被測定LSI27の電圧波形V
inに対して「L」レベルV1を持つ1以上のタイミング
を基準位相点T1とした第1のタイミング測定と、該電
圧波形Vinに対して「H」レベルV2を持つ1以上のタ
イミングを基準位相点T2とした第2のタイミング測定
とを行うことにより、タイミング測定結果t1,t2が
得られる。
inに対して「L」レベルV1を持つ1以上のタイミング
を基準位相点T1とした第1のタイミング測定と、該電
圧波形Vinに対して「H」レベルV2を持つ1以上のタ
イミングを基準位相点T2とした第2のタイミング測定
とを行うことにより、タイミング測定結果t1,t2が
得られる。
【0068】ここで、電圧波形Vinの立ち上がり部分が
直線的に変化するものとし、閾値レベルVthのパラメー
タをα(0<α<1)と置き、閾値レベルVthを横切る
タイミングteとすれば、第1,第2のタイミング測定
結果t1,t2に係る荷重平均値teを〔3〕式,すな
わち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、算出結果teを電圧波形V
inが閾値レベルVthを横切るタイミングとすることが可
能となる。
直線的に変化するものとし、閾値レベルVthのパラメー
タをα(0<α<1)と置き、閾値レベルVthを横切る
タイミングteとすれば、第1,第2のタイミング測定
結果t1,t2に係る荷重平均値teを〔3〕式,すな
わち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することにより、算出結果teを電圧波形V
inが閾値レベルVthを横切るタイミングとすることが可
能となる。
【0069】このため、被測定LSI27の信号波形V
inに対してある位相を決めて基準位相T1,T2とし、
基準位相T1又はT2の電圧測定と、他の任意の位相
(測定位相)tの電圧測定とを短い時間間隔で切り換え
て行い、基準位相T1又はT2の電圧測定値から測定位
相tの電圧測定値を差し引くことにより、光学系の特性
の温度変化や、外部から機械的振動が、検出信号Sxに
入り込み、電圧検出値に低周波ノイズとして入り込むよ
うな場合や電圧検出感度が極めて小さい場合であって
も、ノイズ成分を除去することができ、また、従来例に
比べて半分の時間でエッジタイミングを測定することが
可能となる。
inに対してある位相を決めて基準位相T1,T2とし、
基準位相T1又はT2の電圧測定と、他の任意の位相
(測定位相)tの電圧測定とを短い時間間隔で切り換え
て行い、基準位相T1又はT2の電圧測定値から測定位
相tの電圧測定値を差し引くことにより、光学系の特性
の温度変化や、外部から機械的振動が、検出信号Sxに
入り込み、電圧検出値に低周波ノイズとして入り込むよ
うな場合や電圧検出感度が極めて小さい場合であって
も、ノイズ成分を除去することができ、また、従来例に
比べて半分の時間でエッジタイミングを測定することが
可能となる。
【0070】これにより、被測定LSI27の電圧波形
Vinの振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場合で
あっても、また、被測定LSI27の閾値レベルvthに
ずれを生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極
力抑制することができ、当該信号波形測定装置の測定精
度の向上が図られ、その信頼性の向上を図ることが可能
となる。
Vinの振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場合で
あっても、また、被測定LSI27の閾値レベルvthに
ずれを生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極
力抑制することができ、当該信号波形測定装置の測定精
度の向上が図られ、その信頼性の向上を図ることが可能
となる。
【0071】次に、本発明の実施例に係るエッジタイミ
ング測定方法について、当該装置の動作を補足しながら
説明をする。図5は、本発明の実施例に係るエッジタイ
ミングの測定フローチャートであり、図5(a)は、エ
ッジタイミング測定フローチャート(メインルーチン)
であり、図5(a)は、第1,第2のエッジタイミング
t1,t2の探索測定フローチャート(サブルーチン)
をそれぞれ示している。例えば、図4に示したような被
測定LSI27の周期的な電圧波形Vinが閾値レベルV
thを横切るエッジタイミングteを測定する場合、図5
(a)において、まず、ステップP1で初期探索位相t
o,基準位相T1,T2及び探索回数n1,n2を設定
する。なお、探索回数n1,n2は、第1のタイミング
測定結果t1の測定精度Aと、第2のタイミング測定結
