(57)【要約】  超高速サンプリング・システムは、インターポーザと、サンプラとを含む。サンプラは、非平行導波路と共に構成された一連のショットキ・ダイオードを含み、差動ストローブ・パルスを生成するショックライン即ち非線形伝送線（ＮＬＴＬ）を形成する。ショックラインは、例えば、三角形、鋸状、円弧、またはその他の形状として、あるいは三角形、鋸状、円弧状等の端縁を有する導体として構成された、非平行導体によって定められる。導体は、基板に関して定められ、導体の少なくとも一部が基板から離れ、導波路容量を低減するように、エアブリッジ状となっている。サンプラに対する電気接続は、内部導体を有するエアラインによって行われ、内部導体は変形可能で、サンプラ上の入力パッドに接触するようになっている。
2005515658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形伝送線であって、
非平行導波路と、
前記非平行導波路と電気的に連通する複数のバラクタと、
を備えている非線形伝送線。
【請求項２】
請求項１記載の非線形伝送線において、前記複数のバラクタは、前記非線形伝送線に印加する信号を時間的に変形するように構成されている、非線形伝送線。
【請求項３】
請求項２記載の非線形伝送線において、前記バラクタがショットキ・ダイオードである、非線形伝送線。
【請求項４】
請求項１記載の非線形伝送線において、前記バラクタがショットキ・ダイオードである、非線形伝送線。
【請求項５】
請求項１記載の非線形伝送線であって、更に、半導体基板を備えており、前記非平行導波路を前記半導体基板に関して固定した、非線形伝送線。
【請求項６】
請求項５記載の非線形伝送線において、前記バラクタが、前記半導体基板上に定められたショットキ・メサ・ダイオードである、非線形伝送線。
【請求項７】
非線形伝送線であって、
複数のバラクタと、
前記複数のバラクタと電気的に連通する遅延増大導波路と、
を備えている非線形伝送線。
【請求項８】
請求項７記載の非線形伝送線において、前記非線形伝送線がショックラインとなるように前記バラクタを配置した、非線形伝送線。
【請求項９】
非線形伝送線であって、
基板と、
複数のバラクタと、
前記基板に関して定められた導波路であって、導波路伝搬特性を制御するように構成されたエアブリッジ状部分を含む、導波路と、
を備えている非線形伝送線。
【請求項１０】
請求項９記載の非線形伝送線において、前記導波路が非平行導波路である、非線形伝送線。
【請求項１１】
請求項１０記載の非線形伝送線において、前記非平行導波路は、エアブリッジ状で、前記複数のバラクタに電気的に接続されて、前記非線形伝送線に印加する電気信号を時間的に変形する導体を含む、非線形伝送線。
【請求項１２】
請求項１０記載の非線形伝送線において、前記非平行導波路は、前記複数のバラクタを受容し、前記非線形伝送線に印加する電気信号を時間的に変形するように構成されたギャップを含む、非線形伝送線。
【請求項１３】
請求項９記載の非線形伝送線において、前記導体の一部は、前記複数のバラクタ付近で、実質的にエアブリッジ状となっている、非線形伝送線。
【請求項１４】
請求項９記載の非線形伝送線において、前記導波路は、第１導体および第２導体を含む非平行導波路である、非線形伝送線。
【請求項１５】
請求項１４記載の非線形伝送線において、前記第１導体および前記第２導体の内少なくとも一方は、少なくとも１つの直線状セグメントを含む、非線形伝送線。
【請求項１６】
請求項９記載の非線形伝送線において、前記導波路は、周期的に繰り返す導波路区間を含む非平行導波路である、非線形伝送線。
【請求項１７】
電気信号を時間的に変形するように構成した非線形伝送線であって、
半導体基板と、
非平行導波路と、
前記非平行導波路に沿って分散し、前記非平行導波路に電気的に接続されている複数の半導体接合部と、
を備えている非線形伝送線。
【請求項１８】
請求項１７記載の非線形伝送線において、前記非平行導波路は、第１導体および第２導体を含み、前記複数の半導体接合部は、前記第１導体および前記第２導体に電気的に接続されている、非線形伝送線。
【請求項１９】
電気パルス発生器であって、
未処理の電気パルスを生成するように構成されたパルス源と、
第１入力および第２入力において前記未処理の電気パルスの一部を受け、第１出力および第２出力に処理済み電気信号を供給するように構成されたモード変換器であって、前記処理済み電気信号が差動電気信号である、モード変換器と、
を備えている電気パルス発生器。
【請求項２０】
請求項１９記載の電気パルス発生器において、前記モード変換器は、
（ａ）前記未処理の電気信号の一部を前記第１出力に送出するように構成された第１導波路と、
（ｂ）前記未処理の電気信号の一部を受けるように構成された第２導波路と、
（ｃ）前記第２導波路から受けた前記未処理の電気信号の一部を反転し、前記第２出力に該反転部分を送出することにより、処理済み電気信号を前記第１出力および前記第２出力に送出するように構成された反転導波路と、
を含む、電気パルス発生器。
【請求項２１】
請求項２０記載の電気パルス発生器において、前記第１、第２、および反転導波路が同軸ケーブルである、電気パルス発生器。
【請求項２２】
請求項２１記載の電気パルス発生器において、前記第２および反転導波路は、それぞれの内側導体および外側導体を含み、前記第２導波路の内側導体および外側導体は、それぞれ、前記反転導体の外側導体および内側導体に電気的に接続されている、電気パルス発生器。
【請求項２３】
請求項２１記載の電気パルス発生器であって、更に、前記処理済み電気信号における差動モード電気信号の大きさを増大するように構成されたモード・フィルタを備えている、電気パルス発生器。
【請求項２４】
請求項２１記載の電気パルス発生器であって、更に、前記第１入力導波路および前記反転導波路から前記未処理の電気信号の一部を受け、時間的に変形した電気信号を生成するように構成されたショックラインを備えている、電気パルス発生器。
【請求項２５】
パルス発生器であって、
電気パルスを生成するパルス源と、
非平行導波路と、前記平行導波路と電気的に連通する複数のバラクタとを含む非線形伝送線であって、前記電気パルスを受けそして処理済みの電気パルスを送出するように構成された、非線形伝送線と、
を備えているパルス発生器。
【請求項２６】
請求項２５記載のパルス発生器において、前記処理済み電気パルスは、時間的に変形されている、パルス発生器。
【請求項２７】
差動パルスを生成するモード・フィルタであって、
第１導波路と、
第２導波路と、
を備え、前記第１導波路のコモンモード・インピーダンスと、前記第２導波路のコモンモード・インピーダンスが不整合であり、前記第１導波路の差動モード・インピーダンスと、前記第２導波路の差動モード・インピーダンスとが整合する、モード・フィルタ。
【請求項２８】
請求項２７記載のモード・フィルタにおいて、前記第１導波路のコモンモード・インピーダンスは約２５オームであり、前記第２導波路のコモンモード・インピーダンスは少なくとも約１００オームである、モード・フィルタ。
【請求項２９】
請求項２８記載のモード・フィルタにおいて、前記第１導波路および前記第２導波路の差動モード・インピーダンスがほぼ等しい、モード・フィルタ。
【請求項３０】
請求項２９記載のモード・フィルタにおいて、前記差動モード・インピーダンスが約５０オームである、モード・フィルタ。
【請求項３１】
伝送線の内部導体を基板上の導体パッドに電気的に接続する装置であって、
