(57)【要約】  【課題】  受信用ＬＳＩなどの測定対象回路が正しい能動条件の下におかれた状態で、かつＴＤＲオシロスコープを破損あるいは性能劣化させることなく、受信用ＬＳＩの終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法により、正確に測定するための装置及び治具を提供する。  【解決手段】  本発明のインピーダンス測定装置は、デジタル信号を受信するＬＳＩ５０を測定対象とし、ＴＤＲオシロスコープ１０、測定対象回路である被測定ＬＳＩを接続する接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、及び電源装置３０を備える。被測定ＬＳＩ５０に電源電圧を印加し動作状態にして、終端器５６のインピーダンスを正確に測定する。この時、ＴＤＲオシロスコープ１は、キャパシタンス素子Ｃ１によって、直流電圧による破損あるいは性能劣化から保護される。【選択図】  図４
2006071462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ（タイム・ドメイン・リフレクトメトリ、以下同じ）法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、
前記測定対象回路を接続するための接続治具と、
シングルエンドの検査信号を出力して前記測定対象回路に印加し、前記測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、
前記測定対象回路を駆動するための電源装置と、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護するキャパシタンス素子とを備え、
前記接続治具は、前記測定対象回路の信号端子に接続するための治具信号端子と、前記測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、前記測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、
前記ＴＤＲオシロスコープは、前記検査信号を出力するためのＴＤＲ信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、
前記電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、
前記治具信号端子は、前記ＴＤＲ信号端子に前記キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具電源端子は、前記ＴＤＲグランド端子と前記電源装置電源端子とに接続され、
前記治具グランド端子は、前記電源装置グランド端子に接続されているインピーダンス測定装置。
【請求項２】
シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、
前記測定対象回路を接続するための接続治具と、
前記測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、
シングルエンドの検査信号を出力して前記測定対象回路に印加し、前記測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、
前記測定対象回路を駆動するための電源装置と、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護するキャパシタンス素子とを備え、
前記接続治具は、前記測定対象回路の信号端子に接続するための治具信号端子と、前記測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、前記測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、
前記電流モードドライバは、ドライバ信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、
前記ＴＤＲオシロスコープは、前記検査信号を出力するためのＴＤＲ信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、
前記電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、
前記治具信号端子は、前記ＴＤＲ信号端子に前記キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具信号端子は、前記ドライバ信号端子に接続され、
前記治具電源端子は、前記ＴＤＲグランド端子と前記電源装置電源端子とに接続され、
前記治具グランド端子は、前記電源装置グランド端子と前記ドライバグランド端子とに接続され、
前記制御信号入力端子に入力される制御信号のレベルによって、前記ドライバ信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に接続して、前記測定対象回路の信号端子からの電流を還流し、あるいは逆に、前記ドライバ信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に切断して、前記測定対象回路の信号端子からの電流を遮断する、インピーダンス測定装置。
【請求項３】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、
前記測定対象回路を接続するための接続治具と、
差動検査信号を出力して前記測定対象回路に印加し、前記測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、
前記測定対象回路を駆動するための電源装置と、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護する第１キャパシタンス素子と第２キャパシタンス素子とを備え、
前記接続治具は、前記測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための治具正信号端子と、前記測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための治具負信号端子と、前記測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、前記測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、
前記ＴＤＲオシロスコープは、前記差動検査信号を出力するためのＴＤＲ正信号端子とＴＤＲ負信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、
前記電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、
前記治具正信号端子は、前記ＴＤＲ正信号端子に前記第１キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具負信号端子は、前記ＴＤＲ負信号端子に前記第２キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具電源端子は、前記ＴＤＲグランド端子と前記電源装置電源端子とに接続され、
前記治具グランド端子は、前記電源装置グランド端子に接続されているインピーダンス測定装置。
【請求項４】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、
前記測定対象回路を接続するための接続治具と、
前記測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、
差動検査信号を出力して前記測定対象回路に印加し、前記測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、
前記測定対象回路を駆動するための電源装置と、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護する第１キャパシタンス素子と第２キャパシタンス素子とを備え、
前記接続治具は、前記測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための治具正信号端子と、前記測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための治具負信号端子と、前記測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、前記測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、
前記電流モードドライバは、ドライバ正信号端子と、ドライバ負信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、
前記ＴＤＲオシロスコープは、前記差動検査信号を出力するためのＴＤＲ正信号端子とＴＤＲ負信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、
前記電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、
前記治具正信号端子は、前記ＴＤＲ正信号端子に前記第１キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具負信号端子は、前記ＴＤＲ負信号端子に前記第２キャパシタンス素子を介して接続され、
前記治具正信号端子は、前記ドライバ正信号端子に接続され、
前記治具負信号端子は、前記ドライバ負信号端子に接続され、
前記治具電源端子は、前記ＴＤＲグランド端子と前記電源装置電源端子とに接続され、
前記治具グランド端子は、前記電源装置グランド端子と前記ドライバグランド端子とに接続され、
前記制御信号入力端子に入力される制御信号のレベルによって、前記ドライバ正信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に接続して、前記測定対象回路の正端子からの電流を還流し、同時に、前記ドライバ負信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に切断して、前記測定対象回路の負端子からの電流を遮断し、あるいは、逆に、前記ドライバ負信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に接続して、前記測定対象回路の負端子からの電流を還流し、同時に、前記ドライバ正信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に切断して、前記測定対象回路の正端子からの電流を遮断する、インピーダンス測定装置。
【請求項５】
前記ドライバグランド端子は、前記治具グランド端子と前記電源装置グランド端子とに、高周波遮断用インダクタンス素子を介して接続されている、請求項２又は４記載のインピーダンス測定装置。
【請求項６】
シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具基板であって、
片面に部品を実装するための実装領域を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板において前記実装領域とは反対の面に貼り合わされたグランド層と、
外部のＴＤＲオシロスコープに接続するための信号コネクタと、
外部の電源装置に接続するための電源コネクタとを備え、
前記信号コネクタは、信号端子とグランド端子とを有し、
前記電源コネクタは、電源端子とグランド端子とを有し、
前記治具基板は、前記測定対象回路の信号ピンを接続するために前記実装領域に形成された信号パッドと、前記測定対象回路の電源ピンを接続するために前記実装領域に形成された電源パッドと、前記測定対象回路のグランドピンを接続するために前記実装領域に形成されたグランドパッドと、前記電源パッドと前記グランド層とを接続するビアと、前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護するためのキャパシタンス素子と、前記キャパシタンス素子の第１の端子と前記信号パッドとを接続するように前記実装領域に形成された第１パターンと、前記キャパシタンス素子の第２の端子と前記信号コネクタの信号端子とを接続するように前記実装領域に形成された第２パターンと、前記電源コネクタのグランド端子と前記グランドパッドとを接続するように前記実装領域に形成された第３パターンとを有し、
前記信号コネクタのグランド端子は、前記グランド層に接続されており、
前記電源コネクタの電源端子は、前記グランド層に接続されており、
前記第１パターンと前記第２パターンとは、同一寸法のパターン幅を有しており、