果t2の測定精度Bとの比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように設定する。また、エッジタイミング測
定に先立ち、LSI駆動装置25により被測定LSI2
6を駆動し、最初に「L」レベルV1と「H」レベルV
2を持つと期待される位相間に基準位相T1,T2を設
定する。
ング測定方法について、当該装置の動作を補足しながら
説明をする。図5は、本発明の実施例に係るエッジタイ
ミングの測定フローチャートであり、図5(a)は、エ
ッジタイミング測定フローチャート(メインルーチン)
であり、図5(a)は、第1,第2のエッジタイミング
t1,t2の探索測定フローチャート(サブルーチン)
をそれぞれ示している。例えば、図4に示したような被
測定LSI27の周期的な電圧波形Vinが閾値レベルV
thを横切るエッジタイミングteを測定する場合、図5
(a)において、まず、ステップP1で初期探索位相t
o,基準位相T1,T2及び探索回数n1,n2を設定
する。なお、探索回数n1,n2は、第1のタイミング
測定結果t1の測定精度Aと、第2のタイミング測定結
果t2の測定精度Bとの比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように設定する。また、エッジタイミング測
定に先立ち、LSI駆動装置25により被測定LSI2
6を駆動し、最初に「L」レベルV1と「H」レベルV
2を持つと期待される位相間に基準位相T1,T2を設
定する。
【0072】次いで、ステップP2で基準位相T1、基
準位相T2の電圧値を基準にした第1,第2のエッジタ
イミングt1,t2の探索測定をする。ここで、図5
(b)に移行して、エッジタイミングtiの探索測定を
する場合、まず、ステップP21でエッジタイミングti
j の探索測定の初期化をするために、指定回数j=0,
エッジタイミングti0 =t0 と置く。この際に、第1
のエッジタイミングt1に対してはパラメータi=1を
設定し、第2のエッジタイミングt1に対してはパラメ
ータi=2を設定する。
準位相T2の電圧値を基準にした第1,第2のエッジタ
イミングt1,t2の探索測定をする。ここで、図5
(b)に移行して、エッジタイミングtiの探索測定を
する場合、まず、ステップP21でエッジタイミングti
j の探索測定の初期化をするために、指定回数j=0,
エッジタイミングti0 =t0 と置く。この際に、第1
のエッジタイミングt1に対してはパラメータi=1を
設定し、第2のエッジタイミングt1に対してはパラメ
ータi=2を設定する。
【0073】次に、ステップP22で基準位相Tiを基準
にしたtij の電圧測定を各タイミングで複数回レーザ
光Lを照射する。この際に、電圧波形Vinのエッジ前に
設定した基準位相T1と測定位相tij でレーザ光Lが
発生し、被測定LSI27に係合付けられた電気光学系
22に該レーザ光Lが供給される。ここで、レーザトリ
ガ信号SLに基づいて発生したレーザ光Lが信号検出系
23のビーム・スプリッタ23A及びスキャナ23Bを介し
て電気光学系22のガラス基板22A,EO結晶22Bを介
して光反射電極22Cに照射される。また、基準位相T1
と測定位相tijとに対応するレーザ光Lの偏光状態の検
出処理をする。この際に、接触ピン22D及び光反射電極
22Cにより係合付けられた被測定LSI27の電圧変化
に基づいてレーザ光Lの偏光状態が電気光学系22のE
O結晶22Bにより変化され、それがスキャナ23B及びビ
ーム・スプリッタ23Aを介して帰還し、アナライザ23C
を介してディテクタ23Dに検出される。
にしたtij の電圧測定を各タイミングで複数回レーザ
光Lを照射する。この際に、電圧波形Vinのエッジ前に
設定した基準位相T1と測定位相tij でレーザ光Lが
発生し、被測定LSI27に係合付けられた電気光学系
22に該レーザ光Lが供給される。ここで、レーザトリ
ガ信号SLに基づいて発生したレーザ光Lが信号検出系
23のビーム・スプリッタ23A及びスキャナ23Bを介し
て電気光学系22のガラス基板22A,EO結晶22Bを介
して光反射電極22Cに照射される。また、基準位相T1
と測定位相tijとに対応するレーザ光Lの偏光状態の検
出処理をする。この際に、接触ピン22D及び光反射電極
22Cにより係合付けられた被測定LSI27の電圧変化
に基づいてレーザ光Lの偏光状態が電気光学系22のE
O結晶22Bにより変化され、それがスキャナ23B及びビ
ーム・スプリッタ23Aを介して帰還し、アナライザ23C
を介してディテクタ23Dに検出される。
【0074】また、ディテクタ23Dから出力されるP,
S偏光成分に係る光検出信号が電圧測定制御装置24の