前記内部導体に接触するように構成されたロッドと、
前記ロッドを前記内部導体に向けて付勢することにより、前記伝送線の導体を前記導体パッドに向けて付勢するように構成されたばねと、
を備えている装置。
【請求項３２】
基板に電気的に接続する装置であって、
エアライン導体とエアライン・ハウジングとを含み、前記エアライン導体が前記エアライン・ハウジング内に配置されている、エアラインと、
前記エアライン導体を基板に向けて付勢する手段と、
を備えている装置。
【請求項３３】
サンプラであって、
信号導体と、
前記信号導体と電気的に連通するサンプリング・ダイオードと、
非平行導波路と、複数のバラクタとを含む非線形伝送線であって、サンプリング・ストローブ・パルスを前記サンプリング・ダイオードに送出するように構成された、非線形伝送線と、
を備えているサンプラ。
【請求項３４】
請求項３３記載のサンプラであって、更に、前記サンプリング・ダイオードによって制御されたとき、前記信号導体に電気的に接続するように構成された中間周波数（ＩＦ）導波路を備えている、サンプラ。
【請求項３５】
請求項３４記載のサンプラであって、更に、前記ＩＦ導波路から前記信号導体に印加される電気信号の一部を受けるように構成された測定システムを備えている、サンプラ。
【請求項３６】
請求項３５記載のサンプラにおいて、前記測定システムは、前記電気信号の等価時間表現を生成するように構成されている、サンプラ。
【請求項３７】
請求項３４記載のサンプラであって、更に、前記信号導体からＩＦ導波路に印加される電気信号の一部を受けるように構成された測定システムを備えている、サンプラ。
【請求項３８】
請求項３７記載のサンプラにおいて、前記測定システムは、前記電気信号の等価時間表現を生成するように構成されている、サンプラ。
【請求項３９】
請求項３３記載のサンプラにおいて、前記非線形伝送線は、複数のショットキ・メサ・ダイオードを含む、サンプラ。
【請求項４０】
請求項３３記載のサンプラにおいて、前記非平行導波路は、少なくとも１つの周期的に繰り返す導波路区間を含む、サンプラ。
【請求項４１】
請求項３３記載のサンプラであって、更に、前記非線形伝送線から前記サンプリング・ストローブ・パルスを受け、増大ストローブ・パルスを前記サンプリング・ダイオードに送出するように構成された、ストローブ導波路遷移を備えている、サンプラ。
【請求項４２】
請求項３３記載のサンプラにおいて、前記非平行導波路がスロットラインである、サンプラ。
【請求項４３】
請求項３３記載のサンプラにおいて、前記非平行導波路が共面ストリップラインである、サンプラ。
【請求項４４】
サンプリング回路であって、
サンプリング・ストローブを受けるように構成され、第１インピーダンスを有する第１導波路と、
前記サンプリング・ストローブを前記第１導波路から受けるように構成され、第２インピーダンスを有する第２導波路であって、前記第１インピーダンスおよび第２インピーダンスが、増大サンプリング・ストローブを生成するように構成されている、第２導波路と、
前記サンプリング・ストローブによって電気的に制御され、入力信号のサンプリング部分を出力導体に送出するように構成された少なくとも１つのダイオードと、
を備えているサンプリング回路。
【請求項４５】
請求項４４記載のサンプリング回路において、前記第２導波路は、前記増大サンプリング・ストローブの反転部分を前記サンプリング・ダイオードに導くことによって、サンプリング・ウィンドウを確立するように構成された終端部を含む、サンプリング回路。
【請求項４６】
請求項４５記載のサンプリング回路において、前記第１導波路および前記第２導波路がスロットラインである、サンプリング回路。
【請求項４７】
請求項４５記載のサンプリング回路であって、更に、前記サンプリング部分を前記出力導体に送出するように構成されたＩＦ導波路を備えている、サンプリング回路。
【請求項４８】
電気信号を時間的に変形する方法であって、
非平行導波路を含む非線形伝送線を設けるステップと、
前記電気信号を前記非線形伝送線に導くステップと、
から成る方法。
【請求項４９】
電気信号を基板に送出する方法であって、
前記電気信号を受けるエアラインを構成するステップと、
前記エアラインの内部導体を、前記基板と電気的に連通するように付勢するステップと、
から成る方法。
【請求項５０】
請求項４９記載の方法において、前記エアラインは、当該エアラインが受ける電気信号を送る伝送線の特性インピーダンスに対応する特性インピーダンスを有する、方法。
【請求項５１】
請求項５０記載の方法において、前記特性インピーダンスが約５０オームである、方法。
【請求項５２】
コモンモード・パルスから差動パルスを生成する方法であって、
前記コモンモード・パルスを少なくとも２つの部分に分割するステップと、
コモンモードに対する少なくとも１つの部分を、差動モード変換器に導くステップと、
から成る方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速電気的サンプリング方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速電子信号の測定を可能にするには、一連の時間遅延で信号をサンプリングし、次いで信号の振幅を時間の関数としてプロットすればよい。いわゆる「リアル・タイム」ディジタイザのサンプリング・レートは、通例約１〜２Ｇサンプル／秒以下であるので、数ＧＨｚよりも高い周波数の周波数成分を有する電気信号は、いわゆる「等価時間」サンプリング(equivalent-time sampling)を用いて特徴化しなければならない。等価時間サンプリングでは、入力信号の最も高い周波数成分よりは遥かに低いレートで、周期的入力信号をサンプリングし、この入力信号を多数回繰り返し、測定値を集計して、１周期における入力信号の推定値を得る。等価時間サンプリングについては、例えば、Marsland et al.の米国特許第５，３７８，９３９号（「Marsland」）に記載されている。
【０００３】
超広帯域電気信号の測定では、等価時間サンプリング・システムは、通例、短い持続時間の「ストローブ・パルス」を１つ以上のサンプリング・ダイオードに供給しようとする。サンプリング・ダイオードをストローブ・パルスによって切り換え、次いで入力信号の一部（即ち、１サンプル）を信号取得システムに伝達する。サンプルの持続時間および大きさは、ストローブ・パルスの時間的特性、立ち上がり時間、立ち下がり時間、または持続時間等の１つ以上によって決定する。したがって、高速電子信号では、ストローブ・パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間、および持続時間は短くなければならない。サンプリング・システムおよびこのようなサンプリング・システムのストローブ・パルス発生器の例が、例えば、Marsland, Rodwell et al.の米国特許第５，０１４，１０８号、McEwanの米国特許第６，０６０，９１５号、Lockwoodの米国特許第４，６５４，６００号、Lockwood の米国特許第３，７６０，２８３号、Fryeの米国特許第３，６２９，７３１号、W.M. Grove の"Sampling for oscilloscopes and other RF systems: Dc through X-band" （オシロスコープおよびその他のＲＦシステムのサンプリング：Ｄｃ乃至Ｘ−帯域）(IEEE Trans. Microwave Theory and Technique MTT 14:629-635 (1966))、およびW.C. Whitely et al.の"50 GHz sampler hybrid utilizing a small shockline and an internal SRD"（小型ショックラインおよび内部ＳＲＤを利用した５０ＧＨｚサンプラ・ハイブリッド） (IEEE MTT-S Digest (1991))に記載されている。