前記第１パターンと前記第２パターンとは、それぞれ、前記グランド層との間に前記絶縁基板を挟み込んでマイクロストリップラインを構成し、所望の特性インピーダンスを呈するように、前記パターン幅及び前記絶縁基板の材料と厚みとが決定されている治具基板。
【請求項７】
シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路が実装されている、請求項６記載の治具基板。
【請求項８】
シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路を装着するためのソケットが実装されている、請求項６記載の治具基板。
【請求項９】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具基板であって、
片面に部品を実装するための実装領域を有する絶縁基板と、
前記絶縁基板において前記実装領域とは反対の面に貼り合わされたグランド層と、
外部のＴＤＲオシロスコープに接続するための正信号コネクタ及び負信号コネクタと、
外部の電源装置に接続するための電源コネクタとを備え、
前記正信号コネクタは、正信号端子とグランド端子とを有し、
前記負信号コネクタは、負信号端子とグランド端子とを有し、
前記電源コネクタは、電源端子とグランド端子とを有し、
前記治具基板は、前記測定対象回路の正信号ピンを接続するために前記実装領域に形成された正信号パッドと、前記測定対象回路の負信号ピンを接続するために前記実装領域に形成された負信号パッドと、前記測定対象回路の電源ピンを接続するために前記実装領域に形成された電源パッドと、前記測定対象回路のグランドピンを接続するために前記実装領域に形成されたグランドパッドと、前記電源パッドと前記グランド層とを接続するビアと、前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して前記ＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、前記第１キャパシタンス素子の第１の端子と前記正信号パッドとを接続するように前記実装領域に形成された第１パターンと、前記第１キャパシタンス素子の第２の端子と前記正信号コネクタの正信号端子とを接続するように前記実装領域に形成された第２パターンと、前記第２キャパシタンス素子の第１の端子と前記負信号パッドとを接続するように前記実装領域に形成された第３パターンと、前記第２キャパシタンス素子の第２の端子と前記負信号コネクタの負信号端子とを接続するように前記実装領域に形成された第４パターンと、前記電源コネクタのグランド端子と前記グランドパッドとを接続するように前記実装領域に形成された第５パターンとを有し、
前記正信号コネクタのグランド端子は、前記グランド層に接続されており、
前記負信号コネクタのグランド端子は、前記グランド層に接続されており、
前記電源コネクタの電源端子は、前記グランド層に接続されており、
前記第１パターンと、前記第２パターンと、前記第３パターンと、前記第４パターンとは、同一寸法のパターン幅を有しており、
前記第１パターンと、前記第２パターンと、前記第３パターンと、前記第４パターンとは、それぞれ、前記グランド層との間に前記絶縁基板を挟み込んでマイクロストリップラインを構成し、所望の特性インピーダンスを呈するように、前記パターン幅及び前記絶縁基板の材料と厚みとが決定されている治具基板。
【請求項１０】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路が実装されている、請求項９記載の治具基板。
【請求項１１】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路を装着するためのソケットが実装されている、請求項９記載の治具基板。
【請求項１２】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具に用いる回路ユニットであって、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して外部のＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、
前記測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、
前記ＴＤＲオシロスコープからの検査信号を遮断する高周波遮断用インダクタンス素子と、
前記測定対象回路の電源端子に接続するための測定対象回路用電源端子と、
前記測定対象回路のグランド端子に接続するための測定対象回路用グランド端子と、
前記測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための測定対象回路用正信号端子と、
前記測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための測定対象回路用負信号端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープのグランド端子に接続するためのＴＤＲ用グランド端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープの正信号端子に接続するためのＴＤＲ用正信号端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープの負信号端子に接続するためのＴＤＲ用負信号端子と、
前記電流モードドライバを制御する切替え端子とを備え、
前記電流モードドライバは、ドライバ正信号端子と、ドライバ負信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、
前記測定対象回路用正信号端子は、前記ＴＤＲ用正信号端子に前記第１キャパシタンス素子を介して接続され、
前記測定対象回路用負信号端子は、前記ＴＤＲ用負信号端子に前記第２キャパシタンス素子を介して接続され、
前記測定対象回路用正信号端子は、前記ドライバ正信号端子に接続され、
前記測定対象回路用負信号端子は、前記ドライバ負信号端子に接続され、
前記測定対象回路用グランド端子は、前記ドライバグランド端子に前記インダクタンス素子を介して接続され、
前記切替え端子は、前記制御信号入力用端子に接続され、
前記切替え端子に入力される制御信号のレベルによって、前記測定対象回路の正端子からの電流を還流するために、前記ドライバ正信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に接続し、同時に、前記測定対象回路の負端子からの電流を遮断するために、前記ドライバ負信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に切断し、あるいは、逆に、前記測定対象回路の負端子からの電流を還流するために、前記ドライバ負信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に接続し、同時に、前記測定対象回路の正端子からの電流を遮断するために、前記ドライバ正信号端子と前記ドライバグランド端子とを電気的に切断する、回路ユニット。
【請求項１３】
差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具に用いる回路ユニットであって、
前記測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して外部のＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、
前記測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流源と、
前記電流源の接続を切替えるスイッチと、
前記ＴＤＲオシロスコープからの検査信号を遮断する高周波遮断用インダクタンス素子と、
前記測定対象回路の電源端子に接続するための測定対象回路用電源端子と、
前記測定対象回路のグランド端子に接続するための測定対象回路用グランド端子と、
前記測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための測定対象回路用正信号端子と、
前記測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための測定対象回路用負信号端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープのグランド端子に接続するためのＴＤＲ用グランド端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープの正信号端子に接続するためのＴＤＲ用正信号端子と、
前記ＴＤＲオシロスコープの負信号端子に接続するためのＴＤＲ用負信号端子とを備え、
前記スイッチは、スイッチ入力端子Ａと、スイッチ入力端子Ｂと、スイッチ出力端子と、スイッチ手動切換え部とを有し、
前記電流源は、電流源正端子と電流源負端子とを有し、
前記測定対象回路用正信号端子は、前記ＴＤＲ用正信号端子に前記第１キャパシタンス素子を介して接続され、
前記測定対象回路用負信号端子は、前記ＴＤＲ用負信号端子に前記第２キャパシタンス素子を介して接続され、
前記測定対象回路用正信号端子は、前記スイッチ入力端子Ａに接続され、
前記測定対象回路用負信号端子は、前記スイッチ入力端子Ｂに接続され、
前記測定対象回路用グランド端子は、前記電流源負端子に前記インダクタンス素子を介して接続され、
前記スイッチ出力端子は、電流源正端子に接続され、
前記スイッチ手動切換え部の操作によって、前記測定対象回路の正端子からの電流を還流するために、前記スイッチ入力端子Ａと前記スイッチ出力端子とを電気的に接続し、同時に、前記測定対象回路の負端子からの電流を遮断するために、前記スイッチ入力端子Ｂと前記スイッチ出力端子とを電気的に切断し、あるいは、逆に、前記測定対象回路の負端子からの電流を還流するために、前記スイッチ入力端子Ｂと前記スイッチ出力端子とを電気的に接続し、同時に、前記測定対象回路の正端子からの電流を遮断するために、前記スイッチ入力端子Ａと前記スイッチ出力端子とを電気的に切断する、回路ユニット。
【請求項１４】
差動のデジタル信号を受信する、複数の測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具回路であって、請求項１２記載の回路ユニットを、前記複数の測定対象回路の個数だけ備えている治具回路。
【請求項１５】
差動のデジタル信号を受信する、複数の測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具回路であって、請求項１３記載の回路ユニットを、前記複数の測定対象回路の個数だけ備えている治具回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル信号を受信するＬＳＩなどの測定対象回路の内部に設けられた終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ（タイム・ドメイン・リフレクトメトリ）法により測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速のデータ通信を行うデジタル通信システムにおいては、送信器と伝送路と受信器のそれぞれにおいて、いわゆるインピーダンス整合を図ることが、伝送する信号の波形ひずみを低減するために重要である。この受信器として受信用ＬＳＩを用いる場合、伝送路の受信側終端抵抗をオンチップターミネータ（以下、終端器と呼ぶ）として、ＬＳＩ内部に組み込むことが行われている。
【０００３】
ＬＩＳ内部に組み込まれた終端器は、能動素子で実現されることもあり、そのインピーダンスは、ＬＳＩの動作状態によって、異なった特性を示す。したがって、ＬＳＩ内部に組み込まれた終端器のインピーダンスの正確な値、すなわち、ＬＳＩが動作している時の終端器のインピーダンスを知ることは、これらのＬＳＩを用いたデジタル通信システムの設計上、極めて重要である。
【０００４】
ＬＳＩ内部に組み込まれた終端器のインピーダンスを測定する手法として、ＴＤＲオシロスコープを直接ＬＳＩの受信端子に接続して、測定する方法が提案されている（非特許文献１）。
【０００５】
図２３は、ＴＤＲオシロスコープを用いた従来のインピーダンス測定法の説明図であり、非特許文献１に開示されているものである。ＴＤＲ法は、ＴＤＲオシロスコープを用いて、ＴＤＲオシロスコープが生成するステップ状の検査信号を被測定ＬＳＩに入力し、被測定ＬＳＩから返って来る反射波を測定することにより、被測定ＬＳＩ内部にある終端器のインピーダンスを測定するものである。
【０００６】
