JPH1144736A

JPH1144736A - プログラマブル比較器のキャリブレーション装置

Info

Publication number: JPH1144736A
Application number: JP9203611A
Authority: JP
Inventors: Akiyasu Kawai; 晃泰川合
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-16
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JP3508489B2; US6131074A

Abstract

(57)【要約】【課題】オフセットやゲイン調整用の回路や高精度部
品を必要とせず、調整範囲が広く精度の高いプログラム
比較器のキャリブレーション装置を提供する。【解決手段】テストコントローラ１１は電源供給回路
３に所定電流値の供給を指示する。電源供給点Ｐｓの電
流値は電流電圧変換回路４で電圧値に変換されて比較器
１６ｂに与えられる。比較器１６ｂはＤＡＣ１６ａ及び
電流電圧変換回路４の出力電圧の大小関係を比較結果と
して出力する。テストコントローラ１１はＤＡＣ１６ａ
に与えるデジタルコードを変化させながら大小関係が反
転するデジタルコードを決める。以上の処理を電源供給
回路３の正負の最大供給電流と電流０に対して行い、こ
れら測定値，装置各部を理想的とした場合のデジタルコ
ード，各供給電流値からＤＡＣ１６ａのオフセット及び
ゲインの補正データを算出し、これらを用いてこれ以後
にＤＡＣ１６ａへ与えるデジタルコードを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣ（集積回路）
テスタ等に用いられ、ＩＣの電源ピン等で測定される電
流値（電圧値）と任意の電流値（電圧値）とを比較する
プログラマブル比較器のためのキャリブレーション装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣテスタを例に挙げると、被測定デバ
イスであるＩＣを試験する場合は、当然ながらＩＣテス
タからＩＣの電源ピンへ電源電流や電源電圧を供給する
こととなる。その際、ＩＣの電源ピンに対して実際に供
給されている電流値は、消費電流としてＩＣの特性を表
す重要なパラメータの一つとなり、ＩＣテスタには、Ｉ
Ｃの消費電流が所期の値となっているかどうか試験可能
であることが求められる。こうした目的を達成するため
に、ＩＣの電源ピン等で測定される電流値（電圧値）を
所望の電流値（電圧値）と比較するためのプログラマブ
ル比較器が用いられている。そして、この種のプログラ
マブル比較器にあっては、各種の計測器と同様、定期的
にキャリブレーション（較正）を行って、常に高精度で
電流値や電圧値を比較できるようにしておく必要があ
る。

【０００３】図４は、従来の技術によるプログラマブル
比較器のキャリブレーション装置の回路構成を示したブ
ロック図である。同図に示すように、この回路はテスト
コントローラ１，Ｉ／Ｏ（入出力）制御回路２，電源供
給回路３，電流電圧変換回路４，プログラマブル比較器
５の各機能ブロックに大別される。テストコントローラ
１は、Ｉ／Ｏ制御回路２を介して電源供給回路３へ所望
の電流値の発生を指示する。この他にもテストコントロ
ーラ１は、プログラマブル比較器５に対して任意のデジ
タルコードを与え、電流電圧変換回路４とプログラマブ
ル比較器５を用いて、当該デジタルコードに対応した電
流値と電源供給回路３が電源供給点Ｐｓに供給する電流
値とを比較させ、その比較結果をプログラマブル比較器
５から取り込むなどする。なお、テストコントローラ１
の機能の詳細は後述する。

【０００４】Ｉ／Ｏ制御回路２は、テストコントローラ
１と電源供給回路３，プログラマブル比較器５の間でそ
れぞれデータを授受するための双方向バッファである。
電源供給回路３は正の最大供給電流〜負の最大供給電流
の範囲の電流値を持つ電流を供給することが可能であ
り、テストコントローラ１から指示される電流値の電流
をＩＣの電源ピン等に相当する電源供給点Ｐｓへ供給す
る。図示した通り、この電源供給回路３は、電圧発生器
３ａ，出力抵抗３ｂ，フォースアンプ３ｃ，バッファ３
ｄ，帰還抵抗３ｅ，センスアンプ３ｆから構成される。

【０００５】この電源供給回路３において、電圧発生器
３ａは、Ｉ／Ｏ制御回路２を通じてテストコントローラ
１から送られるデジタルコードに応じた電圧を出力する
ものであって、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）等で
構成される。また、出力抵抗３ｂ，フォースアンプ３
ｃ，帰還抵抗３ｅは負帰還増幅器を構成しており、出力
抵抗３ｂ及び帰還抵抗３ｅは負帰還増幅器の利得を決定
するための抵抗器，フォースアンプ３ｃは負帰還増幅器
の主構成要素たるオペアンプである。さらに、バッファ
３ｄは電流増幅回路であって、フォースアンプ３ｃが電
源供給回路３に要求される出力電流を供給できないこと
から必要となるものである。

【０００６】また、センスアンプ３ｆは電源供給点Ｐｓ
の電圧を正確にフィードバックするために挿入されたボ
ルテージフォロワアンプである。すなわち、電源供給回
路３は、電源供給点Ｐｓに対して設定電圧を正確に供給
する必要があることから、電源供給点Ｐｓにおける電圧
を正確にフィードバックする必要がある。しかしなが
ら、負帰還増幅器の帰還経路に電流が流れたのでは正確
な電圧がフィードバックされないので、高入力インピー
ダンスのボルテージフォルワアンプを帰還経路に挿入し
ている。

