JPH1096748A - Ａｃレベルメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複雑な制御プログラムの作成を不要として自動
的に最適なプリチャージ機能の動作を実施できるＡＣレ
ベルメータを提供する。 【解決手段】コンデンサＣ１の出力端に接続し測定時に
おけるコンデンサの出力信号ａのＤＣレベルが０レベル
近傍の一定電位である所定の安定レベルとなったことを
検出し安定判定信号ｓを出力するＤＣレベル検出回路１
０と、安定判定信号ｓの供給に応答して信号ａのＤＣレ
ベルを除去するＤＣレベル除去回路１１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＡＣレベルメータに
関し、特にＬＳＩテスタ等における半導体回路の低周波
レベル特性自動測定用のＡＣレベルメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のＡＣレベルメータは、
入力側に被測定半導体回路の出力に含まれているＤＣ成
分を除去しＡＣ成分のみ入力するためのカップリングコ
ンデンサを設けている。従来、この種の第１のＡＣレベ
ルメータにより低周波レベル特性を自動測定する場合に
は、上記カップリングコンデンサが上記ＤＣ成分により
充電され、出力ＤＣレベルが０に安定するまでにかかる
時間長く、そのため測定時間が長くなるという問題点が
あった。

【０００３】この問題点解決を図るため、ＬＳＩテスタ
に搭載される従来の第２のＡＣレベルメータにはプリチ
ャージ機能を有するものがあるが、使用方法が複雑であ
った。

【０００４】プリチャージ機能を有する従来の第２のＡ
Ｃレベルメータをブロックで示す図３を参照すると、こ
の従来のＡＣレベルメータは、入力端子ＴＩとレベル測
定回路１との間に挿入したＤＣ成分除去用のハイパスフ
イルタを構成するためのカップリング用のコンデンサＣ
１と、上記ハイパスフイルタの構成要素でありコンデン
サＣ１の電荷の放電用の高抵抗値の抵抗Ｒ１とを備え、
測定時にプリチャージ機能を付与するため抵抗Ｒ１とリ
レー１０１を経由して並列接続され一端を接地したプリ
チャージ用の低抵抗値の抵抗２とを備える。

【０００５】次に、図３及びリレー１０１の遮断，接続
の各々の場合の節点Ｇの波形を示す図４（Ａ），（Ｂ）
を参照して、従来のＡＣレベルメータの動作について説
明すると、まず、プリチャージ機能を用いないリレー１
０１の遮断状態のとして、すなわち従来の第１のＡＣレ
ベルメータとして動作させ、ＤＣ成分を含む被測定信号
が入力端子ＴＩに入力すると、図４（Ａ）に示すよう
に、過渡現象によりコンデンサ２の出力すなわち節点Ｇ
のＤＣ電位は、コンデンサＣ１が抵抗Ｒ１を介して充電
されるにしたがい最初の入力ＤＣ成分のレベルから抵抗
Ｒ１とコンデンサＣ１との時定数できまる曲線で除々に
低下し、入力からの時間ｔ２後に０になる。このよう
に、ＤＣ成分除去時間である所要ウエイトタイムｔ２は
抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との時定数できまる長い時間
となる。

【０００６】次に、リレー１０１を接続状態としてプリ
チャージ機能を動作させ従来の第２のＡＣレベルメータ
として動作させると、図４（Ｂ）に示すように、節点Ｇ
は低抵抗値の抵抗Ｒ２を経由して接地され、コンデンサ
Ｃ１を充電する。この場合、充電曲線は抵抗Ｒ２とコン
デンサＣ１との時定数できまる。このままでは抵抗Ｒ２
の低抵抗値のためＡＣレベルも小さくなるので、リレー
１０１を再度遮断し抵抗Ｒ２を節点Ｇから切離す。この
結果、ＤＣ成分除去時間はｔ２よりはるかに短いウエイ
トタイムｔ３に短縮される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の第１の
ＡＣレベルメータは、ハイパスフイルタを構成するカッ
プリングコンデンサと高抵抗値の抵抗との時定数でＤＣ
成分除去時間がきまるため時間がかかるという欠点があ
った。

【０００８】また、従来の第２のＡＣレベルメータは、
プリチャージ機能の動作のためリレーの接断の制御を必
要とするため、この制御のためのプログラムの作成を必
要とし、このプログラム中で上記リレーの接続時間を評
価すること及び上記接続時間対応の待ち（ウエイト）時
間を上記プログラムに記述することとの必要があるとい
う欠点があった。

【０００９】また、上記リレーの接断の動作時間がプリ
チャージ時間の延長要因となり時間がかかるという欠点
があった。

【００１０】さらに、ＤＣ成分の大きさの変化に対応し
て上記ウエイト時間の設定を変える必要があり、制御プ
ログラムの作成が複雑となるという欠点があった。

【００１１】本発明の目的は、上記欠点を解決し、複雑
な制御プログラムの作成を不要として自動的に最適なプ
リチャージ機能の動作を実施できるＡＣレベルメータを
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のＡＣレベルメー
タは、入力端子と入力信号のＡＣレベルを測定するレベ
ル測定回路との間に挿入されＤＣ成分除去用のハイパス
フイルタを構成するカップリング用のコンデンサと、前
記ハイパスフイルタの一方の構成要素である第１の抵抗
とを備えるＡＣレベルメータにおいて、前記コンデンサ
の出力端に接続し前記測定時における前記コンデンサの
出力信号のＤＣレベルが０レベル近傍の一定電位である
所定の安定レベルとなったことを検出し安定判定信号を
出力するＤＣレベル検出回路と、前記安定判定信号の供
給に応答して前記コンデンサの出力信号のＤＣレベルを
除去するＤＣレベル除去回路とを備えて構成されてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図１
５と共通の構成要素には共通の参照文字／数字を付して
同様にブロックで示す図１を参照すると、この図に示す
本実施の形態のＡＣレベルメータは、従来と共通のレベ
ル測定回路１と、カップリング用のコンデンサＣ１と、
コンデンサＣ１とフイルタを構成する高抵抗値の抵抗Ｒ
１と、コンデンサＣ１のプリチャージ用の低抵抗値の抵
抗Ｒ２とに加えて、コンデンサＣ１の出力信号ａのＤＣ
レベルが０レベル近傍の一定電位である所定の安定レベ
ルとなったことを検出し安定判定信号ｓを出力するＤＣ
レベル検出回路１０と、安定判定信号ｓの供給に応答し
て出力信号ａのＤＣレベルを除去する抵抗Ｒ２を含むＤ
Ｃレベル除去回路１１とを備える。

【００１４】ＤＣレベル検出回路１０は、コンデンサＣ
１の出力信号ａの正負の各極性成分をそれぞれ半波整流
し正負極性直流信号ｂ，ｄをそれぞれ出力する半波整流
回路２，４と、信号ｂ，ｄの各々を平滑化し信号ｃ，ｅ
の各々を出力する平滑回路３，５と、信号ｃ，ｅを相互
加算し信号ｆを出力する加算回路６と、信号ｆの０レベ
ル近傍の一定電位である安定レベルとなったことを検出
し安定判定信号ｓを出力する安定判定回路７とを備え
る。

【００１５】ＤＣレベル除去回路１１は、抵抗Ｒ２と、
ベースに信号ｓの供給を受けコレクタが抵抗Ｒ２の一端
にエミッタが接地電位にそれぞれ接続したトランジスタ
Ｑ１とを備える。

【００１６】次に、図１及び節点Ａ〜Ｆの各信号ａ〜ｆ
の波形をそれぞれタイムチャートで示す図２（Ａ）〜
（Ｆ）を参照して本実施の形態の動作について説明する
と、従来と同様にＤＣ成分を含む被測定信号が入力端子
ＴＩに入力すると、過渡現象によりその瞬間コンデンサ
２の出力すなわち節点Ａの信号ａのＤＣ電位は入力信号
と同一のＤＣレベルとなる。この信号ａは、ＤＣレベル
検出回路１０の半波整流回路２，４でそれぞれ半波整流
され平滑回路３，５でそれぞれ平滑化されて節点Ｃ，Ｅ
での各信号ｃ，ｅとして加算回路６に供給される。加算
回路６は信号ｃ，ｅを相互加算して加算信号ｆを出力す
る。説明の便宜上、信号ａのＤＣ電位が図示のように正
極性であるとすると、信号ｃのみがＤＣレベルとして出
力され信号ｅは０レベルであるので加算信号ｆは正極性
の信号となる。また、このときの信号ｆのレベルは、安
定レベルよりはるかに大きいため安定判定回路７はこの
信号ｆのレベルに応答してＨレベルの安定判定信号ｓを
出力する。この安定判定回路７としては、以上のような
入力の一定レベルの到達に応答してレベル遷移する公知
のコンパレータ回路等を用いることができる。

【００１７】ＤＣレベル除去回路１１のトランジスタＱ
１は、Ｈレベルの安定判定信号ｓの供給に応答して導通
し、抵抗Ｒ２を経由して信号ａのＤＣレベルを急速に除
去し始める。その後抵抗Ｒ２とコンデンサＣ１との時定
数できまる時間ｔ１が経過すると、信号ｃのレベルが急
激に低下すると共に負極性側の半波整流回路４，平滑回
路５の出力すなわち節点Ｅの信号ｅの負のＤＣレベルが
現れ加算回路６に供給される。その結果、加算回路６
は、信号ｃ，ｅの相互加算結果としてほぼ０レベルの加
算信号ｆを出力する。このように、信号ｆの電位は安定
レベル範囲内に低下し、安定判定回路７はこの信号ｆの
安定レベルに応答してＬレベルの安定判定信号ｓを出力
する。トランジスタＱ１は、Ｌレベルの安定判定信号ｓ
の供給に応答して遮断し、プリチャージ抵抗Ｒ２を節点
Ａから切離すことにより信号ａのＡＣレベルを測定すべ
き値に復旧しする。これにより、プリチャージが時間ｔ
１で完了する。

【００１８】次に、本実施の形態のＡＣレベルメータと
従来の回路の所要ウエイトタイムについて具体的な数値
例を示して比較すると、まずコンデンサＣ１を３．３μ
Ｆ、抵抗Ｒ２を１ｋΩ、一定係数を４とすると、プリチ
ャージ所要時間ｔ１は次式で表される。

【００１９】ｔ１＝３．３Ｘ１Ｘ４＝１３．２（ｍｓ） また、従来のＡＣレベルメータにおけるリレー１０１の
導通／遮断動作時間をそれぞれ３ｍｓとすると、この所
要ウエイトタイムｔ３は１９．２ｍｓとなる。一方、本
実施の形態の所要ウエイトタイムｔ１は上述のように１
３．２ｍｓであるから３０％の短縮となる。

【００２０】また、本実施の形態の安定判定回路の出力
信号を利用し、マニュアルＡＣレベルメータの場合は表
示灯の点灯等表示機能を設けることや、自動テスタ用の
場合は、プリチャージ完了後自動的にＡＣ測定モードに
移行し全自動測定を実施するよう設計システム、測定の
信頼性を向上できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＡＣレベ
ルメータは、カップリングコンデンサのＤＣレベルを検
出するＤＣレベル検出回路とこの検出したＤＣレベルを
除去するＤＣレベル除去回路とを備えることにより、自
動的に上記カップリングコンデンサのプリチャージを実
施するようにしたので、マニュアルのＡＣレベルメータ
でも容易に自動プリチャージを実施できるという効果が
ある。

【００２２】また、プリチャージ時間を短縮すると共
に、ＤＣ成分の値に合わせて待ち時間を自動的に設定で
きるのでプログラムの作成を簡易化できるという効果が
ある。

【００２３】さらに、プリチャージ時間の短縮のための
制御用のリレーを除去したのでこのリレー動作時間が不
要となりさらにプリチャージ時間を短縮できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＡＣレベルメータの一実施の形態を示
すブロック図である。

【図２】本実施の形態のＡＣレベルメータにおける動作
の一例を示すタイムチャートである。

【図３】従来のＡＣレベルメータの一例を示すブロック
図である。

【図４】従来のＡＣレベルメータにおける動作の一例を
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ レベル測定回路 ２，４ 半波整流回路 ３，５ 平滑回路 ６ 加算回路 ７ 安定判定回路 １０ ＤＣレベル検出回路 １１ ＤＣレベル除去回路 Ｃ１ コンデンサ Ｒ１，Ｒ２ 抵抗

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と入力信号のＡＣレベルを測定
   するレベル測定回路との間に挿入されＤＣ成分除去用の
   ハイパスフイルタを構成するカップリング用のコンデン
   サと、前記ハイパスフイルタの一方の構成要素である第
   １の抵抗とを備えるＡＣレベルメータにおいて、 前記コンデンサの出力端に接続し前記測定時における前
   記コンデンサの出力信号のＤＣレベルが０レベル近傍の
   一定電位である所定の安定レベルとなったことを検出し
   安定判定信号を出力するＤＣレベル検出回路と、 前記安定判定信号の供給に応答して前記コンデンサの出
   力信号のＤＣレベルを除去するＤＣレベル除去回路とを
   備えることを特徴とするＡＣレベルメータ。
2. 【請求項２】 前記ＤＣレベル検出回路が、前記コンデ
   ンサの出力信号の正負の各極性成分をそれぞれ半波整流
   し正負極性の第１，第２の直流信号をそれぞれ出力する
   第１，第２の半波整流回路と、 前記第１，第２の直流信号の各々を平滑化し第１，第２
   の平滑信号の各々を出力する第１，第２の平滑回路と、 前記第１，第２の平滑信号を相互加算し加算信号を出力
   する加算回路と、 前記加算信号が前記安定レベルとなったことを検出し前
   記安定判定信号を出力する安定判定回路とを備え、 前記ＤＣレベル除去回路が、一端が前記コンデンサの出
   力端に接続し前記第１の抵抗より低抵抗値の第２の抵抗
   と、 前記第２の抵抗の他端と電源間に挿入され前記安定判定
   信号の非活性化に応答して前記他端を前記電源電位に接
   続するスイッチ回路とを備えることを特徴とする請求項
   １記載のＡＣレベルメータ。
3. 【請求項３】 前記安定判定回路が、前記安定レベルの
   到達に応答してレベル遷移するコンパレータ回路を備え
   ることを特徴とする請求項２記載のＡＣレベルメータ。
4. 【請求項４】 前記スイッチ回路が、ベースに前記安定
   判定信号の供給を受けコレクタが前記第２の抵抗の他端
   にエミッタが接地電位にそれぞれ接続したトランジスタ
   とを備えることを特徴とする請求項２記載のＡＣレベル
   メータ。