図２３に示す従来のインピーダンス測定法では、被測定ＬＳＩ２を動作状態にするために、電源装置３の電源端子３ａとグランド端子３ｂとが、被測定ＬＳＩ２の電源端子２ｂとグランド端子２ｃにそれぞれ接続されている。測定時には、ＴＤＲオシロスコープ１の信号端子１ａが被測定ＬＳＩ２の信号端子２ａに接続されて、検査信号が入力される。この時、ＴＤＲオシロスコープ１のグランド端子１ｂは、被測定ＬＳＩ２の電源端子２ｂに接続されることになる。そのため、終端器２ｄの両端に生じる電圧が、ＴＤＲオシロスコープ１の信号端子１ａとグランド端子１ｂの間に直接印加されることになる。
【０００７】
ＴＤＲオシロスコープ１は、受動回路の測定に用いられるのが一般的であり、通常は外部から電圧が印加されることを想定した設計になっていない。市場で入手できる高周波測定用のＴＤＲオシロスコープは、直流耐電圧が非常に低く、保護回路なしに能動回路のインピーダンスを測定しようとすると、破損もしくは著しい性能劣化を引き起こす恐れがある。
【０００８】
図２３に示した従来のインピーダンス測定法においては、被測定ＬＳＩ２内部の終端器２ｄは、電源ラインにプルアップされており、その結果、接続されたＴＤＲオシロスコープ１には、許容値を超えた直流電圧が印加され、著しい破損を与える可能性が非常に高い。（終端器２ｄには、抵抗素子が用いられる。）現在、ＧＨｚ帯域におよぶ高周波測定に用いられるＴＤＲオシロスコープは、非常に高価な装置であり、測定のたびに破損の危険にさらすことは、開発コスト上の問題が大きい。
【０００９】
さらに、このような高周波測定器の破損に関わる問題は、スペクトルアナライザやネットワークアナライザといった周波数領域の特性を解析するための測定器についても同様に発生する。これらの測定器については、信号ラインに対して直列にキャパシタンス素子を挿入することによって、測定器を保護するという方法が広く知られている。また、電圧モードドライバと、本発明で測定対象としているプルアップ型の終端抵抗を持ったレシーバ（受信ＬＳＩ）とを安全に接続するための方法として、伝送ラインに直列にキャパシタンス素子を挿入する方法が提案されている（特許文献１）。
【００１０】
以下に、ＴＤＲオシロスコープの保護を目的としてキャパシタンス素子を挿入する場合の問題点について述べる。
【００１１】
一般に、ＴＤＲオシロスコープは、入射パルスの立ち上がりと反射波の立ち上がりの間にある波形を観測し、基準水平線から逸脱している箇所及び度合いを測定するために用いられる。
【００１２】
図２４は、ＴＤＲオシロスコープ１による伝送ライン４のインピーダンス不整合の従来の測定の例示図である。図２４には、伝送ライン４を含む測定系の距離と、ＴＤＲオシロスコープ画面５の時間軸とが対応するように示されている。ＴＤＲオシロスコープ画面５に示す波形５ａは、時間ｔ０におけるＴＤＲオシロスコープ１から入力される検査信号の立ち上がり、時間ｔ２における伝送ライン４の不具合箇所４ａに起因する逸脱波形５ｂ、及び、時間ｔ３における伝送ライン４の終端からの反射信号の立ち上がりを表している。波形５ａが時間軸上で、基準線５ｃから逸脱しているポイント（時間ｔ２に対応する伝送ライン４上の位置）は、伝送ライン４上でインピーダンス不整合が発生している地点、すなわち、不具合箇所４ａを表しており、逸脱の度合いは、発生している不整合の大きさを表している。
【００１３】
次に、伝送ラインに直列にキャパシタンス素子を挿入した場合の測定例を示す。図２５は、キャパシタンス素子を挿入した伝送ライン４のインピーダンス不整合の従来の測定の例示図である。同図に示すように、仮に理想的にインピーダンス整合が取れている伝送ラインであっても、直列に挿入したキャパシタンス素子の影響により、ＴＤＲオシロスコープ画面５に観測される波形５ａは、キャパシタンス素子の挿入位置に対応する時間ｔ１において、基準線５ｃから指数関数的に増大し、伝送ライン４の不具合箇所４ａに対応する逸脱波形５ｄは、小さい振幅となって観測され、正確な測定が困難となっている。このように、測定回路にキャパシタンス素子を安易に挿入することは、観測地点がＴＤＲオシロスコープから遠方になるほど、測定精度が急激に悪化するという問題を引き起こす。
【００１４】
歴史的に言って、ＴＤＲ法は、地中に埋設した電線の断線箇所の特定や、センサラインが敷設された液体貯蔵タンクの液面位置測定などに用いられてきた。したがって、ＴＤＲ法による従来のインピーダンス測定では、キャパシタンス素子を用いた保護回路は、必要ではなく、試みられることもなかったと考えられる。
【００１５】
一方、近年の高速のデータ通信を行うデジタル通信システムの開発においては、マイクロストリップラインの形状に設計された高周波基板の性能を、ＴＤＲオシロスコープを使って検証することが多くなってきた。高周波基板自体は受動回路であるから、保護回路は、特に必要とならない。しかし、最近は基板のみならず、基板パターン上の実装部品を、ＴＤＲオシロスコープ画面上で総合的に観測し、インピーダンス不整合の箇所及び度合いを把握する必要性が高まっている。
【００１６】
また、高周波性能に優れた終端器を受信ＬＳＩ内部に精度良く実現するためには、ＬＳＩ製造プロセスのバラツキを抑えることが重要である。そのため、ＬＳＩ製造プロセスのバラツキに起因して、個々にばらついている終端器のインピーダンス特性を電気的に補正できるという利点を持つ、能動素子による終端器の実現法を採用するケースが増えている。
【００１７】
以上の背景から、最近、能動素子で実現された終端器のインピーダンスを、安全かつ正しい条件下で測定する事への要求が高まっている。しかし、能動素子で実現された終端器は、能動素子を通電状態にしてはじめて設計者の意図したインピーダンス値を示すが、通電状態にして測定しようとすると、ＴＤＲオシロスコープに直流電圧が印加されてしまい、破損の危険を伴うという問題がある。
【００１８】
また、ＴＤＲオシロスコープと被測定ＬＳＩとの間に保護回路として単純にキャパシタンス素子を挿入した場合、必然的に直流電流が流れなくなる。このため、
実使用時と測定時とでは、以下のような違いが生じることが考えられる。
（１）実使用時においては、受信ＬＳＩから送信ＬＳＩに向けて流れる直流電流が終端器そのものを貫流することにより、終端器のインピーダンス値が、直流電流を遮断して測定された値と異なる。
（２）受信ＬＳＩ内部において、終端器に電力を供給する電源ラインの駆動能力が、実使用時と測定時とで変化することにより、終端器のインピーダンス値が実使用時と測定時とで変化する。
【００１９】
このように、測定系に安易に保護回路を入れると、保護回路によって直流電流が遮断される結果、終端器のインピーダンスを実使用時とは異なる条件で測定してしまうという問題がある。
【００２０】
また、上述した直流電流遮断に伴う問題を回避するために、保護回路から受信ＬＳＩに向けて直流電流を還流させることが考えられる。この場合には、ＴＤＲオシロスコープからの検査信号が、終端器以外の回路にも流れてしまい、終端器のインピーダンスの測定結果に狂いを生じさせるという問題がある。
【特許文献１】特願２０００−５４０６５４号公報（図４Ａ）
【非特許文献１】ＤＶＩ  Ｔｅｓｔ  ａｎｄ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｇｕｉｄｅ  Ｒｅｖ  １．０  Ｉｓｓｕｅｄ  ２／２５／２００１（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｄｗｇ．ｏｒｇ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
そこで本発明は、受信用ＬＳＩなどの測定対象回路が正しい能動条件の下におかれた状態で、かつＴＤＲオシロスコープを破損あるいは性能劣化させることなく、測定対象回路の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法により、正確に測定するための装置及び治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１記載のインピーダンス測定装置は、シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、測定対象回路を接続するための接続治具と、シングルエンドの検査信号を出力して測定対象回路に印加し、測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、測定対象回路を駆動するための電源装置と、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護するキャパシタンス素子とを備え、接続治具は、測定対象回路の信号端子に接続するための治具信号端子と、測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、ＴＤＲオシロスコープは、検査信号を出力するためのＴＤＲ信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、治具信号端子は、ＴＤＲ信号端子にキャパシタンス素子を介して接続され、治具電源端子は、ＴＤＲグランド端子と電源装置電源端子とに接続され、治具グランド端子は、電源装置グランド端子に接続されている。
【００２３】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定に電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、シングルエンドのデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定することができる。
【００２４】
請求項２記載のインピーダンス測定装置は、シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、測定対象回路を接続するための接続治具と、測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、シングルエンドの検査信号を出力して測定対象回路に印加し、測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、測定対象回路を駆動するための電源装置と、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護するキャパシタンス素子とを備え、接続治具は、測定対象回路の信号端子に接続するための治具信号端子と、測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、電流モードドライバは、ドライバ信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、ＴＤＲオシロスコープは、検査信号を出力するためのＴＤＲ信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、治具信号端子は、ＴＤＲ信号端子にキャパシタンス素子を介して接続され、治具信号端子は、ドライバ信号端子に接続され、治具電源端子は、ＴＤＲグランド端子と電源装置電源端子とに接続され、治具グランド端子は、電源装置グランド端子とドライバグランド端子とに接続され、制御信号入力端子に入力される制御信号のレベルによって、ドライバ信号端子とドライバグランド端子とを電気的に接続して、測定対象回路の信号端子からの電流を還流し、あるいは逆に、ドライバ信号端子とドライバグランド端子とを電気的に切断して、測定対象回路の信号端子からの電流を遮断する。
【００２５】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定に電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、シングルエンドのデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定することができる。さらに、制御信号入力端子に制御信号を入力することにより、電流モードドライバを制御して、被測定ＬＳＩから電流を還流させ、被測定ＬＳＩを実動作状態において、終端器インピーダンスを正確に測定できる。
【００２６】
請求項３記載のインピーダンス測定装置は、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、測定対象回路を接続するための接続治具と、差動検査信号を出力して測定対象回路に印加し、測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、測定対象回路を駆動するための電源装置と、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護する第１キャパシタンス素子と第２キャパシタンス素子とを備え、接続治具は、測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための治具正信号端子と、測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための治具負信号端子と、測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、ＴＤＲオシロスコープは、差動検査信号を出力するためのＴＤＲ正信号端子とＴＤＲ負信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、治具正信号端子は、ＴＤＲ正信号端子に第１キャパシタンス素子を介して接続され、治具負信号端子は、ＴＤＲ負信号端子に第２キャパシタンス素子を介して接続され、治具電源端子は、ＴＤＲグランド端子と電源装置電源端子とに接続され、治具グランド端子は、電源装置グランド端子に接続されている。