【０００７】電流電圧変換回路４は、電流供給点Ｐｓに
供給される電流値を電圧値へ変換するための電流検出抵
抗４ａと、この電流検出抵抗４ａの両端に生じる電圧値
を増幅してプログラマブル比較器５へ出力する電圧検出
アンプ４ｂから構成される。プログラマブル比較器５
は、電源供給回路３の供給電流を電流電圧変換回路４で
変換した電圧値と、Ｉ／Ｏ制御回路２を介してテストコ
ントローラ１から供給されるデジタルコードをアナログ
電圧に変化した電圧値を比較し、その比較結果を端子Ｔ
ｃからテストコントローラ１へ出力する。つまり、プロ
グラマブル比較器５へ供給するデジタルコードを任意に
変化させることで、電源供給回路３が供給する電流値を
任意の電流値と比較してその大小関係を知ることができ
る。なお、デジタルコードは正負の値を取り得る符号付
きの２進数であって、より具体的には、電流供給回路３
の供給可能な「負の最大供給電流」〜「正の最大供給電
流」に対応する形で、”−ＦＵＬＬ”コードデータ〜”
＋ＦＵＬＬ”コードデータの範囲内の値を取り得る。

【０００８】このプログラマブル比較器５において、レ
ジスタ５ａはテストコントローラ１から与えられるデジ
タルコードを保持している。ＤＡＣ５ｂは、レジスタ５
ａが保持するデジタルコードをアナログ電圧へ変換する
もので、変換過程におけるゲイン及びオフセットを補正
するためのゲイン調整用端子Ｔｇ及びオフセット調整用
端子Ｔｏを装備しており、これら各端子に与えられるア
ナログ電圧値に従ってゲイン補正又はオフセット補正が
行われる。

【０００９】また、レジスタ５ｃはテストコントローラ
１からゲイン調整用ＤＡＣ５ｄに与えられるゲイン調整
用のデジタルコードを保持するものであって、ゲイン調
整用ＤＡＣ５ｄはこのデジタルコードをアナログ電圧に
変換してＤＡＣ５ｂのゲイン調整用端子Ｔｇへ送出す
る。同様に、レジスタ５ｅはテストコントローラ１から
オフセット調整用ＤＡＣ５ｆに与えられるオフセット調
整用のデジタルコードを保持するものであって、オフセ
ット調整用ＤＡＣ５ｆはこのデジタルコードをアナログ
電圧に変換してＤＡＣ５ｂのオフセット調整用端子Ｔｏ
へ送出する。

【００１０】なお、電源供給回路３，レジスタ５ａ，レ
ジスタ５ｃ，レジスタ５ｅは、テストコントローラ１か
ら送出される図示しない選択信号（アドレス信号）によ
ってその何れかが選択されるように構成される。また前
述したように、電源供給回路３にはテストコントローラ
１から電流値を指示するためのデジタルコードが設定さ
れる一方、上記各レジスタに対してもそれぞれデジタル
コードが設定される。

【００１１】さらに、比較器５ｇはＤＡＣ２５ｂの出力
電圧値が入力される端子Ｔin1 と電流電圧変換回路４が
検出した電圧値が入力される端子Ｔin2 を備えている。
この比較器５ｇは、これら両端子間の電圧値を比較して
その大小関係を前述した端子Ｔｃへ出力する。また、比
較器５ｇには、自身が発生させるオフセットを補償する
ために可変抵抗器５ｈが接続されている。

【００１２】上記構成の回路を用いたプログラム比較器
５のキャリブレーションは以下のようにして行われる。
まず、ＤＡＣ５ｂのオフセット調整を行うために、下限
値のデジタルコードである”−ＦＵＬＬ”コードデータ
をテストコントローラ１からレジスタ５ａに書き込んで
ＤＡＣ５ｂへ印加する。そして、オフセット調整用のデ
ジタルコードをレジスタ５ｅに書き込んでオフセット調
整用ＤＡＣ５ｆへ印加することにより、これに対応する
電圧値をＤＡＣ５ｂのオフセット調整用端子Ｔｏへ与え
ると共に、比較器５ｇの端子Ｔin1 の電圧値がＤＡＣ５
ｂの出力振幅の「最大負電圧」となるようにデジタルコ
ードを調整することでオフセットを補正する。

【００１３】次に、ＤＡＣ５ｂのゲイン調整を行うため
に、上限値のデジタルコードである”＋ＦＵＬＬ”コー
ドデータをテストコントローラ１からレジスタ５ｃに書
き込んでＤＡＣ５ｂへ印加する。そして、ゲイン調整用
のデジタルコードをレジスタ５ｃに書き込んでゲイン調
整用ＤＡＣ５ｄへ印加することにより、これに対応する
電圧値をＤＡＣ５ｂのゲイン調整用端子Ｔｇへ与えると
共に、比較器５ｇの端子Ｔin1 の電圧値がＤＡＣ５ｂの
出力振幅の「最大正電圧」となるようにデジタルコード
を調整することでゲインを補正する。