増幅器24Aにより差動増幅され、その検出信号Sxが信
号処理部24Bに出力される。これにより、電圧測定値v
(ti j )−v(Ti)から次のエッジタイミングti
j+1 を決定する。
S偏光成分に係る光検出信号が電圧測定制御装置24の
増幅器24Aにより差動増幅され、その検出信号Sxが信
号処理部24Bに出力される。これにより、電圧測定値v
(ti j )−v(Ti)から次のエッジタイミングti
j+1 を決定する。
【0075】その後、ステップP23で指定回数j=j+
1をし、ステップP24に移行する。ステップP24では、
与えられた指定回数jがniを終了したか否かを判断す
る。この際に、指定回数j=niを終了しない場合(N
O)には、ステップP22に戻ってレーザ光Lの偏光状態
の検出処理を継続する。
1をし、ステップP24に移行する。ステップP24では、
与えられた指定回数jがniを終了したか否かを判断す
る。この際に、指定回数j=niを終了しない場合(N
O)には、ステップP22に戻ってレーザ光Lの偏光状態
の検出処理を継続する。
【0076】また、指定回数j=niが終了した場合
(YES)には、ステップP25に移行して、以上のエッジ
タイミングti j 又はti j と電圧測定値v(tij )
−v(Ti)の測定値からエッジタイミングt1を決定
する。同様な手順により、i=2と置いてエッジタイミ
ングt2を決定する。例えば、エッジタイミングti j
(j=1〜ni)の平均値を採る。
(YES)には、ステップP25に移行して、以上のエッジ
タイミングti j 又はti j と電圧測定値v(tij )
−v(Ti)の測定値からエッジタイミングt1を決定
する。同様な手順により、i=2と置いてエッジタイミ
ングt2を決定する。例えば、エッジタイミングti j
(j=1〜ni)の平均値を採る。
【0077】そして、図5(a)のメインルーチンに戻
って、ステップP3で第1,第2のタイミング測定結果
t1,t2に係る荷重平均値teを(3)式,すなわ
ち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出する。
って、ステップP3で第1,第2のタイミング測定結果
t1,t2に係る荷重平均値teを(3)式,すなわ
ち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出する。
【0078】このようにして、本発明の実施例に係るエ
ッジタイミッグ測定によれば、図5の測定フローチャー
トに示すように、ステップP25で電圧波形Vinに対して
「L」レベルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相
点T1とした第1のタイミング測定結果t1について、
〔1〕式,すなわち、 v (t1) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相t1を求め、かつ、電圧波形Vinに
対して「H」レベルV2を持つ1以上のタイミングを基
準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2につ
いて、〔2〕式,すなわち、 v (t2) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相t2を求めている。
ッジタイミッグ測定によれば、図5の測定フローチャー
トに示すように、ステップP25で電圧波形Vinに対して
「L」レベルV1を持つ1以上のタイミングを基準位相
点T1とした第1のタイミング測定結果t1について、
〔1〕式,すなわち、 v (t1) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相t1を求め、かつ、電圧波形Vinに
対して「H」レベルV2を持つ1以上のタイミングを基
準位相点T2とした第2のタイミング測定結果t2につ
いて、〔2〕式,すなわち、 v (t2) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相t2を求めている。
【0079】このため、被測定LSI27の出力信号レ
ベルが標準値からバラついて、その閾値が変わったり、
測定周囲条件が変動した場合であっても、周期的な電圧
波形Vinのサンプリング測定に基づいて、ステップP3
で第1,第2のタイミング測定結果t1,t2に係る荷
重平均値teを〔3〕式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することで、図4に示すような電圧波形Vin
が「L」レベルV1と「H」レベルV2との間で遷移す
る際の閾値レベルVthを横切る真のエッジタイミングt
eを測定することが可能となる。