【００２７】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定に電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、差動のデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定することができる。
【００２８】
請求項４記載のインピーダンス測定装置は、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するためのインピーダンス測定装置であって、測定対象回路を接続するための接続治具と、測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、差動検査信号を出力して測定対象回路に印加し、測定対象回路より返される反射信号を観測するＴＤＲオシロスコープと、測定対象回路を駆動するための電源装置と、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護する第１キャパシタンス素子と第２キャパシタンス素子とを備え、接続治具は、測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための治具正信号端子と、測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための治具負信号端子と、測定対象回路の電源端子に接続するための治具電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための治具グランド端子とを有し、電流モードドライバは、ドライバ正信号端子と、ドライバ負信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、ＴＤＲオシロスコープは、差動検査信号を出力するためのＴＤＲ正信号端子とＴＤＲ負信号端子とＴＤＲグランド端子とを有し、電源装置は、電源装置電源端子と電源装置グランド端子とを有し、治具正信号端子は、ＴＤＲ正信号端子に第１キャパシタンス素子を介して接続され、治具負信号端子は、ＴＤＲ負信号端子に第２キャパシタンス素子を介して接続され、治具正信号端子は、ドライバ正信号端子に接続され、治具負信号端子は、ドライバ負信号端子に接続され、治具電源端子は、ＴＤＲグランド端子と電源装置電源端子とに接続され、治具グランド端子は、電源装置グランド端子とドライバグランド端子とに接続され、制御信号入力端子に入力される制御信号のレベルによって、ドライバ正信号端子とドライバグランド端子とを電気的に接続して、測定対象回路の正端子からの電流を還流し、同時に、ドライバ負信号端子とドライバグランド端子とを電気的に切断して、測定対象回路の負端子からの電流を遮断し、あるいは、逆に、ドライバ負信号端子とドライバグランド端子とを電気的に接続して、測定対象回路の負端子からの電流を還流し、同時に、ドライバ正信号端子とドライバグランド端子とを電気的に切断して、測定対象回路の正端子からの電流を遮断する。
【００２９】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定の電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、差動のデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定することができる。さらに、制御信号入力端子に制御信号を入力することにより、電流モードドライバを制御して、被測定ＬＳＩから電流を還流させ、被測定ＬＳＩの実動作状態において、終端器インピーダンスを正確に測定できる。
【００３０】
請求項５記載のインピーダンス測定装置では、ドライバグランド端子は、治具グランド端子と電源装置グランド端子とに、高周波遮断用インダクタンス素子を介して接続されている。
【００３１】
この構成によれば、ＴＤＲオシロスコープからの高周波の検査信号が、測定対象の終端器以外の回路に流れることを防止でき、終端器のインピーダンスをより正確に測定することができる。
【００３２】
請求項６記載の治具基板は、シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具基板であって、片面に部品を実装するための実装領域を有する絶縁基板と、絶縁基板において実装領域とは反対の面に貼り合わされたグランド層と、外部のＴＤＲオシロスコープに接続するための信号コネクタと、外部の電源装置に接続するための電源コネクタとを備え、信号コネクタは、信号端子とグランド端子とを有し、電源コネクタは、電源端子とグランド端子とを有し、治具基板は、測定対象回路の信号ピンを接続するために実装領域に形成された信号パッドと、測定対象回路の電源ピンを接続するために実装領域に形成された電源パッドと、測定対象回路のグランドピンを接続するために実装領域に形成されたグランドパッドと、電源パッドとグランド層とを接続するビアと、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護するためのキャパシタンス素子と、キャパシタンス素子の第１の端子と信号パッドとを接続するように実装領域に形成された第１パターンと、キャパシタンス素子の第２の端子と信号コネクタの信号端子とを接続するように実装領域に形成された第２パターンと、電源コネクタのグランド端子とグランドパッドとを接続するように実装領域に形成された第３パターンとを有し、信号コネクタのグランド端子は、グランド層に接続されており、電源コネクタの電源端子は、グランド層に接続されており、第１パターンと第２パターンとは、同一寸法のパターン幅を有しており、第１パターンと第２パターンとは、それぞれ、グランド層との間に絶縁基板を挟み込んでマイクロストリップラインを構成し、所望の特性インピーダンスを呈するように、パターン幅及び絶縁基板の材料と厚みとが決定されている。
【００３３】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定の電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、シングルエンドのデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定する治具基板を提供できる。さらに、マイクロストリップラインを構成するパターンを採用して治具基板を小型に作製することにより、阻止用キャパシタンス素子の導入に伴う、測定精度の低下を抑制できる。
【００３４】
請求項８記載の治具基板では、シングルエンドのデジタル信号を受信する測定対象回路を装着するためのソケットが実装されている。
【００３５】
この構成によれば、測定にあたって、測定対象回路である被測定ＬＳＩの端子を半田付けする必要がなく、被測定ＬＳＩを半田付けに伴う熱破損から保護できる。また、被測定ＬＳＩの交換が容易となり、測定の効率が向上する。
【００３６】
請求項９記載の治具基板は、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具基板であって、片面に部品を実装するための実装領域を有する絶縁基板と、絶縁基板において実装領域とは反対の面に貼り合わされたグランド層と、外部のＴＤＲオシロスコープに接続するための正信号コネクタ及び負信号コネクタと、外部の電源装置に接続するための電源コネクタとを備え、正信号コネクタは、正信号端子とグランド端子とを有し、負信号コネクタは、負信号端子とグランド端子とを有し、電源コネクタは、電源端子とグランド端子とを有し、治具基板は、測定対象回路の正信号ピンを接続するために実装領域に形成された正信号パッドと、測定対象回路の負信号ピンを接続するために実装領域に形成された負信号パッドと、測定対象回路の電源ピンを接続するために実装領域に形成された電源パッドと、測定対象回路のグランドピンを接続するために実装領域に形成されたグランドパッドと、電源パッドとグランド層とを接続するビアと、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止してＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、第１キャパシタンス素子の第１の端子と正信号パッドとを接続するように実装領域に形成された第１パターンと、第１キャパシタンス素子の第２の端子と正信号コネクタの正信号端子とを接続するように実装領域に形成された第２パターンと、第２キャパシタンス素子の第１の端子と負信号パッドとを接続するように実装領域に形成された第３パターンと、第２キャパシタンス素子の第２の端子と負信号コネクタの負信号端子とを接続するように実装領域に形成された第４パターンと、電源コネクタのグランド端子とグランドパッドとを接続するように実装領域に形成された第５パターンとを有し、正信号コネクタのグランド端子は、グランド層に接続されており、負信号コネクタのグランド端子は、グランド層に接続されており、電源コネクタの電源端子は、グランド層に接続されており、第１パターンと、第２パターンと、第３パターンと、第４パターンとは、同一寸法のパターン幅を有しており、第１パターンと、第２パターンと、第３パターンと、第４パターンとは、それぞれ、グランド層との間に絶縁基板を挟み込んでマイクロストリップラインを構成し、所望の特性インピーダンスを呈するように、パターン幅及び絶縁基板の材料と厚みとが決定されている。
【００３７】
この構成によれば、測定対象回路である被測定ＬＳＩに所定の電源電圧を印加しても、ＴＤＲオシロスコープは、阻止用キャパシタンス素子によって保護されるため、破損されることはなく、差動のデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ内部の終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定する治具基板を提供できる。さらに、マイクロストリップラインを構成するパターンを採用して治具基板を小型に作製することにより、阻止用キャパシタンス素子の導入に伴う、測定精度の低下を抑制できる。
【００３８】
請求項１１記載の治具基板では、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路を装着するためのソケットが実装されている。
【００３９】
この構成によれば、測定にあたって、測定対象回路である被測定ＬＳＩの端子を半田付けする必要がなく、被測定ＬＳＩを半田付けに伴う熱破損から保護できる。また、被測定ＬＳＩの交換が容易となり、測定の効率が向上する。
【００４０】
請求項１２記載の回路ユニットは、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具に用いる回路ユニットであって、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して外部のＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流モードドライバと、ＴＤＲオシロスコープからの検査信号を遮断する高周波遮断用インダクタンス素子と、測定対象回路の電源端子に接続するための測定対象回路用電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための測定対象回路用グランド端子と、測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための測定対象回路用正信号端子と、測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための測定対象回路用負信号端子と、ＴＤＲオシロスコープのグランド端子に接続するためのＴＤＲ用グランド端子と、ＴＤＲオシロスコープの正信号端子に接続するためのＴＤＲ用正信号端子と、ＴＤＲオシロスコープの負信号端子に接続するためのＴＤＲ用負信号端子と、電流モードドライバを制御する切替え端子とを備え、電流モードドライバは、ドライバ正信号端子と、ドライバ負信号端子と、ドライバグランド端子と、制御信号入力端子とを有し、測定対象回路用正信号端子は、ＴＤＲ用正信号端子に第１キャパシタンス素子を介して接続され、測定対象回路用負信号端子は、ＴＤＲ用負信号端子に第２キャパシタンス素子を介して接続され、測定対象回路用正信号端子は、ドライバ正信号端子に接続され、測定対象回路用負信号端子は、ドライバ負信号端子に接続され、測定対象回路用グランド端子は、ドライバグランド端子にインダクタンス素子を介して接続され、切替え端子は、制御信号入力用端子に接続され、切替え端子に入力される制御信号のレベルによって、測定対象回路の正端子からの電流を還流するために、ドライバ正信号端子とドライバグランド端子とを電気的に接続し、同時に、測定対象回路の負端子からの電流を遮断するために、ドライバ負信号端子とドライバグランド端子とを電気的に切断し、あるいは、逆に、測定対象回路の負端子からの電流を還流するために、ドライバ負信号端子とドライバグランド端子とを電気的に接続し、同時に、測定対象回路の正端子からの電流を遮断するために、ドライバ正信号端子とドライバグランド端子とを電気的に切断する。
