(57)【要約】【課題】被試験装置１２０に対するプローブ・チップの負荷による測定エラーを小さくする。【解決手段】  被試験装置１２０及びプローブ１１０の間にプローブ正規化フィクスチャ３００を挿入する。プローブ１１０の出力はデジタル蓄積オシロスコープ２００に供給する。プローブ正規化フィクスチャ３００内のメモリに、プローブのインピーダンスに関連した伝送パラメータを蓄積する。正規化フィクスチャ内には選択可能なインピーダンス・マトリクスが設けられており、蓄積された伝送パラメータに応じて、このインピーダンス・マトリクスをテスト・プローブの実効入力インピーダンスに適応させる。【選択図】図１
2005241645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンスを有するテスト・プローブと共に用いる校正装置であって、
上記プローブのインピーダンスに関連した伝送パラメータを蓄積するメモリと、
上記蓄積された伝送パラメータに応じて、上記テスト・プローブの実効入力インピーダンスを適応させる制御可能なインピーダンス・デバイスと
を具えた校正装置。
【請求項２】
制御信号に応じて、上記蓄積された伝送パラメータを適応させる制御器を更に具えた請求項１の校正装置。
【請求項３】
上記テスト・プローブから受信した信号を表し、上記伝送パラメータに応じて適応された波形を表示する表示器を更に具えた請求項１の校正装置。
【請求項４】
被試験装置からの信号を上記テスト・プローブのチップに供給するテスト・フィクスチャを具えた請求項１の校正装置。
【請求項５】
複数の選択可能なインピーダンス負荷を含む信号経路を介して、被試験装置からの複数のサンプルを取込み、
スペクトラム領域及び振幅領域の少なくとも一方にて、上記被試験装置のインピーダンスを特徴付けるように、上記選択可能なインピーダンス負荷を適応させ、
上記被試験装置の測定により生じる上記被試験装置の負荷を補償するように適応された等化フィルタを計算し、
上記選択可能なインピーダンス負荷を含まない信号経路を介して、上記被試験装置からのサンプルを取込み、
上記等化フィルタを用いて上記取込みサンプルを処理し、上記被試験装置の測定負荷に起因する信号エラーを減らす
ことを特徴とする校正方法。
【請求項６】
上記選択可能なインピーダンス負荷を適応させるステップは、複数の負荷の選択の各々に対して、
【数１】
2005241645.tif 000018
の形式の２ポート・ネットワーク表現に関連したパラメータを計算することを特徴とする請求項５の校正方法。
【請求項７】
メモリに蓄積された命令を処理して、
複数の選択可能なインピーダンス負荷を含む信号経路を介して、被試験装置からの複数のサンプルを取込むステップと、
スペクトラム領域及び振幅領域の少なくとも一方にて、上記被試験装置のインピーダンスを特徴付けるように、上記選択可能なインピーダンス負荷を適応させるステップと、
上記被試験装置の測定により生じる上記被試験装置の負荷を補償するように適応された等化フィルタを計算するステップと、
上記選択可能なインピーダンス負荷を含まない信号経路を介して、上記被試験装置からのサンプルを取込むステップと、
上記等化フィルタを用いて上記取込みサンプルを処理し、上記被試験装置の測定負荷に起因する信号エラーを減らすステップと
を実行するプロセッサを含んだ測定機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、信号取込みシステムに関し、特に、被試験装置に対するプローブ・チップ負荷などによる測定エラーを小さくする校正方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル蓄積オシロスコープ（ＤＳＯ）などの信号取込み及び分析装置に典型的に用いるプローブでは、そのインピーダンスが周波数と共に変化する。例えば、典型的なプローブでは、そのインピーダンスが、直流にて１００Ｋオームから２００Ｋオームであるが、周波数が高くなくなると１．５ＧＨｚでの２００オームに向かってインピーダンスが下がっていく。高い周波数帯域幅のプローブでは、そのインピーダンス値が更に下がる。周波数が上昇するとインピーダンスが下がると言うことは、出力インピーダンスが２５〜１５０オームのレンジの比較的低い多くの回路にプローブを接続すると、このプローブが被測定回路の非常に大きな負荷となるということである。それはそれとして、かかる回路に負荷を与えるプローブを介して受信した取込み波形は、プローブを接続する前の回路の電圧を正しく表していないかもしれない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２８９８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、従来技術の上述及びその他の欠点を改善する装置及び方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、インピーダンスを有するテスト・プローブ（１１０）と共に用いる校正装置（３００）であって；プローブのインピーダンスに関連した伝送パラメータを蓄積するメモリ（３２０）と；蓄積された伝送パラメータに応じて、テスト・プローブの実効入力インピーダンスを適応させる制御可能なインピーダンス・デバイス（３３０）とを具えている。