ベルが標準値からバラついて、その閾値が変わったり、
測定周囲条件が変動した場合であっても、周期的な電圧
波形Vinのサンプリング測定に基づいて、ステップP3
で第1,第2のタイミング測定結果t1,t2に係る荷
重平均値teを〔3〕式,すなわち、 te=(1−α)t1+αt2……〔3〕 により算出することで、図4に示すような電圧波形Vin
が「L」レベルV1と「H」レベルV2との間で遷移す
る際の閾値レベルVthを横切る真のエッジタイミングt
eを測定することが可能となる。
【0080】なお、本発明の実施例に係るエッジタイミ
ング測定方法において、第1のタイミング測定結果t1
の測定精度Aと、第2のタイミング測定結果t2の測定
精度Bとの比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように加算平均回数n1,n2が設定され
る。
ング測定方法において、第1のタイミング測定結果t1
の測定精度Aと、第2のタイミング測定結果t2の測定
精度Bとの比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似するように加算平均回数n1,n2が設定され
る。
【0081】これにより、基準位相点T1又はT2の電
圧測定値かた測定位相点tの電圧測定値を差し引き、基
準位相点T1又はT2からの電圧差を測定するベースラ
イン測定に係わり最小の合計加算回数,すなわち、最小
の測定時間により閾値レベルVthを横切るタイミングt
eを測定することが可能となる。
圧測定値かた測定位相点tの電圧測定値を差し引き、基
準位相点T1又はT2からの電圧差を測定するベースラ
イン測定に係わり最小の合計加算回数,すなわち、最小
の測定時間により閾値レベルVthを横切るタイミングt
eを測定することが可能となる。
【0082】また、本発明の実施例に係るエッジタイミ
ング測定において、第1,第2のタイミング測定結果t
1,t2をもたらす基準位相T1又は基準位相T2と測
定位相tとの間の繰り返し加算平均測定が複数回に分割
され、該第1,第2のタイミング測定結果t1,t2に
関して加算平均測定が交互に行われる。
ング測定において、第1,第2のタイミング測定結果t
1,t2をもたらす基準位相T1又は基準位相T2と測
定位相tとの間の繰り返し加算平均測定が複数回に分割
され、該第1,第2のタイミング測定結果t1,t2に
関して加算平均測定が交互に行われる。
【0083】このため、1つのエッジタイミングの測定
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合に、
測定誤差を低減することができる。例えば、第1,第2
のタイミング測定処理を続けて1回しか行わなかった場
合に比べて、第1のタイミング測定処理から第2のタイ
ミング測定処理に移行するまでに発生する測定誤差を低
減することが可能となる。
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合に、
測定誤差を低減することができる。例えば、第1,第2
のタイミング測定処理を続けて1回しか行わなかった場
合に比べて、第1のタイミング測定処理から第2のタイ
ミング測定処理に移行するまでに発生する測定誤差を低
減することが可能となる。
【0084】これにより、高速に動作をする被測定LS
I27のエッジタイミング測定に係る処理時間を従来例
に比べて約1/2に短縮化を図ること、及び、電圧波形
Vinの測定精度の向上を図ることが可能となる。また、
当該信号波形測定装置の信頼性の向上を図ることが可能
となる。
I27のエッジタイミング測定に係る処理時間を従来例
に比べて約1/2に短縮化を図ること、及び、電圧波形
Vinの測定精度の向上を図ることが可能となる。また、
当該信号波形測定装置の信頼性の向上を図ることが可能
となる。
【0085】なお、本発明の実施例ではEOサンプリン
グ測定の場合について説明をしたが、電子ビーム測定系
の内部処理に本発明を適用した場合についても、同様な
効果が得られる。
グ測定の場合について説明をしたが、電子ビーム測定系
の内部処理に本発明を適用した場合についても、同様な
効果が得られる。
【0086】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電圧波形
測定装置によれば、測定手段,信号処理手段及び制御手
段が具備され、被測定対象の信号波形に対する基準位相
の電圧測定と、他の任意の位相の電圧測定とを短い時間
間隔で切り換えて得た第1,第2のタイミング測定結果
に基づいて信号波形の閾値レベルを横切るタイミングが
算出される。
測定装置によれば、測定手段,信号処理手段及び制御手
段が具備され、被測定対象の信号波形に対する基準位相
