TWI392250B - 光接收裝置、測試裝置、光接收方法、測試方法、測試模組及半導體晶片 - Google Patents

光接收裝置、測試裝置、光接收方法、測試方法、測試模組及半導體晶片 Download PDF

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TWI392250B
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Description

光接收裝置、測試裝置、光接收方法、測試方法、測試模組及半導體晶片
本發明是關於一種用於輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,及用於測試半導體電路等的被測試元件之測試裝置。本專利申請與下述的日本國專利申請有關。對藉由文獻的參照來組入時所認可之指定國而言,將下述專利申請所記述的內容藉由參照而組入本專利申請中,以作為本專利申請的一部分。
日本專利申請之特申2005-216044申請日2005年7月26日
在習知技術中,光通信的光接收裝置將接收了光信號的光電二極體所生成的光感應微弱電流,利用阻抗轉換電路而轉換為電壓信號。由於該電流的電流值小,所以從光電二極體到阻抗轉換電路的電流路徑存在著信號的S/N比非常差的場所。而且,對共態(common mode)雜訊的耐性也低。
而且,光發送裝置側的雷射二極體所輸出的脈波(pulse),由於脈波上升時間和脈波下降時間非對稱,所以由符號間干涉所導致的時序跳動(jitter)增加。另外,由於光學系統的溫度漂移與電子電路相比時較大,所以多採用時脈埋置傳送方式(CDR方式),通常以AC結合方式來傳送資料。因此,為了不超出傳送系統的低頻帶截止頻率,需要進行編碼。
由於這些問題會導致光接收裝置的頻帶限制、收發電子電路的擴大及複雜化。如每通道的信號處理電路規模大,則在進行並行光傳送的情況下,成本效率會惡化。
針對這些光傳送中的問題,在電氣傳送的情況下,為了減輕符號間干涉,已知有一種在接收電路側進行電荷運算的電路(例如,請參照專利文獻1)。該電路為一種藉由求取在信號波形的前一週期所充電之電荷和在現週期所充電之電荷的差值以降低符號間干涉的電路。
專利文獻1:日本專利早期公開之特開2005-25768號公報,第17-18頁,第15圖
但是,在習知的光傳送中,上述的符號間干涉的問題、雜訊的問題、傳送系統的低頻帶截止頻率的問題無法解決。
因此,本發明的目的是提供一種能夠解決上述課題的光接收裝置、測試裝置、光接收方法、測試方法、測試模組及半導體晶片。該目的藉由申請專利範圍中的獨立項所記述之特徵的組合而達成。而且,從屬項規定本發明的更加有利的具體例子。
為了解決上述課題,在本發明的第1形態中,提供了一種光接收裝置,其為一種接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,包括:受光元件,接收光信號並輸出與光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將與數位式資料的現週期相對應的光 電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將現週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據現週期積分器所積分的電荷量和前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
現週期積分器可具有:在將受光元件的電流輸出端及資料值識別電路的電壓輸入端進行連接的現週期傳送路、和基準電位之間所設置的電容器。前週期積分器可具有電容器,其在受光元件的電流輸出端和資料值識別電路的電壓輸入端之間,與現週期傳送路並列設置著。
光接收裝置還可包括:前週期控制部,將前週期中的光電流供給到前週期積分器;現週期控制部,將現週期中的光電流供給到現週期積分器;差值控制部,在現週期中,將現週期積分器的積蓄有正電荷的終端,與前週期積分器的積蓄有負電荷的終端進行連接,並依據前週期積分器所積蓄的電荷量,使現週期積分器放電。
前週期控制部具有第1開關,其對前週期積分器的前述受光元件側的終端應連接至受光元件或基準電位中的哪一個來進行切換;現週期控制部具有第2開關,其對現週期積分器的受光元件側的終端應連接至受光元件或基準電位中的哪一個來進行切換;差值控制部具有第3開關,其對前週期積分器的資料值識別電路側的終端應連接至現週期積分器的受光元件側的終端或基準電位中的哪一個來進行切換。
資料值識別電路在現週期積分器所積分的電荷量,較前週期積分器所積分的電荷量大時,輸出H位準(level)作為現週期的資料值,當現週期積分器所積分的電荷量,較前週期積分器所積分的電荷量小時,輸出L位準作為現週期的資料值,當現週期積分器所積分的電荷量與前週期積分器所積分的電荷量大致相等時,輸出前週期中的資料值作為現週期中的資料值。
在本發明的第2形態中,提供了一種光接收裝置,其為一種接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,包括:受光元件,接收光信號並輸出與光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與數位式資料的偶數週期相對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與數位式資料的奇數週期相對應的光電流,在該週期內的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據第1現週期積分器所積分的電荷量和第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據第2現週期積分器所積分的電荷量和第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,輸出數位 式資料的奇數週期中的資料值。
本發明的第3形態提供一種測試裝置,其為一種對被測試元件進行測試的測試裝置,包括:測試頭,載置著被測試元件;主體部,通過測試頭進行被測試元件和數位式資料的接收發送,並判定被測試元件的好壞;光發送裝置,設置在測試頭及主體部上,將應傳送的數位式資料作為光信號以進行發送;光接收裝置,設置在測試頭及主體部上,用於接收光信號,並輸出由光信號所傳送之數位式資料的資料值;而且,光接收裝置包括:受光元件,接收光信號,並輸出與光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將數位式資料的與現週期對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將現週期的與前週期對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據現週期積分器所積分的電荷量和前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
本發明的第4形態提供一種測試裝置,其為一種對被測試元件進行測試的測試裝置,包括:測試頭,載置著被測試元件;主體部,通過測試頭進行被測試元件和數位式資料的接收發送,並判定被測試元件的好壞;光發送裝置,設置在測試頭及主體部上,將應傳送的數位式資料作為光信號以進行發送;光接收裝置,設置在測試頭及主體部上,用於接收光信號,並輸出由光信號所傳送之數位式資料的資料值;而且,光接收裝置包括:受光元件,接收光信號, 並輸出與光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與數位式資料的偶數週期相對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與數位式資料的奇數週期相對應的光電流,在該週期內的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據第1現週期積分器所積分的電荷量和第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,輸出數位式資料的偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據第2現週期積分器所積分的電荷量和第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的奇數週期中的資料值。
本發明的第5形態提供一種光接收方法,其為一種接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收方法,包括:受光階段,利用受光元件來接收光信號,並輸出與光信號的強度對應的光電流;現週期積分階段,將與數位式資料的現週期對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分階段,將現週期的與前週期對應的光電流,在該週期中之與設定的期間大致相等的期間進行積分;資料值識別階段,根據現週期積分階段所積分的電荷量,和前週期積分階段所積分的電荷量之差 值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
本發明的第6形態提供一種測試方法,其為一種對被測試元件進行測試的測試方法,包括:在測試裝置的測試頭上載置著被測試元件的階段;利用測試裝置的主體部,通過測試頭進行被測試元件和數位式資料的接收發送,並判定被測試元件的好壞之階段;發送階段,利用該測試頭及主體部上所設置的光發送裝置,將應傳送的數位式資料作為光信號以進行發送;接收階段,利用該測試頭及主體部上所設置的光接收裝置,接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值;而且,接收階段包括:受光階段,利用光接收裝置的受光元件來接收光信號,並輸出與光信號的強度對應的光電流;現週期積分階段,將與數位式資料的現週期對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分階段,將現週期的與前週期對應的光電流,在該週期中之與設定的期間大致相等的期間進行積分;資料值識別階段,根據現週期積分階段所積分的電荷量,和在前週期積分階段所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
本發明的第7形態提供一種測試模組,其為一種設置在對被測試元件進行測試的測試裝置中,並接收光信號,且輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之測試模組,包括:受光元件,接收光信號,並輸出與光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將與數位式資料的現週期相對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;前 週期積分器,將現週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據現週期積分器所積分的電荷量和前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
本發明的第8形態提供一種測試模組,其為一種設置在對被測試元件進行測試的測試裝置中,並接收光信號,且輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之測試模組,包括:受光元件,接收光信號並輸出與光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與數位式資料的偶數週期相對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與數位式資料的奇數週期相對應的光電流,在該週期內的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據第1現週期積分器所積分的電荷量和第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據第2現週期積分器所積分的電荷量和第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的奇數週期中的資料值。
本發明的第9形態提供一種半導體晶片,其在半導體基板上具有用於接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,且光接收裝置包括:受光元件,接收光信號,並輸出與光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將數位式資料的與現週期對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將現週期的與前週期對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據現週期積分器所積分的電荷量和前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。
本發明的第10形態提供一種半導體晶片,其在半導體基板上具有用於接收光信號,並輸出由光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,且光接收裝置包括:受光元件,接收光信號,並輸出與光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與數位式資料的偶數週期相對應的光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與數位式資料的奇數週期相對應的光電流,在該週期內的與設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的光電流,在該週期中的與設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據第1現週期積分器所積分的電荷量和第1前 週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據第2現週期積分器所積分的電荷量和第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出數位式資料的奇數週期中的資料值。
另外,上述的發明的概要並未列舉本發明所必需之特徵的全部,這些特徵群的子集(sub-combination)也可又形成發明。
如利用本發明,對利用光傳送所傳送的數位式資料的資料值,可降低符號間干涉等的影響而精度良好地進行識別。
以下,通過發明的實施形態來對本發明進行說明,但以下的實施形態並不對申請專利範圍所屬的發明進行限定,而且在實施形態中所說明之特徵的組合的全部,也未必是發明的解決方法所必須的。
圖1所示為關於本發明的實施形態之測試裝置100的構成的一個例子。測試裝置100為對半導體電路等的被測試元件200進行測試的裝置,具有主體部10及測試頭20。測試頭20載置著被測試元件200,並與被測試元件200進行信號的發送接收。
而且,主體部10藉由測試頭20來與被測試元件200進行信號的發送接收,以判定被測試元件200的好壞。例如,主體部10將應輸入到被測試元件200中的測試信號,通過測試頭20供給到被測試元件200,並通過測試頭20 來接收被測試元件200所輸出的輸出信號。然後,主體部10根據該輸出信號來判定被測試元件200的好壞。
而且,主體部10及測試頭20分別具有用於傳送信號的光發送裝置30及光接收裝置40。光發送裝置30及光接收裝置40藉由連接主體部10和測試頭20的多個光纖來傳送光信號。主體部10和測試頭20的間隔為例如小於等於10m的近距離,所以可以低成本以並列地設置多個光纖。光發送裝置30可利用眾所周知的裝置。
另外,在本例中,為了在主體部10和測試頭20之間傳送信號而分別具有光傳送裝置30及光接收裝置40,但測試裝置100也可在所需的位置上具備一測試模組,此測試模組具有光發送裝置30及光接收裝置40中的至少一個。例如,可在能夠利用光纖來傳送信號的所需的位置上設置該測試模組。
圖2所示為光接收裝置40之機能方塊(block)的一個例子。光接收裝置40為用於接收該光發送裝置30所發送的光信號,並輸出藉由光信號所傳送的數位式資料的資料值,此光接收裝置40包括:受光元件42、1週期延遲元件44、前週期積分器46、現週期積分器48、差值計算器50及資料值識別電路52。
受光元件42接收光信號,並輸出與光信號的強度對應的光電流。例如,受光元件42為光電二極體。亦即,受光元件42所輸出的光電流依據由光信號所傳送的數位式資料之各資料週期中的資料值的遷移而變化。
現週期積分器48將數位式資料的與現週期相對應的光電流在週期內的設定期間進行積分。例如,現週期積分器48具有藉由該光電流來進行充放電的電容器,並在該週期的全期間中使光電流供給到該電容器,且利用該電容器所積蓄的電荷量將該光電流進行積分。
1週期延遲元件44使受光元件42所輸出的光電流延遲數位式資料的1資料週期並供給到前週期積分器46。前週期積分器46將現週期積分器48對光電流積分之現週期的與前資料週期相對應的光電流,在該資料週期中與前述設定期間大致相等的期間進行積分。例如,前週期積分器46具有藉由該光電流來進行充放電的電容器,並在該週期的全期間中向該電容器供給光電流,且利用該電容器所積蓄的電荷量將該光電流進行積分。
差值計算器50計算現週期積分器48在現週期中已將光電流積分之電荷量,和前週期積分器46在前週期中已將光電流積分之電荷量的差值。在本例中,差值計算器50從現週期積分器48所積分的電荷量,減去前週期積分器46所積分的電荷量。
資料值識別電路52根據差值計算器50所計算的差值,以輸出數位式資料的現週期中的資料值。例如,資料值識別電路52在現週期積分器48所積分的電荷量,較前週期積分器46所積分的電荷量還大的情況下,輸出H位準作為數位式資料的現週期中的資料值。而且,在現週期積分器48所積分的電荷量較前週期積分器46所積分的電 荷量還小的情況下,輸出L位準作為現週期中的資料值。而且,在現週期積分器48所積分的電荷量,與前週期積分器46所積分的電荷量大致相等的情況下,輸出前週期中的資料值作為現週期中的資料。
圖3所示為受光元件42所輸出之光電流的波形的一個例子。在圖3中,橫軸表示時間,縱軸表示電流值。而且,在本例中,由光信號所傳送的數位式資料具有設定的資料週期(tn-1~tn、tn~tn+1、…)。如使現在的資料週期為〔tn~tn+1〕,則現週期積分器48將該週期中的光電流進行積分。將光電流在現週期中進行積分之電荷量Qn,以現週期的電流波形的面積來表示。
而且,前週期積分器46將前週期〔tn-1~tn〕中的光電流進行積分。將光電流在前週期中所積分的電荷量Qn-1,藉由前週期的電流波形的面積來表示。
由於光電二極體等受光元件42所生成的光電流的波形,具有設定的上升時間及下降時間,所以在資料週期短的情況下,如圖3所示,電流波形無法設定在所定的H位準或L位準。在這種情況下,如利用電流值或將電流值進行了轉換的電壓值來對光電流進行解調,則資料值不能精度良好地進行解調。
但是,藉由如圖2所示的光接收裝置40那樣,對前週期中的光電流的積分值和現週期中的光電流的積分值進行比較,可精度良好地識別現週期中的資料值。例如,現週期中的光電流的積分值較前週期中的光電流的積分值還 大的情況下,由於顯示的是光電流正在增大,所以至少可識別現週期的資料值為1。
同樣,現週期中的光電流的積分值較前週期中的光電流的積分值還小的情況下,由於顯示的是光電流正在減少,所以至少可識別現週期的資料值為0。而且,在現週期中的光電流的積分值與前週期中的光電流的積分值相等的情況下,由於顯示的是光電流的電流值正在飽和,所以至少可識別現週期的資料值與前週期的資料值相同。
這樣,光接收裝置40將現週期的光電流的積分值與前週期的光電流的積分值進行比較,並根據比較結果來識別現週期的資料值,所以即使在光電流未設定的情況下,也可精度良好地識別資料值。而且,即使在因溫度變動、元件惡化等要因而對資料傳輸率有長週期的漂移在光電流上相重疊的情況下,由於將連續的周期間的光電流的積分值進行比較,所以可使該漂移的影響非常小。
而且,在例如資料值1長期間連續的情況下,光電流的電流值飽和。在這種情況下,如產生使電流值減少的漂移成分,則會誤識別資料值。因此,資料值識別電路52在現週期積分器48所積分的電荷量與前週期積分器46所積分的電荷量之差值處於預定的容許範圍內的情況下,較佳是計算出使電荷量成為相等時的比較結果。該容許範圍可根據在光電流上所重疊之漂移成分的每1資料週期的容許值而預先確定。
圖4所示為光接收裝置40的電路構成的一個例子。 光接收裝置40包括受光元件42、前週期積分器46、現週期積分器48、第1開關54、第2開關56、第3開關58、現週期傳送路57、前週期傳送路59及資料值識別電路52。在圖4中,與圖2付以相同符號的構成要素,與在圖2中所說明的構成要素具有相同或同樣的機能及構成。
光接收裝置40也可形成在半導體晶片上。例如,該半導體晶片也可在半導體基板上具備信號發送裝置40。而且,也可在該半導體晶片上形成光接收裝置40之構成的一部分。
現週期傳送路57將受光元件42的電流輸出端和資料值識別電路52的電壓輸入端進行連接。現週期積分器48為電容器,其在現週期傳送路57和設定的基準電位之間是與資料值識別電路52的電壓輸入端並列設置著。以下,利用接地電位作為該基準電壓來進行說明,但該基準電位並不限定於接地電位。
前週期傳送路59與現週期傳送路57並列設置著,將受光元件42的電流輸出端和資料值識別電路52的電壓輸入端進行連接。前週期積分器46為電容器,其在前週期傳送路59的路徑上與資料值識別電路52的電壓輸入端串聯設置著。
第1開關54在前週期傳送路59上設置於受光元件42和前週期積分器46之間。而且,第1開關54對前週期積分器46的受光元件42側的終端應連接至受光元件42或接地電位中的哪一個來進行切換。亦即,第1開關54在功能 上作為對前週期中的光電流是否供給到前週期積分器46來進行切換時所用的前週期控制部。
第2開關56在現週期傳送路57上設置於受光元件42和現週期積分器48之間。而且,第2開關56對現週期積分器48的受光元件42側的終端應連接至受光元件42或接地電位中的哪一個來進行切換。亦即,第2開關56在功能上作為對現週期中的光電流是否供給到現週期積分器48來進行切換時所用的現週期控制部。
第3開關58在前週期傳送路59上設置於前週期積分器46和現週期積分器48之間。而且,第3開關58對前週期積分器46的資料值識別電路52側的終端應連接至現週期積分器48的受光元件42側的終端或接地電位中的哪一個來進行切換。亦即,第3開關58作為在現週期中對是否將現週期積分器48的積蓄有正或負電荷的終端,與前週期積分器46的積蓄有負或正電荷的終端進行連接,並依據前週期積分器所積蓄的電荷量以在功能上作為對現週期積分器48是否放電而進行切換用的差值控制部。藉由使現週期積分器48放電,而在現週期積分器48中積蓄從現週期的電荷量減去前週期的電荷量之差值的電荷量。
資料值識別電路52具有邏輯識別器60及正反器(flip-flop)62。邏輯識別器60其正輸入終端與現週期積分器48連接,負輸入終端與接地電位連接。亦即,邏輯識別器60對與現週期積分器48中所積蓄之差值的電荷量相對應的電壓為正或負而進行判別。邏輯識別器60在現週期 積分器48的電壓為正的情況下,將H位準的信號供給到正反器62,在現週期積分器48的電壓為負的情況下,將L位準的信號供給到正反器62。因此,邏輯識別器60為具有滯後(hysteresis)特性的施密特(Schmitt)觸發器型的放大器為佳。
正反器62將邏輯識別器60所輸出的信號依據所給予的時脈而取入並輸出。而且,在現週期積分器48的電壓大致為零的情況下,邏輯識別器60的輸出成為高阻抗,正反器62保持前週期的資料值並輸出。利用這種構成,可輸出由光信號所傳送之數位式資料的資料值。而且,如利用本例中的光接收裝置40,由於使資料值識別電路52和現週期積分器48並列地設置著,所以信號的直流成分也可傳送。
圖5所示為圖4中的光接收裝置40之動作的一個例子的時序圖。對光接收裝置40提供傳送一種具有設定的資料週期之輸入資料用的光信號。光接收裝置40生成用於控制第1開關54、第2開關56及第3開關58的控制時脈φ 1、/φ 1、φ 2。該控制時脈可根據一種與輸入資料同步而被供與的源同步時脈而生成。光接收裝置40也可還具有時脈生成部,用於根據該源同步時脈而生成一種控制時脈。
控制時脈φ 1及控制時脈/φ 1為具有輸入資料的資料傳輸率的2倍之週期的時脈。而且,控制時脈/φ 1為使控制時脈φ 1反轉的時脈。而且,控制時脈φ 2為此控制時脈/φ 1的脈波寬度已縮小的時脈。
對利用該控制時脈,使圖4所示的光接收裝置40動作的情況來進行說明。第1開關54在控制時脈φ 1為H位準的情況下,將前週期積分器46連接至受光元件42,在控制時脈φ 1為L位準的情況下,將前週期積分器46與接地電位進行連接。而且,第2開關56在控制時脈/φ 1為H位準的情況下,將現週期積分器48與受光元件42進行連接,在控制時脈/φ 1為L位準的情況下,將現週期積分器48與接地電位進行連接。而且,第3開關58在控制時脈φ 2為H位準的情況下,將前週期積分器46與現週期積分器48進行連接,在控制時脈φ 2為L位準的情況下,將前週期積分器46與接地電位進行連接。
例如,在現週期為Tn而前週期為Tn-1的情況下,在前週期中第1開關54成為接通狀態,而第2開關56及第3開關58成為斷開狀態。因此,現週期積分器48的兩端與接地電位連接,使現週期積分器48中的積蓄電荷量為零。而且,前週期積分器46的受光元件42側終端是與受光元件42連接,另一終端是與接地電位連接。而且,在該週期之前,由於第1開關54及第3開關58為斷路狀態,所以在該週期的開始時之前週期積分器46的積蓄電荷量大致為零。因此,在前週期積分器46的受光元件42側終端中積蓄著與該週期的光電流相對應的電荷量。
接著,在現週期中第1開關54成為斷開狀態,而第2開關56成為接通狀態。而且,第3開關58從該週期的開始時開始在設定的期間成為接通狀態。因此,現週期積分 器48與受光元件42連接,使現週期積分器48藉由該週期的光電流來充電。而且,現週期積分器48藉由第3開關58來與前週期積分器46在設定的期間進行連接。此時,在被連接之現週期積分器48及前週期積分器46的各個終端上積蓄有相反符號的電荷量,所以現週期積分器48對應於前週期積分器46的積蓄電荷量而被放電。因此,在現週期積分器48中,積蓄著將現週期的光電流進行了積分的電荷量和將前週期的光電流進行了積分的電荷量之差值的電荷。
而且,邏輯識別器60對現週期積分器48的電壓為正或負的哪一個進行判定。而且,正反器62依據控制時脈φ 1,將邏輯識別器60所輸出的比較結果在下一週期(Tn+1)取入,並作為數位式資料的資料值(Dn)而輸出。
利用這種控制,可降低符號間干涉等的影響而精度良好地識別數位式資料的資料值。而且,在本例中,如圖5所示,是對數位式資料的每隔一個的資料值進行識別,但在其他的例子中,也可並列地設置2個如圖4所示的電路,並對數位式資料的偶數週期的資料值和奇數週期的資料值分別進行識別。
圖6所示為光接收裝置40之構成的另外的例子。本例中的光接收裝置40在圖4所示之光接收裝置40的構成中,是將與去除了受光元件42的電路大致相等的第1電路及第2電路對受光元件42並列地設置2個。第1電路對數位式資料的偶數週期的資料值進行識別,第2電路對數位 式資料的奇數週期的資料值進行識別。
第1電路及第2電路具有第4開關66及第5開關68,以取代圖4所示之電路中的第3開關58。第4開關66及第5開關68在前週期積分器46和現週期積分器48之間串聯地設置著,在兩個開關形成接通狀態的情況下,將前週期積分器46和現週期積分器48進行連接,而在至少某個開關形成斷路狀態的情況下,將前週期積分器46與接地電位進行連接。
而且,第1電路中的第4開關66由控制時脈/φ 1來控制,而第5開關68由控制時脈φ 2’來控制。在本例中,控制時脈φ 2’為將控制時脈φ 1進行資料傳輸率的大致半週期的相位偏移所得之時脈。亦即,第4開關66及第5開關68在控制時脈/φ 1和控制時脈φ 2’的邏輯和成為H位準的情況下,將前週期積分器46和現週期積分器48進行連接,但控制時脈/φ 1和控制時脈φ 2’的邏輯和是與圖5中所說明的控制時脈φ 2等價,而第4開關66及第5開關68的動作是與圖4中所示之第3開關58的動作等價。
而且,第1電路中的另外的開關,與圖4所示的光接收裝置40中對應的開關由相同的控制時脈來控制。而且,第2電路中的各個開關是藉由將第1電路中對應之開關的控制時脈進行了反轉後的控制時脈來控制。而且,在第1電路及第2電路的各個現週期傳送路中,於第1電路和第2電路之間較佳是設有用於防止電流流動的二極體64。二極體64也可設置在第1電路及第2電路的各別的前週期傳 送路上。
圖7所示為圖6中的光接收裝置40之動作的一個例子的時序圖。第1電路的動作與圖5所示之光接收裝置40的動作相同。第1電路將數位式資料的偶數週期的資料值作為輸出資料1而輸出。
而且,由於第2電路藉由第1電路的控制時脈已進行了反轉的控制時脈來控制,所以第2電路延遲1資料週期來進行與第1電路相同的動作。藉此,第2電路將數位式資料的奇數週期的資料值作為輸出資料2而輸出。利用這種構成,光接收裝置40可精度良好地對數位式資料的全部資料值進行識別。
圖8所示為光接收裝置40之構成的另外的例子。本例中的光接收裝置40使具有與圖4所示之光接收裝置40大致相同之構成的第1電路及第2電路獨立地設置。控制第1電路及第2電路的控制時脈是與圖6中所說明的第1電路及第2電路相同。利用這種構成,第1電路亦可對數位式資料的偶數週期的資料值進行識別,第2電路亦可對數位式資料的奇數週期的資料值進行識別。因此,光接收裝置40可精度良好地對數位式資料的全部資料值進行識別。
圖9所示為資料值識別電路52之構成的另外的例子。本例中的光接收裝置40接收資料值向多個種類的值進行遷移的數位式資料。資料值識別電路52具有多個邏輯識別器60、DAC61及解碼器電路65。
多個邏輯識別器60對數位式資料的資料值的遷移量進行識別。資料值的遷移量是由將前週期的光電流進行了積分的電荷量,和將現週期的光電流進行了積分的電荷量之差值來表示。因此,從DAC 61施加多個與各遷移量對應的閾(threshold)值電壓至各邏輯識別器60,並對各個閾值電壓與現週期積分器48的電壓進行比較。
解碼器電路65根據各邏輯識別器60的比較結果,以算出前週期和現週期之間的數位式資料的資料值的遷移量。而且,解碼器電路65較佳是保持著前週期的資料值。解碼器電路65根據所算出的資料值的遷移量和前週期中的資料值來識別現週期的資料值並輸出。利用這種構成,則可精度良好地識別多值的數位式資料。
以上,對本發明利用實施形態進行了說明,但本發明的技術範圍並不限定於上述實施形態所記述的範圍。本行業技術人員明白在上述實施形態上可加以多樣的變更或改良。由申請專利範圍的記述可知,已加以多樣之變更或改良的形態也可包含在本發明的技術範圍中。
由以上說明可知,如利用本發明,對由光所傳送的數位式資料的資料值,可減輕符號間干涉等的影響而精度良好地進行識別。
10‧‧‧主體部
20‧‧‧測試頭
30‧‧‧光發送裝置
40‧‧‧光接收裝置
42‧‧‧受光元件
44‧‧‧1週期延遲元件
46‧‧‧前週期積分器
48‧‧‧現週期積分器
50‧‧‧差值計算器
52‧‧‧資料值識別電路
54‧‧‧第1開關
56‧‧‧第2開關
57‧‧‧現週期傳送路
58‧‧‧第3開關
59‧‧‧前週期傳送路
60‧‧‧邏輯識別器
61‧‧‧DAC
62‧‧‧正反器
64‧‧‧二極體
65‧‧‧解碼器電路
66‧‧‧第4開關
68‧‧‧第5開關
100‧‧‧測試裝置
200‧‧‧被測試元件
圖1所示為關於本發明的實施形態之測試裝置100的構成的一個例子。
圖2所示為光接收裝置40的機能方塊的一個例子。
圖3所示為受光元件42所輸出之光電流的波形的一個例子。
圖4所示為光接收裝置40的電路構成的一個例子。
圖5所示為圖4中表示的光接收裝置40之動作的一個例子的時序圖。
圖6所示為光接收裝置40之構成的另外的例子。
圖7所示為圖6中表示的光接收裝置40之動作的一個例子的時序圖。
圖8所示為光接收裝置40之構成的另一個例子。
圖9所示為資料值識別電路52之構成的另一個例子。
光信號
40‧‧‧光接收裝置
42‧‧‧受光元件
44‧‧‧1週期延遲要素
46‧‧‧前週期積分器
48‧‧‧現週期積分器
50‧‧‧差值計算器
52‧‧‧資料值識別電路
數位式資料

Claims (15)

  1. 一種光接收裝置,為一種接收光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,包括:受光元件,接收前述光信號並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將與前述數位式資料的現週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將前述現週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中之與前述設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據前述現週期積分器所積分的電荷量和前述前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的光接收裝置,其中:前述現週期積分器具有在將前述受光元件的電流輸出端及前述資料值識別電路的電壓輸入端進行連接的現週期傳送路、和設定的基準電位之間所設置的電容器。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的光接收裝置,其中:前述前週期積分器具有在前述受光元件的電流輸出端和前述資料值識別電路的前述電壓輸入端之間、與前述現週期傳送路並列而設置的電容器。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的光接收裝置,其中還包括: 前週期控制部,將前述前週期中的前述光電流供給到前述前週期積分器;現週期控制部,將前述現週期中的前述光電流供給到前述現週期積分器;差值控制部,在前述現週期中,將前述現週期積分器的積蓄有正電荷的終端,與前述前週期積分器的積蓄有負電荷的終端進行連接,並依據前述前週期積分器所積蓄的電荷量,使前述現週期積分器放電。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的光接收裝置,其中:前述前週期控制部具有第1開關,其對前週期積分器的前述受光元件側的終端應連接至受光元件或基準電位中的哪一個來進行切換;現週期控制部具有第2開關,其對現週期積分器的受光元件側的終端應連接至受光元件或基準電位中的哪一個來進行切換;差值控制部具有第3開關,其對前週期積分器的資料值識別電路側的終端應連接至現週期積分器的受光元件側的終端或基準電位中的哪一個來進行切換。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的光接收裝置,其中:前述資料值識別電路,在前述現週期積分器所積分的電荷量,較前述前週期積分器所積分的電荷量還大時,輸出H位準作為前述現週期的資料值,當前述現週期積分器所積分的電荷量,較前述前週期積分器所積分的電荷量還小時,輸出L位準作為前述現週 期的資料值,當前述現週期積分器所積分的電荷量與前述前週期積分器所積分的電荷量大致相等時,輸出前述前週期中的資料值作為前述現週期中的資料值。
  7. 一種光接收裝置,為一種接收光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收裝置,包括:受光元件,接收前述光信號並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與前述數位式資料的偶數週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將前述第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與前述數位式資料的奇數週期相對應的前述光電流,在該週期內的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將前述第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據前述第1現週期積分器所積分的電荷量和前述第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據前述第2現週期積分器所 積分的電荷量和前述第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述奇數週期中的資料值。
  8. 一種對半導體元件進行測試的測試裝置,包括:測試頭,載置著前述半導體元件;主體部,通過前述測試頭進行前述半導體元件和數位式資料的接收發送,並判定前述半導體元件的好壞;光發送裝置,設置在前述測試頭及前述主體部上,將應傳送的前述數位式資料作為光信號進行發送;光接收裝置,設置在前述測試頭及前述主體部上,用於接收前述光信號,並輸出由前述光信號所傳送之數位式資料的資料值;而且,前述光接收裝置包括:受光元件,接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將前述數位式資料的與現週期對應的前述光電流,在該週期內的前述設定期間進行積分;前週期積分器,將前述現週期的與前週期對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據前述現週期積分器所積分的電荷量和前述前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  9. 一種對半導體元件進行測試的測試裝置,包括:測試頭,載置著前述半導體元件; 主體部,通過前述測試頭進行前述半導體元件和數位式資料的接收發送,並判定前述半導體元件的好壞;光發送裝置,設置在前述測試頭及前述主體部上,將應傳送的前述數位式資料作為光信號進行發送;光接收裝置,設置在前述測試頭及前述主體部上,用於接收前述光信號,並輸出由前述光信號所傳送之數位式資料的資料值;而且,前述光接收裝置包括:受光元件,接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與前述數位式資料的偶數週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將前述第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與前述數位式資料的奇數週期相對應的前述光電流,在該週期內的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將前述第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據前述第1現週期積分器所積分的電荷量和前述第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述偶數週期中的資料值; 第2資料值識別電路,根據前述第2現週期積分器所積分的電荷量和前述第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述奇數週期中的資料值。
  10. 一種光接收方法,為一種接收光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值之光接收方法,包括:受光階段,利用受光元件以接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;現週期積分階段,將與前述數位式資料的現週期對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分階段,將前述現週期的與前週期對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定的期間大致相等的期間進行積分;資料值識別階段,根據前述現週期積分階段所積分的電荷量,和在前述前週期積分階段所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  11. 一種對半導體元件進行測試的測試方法,包括:在測試裝置的測試頭上載置前述半導體元件的階段;利用所述測試裝置的主體部,通過前述測試頭以進行前述半導體元件和數位式資料的接收發送,並判定前述半導體元件的好壞之階段;發送階段,利用前述測試頭及前述主體部上所設置的光發送裝置,將應傳送的前述數位式資料作為光信號以進行發送; 接收階段,利用前述測試頭及前述主體部上所設置的光接收裝置,接收前述光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值;而且,前述接收階段包括:受光階段,利用前述光接收裝置的受光元件以接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度對應的光電流;現週期積分階段,將與前述數位式資料的現週期對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分階段,將前述現週期的與前週期對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定的期間大致相等的期間進行積分;資料值識別階段,根據前述現週期積分階段所積分的電荷量,和在前述前週期積分階段所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  12. 一種測試模組,為一種設置在對半導體元件進行測試的測試裝置中,並接收光信號,且輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值之測試模組,包括:受光元件,接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將與前述數位式資料的現週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將前述現週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分; 資料值識別電路,根據前述現週期積分器所積分的電荷量和前述前週期積分器所積分的電荷量之差值,輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  13. 一種測試模組,為一種設置在對半導體元件進行測試的測試裝置中,並接收光信號,且輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值之測試模組,包括:受光元件,接收前述光信號並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與前述數位式資料的偶數週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將前述第1現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與前述數位式資料的奇數週期相對應的前述光電流,在該週期內的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將前述第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據前述第1現週期積分器所積分的電荷量和前述第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據前述第2現週期積分器所積分的電荷量和前述第2前週期積分器所積分的電荷量之 差值,以輸出前述數位式資料的前述奇數週期中的資料值。
  14. 一種半導體晶片,其在半導體基板上具有光接收裝置,用於接收光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值,且前述光接收裝置包括:受光元件,接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;現週期積分器,將前述數位式資料的與現週期對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;前週期積分器,將前述現週期的與前週期對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;資料值識別電路,根據前述現週期積分器所積分的電荷量和前述前週期積分器所積分的電荷量之差值,以輸出前述數位式資料的前述現週期中的資料值。
  15. 一種半導體晶片,其在半導體基板上具有光接收裝置,用於接收光信號,並輸出由前述光信號所傳送的數位式資料的資料值,且前述光接收裝置包括:受光元件,接收前述光信號,並輸出與前述光信號的強度相對應的光電流;第1現週期積分器,將與前述數位式資料的偶數週期相對應的前述光電流,在週期內的設定期間進行積分;第1前週期積分器,將前述第1現週期積分器所積分 之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2現週期積分器,將與前述數位式資料的奇數週期相對應的前述光電流,在該週期內的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第2前週期積分器,將前述第2現週期積分器所積分之週期的與前週期相對應的前述光電流,在該週期中的與前述設定期間大致相等的期間進行積分;第1資料值識別電路,根據前述第1現週期積分器所積分的電荷量和前述第1前週期積分器所積分的電荷量之差值,輸出前述數位式資料的前述偶數週期中的資料值;第2資料值識別電路,根據前述第2現週期積分器所積分的電荷量和前述第2前週期積分器所積分的電荷量之差值,輸出前述數位式資料的前述奇數週期中的資料值。
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