【００４１】
請求項１４記載の治具回路は、差動のデジタル信号を受信する、複数の測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具回路であって、請求項１２記載の回路ユニットを、複数の測定対象回路の個数だけ備えている。
【００４２】
これらの構成によれば、同一構成の回路ユニットを利用して、測定対象回路である多チャネル差動入力ＬＳＩの各チャネルごとの終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定する治具回路を提供できる。この回路ユニットは、被測定ＬＳＩから所定の電流を還流させるための電流モードドライバを搭載しており、切替え端子に外部から制御信号を供給することにより、被測定ＬＳＩの実動作状態における終端器インピーダンスを正確に測定できる。
【００４３】
請求項１３記載の回路ユニットは、差動のデジタル信号を受信する測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具に用いる回路ユニットであって、測定対象回路が発生する直流電圧を阻止して外部のＴＤＲオシロスコープを保護するための第１キャパシタンス素子及び第２キャパシタンス素子と、測定対象回路から所定の電流を還流させるための電流源と、電流源の接続を切替えるスイッチと、ＴＤＲオシロスコープからの検査信号を遮断する高周波遮断用インダクタンス素子と、測定対象回路の電源端子に接続するための測定対象回路用電源端子と、測定対象回路のグランド端子に接続するための測定対象回路用グランド端子と、測定対象回路の差動入力の正端子に接続するための測定対象回路用正信号端子と、測定対象回路の差動入力の負端子に接続するための測定対象回路用負信号端子と、ＴＤＲオシロスコープのグランド端子に接続するためのＴＤＲ用グランド端子と、ＴＤＲオシロスコープの正信号端子に接続するためのＴＤＲ用正信号端子と、ＴＤＲオシロスコープの負信号端子に接続するためのＴＤＲ用負信号端子とを備え、スイッチは、スイッチ入力端子Ａと、スイッチ入力端子Ｂと、スイッチ出力端子と、スイッチ手動切換え部とを有し、電流源は、電流源正端子と電流源負端子とを有し、測定対象回路用正信号端子は、ＴＤＲ用正信号端子に第１キャパシタンス素子を介して接続され、測定対象回路用負信号端子は、ＴＤＲ用負信号端子に第２キャパシタンス素子を介して接続され、測定対象回路用正信号端子は、スイッチ入力端子Ａに接続され、測定対象回路用負信号端子は、スイッチ入力端子Ｂに接続され、測定対象回路用グランド端子は、電流源負端子にインダクタンス素子を介して接続され、スイッチ出力端子は、電流源正端子に接続され、スイッチ手動切換え部の操作によって、測定対象回路の正端子からの電流を還流するために、スイッチ入力端子Ａとスイッチ出力端子とを電気的に接続し、同時に、測定対象回路の負端子からの電流を遮断するために、スイッチ入力端子Ｂとスイッチ出力端子とを電気的に切断し、あるいは、逆に、測定対象回路の負端子からの電流を還流するために、スイッチ入力端子Ｂとスイッチ出力端子とを電気的に接続し、同時に、測定対象回路の正端子からの電流を遮断するために、スイッチ入力端子Ａとスイッチ出力端子とを電気的に切断する。
【００４４】
請求項１５記載の治具回路は、差動のデジタル信号を受信する、複数の測定対象回路の終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法により測定するための治具回路であって、請求項１３記載の回路ユニットを、複数の測定対象回路の個数だけ備えている。
【００４５】
これらの構成によれば、同一構成の回路ユニットを利用して、測定対象回路である多チャネル差動入力ＬＳＩの各チャネルごとの終端器インピーダンスを、ＴＤＲ法によって測定する治具回路を提供できる。この回路ユニットは、被測定ＬＳＩから還流させる所定の電流をスイッチにより切替えることができ、被測定ＬＳＩの実動作状態における終端器インピーダンスを正確にかつ簡便に測定できる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、受信用ＬＳＩが正しい能動条件の下におかれた状態で、かつＴＤＲオシロスコープを破損あるいは性能劣化させることなく、受信用ＬＳＩの終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法により、正確に測定するための装置及び治具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に述べる本発明の実施の形態の記述では、測定対象回路としてＬＳＩを扱うものとする。
【００４８】
本発明の実施の形態の説明に先立ち、ＴＤＲ法を用いて、能動素子から構成される終端器のインピーダンスを正確に測定し、かつ、ＴＤＲオシロスコープを破損から保護する方策について、発明者らが行った考察について説明する。
【００４９】
「従来の技術」の項で説明したように、能動素子から構成される終端器のインピーダンスを正確に測定するためには、被測定ＬＳＩに電源電圧を印加して、被測定ＬＳＩを動作状態にした状態で、ＴＤＲオシロスコープに接続する必要がある。すると、図２３で説明したように、ＴＤＲオシロスコープ１に直流電圧が印加され、ＴＤＲオシロスコープ１が破損される恐れがある。それを防止するために、ＴＤＲオシロスコープと被測定ＬＳＩの間に、直流電圧阻止用にキャパシタンス素子を挿入することになる。すると、今度は、図２５で説明したように、キャパシタンス素子の影響を受けて、測定信号の波形が、基準線から立ち上がり、観測すべき肝心の逸脱波形が小さくなり、測定精度が劣化するという問題があった。
【００５０】
発明者らは、図２５のＴＤＲオシロスコープ１の画面に示される、波形５ａの時間ｔ１からの立ち上がりの急峻さが、キャパシタンス素子の容量「Ｃ」と伝送ラインの実効抵抗「Ｒ」によって構成される、時定数τ＝ＣＲによって近似的に決定されるという理論的考察を行った。発明者らは、この考察に基づいて、時間ｔ１の極く近傍で波形５ａが立ち上がる初期において逸脱波形５ｄを観測できるように、キャパシタンス素子を含む測定回路を構成すれば、測定精度を向上できるとの確信を得た。
【００５１】
その結果、発明者らは、測定回路の小型化を図り、キャパシタンス素子の容量「Ｃ」の値を最適化することにより、ＴＤＲオシロスコープ１を破損させることなく、被測定ＬＳＩの終端器インピーダンスを正確に測定できるとの結論に達した。
【００５２】
以上の考察の結果、測定精度の大幅な改善が可能となった。先ず、その概要を示す。
【００５３】
図１は、キャパシタンス素子を挿入した被測定ＬＳＩのインピーダンス不整合の改良された測定の例示図である。この測定例では、ＴＤＲオシロスコープ１と被測定ＬＳＩ２との間をキャパシタンス素子Ｃ１で結合し、ＴＤＲオシロスコープ１に直流電圧が印加されるのを防ぎ、かつ、被測定ＬＳＩ２の終端器２ｒによる逸脱波形５ｄを高振幅で精度良く測定できている。
【００５４】
すなわち、測定回路の小型化と、キャパシタンス素子の値の最適化により、ＴＤＲオシロスコープ１の画面上の波形５ａは、時間ｔ１以降、基準線５ｃから、立ち上がり始めるが、その立ち上がりはきわめて緩やかであり、その結果、時間ｔ２において、逸脱波形５ｄ（終端器２ｒによる反射信号）を、基準線５ｃからほとんど乖離していない状態で観測できている。
【００５５】
これは、図１では、回路の小型化により、キャパシタンス素子Ｃ１の挿入点から、終端器２ｒまでの距離が、図２５に比べ、実質的に短縮されていることを表している。すなわち、図２５では、時間間隔（ｔ２−ｔ１）は、その測定系の時定数（上述したτ＝ＣＲ）に比べ十分大きかったのに比較して、図１では、時間間隔（ｔ２−ｔ１）は、この測定系の時定数（τ＝Ｃ１×終端器の実効抵抗値）に比べ、極めて小さくなるように設定されている。
【００５６】
以上の考察を基にして行った本発明について、以下に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００５７】
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、シングルエンドのデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、及び電源装置３０を備える。
【００５８】
図３は、本発明の実施の形態１における被測定ＬＳＩの回路図である。被測定ＬＳＩ５０は、増幅器５５、終端器５６を有していて、シングルエンドの入力端子であるＬＳＩ信号端子５１、ＬＳＩグランド端子５２、ＬＳＩ電源端子５３を有している。
【００５９】
図３を参照しつつ、図２に示す本形態のインピーダンス測定装置の構成を説明する。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩ信号端子５１が接続される治具信号端子２１は、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ信号端子１１に接続される。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩ電源端子５３が接続される治具電源端子２３は、電源装置電源端子３１に接続され、同時に、ＴＤＲグランド端子１３にも接続される。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩグランド端子５２が接続される治具グランド端子２２は、電源装置グランド端子３２に接続される。
【００６０】
通常、ＴＤＲオシロスコープ１０のグランド電位は、被測定ＬＳＩ５０のグランド電位と共通にするのが一般的であるが、本形態のインピーダンス測定装置では、プルアップされた終端器５６を測定するため、終端器５６の両端に検査信号が印加される構成を取る必要がある。そのため、ＴＤＲグランド端子１３は、ＬＳＩグランド端子５２ではなく、ＬＳＩ電源端子５３に接続されている。
【００６１】
図４は、本発明の実施の形態１におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に被測定ＬＳＩ５０を取り付けた状態のブロック図である。
【００６２】
このように、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ信号端子１１と、被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩ信号端子５１とを、電圧阻止用キャパシタンス素子Ｃ１を介して接続することで、被測定ＬＳＩ５０からＴＤＲオシロスコープ１０へ直流電圧が印加されることを防ぎ、ＴＤＲオシロスコープ１０を破損・性能劣化から保護することができる。また、この時、測定回路の小型化と、キャパシタンス素子Ｃ１の値の最適化により、ＴＤＲオシロスコープ１０上に観測される波形は、図１に示したように、基準線から大きく乖離することなく、十分な精度で測定できている。
【００６３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。図５において、図２と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００６４】
図５に示す本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、差動のデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２、及び電源装置３０を備える。
【００６５】
図６は、本発明の実施の形態２における被測定ＬＳＩの回路図である。被測定ＬＳＩ６０は、差動入力の増幅器６５、終端器６６と終端器６７を有していて、差動の入力端子であるＬＳＩ正信号端子６１ｐとＬＳＩ負信号端子６１ｎ、ＬＳＩグランド端子６２、ＬＳＩ電源端子６３を有している。