【０００４】
このようなサンプリング・システムには高速ストローブ信号が必要であるが、入力信号のサンプリング・システムへの接続が、信号のアーチファクトを招かないことや、被検査信号を乱さないことも望まれる。サンプリング・システムは、高速ストローブ信号によってサンプリング・ダイオードを導通状態と非導通状態との間で切り換えることによって、サンプル・ウィンドウを確立し、通例では、ストローブ・パルスの一部を、被検査デバイスに送信する。この部分を「ストローブ・キックアウト」(strobe kickout)と呼ぶ。加えて、測定する信号の一部を、通例１つ以上のサンプリング・ダイオード周囲に送信し、サンプリング・ゲートを閉じた状態でも測定する。この信号部分を「ブローバイ」(blowby)と呼ぶ。尚、ストローブ・キックアウトおよびブローバイによって生ずる信号アーチファクトを避けるのが好ましいことは明らかである。サンプリング・システムを測定対象信号に接続することによっても、別の信号アーチファクトが生ずる。例えば、高速電気信号の伝搬は、電気信号が伝搬するケーブルや伝送線の導波特性に依存し、サンプリング・システムをケーブルまたは導波路に接続すると、一般には、導波路に負荷がかかるか、あるいはインピーダンスの不整合が生ずる。その結果、接続部に到達する電気信号は、部分的に反射され、これらの反射が信号の測定においてアーチファクトとして現れる可能性があり、あるいは信号源まで送信され、これによって、サンプリング・システムに受け渡す信号が変化する可能性もある。従来技術のシステムでは、サンプリング・システムの被検査デバイスへの接続によって、信号アーチファクトが混入し、この接続のために測定値が変転してしまう場合もある。
【０００５】
以上に延べた問題に加えて、サンプリング・システムの時間分解能が、ストローブ・パルスの持続時間、ストローブ・パルスの立ち上がりおよび立ち下がり時間、または劣化させずにストローブ・パルスをサンプリング・ゲートに送信することの困難によって制限される可能性もある。一部のサンプリング・システムでは、比較的低いサンプリング・レートでのみサンプリングを行わせるため、信号を取得するには、多くの信号周期にわたって測定を行わなければならない。このようなシステムでは、信号の小断片のみを測定するので、信号取得が遅く、測定値におけるランダム・ノイズを信号の平均化によって効率的に低下させることができない。
【特許文献１】米国特許第５，３７８，９３９号
【特許文献２】米国特許第５，０１４，１０８号
【特許文献３】米国特許第６，０６０，９１５号
【特許文献４】米国特許第４，６５４，６００号
【特許文献５】米国特許第３，７６０，２８３号
【特許文献６】米国特許第３，６２９，７３１号
【非特許文献１】W.M. Grove の"Sampling for oscilloscopes and other RF systems: Dc through X-band" (IEEE Trans. Microwave Theory and Technique MTT 14:629-635 (1966))
【非特許文献２】W.C. Whitely et al.の"50 GHz sampler hybrid utilizing a small shockline and an internal SRD" (IEEE MTT-S Digest (1991))
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらおよびその他の欠点に鑑み、サンプリング方法およびサンプリング装置の改良、ならびに信号源をサンプリング・システムに接続する方法および装置が求められている。  
【課題を解決するための手段】
【０００７】
非線形伝送線（ＮＬＴＬ）は、非平行導波路と、この非平行導波路と電気的に連通する複数のバラクタとを含む。代表的な実施形態では、バラクタは、印加した電気信号を時間的に変形するように配置されている。代表的な実施形態によれば、バラクタは、ショットキ・ダイオード、またはショットキ・メサ・ダイオードであり、非平行導波路は、半導体基板に関して定められている。別の実例的な実施形態では、非平行導波路は、少なくとも１つの非平行導体端縁、または少なくとも１つの非均一ギャップを含む。
【０００８】
本発明のある形態によれば、例えば、ショットキ・ダイオードのような、複数のバラクタを含むＮＬＴＬを提供する。バラクタは、遅延増大、インダクタンス増大、またはインピーダンス増大導波路の内少なくとも１つに関して構成されている。このような増大導波路は、一般に、導波路の特性パラメータまたは信号伝搬特性パラメータが、ギャップまたは導体のような実質的に直線状および／または平行な導波路構造を含む導波路の同様のパラメータよりも大きくなるように構成されている。例えば、ギャップまたは導体を有する２つの位置を鋸状の境界即ち端縁に接続する遅延増大導波路では、これに伴う伝搬遅延によって、２つの位置間を伝搬する電気信号の伝搬時間が長くなる。
【０００９】
別の代表的な実施形態によれば、ＮＬＴＬは、基板と、複数のバラクタと、基板に関して定められた導波路とを含む。導波路は、基板に対してエアブリッジ状となっている導体を含む。導波路は、複数のバラクタと共に構成され、印加される電気信号を時間的に変形する。例の中には、複数のバラクタ付近で導体をエアブリッジ状とし、導波路を非平行導波路とする。更に別の例では、導体は、２つ以上の直線状セグメントを含み、導波路は周期的導波路区間を含む。
【００１０】
電気信号を時間的に変形するように構成したＮＬＴＬは、半導体基板と、非平行導波路とを含む。非平行導波路に沿って、複数の半導体接合部が分散され、非平行導波路に電気的に接続されている。代表的な例によれば、非平行導波路は、マイクロストリップ導波路、スロットライン、共面ストリップ導波路、あるいはその他の平面または非平面導波路とすることができる。代表的な例では、非平行導波路は、非平行端縁、非平行ギャップ、またはその組み合わせを含む。
【００１１】
サンプラは、信号入力導体と、信号入力導体と電気的に連通する第１サンプリング・ダイオードおよび第２サンプリング・ダイオードとを含む。非平行導波路と複数のバラクタとを含む非線形伝送線が、未処理の電気パルスを受け、サンプリング・ストローブ・パルスを第１サンプリング・ダイオードおよび第２サンプリング・ダイオードに送出するように構成されている。付加的な実施形態では、サンプラは、ＩＦ出力を有する中間周波数（ＩＦ）導波路を含む。ＩＦ導波路は、入力導体に印加された入力電気信号の一部を第１サンプリング・ダイオードおよび第２サンプリング・ダイオードから受け、その部分をＩＦ出力に送出する。他の実施形態では、サンプラは、測定システムを含む。測定システムは、ＩＦ出力から受けた入力電気信号の一部に基づいて、入力電気信号の等価時間表現を生成するように構成されている。
【００１２】
代表的な実施形態によれば、サンプラの非線形伝送線は、複数のショットキ・メサ・ダイオードと、少なくとも１つの周期的に繰り返す導波路区間とを含む。例の中には、非平行導波路をスロットラインまたは共面ストリップラインとしたものもある。