の電圧測定と、他の任意の位相の電圧測定とを短い時間
間隔で切り換えて得た第1,第2のタイミング測定結果
に基づいて信号波形の閾値レベルを横切るタイミングが
算出される。
【0087】このため、光学系の特性の温度変化や機械
的振動が検出信号に入り込んだり、また、電圧検出値に
それが低周波ノイズとして入り込むような場合や電圧検
出感度が極めて小さい場合であっても、そのノイズ成分
を除去することができ、また、従来例に比べて半分の時
間でエッジタイミングを測定することが可能となる。
的振動が検出信号に入り込んだり、また、電圧検出値に
それが低周波ノイズとして入り込むような場合や電圧検
出感度が極めて小さい場合であっても、そのノイズ成分
を除去することができ、また、従来例に比べて半分の時
間でエッジタイミングを測定することが可能となる。
【0088】また、本発明の信号波形測定方法によれ
ば、信号波形に対して一方の信号レベルを持つ1以上の
タイミングを基準位相点とした第1のタイミング測定結
果と、他方の信号レベルを持つ1以上のタイミングを基
準位相点とした第2のタイミング測定結果とに基づいて
荷重平均値を算出している。
ば、信号波形に対して一方の信号レベルを持つ1以上の
タイミングを基準位相点とした第1のタイミング測定結
果と、他方の信号レベルを持つ1以上のタイミングを基
準位相点とした第2のタイミング測定結果とに基づいて
荷重平均値を算出している。
【0089】このため、第1,第2のタイミング測定結
果に基づく荷重平均値により信号波形の閾値レベルを横
切る真のエッジタイミングと一致させることが可能とな
る。このことで、被測定対象の出力信号レベルが標準値
からバラついて、閾値が変わった場合や、測定周囲条件
が変動した場合であっても、精度良いエッジタイミング
を求めることが可能となる。
果に基づく荷重平均値により信号波形の閾値レベルを横
切る真のエッジタイミングと一致させることが可能とな
る。このことで、被測定対象の出力信号レベルが標準値
からバラついて、閾値が変わった場合や、測定周囲条件
が変動した場合であっても、精度良いエッジタイミング
を求めることが可能となる。
【0090】なお、本発明の信号波形測定方法におい
て、第1のタイミング測定結果の測定精度Aと、第2の
タイミング測定結果の測定精度Bとの比をA:B=√
α:√ (1−α) に近似するように加算平均回数が設定
されるため、最小の測定時間により閾値レベルを横切る
タイミングを測定することが可能となる。
て、第1のタイミング測定結果の測定精度Aと、第2の
タイミング測定結果の測定精度Bとの比をA:B=√
α:√ (1−α) に近似するように加算平均回数が設定
されるため、最小の測定時間により閾値レベルを横切る
タイミングを測定することが可能となる。
【0091】また、本発明の信号波形測定方法におい
て、第1,第2のタイミング測定結果をもたらす基準位
相と測定位相との間の繰り返し加算平均測定が複数回に
分割され、該第1,第2のタイミング測定結果に関して
加算平均測定が交互に行われる。
て、第1,第2のタイミング測定結果をもたらす基準位
相と測定位相との間の繰り返し加算平均測定が複数回に
分割され、該第1,第2のタイミング測定結果に関して
加算平均測定が交互に行われる。
【0092】このため、1つのエッジタイミングの測定
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合の測
定誤差を低減することができる。さらに、被測定対象の
信号波形の振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場
合であっても、また、被測定対象の閾値レベルにずれを
生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極力抑制
することができる。
中に、測定系の検出感度が変動しているような場合の測
定誤差を低減することができる。さらに、被測定対象の
信号波形の振幅が真の信号波形(標準値)からずれた場
合であっても、また、被測定対象の閾値レベルにずれを
生じた場合であっても、タイミング測定誤差を極力抑制
することができる。
【0093】これにより、信号波形測定時間の短縮化を
図ること、及び、信号波形の測定精度の向上を図ること
が可能となり、高信頼性の電圧波形測定装置等の提供に
寄与するところが大きい。
図ること、及び、信号波形の測定精度の向上を図ること
が可能となり、高信頼性の電圧波形測定装置等の提供に
寄与するところが大きい。
【図1】本発明に係る信号波形測定装置の原理図であ
る。
る。
【図2】本発明に係る信号波形測定方法の原理図であ
る。
る。
【図3】本発明の実施例に係る電圧波形測定装置の構成
図である。
図である。