【００６６】
図６を参照しつつ、図４に示す本形態のインピーダンス測定装置の構成を説明する。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ正信号端子６１ｐが接続される治具正信号端子２１ｐは、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ正信号端子１１ｐに接続される。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ負信号端子６１ｎが接続される治具負信号端子２１ｎは、キャパシタンス素子Ｃ２を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ負信号端子１１ｎに接続される。
【００６７】
被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ電源端子６３が接続される治具電源端子２３は、電源装置電源端子３１に接続され、同時に、ＴＤＲグランド端子１３にも接続される。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩグランド端子６２が接続される治具グランド端子２２は、電源装置グランド端子３２に接続される。
【００６８】
図７は、本発明の実施の形態２におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に被測定ＬＳＩ６０を取り付けた状態のブロック図である。
【００６９】
このように、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ正信号端子１１ｐと、被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ正信号端子６１ｐとを、電圧阻止用キャパシタンス素子Ｃ１を介して接続し、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ負信号端子１１ｎと、被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ負信号端子６１ｎとを、電圧阻止用キャパシタンス素子Ｃ２を介して接続することで、差動のデジタル信号を受信するＬＳＩ６０内部の、終端器６６と終端器６７のインピーダンスを、ＴＤＲオシロスコープ１０によって測定できる。この時、キャパシタンス素子Ｃ１とキャパシタンス素子Ｃ２とによって、被測定ＬＳＩ６０からＴＤＲオシロスコープ１０へ直流電圧が印加されることを防ぎ、ＴＤＲオシロスコープ１０が破損あるいは性能劣化から保護されている。
【００７０】
（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。図８において、図２と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００７１】
図８に示す本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、シングルエンドのデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、電流モードドライバ４０、インダクタンス素子Ｌ１、及び電源装置３０を備える。
【００７２】
本形態のインピーダンス測定装置の測定対象となるＬＳＩは、図３に示す被測定ＬＳＩ５０である。
【００７３】
図３を参照しつつ、図８に示す本形態のインピーダンス測定装置の構成をさらに詳しく説明する。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩ信号端子５１が接続される治具信号端子２１は、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ信号端子１１に接続される。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩ電源端子５３が接続される治具電源端子２３は、電源装置電源端子３１に接続され、同時に、ＴＤＲグランド端子１３にも接続される。被測定ＬＳＩ５０のＬＳＩグランド端子５２が接続される治具グランド端子２２は、電源装置グランド端子３２に接続される。
【００７４】
さらに、電流モードドライバ４０は、電流源４１、トランジスタ４２、切替え端子４０ａ、ドライバグランド端子４０ｂ、及び、ドライバ信号端子４０ｃを有している。ドライバ信号端子４０ｃは、接続治具２０の治具信号端子２１に接続され、ドライバグランド端子４０ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、接続治具２０の治具グランド端子２２と電源装置グランド端子３２とに接続されている。
【００７５】
図９は、本発明の実施の形態３におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に、被測定ＬＳＩ５０を取り付けた状態のブロック図である。
【００７６】
図９を参照して、本形態のインピーダンス測定装置の動作を説明する。本形態のインピーダンス測定装置は、被測定ＬＳＩ５０に電源装置３０から電源電圧を印加して、被測定ＬＳＩ５０を動作状態にする。さらに、本形態で付加されている電流モードドライバ４０は、被測定ＬＳＩ５０から電流を引き込むことで、被測定ＬＳＩ５０を実使用状態と同じ条件で動作させている。すなわち、切替え端子４０ａに制御信号を入力することにより、制御信号のレベルによって、トランジスタ４２をＯＮ又はＯＦＦして、電流源４１をＬＳＩ信号端子５１に接続し、又は切断して、被測定ＬＳＩ５０からの電流の還流を制御する。こうすることによって、被測定ＬＳＩ５０を伝送路を介して送信器に接続されている実使用状態と同じ条件で動作させることができる。
【００７７】
このように、本形態のインピーダンス測定装置は、被測定ＬＳＩ５０を実使用状態に置いた状態で、被測定ＬＳＩ５０の終端器５６のインピーダンスを測定することができる。すなわち、切替え端子４０ａに与える制御信号のレベルを切り替えることにより、ＬＳＩ信号端子５１に接続された終端器５６から直流電流を引き込んだ場合と、直流電流を引き込まない場合の、２つの場合のインピーダンスを任意に選択して測定することが出来る。
【００７８】
なお、電流モードドライバ４０のドライバグランド端子４０ｂと、接続治具２０の治具グランド端子２２と電源装置グランド端子３２との間に接続されているインダクタンス素子Ｌ１は、被測定ＬＳＩ５０に直流電流のみを還流させ、ＴＤＲオシロスコープ１０からの高周波の検査信号が還流することを阻止している。こうすることによって、ＴＤＲオシロスコープ１０からの検査信号が通る経路が、終端器５６通る経路だけになるように、言い換えれば、終端器５６以外の回路を通るような別経路を作らないようにする。その結果、被測定ＬＳＩ５０の終端器５６のインピーダンスを、より高精度で測定することができる。
【００７９】
（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。図１０において、図８と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００８０】
図１０に示す本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、シングルエンドのデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、電流源切替え回路４５、インダクタンス素子Ｌ１、及び電源装置３０を備える。接続治具２０に接続する被測定ＬＳＩは、図３に示した、シングルエンドのデジタル信号を受信する被測定ＬＳＩ５０である。
【００８１】
本形態のインピーダンス測定装置は、図８に示した本発明の実施の形態３における電流モードドライバ４０を、電流源切替え回路４５に置き換えている。電流源切替え回路４５は、電流源４１、手動スイッチ４６、切替え回路グランド端子４５ｂ、及び、切替え回路信号端子４５ｃを有している。切替え回路信号端子４５ｃは、治具信号端子２１に接続され、切替え回路グランド端子４５ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、治具グランド端子２２と電源装置電源端子３１とに接続される。
【００８２】
図１１は、本発明の実施の形態４におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に、被測定ＬＳＩ５０を取り付けた状態のブロック図である。
【００８３】
図１１に示すように、本形態のインピーダンス測定装置では、手動スイッチ４６を操作することにより、ＬＳＩ信号端子５１に、電流源４１を接続し、又は切断して、被測定ＬＳＩ５０からの電流の還流を制御する。こうすることによって、被測定ＬＳＩ５０を伝送路を介して送信器に接続されている実使用状態と同じ条件で動作させることができる。
【００８４】
以上説明したように、本形態のインピーダンス測定装置は、本発明の実施の形態３と同様に、被測定ＬＳＩ５０を実使用状態に置いた状態で、被測定ＬＳＩ５０の終端器５６のインピーダンスを測定することができる。
【００８５】
（実施の形態５）
図１２は、本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。図１２において、図５と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００８６】
図１２に示す本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、差動のデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２、電流モードドライバ４０、インダクタンス素子Ｌ１、及び電源装置３０を備える。
【００８７】
さらに、電流モードドライバ４０は、電流源４１、２つのトランジスタ４３ａ、４３ｂ、及び、インバータ４４を有し、さらに、切替え端子４０ａ、ドライバグランド端子４０ｂ、ドライバ正信号端子４０ｐ、ドライバ負信号端子４０ｎを有する。
【００８８】
本形態のインピーダンス測定装置の測定対象となるＬＳＩは、図６に示す差動入力の被測定ＬＳＩ６０である。
【００８９】
図１３は、本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に、被測定ＬＳＩ６０を取り付けた状態のブロック図である。
【００９０】
図１２と図１３を参照して、本形態のインピーダンス測定装置の構成と動作を説明する。
【００９１】
被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ正信号端子６１ｐが接続される治具正信号端子２１ｐは、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ正信号端子１１ｐに接続される。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ負信号端子６１ｎが接続される治具負信号端子２１ｎは、キャパシタンス素子Ｃ２を介して、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ負信号端子１１ｎに接続される。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩ電源端子６３が接続される治具電源端子２３は、電源装置電源端子３１に接続され、同時に、ＴＤＲグランド端子１３にも接続される。被測定ＬＳＩ６０のＬＳＩグランド端子６２が接続される治具グランド端子２２は、電源装置グランド端子３２に接続される。
【００９２】
さらに、電流モードドライバ４０のドライバ正信号端子４０ｐは、接続治具２０の治具正信号端子２１ｐに接続され、ドライバ負信号端子４０ｎは、治具負信号端子２１ｎに接続される。ドライバグランド端子４０ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、治具グランド端子２２と電源装置グランド端子３２とに接続される。
【００９３】
切替え端子４０ａには、制御信号が入力される。切替え端子４０ａに入力される制御信号のレベルが変わることにより、トランジスタ４３ａがＯＮでトランジスタ４３ｂがＯＦＦ，又は、その逆にトランジスタ４３ａがＯＦＦでトランジスタ４３ｂがＯＮとなり、電流源４１を、治具正信号端子２１ｐ又は治具負信号端子２１ｎに接続する。このようにして、制御信号のレベルによって、終端器６６又は終端器６７から電流を引き込むことで、被測定ＬＳＩ６０を実使用時と同じ条件で動作させることができる。
【００９４】
このように、本形態のインピーダンス測定装置によれば、被測定ＬＳＩ６０を実使用時と同じ条件で動作させた状態で、被測定ＬＳＩ６０の終端器のインピーダンスを正確に測定することができる。
【００９５】
なお、電流モードドライバ４０のドライバグランド端子４０ｂと、接続治具２０の治具グランド端子２２と電源装置グランド端子３２との間に接続されているインダクタンス素子Ｌ１は、被測定ＬＳＩ６０に直流電流のみを還流させ、ＴＤＲオシロスコープ１０からの高周波の検査信号が還流することを阻止している。こうすることによって、ＴＤＲオシロスコープ１０からの検査信号が通る経路が、終端器６６あるいは終端器６７を通る経路だけになるように、言い換えれば、終端器６６あるいは終端器６７以外の回路を通るような別経路を作らないようにする。その結果、被測定ＬＳＩ６０の終端器６６あるいは終端器６７のインピーダンスを、より高精度で測定することができる。
【００９６】
（実施の形態６）
図１４は、本発明の実施の形態６におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。図１４において、図１２と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００９７】
図１４に示す本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、差動のデジタル信号を受信するＬＳＩを測定対象とした接続治具２０、直流電圧阻止用のキャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２、電流源切替え回路４５、インダクタンス素子Ｌ１、及び電源装置３０を備える。
【００９８】
さらに、電流源切替え回路４５は、電流源４１と手動スイッチ４７を有し、さらに、切替え回路正信号端子４５ｐ、切替え回路負信号端子４５ｎ、切替え回路グランド端子４５ｂを有する。
【００９９】
本形態のインピーダンス測定装置の測定対象となるＬＳＩは、図６に示す差動入力の被測定ＬＳＩ６０である。
【０１００】
図１５は、本発明の実施の形態６におけるインピーダンス測定装置の接続治具２０に、被測定ＬＳＩ６０を取り付けた状態のブロック図である。
【０１０１】
図１５に示すように、本形態のインピーダンス測定装置は、図１２に示した本発明の実施の形態５における電流モードドライバ４０を、電流源切替え回路４５に置き換えている。電流源切替え回路４５の切替え回路正信号端子４５ｐは、接続治具２０の治具正信号端子２１ｐに接続され、切替え回路負信号端子４５ｎは、治具負信号端子２１ｎに接続されている。切替え回路グランド端子４５ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、治具グランド端子２２と電源装置グランド端子３２とに接続されている。その他の接続関係は、図１２に示した、本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置と同様であり、説明を省略する。
【０１０２】
本形態のインピーダンス測定装置では、手動スイッチ４７を切替えることにより、電流源４１が、治具正信号端子２１ｐ又は治具負信号端子２１ｎに接続される。このように、手動スイッチ４７を手動で操作することにより、終端器６６又は終端器６７から電流が引き込まれる。この結果、被測定ＬＳＩ６０を実使用時と同じ条件で動作させることができる。
【０１０３】
このように、本形態のインピーダンス測定装置によれば、被測定ＬＳＩ６０を実使用時と同じ条件で動作させた状態で、被測定ＬＳＩ６０の終端器のインピーダンスを正確に測定することができる。
【０１０４】
（実施の形態７）
図１６は、本発明の実施の形態７におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。
【０１０５】
本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、４個の電流モードドライバ型回路ユニット７０ａ〜７０ｄからなる電流モードドライバ型回路ユニット群１１０、４個の差動入力ＬＳＩを含む被測定ＬＳＩ９０、及び、電源装置３０を備えている。すなわち、本形態のインピーダンス測定装置は、４チャネル差動入力ＬＳＩの、それぞれの入力の終端器インピーダンスを測定する。
【０１０６】
図１６において、第１チャネルを構成する要素の符号には、末尾に「ａ」を、第２チャネルを構成する要素の符号には、末尾に「ｂ」を、第３チャネルを構成する要素の符号には、末尾に「ｃ」を、第４チャネルを構成する要素の符号には、末尾に「ｄ」を、それぞれ付している。
【０１０７】
図１７は、本発明の実施の形態７における電流モードドライバ型回路ユニット７０の回路図である。図１７に示すように、本形態の電流モードドライバ型回路ユニット７０は、電流モードドライバ７９、キャパシタンス素子Ｃ１、Ｃ２、インダクタンス素子Ｌ１、及び、端子７１〜７８を備える。  
【０１０８】
先ず、電流モードドライバ型回路ユニット７０の内部接続について説明する。端子７３と端子７７は、直接接続されている。端子７１は、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、端子７５に接続されている。さらに端子７５は、電流モードドライバ７９のドライバ正信号端子７９ｐに接続されている。端子７２は、キャパシタンス素子Ｃ２を介して、端子７６に接続されている。さらに端子７６は、電流モードドライバ７９のドライバ負信号端子７９ｎに接続されている。電流モードドライバ７９のドライバグランド端子７９ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、端子７８に接続されている。端子７４は、電流モードドライバ７９の切替を行う制御信号を入力する端子である。
【０１０９】
次に、図１６と図１７とを参照して、本形態のインピーダンス測定装置の接続関係を説明する。以下の説明は、上記４個のいずれのチャネルにも適用できるものであり、末尾の符号を省略して記述する。
【０１１０】
電流モードドライバ型回路ユニット７０の端子７３は、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲグランド端子１３に接続され、端子７７は、被測定ＬＳＩ９０の電源端子９３と電源装置３０の電源装置電源端子３１とに接続されている。
【０１１１】
電流モードドライバ型回路ユニット７０の端子７１は、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ正信号端子１１ｐに接続され、端子７５は、被測定ＬＳＩ９０のＬＳＩ正信号端子９１に接続されている。
【０１１２】
電流モードドライバ型回路ユニット７０の端子７２は、ＴＤＲオシロスコープ１０のＴＤＲ負信号端子１１ｎに接続され、端子７６は、被測定ＬＳＩ９０のＬＳＩ負信号端子９２に接続されている。
【０１１３】
電流モードドライバ型回路ユニット７０の端子７８と、被測定ＬＳＩ９０のＬＳＩグランド端子９４と、電源装置３０の電源装置グランド端子３２とは、共通のグランドラインに接続されている。
【０１１４】
電流モードドライバ型回路ユニット７０の端子７４には、電流モードドライバ７９の切替を行う制御信号を入力する。
【０１１５】
本形態における電流モードドライバ型回路ユニット７０の電流モードドライバ７９の動作は、図１２に示した本発明の実施の形態５における電流モードドライバ４０の動作と同様である。
【０１１６】
図１６は、被測定ＬＳＩ９０の第１チャネルのＬＳＩについて、終端器インピーダンスを測定する状態を示している。他のチャネルのＬＳＩの終端器インピーダンスを測定する場合は、ＴＤＲオシロスコープ１０を測定するチャネルのＴＤＲ接続端子に接続換えする。
【０１１７】
この際、４つの電流モードドライバ型回路ユニット７０ａ〜７０ｄは、ＴＤＲオシロスコープ１０の接続の有無にかかわらず、すべて、被測定ＬＳＩ９０のそれぞれ対応するＬＳＩから直流電流の還流動作を行うので、被測定ＬＳＩ９０を、実使用時の状態に保つことができる。
【０１１８】
また、図１７に示すように、本形態の電流モードドライバ型回路ユニット７０ａ〜７０ｄは、それぞれがインダクタンス素子Ｌ１を有しているので、ＴＤＲオシロスコープ１０からの検査信号は、測定を行う終端器以外の回路を通ることはない。したがって、終端器のインピーダンス測定の測定結果が、終端器以外の回路の特性によって、影響を受けることはない。
【０１１９】
端子７４（切替え端子）に入力する制御信号の信号レベルを切替えることにより、ＴＤＲオシロスコープ１０が接続されたチャネルの正端子側終端器から直流電流を還流させた場合と、負端子側終端器から直流電流を還流させた場合の、２つの場合を任意に選択して、終端器のインピーダンスを測定することができる。
【０１２０】
（実施の形態８）
図１８は、本発明の実施の形態８におけるインピーダンス測定装置のブロック図である。
【０１２１】
本形態のインピーダンス測定装置は、本発明の実施の形態７における、電流モードドライバ型回路ユニット７０をスイッチ切替え型回路ユニット８０に置き換えたものである。すなわち、本形態のインピーダンス測定装置は、ＴＤＲオシロスコープ１０、４個のスイッチ切替え型回路ユニット８０ａ〜８０ｄからなるスイッチ切替え型回路ユニット群１２０、４個の差動入力ＬＳＩを含む被測定ＬＳＩ９０、及び、電源装置３０を備えている。本形態のインピーダンス測定装置は、本発明の実施の形態７におけるインピーダンス測定装置と同様に、４チャネル差動入力ＬＳＩの、それぞれの入力の終端器インピーダンスを測定する。
【０１２２】
図１９は、本発明の実施の形態８におけるスイッチ切替え型回路ユニット８０の回路図である。本形態のスイッチ切替え型回路ユニット８０は、本発明の実施の形態７における、電流モードドライバ型回路ユニット７０の電流モードドライバ７９を電流源切替え回路８９に置き換えたものである。
【０１２３】
電流源切替え回路８９は、電流源８９ｃ、手動スイッチ８９ｄ、切替え回路正信号端子８９ｐ、切替え回路負信号端子８９ｎ、及び、切替え回路グランド端子８９ｂを有する。本形態の電流源切替え回路８９は、図１５に示した本発明の実施の形態６における電流源切替え回路４５と同様な動作をする。
【０１２４】
図１９に示すように、本形態のスイッチ切替え型回路ユニット８０では、端子８３と端子８７は、直接接続されている。端子８１は、キャパシタンス素子Ｃ１を介して、端子８５に接続されている。さらに端子８５は、電流源切替え回路８９の正信号端子８９ｐに接続されている。端子８２は、キャパシタンス素子Ｃ２を介して、端子８６に接続されている。さらに端子８６は、電流源切替え回路８９の負信号端子８９ｎに接続されている。電流源切替え回路８９のグランド端子８９ｂは、インダクタンス素子Ｌ１を介して、端子８８に接続されている。
【０１２５】
本形態のスイッチ切替え型回路ユニット８０ａ〜８０ｄとＴＤＲオシロスコープ１０、被測定ＬＳＩ９０、及び、電源装置３０との接続は、本形態の実施の形態７と同様である。ただし、図１８における符号８１〜８３と符号８５〜８８は、図１６における符号７１〜７３と符号７５〜７８にそれぞれ対応する。
【０１２６】
本形態のインピーダンス測定装置では、スイッチ切替え型回路ユニット８０の手動スイッチ８９ｄを手動で切替えて、直流電流を還流させる終端器を選択する。
【０１２７】
この際、４つのスイッチ切替え型回路ユニット８０ａ〜８０ｄは、ＴＤＲオシロスコープ１０の接続の有無にかかわらず、すべて、被測定ＬＳＩ９０のそれぞれ対応するＬＳＩから直流電流の還流動作を行うので、被測定ＬＳＩ９０を、実使用時の状態に保った状態で、終端器のインピーダンスを測定することができる。
【０１２８】
また、図１９に示すように、本形態のスイッチ切替え型回路ユニット８０ａ〜８０ｄは、それぞれがインダクタンス素子Ｌ１を有しているので、ＴＤＲオシロスコープ１０からの検査信号は、測定を行う終端器以外の回路を通ることはない。したがって、終端器のインピーダンス測定の測定結果が、終端器以外の回路の特性によって、影響を受けることはない。
【０１２９】
（実施の形態９）
図２０は、本発明の実施の形態９におけるインピーダンス測定用治具基板２００の構成図である。図２０は、図１２に示した本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置のうち、接続治具２０、電流モードドライバ４０、キャパシタンス素子Ｃ１、キャパシタンス素子Ｃ２、及び、インダクタンス素子Ｌ１を、治具基板２００に実装した状態を表している。
【０１３０】
図２０に示すように、本形態の治具基板２００は、片面に部品を実装するための実装領域を有する絶縁基板２０１と、実装領域とは反対側で絶縁基板２０１に貼り合わされたグランド層２０２とを有する。
【０１３１】
治具基板２００には、外部のＴＤＲオシロスコープに装着するための正信号コネクタ２０３及び負信号コネクタ２０４、外部の電源装置に接続するための電源コネクタ２０５、制御信号を入力する制御信号コネクタ２３１、キャパシタンス素子Ｃ１、キャパシタンス素子Ｃ２、インダクタンス素子Ｌ１、電流モードドライバ２２３（図１２の電流モードドライバ４０に相当する）などが実装されており、さらに、接続治具２２５（同じく接続治具２０に相当する）、及び各部品とコネクタ端子またはパッドを接続するパターンが形成されている。
【０１３２】
正信号コネクタ２０３は、正信号端子２０８とグランド端子２１０とを有し、負信号コネクタ２０４は、負信号端子２０９とグランド端子２１０とを有し、電源コネクタ２０５は、電源端子２０６とグランド端子２０７とを有し、制御信号コネクタ２３１は、制御端子２３２とグランド端子２３３とを有している。
【０１３３】
正信号コネクタ２０３のグランド端子２１０と、負信号コネクタ２０４のグランド端子２１０と、電源コネクタ２０５の電源端子２０６と、制御信号コネクタ２３１のグランド端子２３３とは、グランド層２０２に接続されている。
【０１３４】
接続治具２２５としては、被測定ＬＳＩの正信号ピンを接続するための正信号パッド２１１、被測定ＬＳＩの負信号ピンを接続するための負信号パッド２１２、被測定ＬＳＩの電源ピンを接続するための電源パッド２１３、及び、被測定ＬＳＩのグランドピンを接続するためのグランドパッド２１４などを含む、被測定ＬＳＩのピンを接続する接続パッドが実装領域に形成されている。
【０１３５】
電源パッド２１３とグランド層２０２を接続するように、ビア２１５が形成されている。
【０１３６】
正信号パッド２１１とキャパシタンス素子Ｃ１を接続する第１パターン２１８、キャパシタンス素子Ｃ１と正信号端子２０８を接続する第２パターン２１９、負信号パッド２１２とキャパシタンス素子Ｃ２とを接続する第３パターン２２０、キャパシタンス素子Ｃ２と負信号端子２０９を接続する第４パターン２２１、及び、グランドパッド２１４と電源コネクタ２０５のグランド端子２０７とを接続する第５パターン２２２が、それぞれ実装領域に形成されている。
【０１３７】
第１パターン２１８、第２パターン２１９、第３パターン２２０、及び第４パターン２２１のそれぞれのパターン幅は、同一の寸法に統一されており、これらのパターンは、グランド層２０２との間に絶縁基板２０１を挟み込んでマイクロストリップラインを構成している。これらのマイクロストリップラインは、所望の特性インピーダンスを有するように、パターンの幅及び絶縁基板２０１の厚みが設計され、かつ、絶縁基板２０１の材質が選ばれている。
【０１３８】
通常、ＴＤＲオシロスコープは勿論、測定器のインピーダンスは５０Ωであるから、上述したマイクロストリップラインの所望の特性インピーダンスは、５０Ωになるように設計することが好ましい。
【０１３９】
電流モードドライバ２２３は、正信号パッド２１１に接続されるドライバ正信号端子２２６、負信号パッド２１２に接続されるドライバ負信号端子２２７、インダクタンス素子Ｌ１を介してグランドパッド２１４に接続されるドライバグランド端子、電源パッド２１３に接続されるドライバ電源端子２２９、及び、電流モードドライバ２２３を切り替える制御信号を入力する切り替え端子２３０を有している。
【０１４０】
以上の構成により、電流モードドライバ型回路ユニットを備えた治具基板２００を製作することが出来る。
【０１４１】
図２１は、本発明の実施の形態９におけるインピーダンス測定用治具基板２００に被測定ＬＳＩ３０１を装填した時の構成図である。図２１において、図２０と同様な構成要素については、同一の符号を付しており、説明を省略する。
【０１４２】
（実施の形態１０） 
図２２は、本発明の実施の形態１０におけるインピーダンス測定用治具基板４００の構成図（被測定ＬＳＩ用ソケット付き）である。図２２において、図２０と同様な構成要素については、同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【０１４３】
本形態の治具基板４００は、本発明の実施の形態９の治具基板２００に、被測定ＬＳＩの脱着が容易なように、被測定ＬＳＩ用のソケット４０１を取り付けたものである。図２２の下図に示すように、ソケット４０１には、その蓋４０２が開閉自由に取り付けられていて、被測定ＬＳＩを挿入後、蓋４０２を閉めて固定すれば、被測定ＬＳＩの各ピンが、接続パッドに圧着される。
【０１４４】
本形態の治具基板４００のその他の構成は、本発明の実施の形態９の治具基板２００の構成と全く同じである。したがって、説明は省略する。
【０１４５】
以上、本発明の実施の形態について説明した。
【０１４６】
図２０、２１に示した本発明の実施の形態９と図２２に示した本発明の実施の形態１０では、図１２に示した本発明の実施の形態５のインピーダンス測定装置に対応する治具基板２００と治具基板４００について述べた。したがって、これらの実装例は、１チャネルの差動入力ＬＳＩに対する、終端器インピーダンス測定装置に用いることができる。しかし、これらの治具基板２００及び治具基板４００の実装領域上の部品及びその配線を、１系統から４系統に増やすことで、図１６に示した本発明の実施の形態７の４チャネル作動入力ＬＳＩに対する、終端器インピーダンス測定装置に用いるインピーダンス測定用治具基板を製作することができる。
【０１４７】
また、特に、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格や、ＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格で採用されている、ＴＭＤＳ（Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ  Ｍｉｎｉｍｉｚｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）方式に基づいて、デジタル信号を受信するＬＳＩにおいて、ＬＳＩ内部の終端器インピーダンスを測定するための治具基板を製作する際には、ＴＭＤＳ方式の送信ＬＳＩを電流モードドライバとして用いることができる。この場合、受信ＬＳＩ及び送信ＬＳＩは、ともに、１チップに４系統の回路を備えているため、受信ＬＳＩの装着領域及び電流モードドライバの実装領域は、それぞれＬＳＩ一個分だけでよい。
【０１４８】
図２０、２１に示した本発明の実施の形態９と図２２に示した本発明の実施の形態１０では、２４ピンの受信ＬＳＩに対する実装形態について述べたが、パターンを変更することで、異なるピン数の受信ＬＳＩに対しても、本発明の実装形態は、実施できる。また、上述した本発明の実施の形態では、２４ピンの電流モードドライバを用いる場合について述べたが、パターンを変更することで、異なるピン数の電流モードドライバを用いて実施してもよい。
【０１４９】
以上説明したように、本発明の趣旨は、終端器のインピーダンスを測定するにあたって、終端器が内蔵されているＬＳＩを動作状態に置き、かつ、ＴＤＲオシロスコープを破損あるいは性能劣化から保護するインピーダンス測定装置を実現することにあるのであって、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の適用が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本発明に係わるインピーダンス測定装置は、例えば、デジタル信号を受信するＬＳＩの内部に設けられた終端器のインピーダンスを、ＴＤＲ法により測定する装置等とその応用分野において利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】キャパシタンス素子を挿入した被測定ＬＳＩのインピーダンス不整合の改良された測定の例示図
【図２】本発明の実施の形態１におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態１における被測定ＬＳＩの回路図
【図４】本発明の実施の形態１におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図５】本発明の実施の形態２におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における被測定ＬＳＩの回路図
【図７】本発明の実施の形態２におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図８】本発明の実施の形態３におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態３におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図１０】本発明の実施の形態４におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図１１】本発明の実施の形態４におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図１２】本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図１３】本発明の実施の形態５におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図１４】本発明の実施の形態６におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図１５】本発明の実施の形態６におけるインピーダンス測定装置の接続治具に被測定ＬＳＩを取り付けた状態のブロック図
【図１６】本発明の実施の形態７におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図１７】本発明の実施の形態７における電流モードドライバ型回路ユニットの回路図
【図１８】本発明の実施の形態８におけるインピーダンス測定装置のブロック図
【図１９】本発明の実施の形態８におけるスイッチ切替え型回路ユニットの回路図
【図２０】本発明の実施の形態９におけるインピーダンス測定用治具基板の構成図
【図２１】本発明の実施の形態９におけるインピーダンス測定用治具基板に被測定ＬＳＩを装填した時の構成図
【図２２】本発明の実施の形態１０におけるインピーダンス測定用治具基板の構成図（被測定ＬＳＩ用ソケット付き）
【図２３】ＴＤＲオシロスコープを用いた従来のインピーダンス測定法の説明図
【図２４】ＴＤＲオシロスコープによる伝送ラインのインピーダンス不整合の従来の測定の例示図
【図２５】キャパシタンス素子を挿入した伝送ラインのインピーダンス不整合の従来の測定の例示図
【符号の説明】
【０１５２】
１、１０  ＴＤＲオシロスコープ
１ａ、２ａ  信号端子
１ｂ、２ｃ、３ｂ、２０７、２１０  グランド端子
２、５０、６０、９０、３０１  被測定ＬＳＩ
２ｂ、３ａ、２０６  電源端子
２ｄ  終端器
３、３０  電源装置
４  伝送ライン
５  ＴＤＲオシロスコープ画面
５ａ  波形
５ｂ  逸脱波形
５ｃ  基準線
１１  ＴＤＲ信号端子
１１ｐ  ＴＤＲ正信号端子
１１ｎ  ＴＤＲ負信号端子
１３  ＴＤＲグランド端子
２０  接続治具
２１  治具信号端子
２１ｐ  治具正信号端子
２１ｎ  治具負信号端子
２２  治具グランド端子
２３  治具電源端子
３１  電源装置電源端子
３２  電源装置グランド端子
４０  電流モードドライバ
４０ａ  切替え端子
４０ｂ  ドライバグランド端子
４０ｃ  ドライバ信号端子
４０ｐ  ドライバ正信号端子
４０ｎ  ドライバ負信号端４
４１  電流源
４２、４３ａ、４３ｂ  トランジスタ
４４  インバータ
４５  電流源切替え回路
４５ｂ  切替え回路グランド端子
４５ｃ  切替え回路信号端子
４５ｐ  切替え回路正信号端子
４５ｎ  切替え回路負信号端子
４６、４７  手動スイッチ
５１  ＬＳＩ信号端子
５２、６２  ＬＳＩグランド端子
５３、６３  ＬＳＩ電源端子
５５  増幅器
５６、６６、６７  終端器
６１ｐ  ＬＳＩ正信号端子
６１ｎ  ＬＳＩ負信号端子
７０  電流モードドライバ型回路ユニット
７９  電流モードドライバ
８０  スイッチ切替え型回路ユニット
８９  電流源切替え回路
２００  治具基板
２０１  絶縁基板
２０２  グランド層
２０３  正信号コネクタ
２０４  負信号コネクタ
２０５  電源コネクタ
２０８  正信号端子
２０９  負信号端子
２１１  正信号パッド
２１２  負信号パッド
２１３  電源パッド
２１４  グランドパッド
２１５  ビア
２１６、２１７、Ｃ１、Ｃ２  キャパシタンス素子
２１８  第１パターン
２１９  第２パターン
２２０  第３パターン
２２１  第４パターン
２２２  第５パターン
２２３  電流モードドライバ
２２４、Ｌ１  インダクタンス素子
２２５  接続治具
４０１  ソケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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