【００１４】さらに、比較器５ｇの端子Ｔin1 に入力さ
れる電圧をゼロに設定するデジタルコードをＤＡＣ５ｂ
に与えると共に、端子Ｔin2 に与える電圧を電圧値
「０」を跨いでわずかに変化させた時に、比較器５ｇか
ら出力される両電圧値の大小関係が反転するように可変
抵抗器５ｈを調整することで、比較器５ｇのオフセット
調整を行う必要もある。加えて、電流電圧変換回路４が
電流検出抵抗４ａに流れる電流を電圧に変換する際に
は、その変換誤差が比較器５ｇの出力誤差となって現れ
ることになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
プログラマブル比較器のキャリブレーション装置では、
ＤＡＣ５ｂのオフセット及びゲインを調整するために、
オフセット，ゲインそれぞれについてＤＡＣ及びレジス
タが必要となる。また、比較器５ｇのオフセットを調整
するためには調整用の可変抵抗器５ｈを必要としてい
る。これらの理由から、キャリブレーション装置の回路
構成が複雑化すると共に、装置自体が大型化してしまう
という問題点がある。

【００１６】また、上述したように、プログラマブル比
較器５へ与えるデジタルコードが、”＋ＦＵＬＬ”コー
ドデータ及び”−ＦＵＬＬ”コードデータの２つのみで
あるために、オフセット調整やゲイン調整を行ってもそ
の補正の精度があまり良くないという問題もある。さら
には、比較器５ｇの出力誤差を低減するためには、電流
電圧変換回路４に高精度の部品を用いる必要があって、
装置が高価なものになるという欠点もある。

【００１７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、オフセット調整やゲイン調整のため
の回路や高精度の部品を必要とせず、装置自体を安価に
構成できると共に、調整範囲が広くなお且つ精度の高い
キャリブレーションを行うことの可能なプログラム比較
器のキャリブレーション装置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、供給されるデジタルコー
ドをアナログ電圧値へ変換する変換手段と、所定の電源
供給点に供給される電流の電流値に対応した電圧値と前
記アナログ電圧値との間の大小関係を決定する比較手段
を有するプログラマブル比較器のキャリブレーション装
置であって、指定された電流値の電流を前記電源供給点
へ供給する電源供給手段と、前記電源供給点を流れる電
流の電流値を電圧値へ変換して前記比較手段へ出力する
電流検出手段と、前記電源供給手段へ”０”の電流値及
び”０”以外の所定電流値の供給を指示し、前記電流検
出手段の出力電圧値に略等しい電圧値を前記変換手段か
ら発生させる実測デジタルコードを前記各供給電流値に
ついて決定すると共に、供給電流値とデジタルコードと
の間の理想特性に基づいて前記各供給電流値に対応する
理想デジタルコードを算出し、前記”０”の電流値に対
応する実測デジタルコードをオフセット補正データと
し、前記各供給電流値に対応する実測デジタルコードと
理想デジタルコードとからゲイン補正データを算出する
算出手段と、前記理想特性に従って前記変換手段へ与え
られるデジタルコードを前記オフセット補正データ及び
前記ゲイン補正データにより補正する補正手段とを備え
たことを特徴としている。

【００１９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記所定電流は、前記電源供給手段
が供給可能な正の最大電流値〜負の最大電流値の範囲内
で選択された複数個の電流値から成ることを特徴として
いる。また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記電源供給点の電圧値を測定する
電圧測定手段を有し、前記算出手段は、少なくとも前
記”０”の電流値について、前記電源供給手段に指示す
る電流値を変化させながら、前記電圧測定手段によって
測定される前記電源供給点の電圧値を前記指示電流値に
対応した電圧値へ調整することを特徴としている。ま
た、請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかの項
記載の発明において、前記算出手段は、前記デジタルコ
ードを変化させながら、前記比較手段から出力される前
記大小関係が反転するときの境界のデジタルコードを前
記実測デジタルコードに決定することを特徴としてい
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態について説明する。図１は、同実施形態による
プログラマブル比較器のキャリブレーション装置の回路
構成を示すブロック図である。同図において、図４に示
す構成要素と同じ機能を有するものについては同一の符
号を付してあり、ここではその説明を省略する。また実
際には、電源供給回路３，電流電圧変換回路４，プログ
ラマブル比較器１６（何れも後述）は何れも試験対象と
なるＩＣの電源ピン等の数に応じて設けられているが、
煩雑になるのを避けるため図１ではそれぞれについて１
つだけ図示してある。また、抵抗器１７，ＤＭＭ１８
は、切り換え回路１９を介して、試験対象となるＩＣの
電源ピン等の数に応じて設けられることになる電源供給
点Ｐｓ，Ｐｓ，……，Ｐｓと接続される。

【００２１】さて、図１に示すテストコントローラ１１
は、Ｉ／Ｏ制御回路１２を介して、電源供給回路３，演
算器１３，メモリ１４，デコード回路１５，プログラマ
ブル比較器１６へ制御信号（即ち、アドレスＡＤＲＳ及
びライト信号ＷＲ）を出力してこれら各部を制御するこ
とによって、キャリブレーションに必要となる各種デー
タを取得する。Ｉ／Ｏ制御回路１２は、図４のＩ／Ｏ制
御回路２の機能に加えて、テストコントローラ１１から
送られるＩ／Ｏ制御信号が規定するタイミングで上記制
御信号を装置各部へ出力する。また演算器１３は、テス
トコントローラ１１から送られる制御信号やメモリ１４
に格納された情報等に基づいて各種の演算処理を行う。
なお、テストコントローラ１１及び演算器１３の機能の
詳細は、動作の説明において明らかにする。