【図4】本発明の実施例に係る信号処理部の機能を説明
する信号波形図である。
する信号波形図である。
【図5】本発明の実施例に係るエッジタイミングの測定
フローチャートである。
フローチャートである。
【図6】従来例に係る信号波形測定装置の説明図であ
る。
る。
100 …測定手段、 11…光源、 12…電気光学手段、 13…検出手段、 14…信号処理手段、 15…制御手段、 L…超短性の光、 Vth,vth…閾値レベル、 V1,V2…第1,第2の信号レベル、 v1,v2…被測定信号レベル、 vt1,vt2…第1,第2のタインミングに係る被測定信
号レベル、 v(t),v(T1),v(T2)…電圧測定値、 t1,t2…第1,第2のタインミング、 te…閾値レベルを横切るタイミング(荷重平均値)、 T1…基準位相、 T2…基準位相、 Sin…被測定対象の信号波形。
号レベル、 v(t),v(T1),v(T2)…電圧測定値、 t1,t2…第1,第2のタインミング、 te…閾値レベルを横切るタイミング(荷重平均値)、 T1…基準位相、 T2…基準位相、 Sin…被測定対象の信号波形。
Claims (5)
- 【請求項1】 被測定対象(16)の周期的な信号波形
(Sin)のサンプリング測定をする測定手段(100 )
と、前記サンプリング測定に基づく検出信号(Sx)の
信号処理をする信号処理手段(14)と、前記測定手段
(100 )及び信号処理手段(14)の入出力を制御する
制御手段(15)とを具備し、被測定対象(16)の周
期的な信号波形(Sin)に対して第1の信号レベル(V
1)を持つ1以上のタイミングを基準位相点(T1)と
した第1のタイミング測定結果(t1)と、該信号波形
(Sin)に対して第2の信号レベル(V2)を持つ1以
上のタイミングを基準位相点(T2)とした第2のタイ
ミング測定結果(t2)とに基づいて信号波形(Sin)
が1つの信号レベル(V1)と他の信号レベル(V2)
との間で遷移する際の閾値レベル(Vth)を横切るタイ
ミング(te)を算出することを特徴とする信号波形測
定装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の信号波形測定装置におい
て、前記測定手段(100 )が被測定対象(16)に係合
付けられた電気光学手段(12)に超短性の光(L)を
供給する光源(11)と、前記被測定対象(16)の信
号変化に基づいて超短性の光(L)の偏光状態を変化さ
せる電気光学手段(12)と、前記超短性の光(L)の
偏光状態を検出する検出手段(13)から成ることを特
徴とする信号波形測定装置。 - 【請求項3】 被測定対象(16)の周期的な信号波形
(Sin)のサンプリング測定に基づいて、該信号波形
(Sin)が1つの信号レベル(V1)から他の信号レベ
ル(V2)に遷移する際の閾値レベル(Vth)を横切る
タイミング(te)を測定する方法であって、 前記閾値レベル(Vth)のパラメータをαとし、前記信
号波形(Sin)の測定位相(t)における電圧測定値を
v (t)とし、前記信号波形(Sin)の2つの基準位相
点(T1,T2)における電圧測定値をv (T1),v
(T2)とすれば、 前記信号波形(Sin)に対して第1の信号レベル(V
1)を持つ1以上のタイミングを基準位相点(T1)と
した第1のタイミング測定結果(t1)については、
〔1〕式,すなわち、 v (t) −v (T1) =α(V2−V1)……〔1〕 を満足する測定位相(t)を求め、前記信号波形(Si
n)に対して第2の信号レベル(V2)を持つ1以上の
タイミングを基準位相点(T2)とした第2のタイミン
グ測定結果(t2)については、〔2〕式,すなわち、 v (t) −v (T2) =− (1−α) ・ (V2−V1) ……〔2〕 を満足する測定位相(t)を求め、前記第1,第2のタ
イミング測定結果(t1,t2)の荷重平均値(te)
を〔3〕式,すなわち、 te= (1−α) t1+αt2……〔3〕 により算出することを特徴とする信号波形測定方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の信号波形測定方法におい
て、前記第1のタイミング測定結果(t1)の測定精度
(A)と、前記第2のタイミング測定結果(t2)の測
定精度(B)との比を〔4〕式,すなわち、 A:B=√α:√ (1−α) ……〔4〕 に近似させることを特徴とする信号波形測定方法。 - 【請求項5】 請求項3記載の信号波形測定方法におい
て、前記第1,第2のタイミング測定結果(t1,t
2)をもたらす基準位相(T1)又は基準位相(T2)
と測定位相(t)との間の繰り返し加算平均測定を複数
回に分割し、前記第1,第2のタイミング測定結果(t
1,t2)に関して加算平均測定を交互に行うことを特