【００１３】
付加的な例によれば、サンプラは、ストローブ導波路遷移を含み、これは、非線形伝送線からサンプリング・ストローブ・パルスを受け、増大ストローブ・パルスを第１および第２サンプリング・ダイオードに送出するように構成されている。遷移は、通例、第１導波路と第２導波路との間に接合部を含み、増大ストローブ・パルスを生成するインピーダンスを有するように構成されている。例の中には、第１および第２導波路をスロットラインとしたものもある。
【００１４】
サンプリング回路は、入力サンプリング・ストローブを受けるように構成された第１導波路と、第１導波路からサンプリング・ストローブを受けるように構成された第２導波路とを含む。第１および第２導波路は、それぞれ、第１インピーダンスおよび第２インピーダンスを有し、第１インピーダンスおよび第２インピーダンスは、入力サンプリング・ストローブから増大サンプリング・ストローブを生成するように構成されている。また、サンプリング回路は、増大サンプリング・ストローブによって電気的に制御され、入力信号のサンプリング部分を出力に送出するように構成された少なくとも１つのダイオードも含む。付加的な例では、第２導波路は、増大サンプリング・ストローブの反転部分をサンプリング・ダイオードに導くことによって、サンプリング・ウィンドウを確立するように構成された終端部を含む。代表的な例では、第１導波路および第２導波路はスロットラインであり、ＩＦ導波路は、サンプリング部分を出力に送出するように構成されている。
【００１５】
伝送線の内部導体を基板上の導体パッドに電気的に接続する装置は、内部導体に接触するように構成された圧縮ロッドを含む。ばねは、圧縮ロッドを内部導体に向けて付勢し、内部導体が導体パッドに電気的に接触するように構成されている。
【００１６】
更に別の実施形態によれば、電気信号を基板に送出する装置は、エアラインを含む。エアラインは、エアライン・ハウジングと、このエアライン・ハウジング内に配されたエアライン導体とを含む。また、この装置は、同軸ケーブルまたはその他の伝送線を固着し、電気信号をエアライン導体に伝達するようにした手段も含む。また、エアライン導体を基板に向けて付勢する手段も含む。
【００１７】
本発明のこれらおよびその他の特徴ならびに利点について、添付図面に基づいて以下に明記する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
ここで用いる場合、非線形伝送線（ＮＬＴＬ）とは、回路エレメントに印加する電圧または電流とは非線形に変動するインピーダンスを有する１つ以上の回路エレメントを含む電気伝送線または導波路のことである。このような回路エレメントは、バラクタ、ダイオード、強誘電体、超電導体−絶縁体−超電導体、および／またはその他のデバイスを含む。このような回路エレメントは、ここでは便宜上バラクタと呼ぶことにする。ここで用いる場合、ショックライン(shockline)とは、ショックラインに印加される電気パルスを時間的に変形させるように構成したＮＬＴＬのことである。導波路および伝送線は、通例、１つ以上の導体、１つ以上の導体端縁(conductor edge)を含み、あるいは１つ以上の導体におけるギャップによって定めることができる。加えて、平面導波路および伝送線を含む実施形態例について記載するが、非平面導波路も用いることができる。
【００１９】
図１を参照すると、サンプリング・システム１００は、未処理の電気パルスをパルス・スプリッタ１０３およびモード変換器１０５に送出するパルス発生器１０２を含む。モード変換器１０５は、出力１１１、１１２を有し、これらは差動電気信号を、インターポーザ(interposer)２００（図２Ａに示す）上に位置するモード・フィルタ２０２に送出するように構成されている。モード変換器１０５は、モード変換器の入力１１５、１１６に供給されるコモンモード入力に基づいて、差動パルス出力を生成する。一例では、モード・フィルタ２０２は、マイクロストリップ入力導波路を含み、モード変換器１０５が行うモード変換に加えて、コモンモード除去を行う。インターポーザ２００およびサンプラ３００は、モード変換器１０５からの差動電気信号を受け、サンプリング・ストローブ・パルスまたはその他のサンプリング・スティミュラス(sampling stimulus)を形成するように構成されている。サンプラ３００は、被検査デバイス（ＤＵＴ）１０４からの信号入力を受け、関連する中間周波数（ＩＦ）出力を測定システム１２０に送出する。インターポーザ２００およびサンプラ３００は、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３Ａ〜図３Ｂにそれぞれ詳細に示されており、代表的なモード変換器が図４Ａ〜図４Ｂに示されている。
【００２０】
図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、インターポーザ２００は、モード変換器１０５が生成する差動電気信号のようなサンプリング・スティミュラスを、モード・フィルタ２０２において受ける。モード・フィルタ２０２は、マイクロストリップ導体２０１、２０３および遷移導体２１０、２１１を含む。モード・フィルタ２０２は、通例、モード変換器１０５から受けたコモンモード電気信号に対するインピーダンスを整合させず、モード変換器１０５から受けた差動モード電気信号に対するインピーダンスを整合させるように構成されている。図２Ａに示すように、モード・フィルタ２０２は、マイクロストリップ導体２０１、２０３と連設する２本のマイクロストリップ・ラインと、導体２１０、２１１によって定められるスロットラインとを含む。インターポーザ２００は、ショックライン区間２０６、２０８、２０９および遷移ショックライン区間２０５、２０７を有するショックライン２０４を含む。ショックライン２０４は、遷移導体２１０、２１１を通じてモード・フィルタ２０２と電気的に連通し、インターポーザ・サンプリング・ストローブ出力２１２を通じてサンプラ３００と電気的に連通する。インターポーザ・サンプリング・ストローブ出力２１２は、ボンド・ワイヤ１５０、１５１（図１に示す）を用いて、サンプラ３００の対応する導体パッド３０８、３１０に電気的に接続されている、導体パッド２１４、２１６を含む。インターポーザ２００は、通例、ＧａＡｓ基板２１８またはその他の半導体基板、あるいは絶縁または導電性基板上に形成する。
【００２１】
インターポーザ２００のショックライン区間２０６、２０８、２０９は、それぞれ、非平行導波路２４０、２４２、２４４を含む。これらは、軸２４８に沿って配置されたダイオード群２４６またはその他のバラクタ群に電気的に接続するように構成されている。（明確化のために、図２Ａ〜図２Ｃでは、代表的なダイオード群のみに付番する。）図２Ａ〜図２Ｃに示すように、ショックライン２０４は、直線状の軸に沿って延びるが、他の構成では、ショックラインは、湾曲軸またはその他の軸に沿って延びたり、円やその他の形状のような形状の周囲または周囲の一部に沿って延びたり、あるいはそれ以外の構成を取る。加えて、図２Ａ〜図２Ｃのショックライン２０４は、非平行共面ストリップライン(non-parallel coplanar stripline)として構成されているが、他の導波路構成も用いることができる。
【００２２】
また、インターポーザ２００は、中間周波数（ＩＦ）出力導体２５０、２５２も含む。これらは、約５０オームのコモンモード・インピーダンスを有するマイクロストリップ・ラインとして構成されている。ＩＦ出力導体２５０、２５２は、それぞれＩＦ入力パッド２５４、２５６およびＩＦ出力パッド２５８、２６０において終端する。ＩＦ入力パッド２５４、２５６は、サンプラ３００からのＩＦ信号をボンド・ワイヤ１６０、１６１（図１および図４Ｃに示す）またはその他の電気接続を通じて受けるように構成されている。ＩＦ出力パッド２５８、２６０は、ＩＦ信号を、例えば、信号取得システムまたはその他のデバイスに送出するように構成されている。
【００２３】
非平行導波路２４０、２４２、２４４は、それぞれ、導体２６１、２６２および２６３、２６４および２６５、２６６を含み、これらは、非平行共面ストリップライン導波路状に構成されている。これらの導体は、代表的区間２７０、２７２、２７４のような、一連の山形紋を形成するように配列されている。図２Ｃを参照すると、導波路区間２７０において、第１導体区間２７６、２７８は、軸２４８から外側に、軸２４８に対してダイオード２４６１から約４５度の角度で延出し、直線導体区間２８２、２８４において終端する。第２導体区間２８６、２８８は、それぞれの直線導体２８２、２８４からダイオード２４６２に向かって延びている。図２Ｃに示すように、第１導体区間２７６、２７８および第２導体区間２８６、２８８は、軸２４８を中心として、そして軸２４８に対して垂直な軸２９２を中心として対称となっているが、このような対称性は、必ずしも必要ではなく、他の実施形態では、このような対称性がない場合もある。加えて、非平行導波路は、直線導体区間２８２、２８４のような直線導体区間のない構成にすることもでき、導体区間は、直線軸に対して４５度以外の角度をなすこともできる。便宜上、導波路２４０、２４２、２４４のような導体を、三角導体と呼び、このような三角導体は、導体区間２８２、２８４と同様の断面を有することができるが、このような導体区間を省略することもできる。直線導体区間を設け、導体の実質的な分離を維持することによって、導体間の結合を減少させることができる。
【００２４】
単位長当たりの導波路容量を制御するために、導体区間２７６、２７８、２８２、２８４、２８６、２８８、またはその他の導波路導体の少なくとも一部を、少なくとも部分的に基板２１８上ではなく、その上方に配置することができる。このような導体部分を「エアブリッジ」(airbridge)と呼ぶ。図２Ｄを参照すると、ダイオード群２４６を代表する１つが、基板２１８上において、Ｎ＋層２９０、Ｎ−層２９１、およびショットキ金属層２９２によって定められている。Ｎ＋層２９０およびＮ−層２９１の厚さは、それぞれ、約１．５μｍおよび０．４μｍである。ショットキ金属層２９２は、１辺の長さが約２μｍのほぼ正方形である。第１導体区間２７６、２７８は、ダイオード２４６に電気的に接続され、このダイオード２４６から、基板２１８上方に約０．５μｍから約４μｍの距離のところを通る(extend)。導体区間２７６、２７８および基板２１８を分離して構成したのは、容量を制御するためである。例の中には、軸２４８に面する導体区間の端縁を、基板２１８上方に離間させ、遠い方の端縁を基板２１８に被着して、機械的強度を得たものもある。このようなエアブリッジの形成によって、通例、伝搬導波路速度が高まり、ショックラインに伴うブラグ周波数が高くなる。エアブリッジ状導体は、インターポーザ２００およびサンプリング回路３００の一方または両方に含ませることができるが、インターポーザ２００に関してのみ図示している。
【００２５】
山形紋区間２７２、２７４は、山形紋区間２７０と同様であるが、こちらの方が小さい。これらよりも多い区間または少ない区間を含ませることもでき、更に、１つ以上のサイズの区間を用いることもできる。１つ以上の遷移区間を設けることもでき、区間の寸法は、軸２４８に沿って区間毎に徐々に縮小していくこともできる。
【００２６】
図３Ａ〜図３Ｂを参照すると、サンプラ３００はショックライン３０４を含む。ショックライン３０４は、ＧａＡｓ基板３０６、その他の半導体基板、あるいは絶縁または導体基板上に形成する。ショックライン３０４は、入力パッド３０８、３１０とそれぞれ電気的に連通する導体３１４、３１６を有する非平行導波路３１２と、複数のショットキ・ダイオード３１３またはその他のバラクタ群とによって定められている。非平行導波路３１２は、インターポーザ２００に見られる山形区間と同様の１つ以上の山形区間３１７を含む。導体３１４、３１６は、通例、基板３０６の表面３３５の上方に配置され、接触領域３３１において表面３３６と接触する。これらの導体は、実質的にエアブリッジ状となっており、他の例では、前述よりも少ない箇所または多い箇所で表面３３５と接触することもでき、あるいは表面３３５上に配置することもできる。
【００２７】
非平行導波路３１２は、サンプリング回路３１９に電気的に接続されており、サンプリング回路３１８は、コンデンサ区間３１８、３２０と、サンプリング・ダイオード３３２、３３４とを含む。コンデンサ区間３１８、３２０は、それぞれ、導体３２２、３２４および３２６、３２８を含み、これらは、基板表面３３５と、導体３２２、３２４、３２６、３２８の内１つ以上を覆う導体３３０、またはこれらを部分的に覆う導体３３０との間に配置されている。この構成では、導体３２４、３２８は、信号入力パッド３３６から直接結合する電気信号、または電気信号を信号入力パッド３３６に送出するその他の導体から遮蔽される。導体３２４、３２８は、それぞれ、サンプル・ホールド・コンデンサを形成し、更に伝送線を形成する。例えば、導体３２２、３２４および３２６、３２８は、ギャップ３８１を有するスロットラインを定める。導体３３０の端縁３８２、３８３は、ギャップ３８５を有するスロットラインを定める。サンプリング・ダイオード３３２、３３４まで伝搬する電気信号は、ギャップ幅の変化によって生ずる急激なインピーダンス変化を受ける。図３Ｂに示すように、ギャップの変化は、ギャップ３８５において相対的により高いインピーダンスが生じ、サンプリング・ダイオード３３２、３３４に向かう電流が、サンプリング・ダイオード３３２、３３４において、対応してより高い電圧を生成するように構成されている。導体３３０の後端縁３８４は、短絡回路として構成する、即ち、サンプリング・ストリーブの反射を起こし、サンプリング・ストリーブがサンプリング・ダイオード３３２、３３４に戻ることによって、サンプリング・ウィンドウを確立する。
【００２８】
また、サンプリング回路３１９は、サンプリング・ダイオード３３２、３３４も含み、これらは信号入力パッド３３６に電気的に接続されている。信号を入力パッド３３６に接続する際の便宜上、入力パッド３３６上に一連のワイヤ・ボンド・ボールを設け、導電性「パック」(conductive puck)を形成することができるが、このようなパックは図には示されていない。第１中間周波数（ＩＦ）導体３５０、３５２が、それぞれ、導体３２４、３２８から、それぞれの抵抗器３５４、３５２およびそれぞれの第２ＩＦ導体３５８、３６０まで行き渡っている。それぞれのＩＦ出力パッド３６２、３６４は、基板３０６のそれぞれの端縁３６６，３６８に、またはその付近に配置すると都合が良く、図１に示すボンド・ワイヤ１６０、１６１によって、インターポーザ２００のＩＦ入力パッド２５４、２５６に電気的に接続されている。
【００２９】
代表的な例では、インターポーザ２００およびサンプラ３００は、ＧａＡｓ基板上に作製され、長く狭い基板に伴うアスペクト比によって、機械的強度が制限されるので、長さを短縮すれば、機械的な破損に対する抵抗力が増加する。また、非平行導波路は、導波路のインピーダンス制御を可能とし、更に浮遊容量を低減するので、ダイオード２４６に接続しなければならない導体区間にいかなるインダクタンスまたは容量が付随しても、導波路の幾何学的形状の選択によって補償することができる。先に注記したように、非線形導波路３１２のある部分は、エアブリッジ状にすることができる。
【００３０】
再度図１を参照して、サンプリング・システム１００の動作について説明する。パルス発生器１０２からの未処理の電気パルスを、パルス・スプリッタ１０３に送出し、このパルスの一部をモード変換器１０５の入力１１５、１１６に送出する。モード変換器１０５は、差動（処理後の）電気パルスを、追加のコモンモード除去を行うモード・フィルタ２０２に送出する。代表的な実施形態では、パルス発生器からの未処理のパルスは、約７０psecのエッジ遷移時間ｔedgeを有する。ショックライン２０４は、処理後に約１０psecの遷移時間を有するストローブ・パルスが、インターポーザのサンプリング・ストローブ出力２１２の導体パッド２１４、２１６において、差動電圧として生成されるように構成されている。ショックライン２０４は、モード・フィルタ２０２からのコモンモード電気信号に対して、比較的高いインピーダンスとなり、差動モード電気信号に対しては、モード・フィルタ２０２にほぼインピーダンス整合する。モード変換器およびモード・フィルタが図１に示されているが、他の実施形態では、２つの内一方を省略することもできる。モード変換器を用いることによって、パルス・スプリッタ１０３からのコモンモード信号の差動信号への効率的な変換が可能となる。コモンモード信号を、モード・フィルタ２０２のような、モード・フィルタに印加することによって、差動モード信号が生成するが、これはモード変換器よりは一般に効率が低い。
【００３１】
処理後（差動）のストローブ・パルスは、サンプラ回路３００に送出され、ショックライン３０４によって更に処理され、約４psecのエッジ遷移時間を有する差動サンプリング・ストローブ・パルスを生成する。サンプリング・ストローブ・パルスは、コンデンサ区間３１８、３２０において、サンプリング・ダイオード３３２、３３４に容量的に結合されるので、ダイオード３３２、３３４は、少なくとも部分的に導通状態となる。ショックライン３０４は容量的にサンプリング・ダイオード３３２、３３４に結合されているので、低周波またはＤＣバイアスをショックライン３０４に印加すれば、ショックライン・ダイオード３１３の動作点を選択することができる。一例では、コンデンサ区間３１８、３２０は、約２pFの結合容量を備えている。サンプリング・ストローブ・パルスは、ギャップ３８１、３８５を含むスロットラインに沿って伝搬する。ギャップ３８１、３８５によって、サンプリング・ダイオード３３２、３３４に送出される電圧が高まる。導体３３０の端縁３８４は、短絡回路として機能するので、サンプリング・ストローブ・パルスの一部が反転し、反射してサンプリング・ダイオード３３２、３３４に戻り、サンプリング・ダイオード３３２、３３４が導通する持続時間を制御する。この持続時間を、サンプリング「ウィンドウ」と呼ぶ。このサンプリング・ウィンドウの持続時間は、サンプラの導体およびギャップを定めるために用いられるリソグラフ・プロセスによって決定される。このように、ＤＣまたは低周波バイアスをショックライン・ダイオード３１３に印加し、一方ではＤＣ短絡回路である誘導性微分器を用いてサンプリング・ウィンドウを確立することができる。あるいは、コンデンサ区間３１８、３２０は、サンプリング・ストローブ・パルスを微分するように構成することもできる。
【００３２】
ＤＵＴ１０４からの検査信号を信号入力パッド３３６に印加し、サンプリング・ダイオード３３２、３３４およびサンプリング・ストローブ・パルスによって制御して、検査信号の一部をインターポーザ２００のＩＦ出力パッド２５８、２６０および測定システム１１０に伝達する。測定システムは、入力パッド３３６に印加した信号の等価時間再現(equivalent-time reconstruction)を行い、更に信号の平均化のような信号処理を行うように構成することができる。
【００３３】
性能を最大限高めるには、ＮＬＴＬは、動作電圧において少なくとも一部の位置で、選択した小信号インピーダンスを有するように構成することができる。通常、インターポーザ２００とサンプリング回路３００との間でインピーダンスを整合すれば、性能は向上する。特定的な一実施形態によれば、サンプリング・システム１００は、異なる基板上に作製されたインターポーザ２００およびサンプリング回路３００を含む。一例では、インターポーザの基板２１８の寸法は、約５ｍｍ×１０ｍｍであり、サンプリング回路の基板３０６の寸法は、約４ｍｍ×０．５ｍｍである。好ましくは、サンプリング回路は、（高周波）スラブ共振(slab resonances)が測定帯域幅外、即ち、約１００ＧＨｚよりも高くなるような寸法を有する。スラブ共振を制御するためには、狭い（０．５ｍｍ）寸法が適当であるが、このような寸法を有する基板は、部品サイズを全体的に小さく抑えなければ、作製が困難となる可能性がある。したがって、サンプリング・システム１００を分割することによって、生産性が向上する。加えて、インターポーザ２００のサンプリング回路３００への接続は、共面ストリップ導波路（非平行導波路２４４）からスロットライン（インターポーザのサンプリング・ストローブ出力２１２およびサンプラ３００の導体パッド３０８、３１０）への遷移、そして共面ストリップ導波路（非平行導波路３１２）に戻る遷移を含む。これらの遷移は、差動モード・インピーダンスを維持するので、差動ストローブ・パルスがサンプラ３１９に送出される。
【００３４】
図４Ａ〜図４Ｂは、サンプリング・システム１００のハウジング４００を示し、下側クランプ・ブロック４０２、上側クランプ・ブロック４０４、およびバラン（平衡不平衡）回路の蓋４０６を含む。２つの導体４０８、４１０、通例、いわゆる「Ｋ−コネクタ」が、下側クランプ・ブロック４０２に固定されており、それぞれの硬質同軸ケーブル４１４、４１６またはその他の伝送線が導体４０８、４１０からバラン用凹部４１２内に達している。ケーブル４１４は、ケーブル４１８まで達し、ここでケーブル４４１４の中央導体４２０および外側導体４２１が、ケーブル４１６の外側導体４２２および中央導体４２３と、それぞれ、電気的に接続されている。このケーブルの敷設によって、コモンモード入力電気信号の差動モード電気出力信号へのモード変換を行う。フェライト・ビーズ４２５がケーブル４１４、４１６、４２０に設けられている。ケーブル４１４、４２０は、それぞれの中央導体端部４２８、４２９が、インターポーザ２００上のモード・フィルタ２０２の導体２０１、２０３に電気的に接続されるように形成されている。
【００３５】
被検査デバイス（ＤＵＴ）またはその他の信号源からの電気信号を受けそして送信するために、電気コネクタ４３０、４３２が設けられている。これらのコネクタは、通例、いわゆる１．０ｍｍコネクタであり、例えば、Agilent Technologies社から入手可能である。コネクタ４３０、４３２は、エアライン・アセンブリ４４０のエアライン・ハウジング４４１に接続する。エアライン・アセンブリ４４０は、サンプラ３００の入力パッド３３６に電気接続を設けるように構成されている。ＩＦ出力フィードスルー端子４４２、４４４が設けられており、それぞれのボンド・ワイヤ４４６、４４８によって、ＩＦ出力パッド２５８、２６０に電気的に接続されている。フィードスルー端子４４２、４４８には、追加のフェライド・ビーズ４２５が設けられており、通例では、エポキシまたはその他の接着剤によって接着する。また、ブローバイ(blow-by)補償フィードスルー４５０も設けられている。
【００３６】
図４Ｃ〜図４Ｇを参照すると、エアライン・ハウジング４４１は、コネクタ４３０、４３２をそれぞれのねじ切り部４３１、４３３にて受容するように構成されている。コネクタ４３０、４３２は、エアライン・チューブ４６２内に配されている中央エアライン導体４６０を支持する。エアライン・チューブは、チューブ・キャリア４６４によって保持されており、中央導体４６０およびエアライン・チューブ４６４は、空中離間伝送線(air-spaced transmission line)を定める。エアライン・チューブ４６２内には、圧縮ロッド・チューブ４６６を受容する凹部が定められている。圧縮ロッド４６８は、圧縮ロッド・チューブ４６６内のボア中へ挿入可能である。圧縮ロッド４６８は、通例では、ガラスまたはプラスチック・ファイバのような、電気的絶縁物で作られるが、例の中には、導体材料を用いている場合もある。圧縮ロッド４６８は、圧縮ロッド・チューブ４６６内に配置され、中央導体４６０を変形して、中央導体４６０が入力パッド３３６（または入力パッド３３６上に形成する導電性パック）に電気的に接触するようにしている。チューブ・キャリア４６４およびエアライン・ハウジング４４１は、サンプラ３００を受容して中央導体４６０が入力パッド３３６に接触できるように構成された、それぞれの凹部４６５、４６３を定める。エアライン・ハウジング４４１内には、ばね４７２を受容する凹部４７０が定められており、ばね４７２は、スリーブ４７４によって圧縮ロッド４６８上に保持されている。ばね４７２は、上側クランプ・ハウジング４０４を下側クランプ・ハウジング４０２に取り付けたときに、中央導体を付勢して入力パッド３３６と電気的に接触するように構成されている。また、エアライン・ハウジング４４１は、入力パッド３３６が中央導体４６０と接触できるようにサンプラ３００を受容する凹部４７６も定める。エアライン・ハウジング４４１のその他の部分は、少なくとも部分的にサンプラ３００を包囲し遮蔽するように機能する。図４Ｃ〜図４Ｇに示すように、エアライン・アセンブリは、数個の部品を含むが、別の例では、部品を組み合わせることができる。
【００３７】
図４Ｈを参照すると、下側クランプ・ハウジング４０２は、インターポーザ２００、サンプラ３００、およびエアライン・ハウジング４４１をそれぞれ受容するように構成された凹部４９０、４９１、４９２を含む。下側クランプ・ハウジング４０２およびハウジング４００のその他の部分は、真鍮またはその他の導電性材料で作ると都合良く、ハウジング４００には金めっきすることができる部分もある。例えば、硬質同軸ケーブルをハウジング４００に取り付けるために、半田孔４８０が設けられている。
【００３８】
上述のハウジング４００は、中央導体４６０と、外側導体として機能するエアライン・チューブ４６２とによって定められるエアラインを含む。あるいは、断面が楕円形またはその他の非円形である伝送線を用いることもできる。エアラインは、内部導体とエアライン・ハウジングによって定めることができ、ここで、内部導体はエアライン・ハウジングの中心、またはエアライン・ハウジング内のその他の位置に配置されている。加えて、内部導体と、ハウジングのような外側導体との間に配された誘電体を含む伝送線も用いることができる。このような伝送線では、誘電体の一部を除去すれば、入力パッドまたはその他の導体に電気的に接続することができる。
【００３９】
前述のように、ばねを用いて、導体を付勢し、入力パッドまたはその他の導体と電気的に接触させることができる。あるいは、ばねワッシャ、可撓性材料など、または止めねじをこの目的のために用いることもできる。
【００４０】
図５Ａ〜図５Ｂは、サンプラ３００と同様のサンプラ５００を示す。サンプラ５００は、サンプラ回路５１９を含む。サンプラ回路５１９は、コンデンサ区間５１８、５２０と、少なくとも部分的に導体５２２、５２４、５２６、５２８を覆う接地導体５３０とを含む。サンプラ５００では、サンプリング・ウィンドウは内部端縁５４０の長さに依存する。
【００４１】
図３Ａ〜図３Ｂに示すように、サンプラ３００の非平行導波路３１２は、単一サイズで、軸２４８を中心として対称な山形紋区間を含むが、１つ以上の異なるサイズの区間を用いることもでき、導波路および／または導波路区間は、対称である必要はなく、蛇行状または湾曲した非平行導体を用いることもできる。山形紋区間は、軸２４８に対して異なる角度で構成することができ、１つ以上のサイズのダイオードを用いることができる。通例、非平行導波路は、インターポーザまたはサンプラの基板長を増大させることなく、導体長を延長する。ここで用いる場合、非平行導波路は、湾曲状、有角、またはその他の非直線状端縁を有するように構成された少なくとも１つの導体、または非平行端縁を有するように構成された２つ以上の導体を含む。あるいは、非平行導波路は、可変幅のギャップを含むことができる。加えて、非平面状導波路も同様に、非平行端縁または非平行面を有するように構成することができる。例えば、全体的に矩形の断面を有するが、一連のバンプ、テーパ、または突起を設けた導体を含む導波路が可能である。このような導波路も、非平行導波路と呼ぶことにする。
【００４２】
他の例では、ショックライン・バラクタを１本以上の軸に沿って配列したり、あるいは円弧または蛇行曲線の一部のような湾曲軸に沿って配列する。前述よりも多い区間または少ない区間を設けることもでき、山形紋区間は、同様のサイズ、あるいは２種類、３種類、またはそれよりも多い異なるサイズにすることもできる。加えて、非平行導波路は、共面ストリップ導波路、共面導波路、マイクロストリップ導波路、スロットライン導波路、およびその他のタイプの導波路として構成することもできる。
【００４３】
図６を参照すると、ショックライン６００の一部は、導体６０２、６０４を含み、これらは、ダイオード群またはその他のバラクタ群６０９に電気的に接続された、それぞれの鋸歯状端縁６０６、６０８を有する。このような導波路に沿った高周波信号の伝搬は、主に鋸歯状端縁６０６、６０８によって決定されるので、外側導体部６１０、６１２を様々な形状に構成することができる。
【００４４】
別の代表的ショックライン７００の一部を図７に示す。ショックライン７００は、ダイオード７０６に電気的に接続する湾曲導体７０２、７０４を含む。図７に示すように、ショックラインには空間周期性があり、単一の導波路区間パターンの繰り返しに基づく固定周期を有するが、この例または他の例では、導波路は、種々のサイズおよびパターンの区間を含むことができ、周期性である必要はない。
【００４５】
図８を参照すると、ＮＬＴＬ８００は、蛇行状導体８０２、８０４、およびバラクタ８０６を含む。導体８０２、８０４（または、１つ以上の導体におけるギャップ８１０）によって定められる導波路上における電気信号の伝搬は、直線状経路を辿る導波路に対して、相対的に遅延する。このような導波路を、遅延増大導波路(enhanced-delay waveguide)と呼ぶ。
【００４６】
他の代表的なＮＬＴＬ９００の一部を模式的に図９に示す。内部導体端縁９０４、９０６によってギャップ９０２が定められ、導体端縁９０４、９０６間の分離は可変となっている。図９に示すように、導体端縁９０６は、鋸歯状であり、三角形の延長部９０８を含むが、端縁９０６は他の形状を取ることもできる。
【００４７】
図１０を参照すると、ＮＬＴＬ１０００の一部は、導体１００２、１００４、１００６、ならびにバラクタ１０１０およびバラクタ１０１２を含む。導体１００２、１００４、１００６は、それぞれ、三角形状突起１００３、１００５、１００７を含む。三角形状突起１００３、１００５は、基板表面１０２０に対して、エアブリッジ状となっている。導体端縁１０２２、１０２３、１０２４は、非平行であり、ほぼ導体端縁に依存する信号伝搬を制御する。
【００４８】
図６〜図１０およびその他の図に示したショックラインの例は、全体的に非平行な導体、または全体的に非平行な端縁を有する導体によって定められた導波路を含む。ここで用いる場合、実質的に非平行となるように配置された導体、または実質的に非平行な端縁を有するように配置された導体によって定められる導波路を、非平行導波路と呼ぶ。例えば、鋸歯状端縁を有する導体は、非平行導体端縁を有するように構成することができる。このような、非平行導波路は、単一の軸に沿って延びる必要はない。
【００４９】
前述の例では、数種類のサイズのショットキ・ダイオードをバラクタとして用いたが、他のデバイスや、サイズが前述よりも大きいまたは小さいデバイスも用いることができる。（便宜上、図面ではダイオード群は１つのサイズにしてある。）具体例として、ダイオードのサイズは、「段階的」漸減状に構成することができ、この場合、ダイオードのサイズは、ストローブ入力端における大きい方のダイオード・サイズから、サンプリング回路における小さい方のサイズまで漸減する。便宜上、所定数のダイオード・サイズしか用いることができないので、ダイオード・サイズは、サンプラに接近するに連れて、離散的な位置で「段階的に減少する」。
【００５０】
ショックラインは、電気信号のような信号の種々の時間的特性を制御するように構成することができる。例えば、立ち上がり時間、立ち下がり時間、持続時間は、ショックラインに沿った伝搬によって短縮することができる。このような時間的特性の処理を、「時間的変形」と呼ぶ。ここに記載した例では、非線形伝送線は、時間的変形のために構成したが、他の機能のために構成することもできる。
【００５１】
以上、入力および出力導体ならびに導波路を参照しながら、種々の例について説明した。一般に、入力導体／導波路は、出力導体／導波路として構成することができる。例えば、代表的なサンプラまたはサンプリング回路は、ＩＦ導波路において信号を受信し、この信号の少なくとも一部を、サンプリング・ダイオードおよびサンプリング・ストローブによって制御して信号導体に送出するように構成することができる。あるいは、信号を受信し、この信号の少なくとも一部を、サンプリング・ダイオードおよびサンプリング・ストローブによって制御して、ＩＦ導波路に送出するようにした信号導体も構成することができる。
【００５２】
前述の実施形態は、一例に過ぎず、これらの実施形態は、発明の原理や範囲から逸脱することなく、配列や詳細において変更可能であることは、当業者には明白であろう。例えば、ショックラインは、高速の立ち上がり時間、立ち下がり時間、または双方を有するストローブ・パルスを生成するように構成することができる。サンプリング・システムは、１つ以上のインターポーザおよび／またはサンプラを含むことができ、ＩＦ出力は、信号帯域幅に対応する帯域幅で動作するように構成することができる。例えば、ブローバイ補償のような目的のために、入力パッドに電気的にアクセスする導電性圧縮ロッドを設けることもできる。本発明は、記載した実施形態には限定されず、添付した特許請求範囲によって包含される全てに対して特許権を主張する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、インターポーザと、およびショックラインを用いてサンプル・ストローブ・パルスを供給するように構成したサンプラとを含むサンプリング・システムのブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１のインターポーザの模式平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのインターポーザの一部の詳細な模式平面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａのインターポーザの一部の詳細な模式平面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図１のインターポーザのショックラインに含まれるショットキ・ダイオードの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１のサンプラの模式平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのサンプラの一部の模式平面図である。
【図４ＡＢＣＤＥ】図４Ａは、図１のインターポーザおよびサンプラを保持するように構成したハウジングの断面図である。図４Ｂは、図１のインターポーザおよびサンプラを保持するように構成したハウジングの断面図である。図４Ｃは、図１のサンプラに電気信号を送出するエアライン・アセンブリを示す断面図である。図４Ｄは、図１のサンプラに電気信号を送出するエアライン・アセンブリを示す断面図である。図４Ｅは、図１のサンプラに電気信号を送出するエアライン・アセンブリを示す断面図である。
【図４ＦＧ】図４Ｆは、図１のサンプラに電気信号を送出するエアライン・アセンブリを示す断面図である。図４Ｇは、図１のサンプラに電気信号を送出するエアライン・アセンブリを示す断面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、図４Ａ〜図４Ｂの下側クランプ・ハウジングの平面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、サンプラの別の代表的な実施形態の模式平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのサンプラの一部の模式平面図である。
【図６】図６は、非平行導波路を含む代表的な非線形伝送線の一部の模式平面図である。
【図７】図７は、非平行導波路を含む代表的な非線形伝送線の一部の模式平面図である。
【図８】図８は、非平行導波路を含む代表的な非線形伝送線の一部の模式平面図である。
【図９】図９は、非平行導波路を含む代表的な非線形伝送線の一部の模式平面図である。
【図１０】図１０は、非平行導波路を含む代表的な非線形伝送線の一部の模式平面図である。
【図１】
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【図２Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４ＡＢＣＤＥ】
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【図４ＦＧ】
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【図４Ｈ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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