【００２２】メモリ１４は、テストコントローラ１１か
ら送られたキャリブレーションに必要な各種データ，演
算器１３が行った演算の演算結果，演算器１３が演算中
であるか否かを表すフラグ等を記憶する。デコード回路
１５は、テストコントローラ１１から出力されるアドレ
ＡＤＲＳス及びライト信号ＷＲに従って、ＩＣの電源ピ
ン毎に存在する複数のプログラマブル比較器１６，…
…，１６のうち、何れのプログラマブル比較器にデジタ
ルコードを書き込むのか（換言すれば、何れのプログラ
マブル比較器を動作させるのかを表す）制御信号ＳＥＬ
を出力する。つまり、アドレスＡＤＲＳはキャリブレー
ションの対象となるＩＣの電源ピン等を選択するための
ものであり、ライト信号ＷＲは選択されたプログラマブ
ル比較器１６に対してデジタルコードを書き込むための
タイミング決定信号である。

【００２３】プログラマブル比較器１６は図示したよう
にＤＡＣ１６ａ及び比較器１６ｂから成る。プログラマ
ブル比較器１６の機能は、図４のプログラマブル比較器
５に類似しているが、ＤＡＣ１６ａがゲインやオフセッ
トの調整機能を装備せず、比較器１６ｂがオフセット調
整機能を有していない点で相違する。ＤＡＣ１６ａは、
デコード回路１５から送られる制御信号ＳＥＬで選択さ
れているときに、テストコントローラ１１又は演算器１
３から送られるデジタルコードをアナログ電圧へ変換す
る。また比較器１６ｂは、ＤＡＣ１６ａの出力電圧が与
えられる端子Ｔin3 と電流電圧変換回路４の出力電圧が
与えられる端子Ｔin4 の間の電圧値を比較し、それらの
大小関係を端子Ｔｃ及び演算器１３へ出力する。

【００２４】一方、電源供給回路３の出力端に接続され
た抵抗器１７は、電源供給点Ｐｓを流れる電流を検出す
るために設けられている。他方、デジタルマルチメータ
（以下、「ＤＭＭ」と称する）１８は、電圧，電流，抵
抗の各測定機能を備えており、抵抗器１７の抵抗値を測
定するほか、抵抗器１７の端子電圧を測定するもので、
これらの測定結果をテストコントローラ１１，演算器１
３へ送出する。なお、本実施形態ではＤＭＭ１８の電流
測定機能を使用していない。

【００２５】次に、図２のフローチャートを参照して上
記構成によるプログラマブル比較器のキャリブレーショ
ン手順について説明する。まず初めに、ユーザはテスト
コントローラ１１に対して、複数存在するプログラマブ
ル比較器１６のうちの何れをキャリブレーションするの
か指定する。その際、ユーザは複数あるプログラマブル
比較器１６の一部あるいはその全部をキャリブレーショ
ン対象として同時指定することができる。その後、指定
したプログラマブル比較器１６についてのキャリブレー
ション指示をユーザが行うと、テストコントローラ１１
は、まずキャリブレーションに必要となるデータの取得
処理に入る。

【００２６】すなわち、ステップＳ１において、テスト
コントローラ１はＤＭＭ１８に対して抵抗器１７の抵抗
値の測定を指示したのち、得られた抵抗値をＤＭＭ１８
から読み取ってこれをメモリ１４へ格納する。次に、ス
テップＳ２において、テストコントローラ１１はキャリ
ブレーションの対象として指定されているプログラマブ
ル比較器１６のうちの何れかを選択し、当該プログラマ
ブル比較器１６に付与されたアドレスＡＤＲＳと電源供
給回路３が供給すべき電流値からなるパラメータ設定デ
ータをメモリ１４へ書き込む。このとき、上記のアドレ
スＡＤＲＳがデコード回路１５にも与えられ、デコード
回路１５はその後にライト信号ＷＲが与えられた時点
で、アドレスＡＤＲＳで指定されるプログラマブル比較
器１６に対して選択信号ＳＥＬを送出する。さらに、テ
ストコントローラ１１は切り換え回路１９を制御して、
選択されたプログラマブル比較器１６に対応した電源供
給点Ｐｓと、抵抗器１７及びＤＭＭ１８を接続する。

【００２７】ここで、本実施形態では電源供給回路３か
ら電源供給点Ｐｓへ供給する電流値を「正の最大供給電
流」，「０」，「負の最大供給電流」の３つとしてお
り、これら各電流値についてそれぞれ必要なデータ（詳
細は後述）を取得することでキャリブレーションを行っ
ている。そこで、テストコントローラ１１は電源供給回
路３の供給電流値としてこれら３つの電流値を順次メモ
リ１４に書き込み、それぞれの電流設定値についてデー
タ取得処理を行うようにしている。つまり、本実施形態
では都合３回のデータ取得処理が行われることとなる。

【００２８】次に、ステップＳ３において、テストコン
トローラ１１は演算器１３に対して「補正データ取得命
令」を発行してその実行を指示し、自らは演算器処理シ
ーケンスに入る。これによって、テストコントローラ１
１と演算器１３は互いに並行して動作可能な状態とな
る。そこで、演算器１３はその処理をステップＳａ１に
進め、メモリ１４上に予め設けられている「演算器処理
中フラグ」をセットする。このとき、テストコントロー
ラ１１は演算器処理中フラグをメモリ１４から定期的に
読み出して、当該フラグが演算器１３によってセットさ
れたことを確認する。そしてこれ以後、テストコントロ
ーラ１１はステップＳ４において演算器処理中フラグを
一定周期で読み出してその内容を監視しながら、演算器
１３の演算が終了して当該フラグがクリアされるまで待
機する。

【００２９】一方、ステップＳａ２において、演算器１
３は、テストコントローラ１１がステップＳ２でメモリ
１４へ書き込んでおいたパラメータ設定データを順次読
み出して演算器１３内部へ取り込んでおく。続くステッ
プＳａ３において、演算器１３は取り込んだ情報に基づ
いて電源供給回路３の動作を開始させると共に、指定さ
れている電流値（ちなみに、最初は「正の最大供給電流
値」）を発生するように電源供給回路３へ指示する。

【００３０】ここで、電流値「０」を供給する場合、演
算器１３はＤＶＭ１８の電圧測定機能を用いて抵抗器１
７の端子電圧を測定しながら、その電圧値が「０ボル
ト」となるように電源供給回路３に与えるデジタルコー
ドを適宜変化させる。これに対し、「正の最大供給電流
値」又は「負の最大供給電流値」を供給する場合、演算
器１３は、設定すべきこれら供給電流値と先に測定して
ある抵抗器１７の抵抗値に基づいて、各供給電流値に対
応する電圧値を電源供給点Ｐｓで発生させるデジタルコ
ードを算出して電源供給回路３へ与えるようにする。

【００３１】このように、電流値「０」を供給する場合
は、電源供給回路３に与えるデジタルコードが後述する
補正演算で直接使用されるという理由で、ＤＭＭ１８が
測定する電源供給点Ｐｓの電圧値が正確に「０ボルト」
となるようにデジタルコードを調整している。これに対
し、「正の最大供給電流値」又は「負の最大供給電流
値」を供給する場合は、電源供給回路３が実際に供給す
る電流値とその時点でＤＡＣ１６ａに与えられるデジタ
ルコードが分かっていれば、後述する補正演算に支障を
来すことがない。したがって、電源供給回路３や抵抗器
１７の誤差によって、「正の最大供給電流値」又は「負
の最大供給電流値」が完全に真の値に設定されていなく
とも良く、おおよその供給電流値が設定されていれば問
題ない。

【００３２】次に、ステップＳａ４において、演算器１
３がＤＡＣ１６ａへ上記各供給電流値に対応したデジタ
ルコードを送出すると、このデジタルコードがＤＡＣ１
６ａによってアナログ電圧へ変換されて比較器１６ｂに
与えられる。その際、演算器１３はライト信号ＷＲを発
生させることから、選択されているプログラマブル比較
器１６に対して制御信号ＳＥＬが送られて、デジタルコ
ードがＤＡＣ１６ａへ設定される。またこのとき、電流
電圧変換回路４は、電源供給点Ｐｓを流れる電流の電流
値に対応した電圧値を検出して比較器１６ｂに供給す
る。これによって、比較器１６ｂは与えられたこれら両
電圧値の比較結果を端子Ｔｃへ出力する。そこで、演算
器１３は比較器１６ｂの比較結果を取り込んでこれをメ
モリ１４へ格納する。

【００３３】次いで、演算器１３は、ＤＡＣ１６ａへ最
初に設定したデジタルコードの近傍でデジタルコードを
変化させながら、上記と同様にして、比較器１６ｂの出
力を順次取り込んでゆく。そして、演算器１３は比較器
１６ｂから取り込んだ複数個の比較結果に基づいて、そ
の大小関係が反転する境界のデジタルコード（実測のデ
ジタルコード）を検索し、続くステップＳａ５におい
て、検索されたデジタルコードをメモリ１４へ書き込
む。つまり、演算器１３は、ＤＡＣ１６ａに与えるデジ
タルコードの中から、電源供給回路３から供給される電
流値に応じて電流電圧変換回路４が検出する電圧値とＤ
ＡＣ１６ａの出力電圧値とを略等しくするようなデジタ
ルコードを探し出す。

【００３４】以上によって演算器１３はテストコントロ
ーラ１１から指示された処理を完了したので、ステップ
Ｓａ６においてメモリ１４上の演算器処理中フラグをク
リアし、これ以後は、テストコントローラ１１から次の
命令が送られてくるのを待ち合わせる。その一方で、演
算器処理中フラグがクリアされることによって、テスト
コントローラ１１は演算器１３の処理が終了したことを
認識する。そこでステップＳ５において、テストコント
ローラ１１はＤＭＭ１８に対して抵抗器１７の端子電圧
の測定を指示したのち、その測定結果をＤＭＭ１８から
取り込んでメモリ１４へ格納する。次に、テストコント
ローラ１１は、ステップＳ１で測定しておいた抵抗器１
７の抵抗値といま取得した抵抗器１７の端子電圧から、
オームの法則に則って電源供給回路３から供給される電
流の電流値を算出する。

【００３５】次いで、ステップＳ６において、テストコ
ントローラ１１はステップＳ５で算出した供給電流値を
もとにして、電源供給回路３，電流電圧変換回路４，プ
ログラマブル比較器１６が理想的であるとした場合に、
比較器１６ｂの出力結果を反転させるようなデジタルコ
ードを算出する。すなわち、これら各部が理想的である
場合には、ＤＡＣ１６ａに与えられるデジタルコードと
電源供給回路３の供給電流値との関係（「理想特性」）
は予め決まったものとなる。すなわち、理想特性では、
「正の最大供給電流値」に”＋ＦＵＬＬ”コードデータ
が対応し、「負の最大供給電流値」に”−ＦＵＬＬ”コ
ードデータが対応し、電流値「０」に「０」のデジタル
コードが対応しており、供給電流値とデジタルコードデ
ータは比例関係にある（後に触れる図３の点線Ｑを参
照）。したがって、これら供給電流値とデジタルコード
データの間の比例定数と供給電流値とから理想状態にお
けるデジタルコードが求められる。

【００３６】そして、ステップＳ７において、テストコ
ントローラ１１は算出されたデジタルコードを「理想デ
ジタルコード」とし、これを供給電流値と一緒にメモリ
１４へ書き込む。次に、ステップＳ８において、テスト
コントローラ１１はいま対象としているプログラマブル
比較器１６に関する全ての測定点（即ち、測定を行うべ
き電流値）について、必要なデータを取得したかどうか
を判別する。上述した通り、キャリブレーションに必要
となる電流値は「正の最大供給電流」，「０」，「負の
最大供給電流」の３点であることから、これら全ての供
給電流値に関するデータ取得処理が終わっていないので
あれば、供給電流値を次の電流値に変更したのちにその
処理をステップＳ２に戻し、上述したステップＳ２〜Ｓ
７（及び演算器１３によるステップＳａ１〜Ｓａ６）の
処理を各供給電流値について行う。

【００３７】そして、全ての供給電流値についてステッ
プＳ２〜Ｓ７の処理が行われれば、ステップＳ８の判定
結果が「ＹＥＳ」となる。そこでステップＳ９におい
て、テストコントローラ１１は演算器１３に対して「キ
ャリブレーションデータ演算命令」を発行して自らは演
算器処理シーケンスに入り、テストコントローラ１１と
演算器１３は再び並行動作状態となる。すなわち、演算
器１３は処理をステップＳｂ１に進めて演算器処理中フ
ラグをセットし、その一方で、テストコントローラ１１
は演算器処理中フラグがセットされたことを確認したの
ち、演算器処理中フラグが演算器１３によりクリアされ
るのをステップＳ１０で待ち続ける。

【００３８】次に、演算器１３はその処理をステップＳ
ｂ２に進めて、ステップＳ７でテストコントローラ１１
がメモリ１４へ書き込んだ理想デジタルコード及びこれ
に対応する供給電流値と、ステップＳａ５で演算器１３
自身がメモリ１４へ書き込んだ実測のデジタルコードと
をそれぞれ読み出す。次いで、ステップＳｂ３におい
て、演算器１３は以下に詳述する手順に従ってオフセッ
トデジタルコード及びゲイン補正を算出したのち、続く
ステップＳｂ４においてこれら算出結果をメモリ１４へ
書き込み、最後にステップＳｂ６において演算器処理中
フラグをクリアして次の命令が発行されるのを待ち合わ
せる。

【００３９】ここで、演算器１３が行うオフセットデジ
タルコード及びゲイン補正の算出手順について以下に説
明する。図３は電源供給回路３の供給電流とＤＡＣ１６
ａに与えられるデジタルコードの関係を示したグラフで
あり、ＤＡＣ１６ａに関するオフセット及びゲイン補正
についても併せて図示している。図中、ａ点は実際に電
源供給回路３から電流値「０」の電流が供給された場合
に対応している。ここで、ＤＡＣ１６ａに与えられるａ
点のデジタルコードは、供給電流値「０」に相当する電
圧値が比較器１６ｂへ与えられたときに、この比較器１
６ｂの出力結果を反転させる境界のデジタルコードにな
る。同様に、ｂ点は電源供給回路３の供給電流が「正の
最大供給電流」である場合を示しており、ｃ点は電源供
給回路３の供給電流が「負の最大供給電流」である場合
を示している。

【００４０】一方、点線Ｑは、電源供給回路３，電流電
圧変換回路４，プログラマブル比較器１６が何れも理想
的な特性であると想定した場合に、電源供給回路３の供
給電流値とＤＡＣ１６ａに設定されるべきデジタルコー
ドとの関係を示している。つまり、前述したように、
「正の最大供給電流」，「０」，「負の最大供給電流」
が供給された場合のデジタルコードがそれぞれ”＋ＦＵ
ＬＬ”，０，”−ＦＵＬＬ”となる。また、点線Ｐは、
点線Ｑで示される理想特性の勾配を持ちなお且つａ点を
通る直線を示している。さらに、「ゲイン補正Ａ」はａ
点及びｂ点を結ぶ直線ａｂと理想特性を表す点線Ｑに平
行な直線Ｐとの勾配差を意味し、「ゲイン補正Ｂ」はａ
点及びｃ点を結ぶ直線ａｃと直線Ｐとの勾配差を意味し
ている。

【００４１】そして演算器１３は、図３のａ，ｂ，ｃ各
点のデジタルコード及び供給電流値と、「正の最大供給
電流」の理想デジタルコードに基づいて、キャリブレー
ションに必要となるオフセットデジタルコード，ゲイン
補正Ａ，ゲイン補正Ｂをそれぞれ以下のように算出す
る。まず、ａ点のデジタルコードは電源供給回路３の供
給電流が「０」の場合に、比較器１６ｂの出力結果が反
転する境界のデジタルコードである。したがって、この
デジタルコードがそのままオフセットデジタルコードと
なる。

【００４２】次に、ゲイン補正Ａ及びゲイン補正Ｂを求
めるには、まず、理想特性（点線Ｑ）の傾きを次式
（１）により算出する。なお、以下の各式に現れる「傾
き」は、通常用いられる「傾き」とは分子／分母が入れ
替わって定義されている。理想特性の傾き＝正の最大供給電流における理想デジタルコード／正の最大供給電流値 …（１）次に、ａ点及びｂ点を結ぶ直線の傾きを次式により求め
る。直線ａｂの傾き＝（ｂ点のデジタルコード−ａ点のデジタルコード）／ｂ点の供給電流値 …（２）

【００４３】これら（１）式及び（２）式からゲイン補
正Ａを次式によって求める。ゲイン補正Ａ＝直線ａｂの傾き／理想特性の傾き＝｛（ｂ点のデジタルコード−ａ点のデジタルコード）／ｂ点の供給電流値｝／（正の最大供給電流値における理想デジタルコード／正の最大供給電流値） …（３）

【００４４】次に、ａ点及びｃ点を結ぶ直線の傾きを次
式によって求める。直線ａｃの傾き＝（ａ点のデジタルコード−ｃ点のデジタルコード）／ｃ点の供給電流値 …（４）そして（１）式及び（４）式からゲイン補正Ｂを次式に
よって求める。ゲイン補正Ｂ＝直線ａｃの傾き／理想特性の傾き＝｛（ａ点のデジタルコード−ｃ点のデジタルコード）／ｃ点の電流値｝／（正の最大供給電流値における理想デジタルコード／正の最大供給電流値） …（５）

【００４５】さて、ステップＳｂ５の処理が終わり、ス
テップＳ１０でテストコントローラ１１が演算器１３の
処理終了を認識すると、現時点で対象となっているプロ
グラマブル比較器１６のキャリブレーションが完了した
ことになる。そこでステップＳ１１において、テストコ
ントローラ１１はユーザが指定した全てのプログラマブ
ル比較器に関してキャリブレーションを行ったかどうか
を判別する。キャリブレーションを行うべきプログラマ
ブル比較器１６がまだ残っているのであれば、対象とす
るプログラマブル比較器１６を次のものに変更して処理
をステップＳ２に戻し、前述したステップＳ２〜ステッ
プＳ１０（及び演算器１３のステップＳａ１〜Ｓａ６及
びステップＳｂ１〜Ｓｂ５）の処理を繰り返し行う。

【００４６】こうしてキャリブレーションが完了して、
その後、実際にＩＣを試験する段階になると、テストコ
ントローラ１１は電源供給回路３からＩＣの電源ピンへ
供給している電流値を検証することになる。そこで、テ
ストコントローラ１１は被試験ＩＣの消費電流として期
待される電流値に対応する理想特性上のデジタルコード
を（１）式に示す理想特性の傾きから算出する。次い
で、テストコントローラ１１は算出された理想デジタル
コードを演算器１３へ送出して理想デジタルコードの補
正を指示する。

【００４７】これにより演算器１３は、メモリ１４に格
納されているオフセットデジタルコード，ゲイン補正
Ａ，ゲイン補正Ｂを用いてテストコントローラ１１から
送られた理想デジタルコードの補正演算を行って、その
演算結果をテストコントローラ１１へ返送する。テスト
コントローラ１１は、アドレスＡＤＲＳを用いて何れか
のプログラマブル比較器１６を選択し、選択されたプロ
グラマブル比較器１６のＤＡＣ１６ａへ演算器１３から
送られた補正後のデジタルコードを供給する。以上によ
って、電源供給回路３及び電流電圧変換回路４で発生す
る誤差や、プログラマブル比較器１６に内在するオフセ
ット及びゲインの誤差が補償されて、正しい比較結果が
端子Ｔｃに得られるようになる。

【００４８】ここで、演算器１３は送られたデジタルコ
ードの値に応じて以下のようにして補正演算を行う。テストコントローラ１１からのデジタルコード＞０の場合補正後のデジタルコード＝ゲイン補正Ａ×テストコントローラ１１からのデジタルコード＋オフセットデジタルコード …（６）テストコントローラ１１からのデジタルコード≦０の場合補正後のデジタルコード＝ゲイン補正Ｂ×テストコントローラ１１からのデジタルコード＋オフセットデジタルコード …（７）これら２つの式は、図３で理想特性として示した直線Ｑ
上の点をａ点〜ｂ点又はａ点〜ｃ点をそれぞれ結ぶ直線
（つまり、現実の回路特性を表す直線）上の点へ変換す
るものである。

【００４９】なお、上記実施形態では、供給電流値の測
定点を「正の最大供給電流」，「０」，「負の最大供給
電流」の３点としているが、これ以外の複数の供給電流
値を用いるようにしても良く、そうすることによって、
一層高い精度で補正演算が行えるようになる。また、電
源供給点Ｐｓに供給する電流値として負の電流値が不要
であれば、電流値の測定点を「正の最大供給電流」及び
「０」の２点としても良く、また、供給する電流値とし
て正の電流値が不要であれば、電流値の測定点を「負の
最大供給電流」及び「０」の２点としても良い。さら
に、上記実施形態では、テストコントローラ１１及び演
算器１３を並行動作させているが、演算器１３の機能を
テストコントローラ１１自体に持たせて演算器１３を省
いた構成としても良く、さらには、メモリ１４をテスト
コントローラ１１に内蔵させるように構成しても良い。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
供給されるデジタルコードに対応するアナログ電圧値と
電源供給点を流れる電流に対応する電圧値との間の大小
関係を決定するプログラマブル比較器をキャリブレーシ
ョンするにあたって、”０”の電流値と”０”以外の所
定電流値について、電源供給点の電流に対応する電圧値
に略等しい電圧値が上記アナログ電圧値として得られる
実測デジタルコードを決定すると共に理想特性に基づい
て理想デジタルコードを算出し、算出されたこれらデジ
タルコードからオフセット補正データ及びゲイン補正デ
ータを算出して、実際にプログラマブル比較器を使用す
る段階では、これらの補正データを用いて、理想特性に
従って与えられるデジタルコードを補正するようにして
いる。これにより、従来必要であったオフセット調整や
ゲインの調整のための回路が不要になるとともに、電流
検出手段等を高精度部品で構成する必要がなくなり、装
置を安価に作製できる上に、装置の小型化も図れるとい
う効果がある。

【００５１】また、請求項２記載の発明によれば、”
０”以外の所定電流値として複数の電流値を用いるよう
にしたので、供給電流値とデジタルコードとの間の関係
としてより現実に近いものが得られ、さらに精度の高い
キャリブレーションが実現できるという効果がある。ま
た、請求項３記載の発明によれば、少なくとも”０”の
電流値については、電源供給点に供給される電流値を指
示通りの値となるように調整しているので、オフセット
補正データ及びゲイン補正データをより精度良く求める
ことができ、いっそう精確なキャリブレーションが可能
になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるプログラマブル
比較器のキャリブレーション装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図２】同実施形態におけるキャリブレーションの手
順を示すフローチャートである。

【図３】同実施形態における電源供給回路３の供給電
流とＤＡＣ１６ａに与えられるデジタルコードの関係を
示すグラフである。

【図４】従来の技術におけるプログラマブル比較器の
キャリブレーション装置の回路構成を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

３電源供給回路４電流電圧変換回路１１テストコントローラ１２Ｉ／Ｏ制御回路１３演算器１４メモリ１５デコード回路１６プログラマブル比較器１６ａＤＡＣ１６ｂ比較器１７抵抗器１８ＤＭＭ１９切り換え回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給されるデジタルコードをアナログ電
圧値へ変換する変換手段と、所定の電源供給点に供給さ
れる電流の電流値に対応した電圧値と前記アナログ電圧
値との間の大小関係を決定する比較手段を有するプログ
ラマブル比較器のキャリブレーション装置であって、指定された電流値の電流を前記電源供給点へ供給する電
源供給手段と、前記電源供給点を流れる電流の電流値を電圧値へ変換し
て前記比較手段へ出力する電流検出手段と、前記電源供給手段へ”０”の電流値及び”０”以外の所
定電流値の供給を指示し、前記電流検出手段の出力電圧
値に略等しい電圧値を前記変換手段から発生させる実測
デジタルコードを前記各供給電流値について決定すると
共に、供給電流値とデジタルコードとの間の理想特性に
基づいて前記各供給電流値に対応する理想デジタルコー
ドを算出し、前記”０”の電流値に対応する実測デジタ
ルコードをオフセット補正データとし、前記各供給電流
値に対応する実測デジタルコードと理想デジタルコード
とからゲイン補正データを算出する算出手段と、前記理想特性に従って前記変換手段へ与えられるデジタ
ルコードを前記オフセット補正データ及び前記ゲイン補
正データにより補正する補正手段とを備えたことを特徴
とするプログラマブル比較器のキャリブレーション装
置。
【請求項２】前記所定電流値は、前記電源供給手段が
供給可能な正の最大電流値〜負の最大電流値の範囲内で
選択された複数個の電流値から成ることを特徴とする請
求項１記載のプログラマブル比較器のキャリブレーショ
ン装置。
【請求項３】前記電源供給点の電圧値を測定する電圧
測定手段を有し、前記算出手段は、少なくとも前記”０”の電流値につい
て、前記電源供給手段に指示する電流値を変化させなが
ら、前記電圧測定手段によって測定される前記電源供給
点の電圧値を前記指示電流値に対応した電圧値へ調整す
ることを特徴とする請求項１又は２記載のプログラマブ
ル比較器のキャリブレーション装置。
【請求項４】前記算出手段は、前記デジタルコードを
変化させながら、前記比較手段から出力される前記大小
関係が反転するときの境界のデジタルコードを前記実測
デジタルコードに決定することを特徴とする請求項１〜
３の何れかの項記載のプログラマブル比較器のキャリブ
レーション装置。