徴とする信号波形測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5025268A JPH06242185A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 信号波形測定装置及び信号波形測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5025268A JPH06242185A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 信号波形測定装置及び信号波形測定方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06242185A true JPH06242185A (ja) | 1994-09-02 |
Family
ID=12161287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5025268A Withdrawn JPH06242185A (ja) | 1993-02-15 | 1993-02-15 | 信号波形測定装置及び信号波形測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06242185A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07181204A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-07-21 | Tektronix Inc | ロジック信号表示方法 |
WO2007077839A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Advantest Corporation | 試験装置、試験方法、および、プログラム |
WO2011024394A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | 株式会社アドバンテスト | 変調された被試験信号の試験装置および試験方法 |
CN104502838A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-08 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法 |
-
1993
- 1993-02-15 JP JP5025268A patent/JPH06242185A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07181204A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-07-21 | Tektronix Inc | ロジック信号表示方法 |
WO2007077839A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Advantest Corporation | 試験装置、試験方法、および、プログラム |
US7805641B2 (en) | 2005-12-28 | 2010-09-28 | Advantest Corporation | Test apparatus for regulating a test signal supplied to a device under test and method thereof |
TWI402522B (zh) * | 2005-12-28 | 2013-07-21 | Advantest Corp | 測試裝置、測試方法以及記錄媒體 |
JP5255282B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2013-08-07 | 株式会社アドバンテスト | 試験装置、試験方法、および、プログラム |
WO2011024394A1 (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | 株式会社アドバンテスト | 変調された被試験信号の試験装置および試験方法 |
CN104502838A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-08 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种计算瞬态恢复电压波形参数的方法 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |