JPS63191979A - Measuring instrument for transmission line parameter - Google Patents
Measuring instrument for transmission line parameterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、測定用入力信号と反射信号をサンプリングし
、デジタル化した後信号処理を行い、伝送路パラメータ
を高精度で求めうるようにした伝送路パラメータ測定装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention provides a transmission system in which a measurement input signal and a reflected signal are sampled, digitized, and then subjected to signal processing, thereby making it possible to obtain transmission path parameters with high precision. The present invention relates to a road parameter measuring device.
多数の端子を有する集積回路の試験等において１、多数
の信号を既知の位相差（時間差）でそれらの端子に入力
せしめることが非常に重要である。そのため、従来より
信号源と被測定集積回路の端子間に遅延回路を設け、そ
れらを調整することにより各端子における信号の位相を
調整している。In testing an integrated circuit having a large number of terminals, it is very important to input a large number of signals to the terminals with a known phase difference (time difference). Therefore, conventionally, delay circuits are provided between the signal source and the terminals of the integrated circuit under test, and by adjusting them, the phase of the signal at each terminal is adjusted.
各端子における信号の位相の絶対値よりも、それら信号
間の位相差（遅延差）がより重要である。The phase difference (delay difference) between the signals is more important than the absolute value of the phase of the signals at each terminal.
まず時間領域反射率計を構成して信号源と各端子間の遅
延を測定し、それらの遅延差を最小にするように調整す
る。そのため、従来は第２図に示すような伝搬遅延時間
測定装置により遅延を求めていた。First, a time-domain reflectometer is configured to measure the delay between the signal source and each terminal, and adjustments are made to minimize the difference in delay between them. Therefore, conventionally, the delay has been determined using a propagation delay time measuring device as shown in FIG.
抵抗５を介して時間間隔カウンタ１０のストップ入イッ
チ６を介して伝送路６７、被測定素子（集積回路）のソ
ケット端子７に伝達される。端子１にステップが印加さ
れる時刻より一定時間前に、端子２よりカウンタ１０の
スタート入力端子にパルスを印加しその時刻計〇にカウ
ンタの計数を開始する。The signal is transmitted through the resistor 5, the stop switch 6 of the time interval counter 10, the transmission line 67, and the socket terminal 7 of the device under test (integrated circuit). A certain period of time before the time when a step is applied to terminal 1, a pulse is applied from terminal 2 to the start input terminal of counter 10, and the counter starts counting at the time of the clock.
第２図の（ｂ）と（Ｃ１は、それぞれスイッチ６がオフ
及びオンの場合におけるストップ入力端子８における電
圧の時間変化を示したものである。(b) and (C1) of FIG. 2 show the time change of the voltage at the stop input terminal 8 when the switch 6 is off and on, respectively.
第２図の（ｂ）では、時刻ｔｌ＋近傍においてステップ
信号が立ち上り、時刻１．□近傍でスイッチ６からの反
射信号が立ち上っている。従って時間間隔１、□−ｔ１
１はスイッチ６とサンプリング点（抵抗５とスイッチ６
への伝送路の接続点） ｓｐ間の伝搬遅延時間の２倍と
なる。In (b) of FIG. 2, the step signal rises near time tl+, and time 1. □A reflected signal from switch 6 is rising nearby. Therefore, time interval 1, □-t1
1 is switch 6 and sampling point (resistance 5 and switch 6
connection point of the transmission path) is twice the propagation delay time between sp.
第２図の（Ｃ）では時間間隔ｔ２□−ｔ２１が伝送路６
７の伝搬遅延時間の２倍だけ第２図のｆｂ）の場合より
伸びている。In (C) of Fig. 2, the time interval t2□-t21 corresponds to the transmission line 6.
7 is longer than the case fb) in FIG. 2 by twice the propagation delay time.
前述のように１．、−１゜＝ｔＺｌ ｔ。と選れてい
るので、伝送路６７の伝搬遅延時間ｔ６７は次式で求ま
る。As mentioned above, 1. , -1°=tZl t. Therefore, the propagation delay time t67 of the transmission line 67 can be found by the following equation.
２ も ６？ ＝ （ｔＺ □−ｔ ｚ＋）
（ｊ ＋ｚ ｊ ｚ）＝（ｔ２□−ｔ
２１＋（ｔＺ１ ｔ。））＝（ｔ１□−１，、＋ （
１，、−１゜））＝（ｔ２□−ｔｏ）−（ｔ＋□−ｔｏ
）従って、カウンタ１０の計数を時刻ｔｏ（任意）に開
始し、反射信号の開始時刻ｔ２゜及びｔ＋ｚでそれぞれ
終了することによりｔ２□−ｔｏとｔ１２ ｔｏが求
まり、従って、ｔ６？が求まる。2 or 6? = (tZ □−t z+)
(j + z j z) = (t2□-t
21+(tZ1 t.))=(t1□−1,,+(
1,, -1゜))=(t2□-to)-(t+□-to
) Therefore, by starting the counting of the counter 10 at time to (arbitrary) and ending it at the start time t2° and t+z of the reflected signal, t2□-to and t12 to are obtained, and therefore, t6? is found.
この方法ではいろいろな欠点を生ずる。This method presents various drawbacks.
上述の装置では高速ステップを使用するため、伝送路の
不整合による波形のなまりやリンギングを生じ、カウン
タ１０のトリガレベル（第２図の（ｂ）。Since the above-mentioned device uses a high-speed step, waveform distortion and ringing occur due to mismatching of the transmission path, and the trigger level of the counter 10 (FIG. 2(b)).
（Ｃ）におけるｖ、□やＶ２□）の設定が困難である。It is difficult to set v, □ and V2□ in (C).
即ち、波形の不要成分（リンギングやなまりなど）によ
り同一ステップ入力同一トリガレベルでもカウンタ１０
の指示値が変化する。また、ステップの大きさを変えた
ときはトリガレベルをどこに設定するかを決めるために
トリガ可能範囲を詳細にしらべであるレベル（例えばト
リガ可能範囲の中点）を選択する。この作業は非常にわ
ずられしく数分を要することもある。In other words, due to unnecessary waveform components (ringing, rounding, etc.), even if the same step input and the same trigger level occur, the counter 10
The indicated value changes. Furthermore, when changing the step size, in order to decide where to set the trigger level, examine the triggerable range in detail and select a certain level (for example, the midpoint of the triggerable range). This task is very tedious and may take several minutes.
また、ソケット端子のストレー容量の違いによる波形な
まりの補正などは不可能である。Furthermore, it is impossible to correct waveform rounding due to differences in stray capacitance of socket terminals.
本発明の目的は、伝送路のステップ応答波形をサンプリ
ングした後デジタル化してメモリし、それを信号処理し
て上述の欠点を解消することである。An object of the present invention is to sample a step response waveform of a transmission line, digitize it, store it in memory, and perform signal processing to eliminate the above-mentioned drawbacks.
本発明の一実施例においては、伝送路に入力されたステ
ップ信号とその反射信号は、＋←−←テ←サンプリング
されデジタル化された後信号処理される。サンプリング
された波形（デジタルデータ）は信号波形を時間軸拡大
により表示したものとなる。In one embodiment of the present invention, a step signal input to a transmission path and its reflected signal are sampled and digitized, and then subjected to signal processing. The sampled waveform (digital data) is a signal waveform displayed by enlarging the time axis.
デジタルデータを処理することによりリンギングの影響
を消去して、ステップ波形の開始時刻をステップ高さの
相対位置から決定している。反射波の開始時刻も反射信
号と入力ステップ信号との相対関係から定められる。The influence of ringing is eliminated by processing digital data, and the start time of the step waveform is determined from the relative position of the step height. The start time of the reflected wave is also determined from the relative relationship between the reflected signal and the input step signal.
さらに、信号の立ち上り波形から、端子容量の推定と伝
搬遅延時間測定に対するその影響の補正をおこなってい
る。Furthermore, the terminal capacitance is estimated and its influence on the propagation delay time measurement is corrected based on the rising waveform of the signal.
第１図は本発明の一実施例の伝送路パラメータ測定装置
のブロック図と観測される信号波形図を示す。第１図の
（ａｌにおいて第２図の（ａｌにおけると同一の機能性
能を有する部分には同一の参照番号を付しである。第１
図の（ａｌにおいて、第２図の（ａ）と異る部分につい
て以下に説明する。FIG. 1 shows a block diagram of a transmission line parameter measuring device according to an embodiment of the present invention and a diagram of observed signal waveforms. Parts in FIG. 1 (al) that have the same functional performance as in FIG. 2 (al) are given the same reference numerals.
In (al) of the figure, the parts that are different from (a) of FIG. 2 will be explained below.
サンプラ１１は抵抗５から入力した信号をサンプリング
しデジタイザ１２に入力する。デジタル化された信号波
形データはメモリ１３に一定期間連続的に蓄積される。The sampler 11 samples the signal input from the resistor 5 and inputs it to the digitizer 12. The digitized signal waveform data is continuously stored in the memory 13 for a certain period of time.
計算／制御部１４は、メモリ１３にある信号波形データ
から後述するように伝送路パラメータを計算する。計算
／制御部１４はまた、サンプラ１１．デジタイザ１２．
メモ１月３およびその他の周辺装置を制御して周知のデ
ータ収集と計算をおこなわせる。なお、端子２から入力
されたパルスは、サンプラＩＩのサンプリング操作の同
期をとるとともに、その他の装置の同期をとっている。The calculation/control unit 14 calculates transmission path parameters from the signal waveform data stored in the memory 13 as described later. The calculation/control unit 14 also includes a sampler 11. Digitizer 12.
Controls Memo 3 and other peripherals to perform well-known data collection and calculations. Note that the pulse inputted from the terminal 2 synchronizes the sampling operation of the sampler II and also synchronizes other devices.
本発明の一実施例では、端子１に入力されるステップ信
号はくり返し周波数１０ＭＨ２の短形波であり、時間分
解能Ｌｏｐｓでメモ１月３に蓄積される波形データは１
０，０００点であるが、これはこの発明を限定するもの
ではない。In one embodiment of the present invention, the step signal input to terminal 1 is a rectangular wave with a repetition frequency of 10 MH2, and the waveform data accumulated in January 3 with a time resolution of Lop is 1
0,000 points, but this does not limit the invention.
なお、第１図の（ａｌではサンプリング点ｓｐとスイッ
チ６の間に伝送路４６が挿入されているが、測定される
べきソケット端子７１．〜，７５とサンプリング点ｓｐ
までの伝送路に共通に入るので、遅延時間の差分を調整
する用途では無視される。スイッチ６は計算／制御部１
４の指令により、ソケット端子７１、〜，７５をスイン
チロに結ぶ伝送路６７１．〜，６７５を順次切り換えて
伝搬遅延時間を求める。In addition, although the transmission line 46 is inserted between the sampling point sp and the switch 6 in (al) of FIG.
Since it enters the transmission path in common, it is ignored when adjusting the difference in delay time. Switch 6 is calculation/control unit 1
4, the transmission line 671.4 connects the socket terminals 71, -, 75 to the input terminal. . . , 675 are sequentially switched to find the propagation delay time.
第１図の（ｂｌは、伝送路６７１．〜，６７５の−っを
測定しているときのサンプラ入力波形（およびメモリさ
れた波形データ）を示している。In FIG. 1, (bl) indicates the sampler input waveform (and memorized waveform data) when measuring the transmission lines 671. to 675.
メモリに蓄積された波形データから伝送路パラメータを
求める計算方法についてつぎに述べる。A calculation method for determining transmission path parameters from waveform data stored in memory will be described next.
（イ）伝搬遅延時間の測定
１、 ステップ信号の立ち上り前の１０点の波形データ
から、平均電圧としてＶ。を求め信号波形の基底値とす
る。(b) Measurement of propagation delay time 1. From waveform data at 10 points before the rise of the step signal, calculate V as the average voltage. is determined and used as the base value of the signal waveform.
２、 ステップ信号の立ち上り部のリンギングにおける
最初の極大・極小点の電圧Ｖ、、、Ｖｂを３、電圧Ｖ０
とｖ３の間の足止で分割する電圧ｖ ＋ （例えばｖ、
＝χＶ３ ＋（１−χ）Ｖ、；０くχく＝１）を選び、
信号の立ち上りにステップ印加後はじめて■１を切る時
刻１．を最大値Ｖ、を求める。2. The voltage V at the first maximum and minimum points in the ringing at the rising edge of the step signal is 3, Vb is 3, and the voltage V0 is
The voltage v + (e.g. v,
= χV3 + (1-χ)V, ;0 x χ = 1),
■ Time at which the voltage drops to 1 for the first time after applying a step at the rising edge of the signal 1. Find the maximum value V.
５、ＶｔとＶ３を足止で分ける電圧ｖ２を求め、波形が
はじめて反射信号でＶ２を切る時刻１Ｚを求める。（例
えばＶｚ”ＹＶｔ”（１３’）Ｖ３；Ｏ＜ｙ＜＝１）
６、ｔ２−ｔ、からサンプリング点ｓｐと選択されたソ
ケット端子間の往復の伝搬遅延時間が求められる。5. Find the voltage v2 that separates Vt and V3 at a stop, and find the time 1Z when the waveform first crosses V2 with the reflected signal. (For example, Vz"YVt"(13')V3;O<y<=1) 6. From t2-t, the round-trip propagation delay time between the sampling point sp and the selected socket terminal is determined.
（ロ）ソケット端子の負荷容量の効果
第１図の（Ｃ）は反射信号の立ち上りをより緩慢に誇張
して表わしである。図においてＲで示した部分は約２０
０データ点を含む程度であり、次の式によって波形が近
似される。信号波形は時間ｔの関数Ｖ（ｔ）であり、
Ｖ（ｔ）＝Ｖｔ（１２ｅｘｐ（（ｔ ｔｓ）／ＲＣ）
））。(b) Effect of load capacitance of socket terminals (C) of FIG. 1 shows the rise of the reflected signal in a more gradual and exaggerated manner. The part marked R in the figure is approximately 20
The waveform is approximated by the following equation. The signal waveform is a function of time t, V(t), and V(t) = Vt(12exp((t ts)/RC)
)).
ここで、■、は入力ステップ電圧振幅、 Ｖ （ｔ）は
反射信号波形、Ｃは伝送路の遠端負荷容量、Ｒは伝送路
の特性インピーダンス（抵抗５０Ω）。Here, ■ is the input step voltage amplitude, V (t) is the reflected signal waveform, C is the far end load capacitance of the transmission line, and R is the characteristic impedance of the transmission line (resistance 50Ω).
ｔ、は定数である。t is a constant.
上式から、
ｊ２ｎ （（Ｉ Ｖ（ｔ）／Ｖｔ）／２） ＝ ｊ
ｓ／（ＲＣ）−ｔ ／（ＲＣ）。From the above formula, j2n ((IV(t)/Vt)/2) = j
s/(RC)-t/(RC).
ここで、各データ点を時刻ｈ＝（ｉ＝Ｌ２．・・・ｎ）
とし、又各ｈ、に対する一１ｎ （（１−ｖ（ｈｉ）／
Ｖ ｔ）／ ２ ’］をｙ、とし、ｔ Ｓ／ＣＲＣ＞を
ｋとし、Ｗ＝１／ＲＣとおくと、
Ｙｔ＝−に＋ｗｈｚ
となる。但しり、の原点は適当に選んでよい。Here, each data point is defined as time h=(i=L2...n)
and 1n ((1-v(hi)/
Vt)/2'] is y, tS/CRC> is k, and W=1/RC, then Yt=-+whz. However, the origin of can be chosen arbitrarily.
最小自乗法によって、Ｗを推定すると
となる。このＷからＣ＝１／（ＷＲ）としてＣが求まる
。W is estimated by the least squares method. From this W, C is found as C=1/(WR).
（ハ） 伝搬遅延時間測定の精密化
伝搬遅延時間測定において、前記容量Ｃがソケット端子
における波形のなまりにどの程度影響しているかがわか
っているときは補正により測定精度を高めることもでき
る。(C) Precision measurement of propagation delay time In measurement of propagation delay time, if it is known how much the capacitance C affects the rounding of the waveform at the socket terminal, the measurement accuracy can be improved by correction.
伝搬遅延時間ｔｃとして表ねきれるが、ｔ ％ ｚｔ
％ ＋ ｔ ６２
である。It can be expressed as the propagation delay time tc, but t % zt
% + t62.
従って、Ｃによる影響（ＣＲ）がもともとの波形の立ち
時間の数倍であれば、伝搬遅延時間を定めるｔ２をｔ２
− （ＣＲ）として精度向上が可能となる。Therefore, if the influence of C (CR) is several times the rise time of the original waveform, then t2, which determines the propagation delay time, should be set to t2.
- Accuracy can be improved as (CR).
なお、ソケット端子に負荷されたインピーダンスが容量
で／ないときも同じような考え方を適用できる。インダ
クタンス負荷におけるインダクタンスや不整合抵抗終端
なども、そのインダクタンス値と抵抗値が求められ、同
様に伝搬遅延時間の補正にも用いられる。Note that the same idea can be applied when the impedance loaded on the socket terminal is/is not capacitance. The inductance and resistance values of inductance in an inductance load, mismatched resistance termination, etc. are determined, and are similarly used to correct the propagation delay time.
本発明の一実施例について前述したことから、本発明の
実施により、伝送線路の伝搬遅延時間の測定や負荷され
る端子インピーダンスの測定が容易に、自動的におこな
える。また、測定される負荷端子容量により伝搬時間の
精密化も行えるので、実用に供して有益である。As described above regarding one embodiment of the present invention, by implementing the present invention, measurement of propagation delay time of a transmission line and measurement of loaded terminal impedance can be easily and automatically performed. Furthermore, the propagation time can be refined based on the measured load terminal capacitance, which is useful for practical use.
第１図は本発明の一実施例の伝送パラメータ測定装置の
ブロック図と観測される信号波形図。第２図は従来例の
伝搬遅延時間測定装置のブロック図と観測される波形図
。
１ニステップ信号入力端子；２：パルス入力端子；３：
入力高速バッファ；４，５：抵抗；６：スイツチ；４６
．４７．６７１．〜，６７５：伝送路；７．７１゜〜、
７５：ソケソト端子；８ニストップ入力端子；９：スト
ンブ入力端子；１０：時間間隔カウンタ；１１：サンブ
ラ；１２：デジタイザ；１３：メモリ；１４：計算／制
御部；ｓｐ：サンプリング点。FIG. 1 is a block diagram of a transmission parameter measuring device according to an embodiment of the present invention and a diagram of observed signal waveforms. FIG. 2 is a block diagram of a conventional propagation delay time measuring device and a diagram of observed waveforms. 1 Ni-step signal input terminal; 2: Pulse input terminal; 3:
Input high-speed buffer; 4, 5: Resistor; 6: Switch; 46
．． 47.671. ~, 675: Transmission line; 7.71° ~,
75: socket terminal; 8 stop input terminal; 9: stomb input terminal; 10: time interval counter; 11: sampler; 12: digitizer; 13: memory; 14: calculation/control unit; sp: sampling point.
Claims (1)
ングしてデジタル化した後前記信号の少なくとも３点か
ら前記信号の伝送路パラメータを決定するようにした伝
送路パラメータ測定装置。 ２、前記伝送路パラメータが伝送路の伝搬遅延時間であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の伝送路
パラメータ測定装置。 ３、前記伝搬遅延時間が、伝送路遠端負荷容量の影響を
補正したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
２項記載の伝送路パラメータ測定装置。[Scope of Claims] 1. A transmission line parameter measuring device which samples and digitizes an input step signal for measurement and its reflected signal, and then determines a transmission line parameter of the signal from at least three points of the signal. 2. The transmission path parameter measuring device according to claim 1, wherein the transmission path parameter is a propagation delay time of the transmission path. 3. The transmission line parameter measuring device according to claim 2, wherein the propagation delay time is obtained by correcting the influence of a far-end load capacity of the transmission line.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62025253A JP2532229B2 (en) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | Transmission line parameter measuring device |
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Publications (2)
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Family Applications (1)
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