また、本発明は、複数の選択可能なインピーダンス負荷（Ｚ11〜Ｚmn）を含む信号経路を介して、被試験装置（１２０）からの複数のサンプルを取込み；スペクトラム領域及び振幅領域の少なくとも一方にて、被試験装置のインピーダンスを特徴付けるように、選択可能なインピーダンス負荷を適応させ；被試験装置の測定により生じる被試験装置の負荷を補償するように適応された等化フィルタを計算し；選択可能なインピーダンス負荷を含まない信号経路を介して、被試験装置からのサンプルを取込み；等化フィルタを用いて取込みサンプルを処理し、被試験装置の測定負荷に起因する信号エラーを減らすことを特徴としている。
さらに、本発明は、メモリ（２５８）に蓄積された命令を処理して；複数の選択可能なインピーダンス負荷（Ｚ11〜Ｚmn）を含む信号経路を介して、被試験装置（１２０）からの複数のサンプルを取込むステップと、スペクトラム領域及び振幅領域の少なくとも一方にて、被試験装置のインピーダンスを特徴付けるように、選択可能なインピーダンス負荷を適応させるステップと、被試験装置の測定により生じる被試験装置の負荷を補償するように適応された等化フィルタを計算するステップと、選択可能なインピーダンス負荷を含まない信号経路を介して、被試験装置からのサンプルを取込むステップと、等化フィルタを用いて取込みサンプルを処理し、被試験装置の測定負荷に起因する信号エラーを減らすステップとを実行するプロセッサを含んだ測定機器である。
【発明の効果】
【０００６】
よって、本発明は、例えば、被測定装置の負荷となるプローブ・チップによる測定エラーを小さくする。簡単にいれば、本発明は、プローブ及びオシロスコープが受ける負荷及びその影響を測定から大幅に除去するように、プローブ及びオシロスコープのシステムを校正する方法を提供する。その結果、ユーザは、被試験回路内の信号を表す時間領域の表示を、プローブを回路に取り付ける前に現れたように、観察できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細な説明から明らかになろう。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明の一実施例により接続された被試験装置を含むテスト・システムのブロック図である。特に、プローブ１１０は、デジタル蓄積オシロスコープ（ＤＳＯ）２００の如き信号分析装置と動作可能に結合しており、被試験装置（ＤＵＴ）１２０からの受けた被試験信号（ＳＵＴ）をＤＳＯ２００に供給する。ＤＵＴ１２０及びプローブ１１０の間に、プローブ正規化フィクスチャ（校正装置）３００を挿入する。
【０００９】
動作の校正モードにおいて、ＤＵＴ１２０及びプローブ１１０の間の信号経路は、プローブ正規化フィクスチャ３００を通過する。動作の非校正モードにおいて、ＤＵＴ１２０及びプローブ１１０の間の信号経路が直接となり、プローブ正規化フィクスチャ３００が除かれる。実線が校正モード信号経路を示し、点線が非校正モード信号経路を示す。図１に示すプローブ経路は、差動プローブの状況で用いられる２個のプローブ経路を具えている点に留意されたい。別の実施例においては、シングル・エンド又は非差動プローブを用いて、第１経路が被試験信号を通過させ、第２経路が共通ポイント、即ち、接地ポイントに機能的に結合される。一般的には、正規化フィクスチャが被試験装置の特徴を活かすように適応して、等化フィルタを計算する。ＤＵＴ１２０及びプローブ１１０の間の信号経路から正規化フィクスチャ３００を取り外すと、等化フィルタを用いてＤＵＴからの取込みサンプルを処理して、ＤＵＴが提供したＳＵＴに伝わる信号劣化又はアーティファクトをこのシステム内で補償し、この計測システムがＤＵＴの負荷を効果的に軽減する。
【００１０】
（図示では２個の）プローブ経路が、第１デバイス・テスト・ポイントＤＴＰ１及び第２デバイス・テスト・ポイントＤＴＰ２にてＤＵＴ１２０に結合している。オプションとして、ＤＵＴ１２０の内部には回路１２５がある。この回路１２５は、第１回路テスト・ポイントＣＴＰ１及び第２回路テスト・ポイントＣＴＰ２を含んでおり、ＣＴＰ１がＤＴＰ１に結合し、ＣＴＰ２がＤＴＰ２に結合する。例えば、ＤＵＴ１２０は、テスト・ポイントＤＴＰ１及びＤＴＰ２に関連したピンを含む複数のピンを有する集積回路（ＩＣ）を具えており、このＩＣのダイは回路テスト・ポイントＣＴＰ１及びＣＴＰ２を含んでいる。これらテスト・ポイントの違いや、これらテスト・ポイントに関連した動作パラメータの特徴について、図４を参照して詳細に後述する。
【００１１】
本発明の動作により、プローブ１１０を校正し、オプションとして、ＤＳＯの入力チャネルも校正して、ＤＵＴ（又は回路）の測定から対応する信号劣化の影響をなくす（即ち、ディエンベッド（de-embed）する）。以下、測定から対応する信号劣化の影響をなくすことを単にディエンベッドという。２ポートＳパラメータ又はＴパラメータの表現を用いて、プローブ又は他の要素を特徴付けることにより、このディエンベッド処理を行う。これらパラメータの表現を用いて、プローブ正規化フィクスチャ３００内のインピーダンス正規化パラメータ、及び／又はＤＳＯ２００内の取込みサンプル・ストリームを処理するのに用いるフィルタ・パラメータを調整する。
【００１２】
オプションとして、ユーザは、２ポートＳパラメータ又はＴパラメータの表現の如き数学モデルを信号測定経路に導入して、プローブ・チップと、被試験装置の特定の測定ポイントとの間の信号劣化又は特性を補償してもよい。この方法において、集積回路（ＩＣ）の各テスト・ポイントにプローブを接続して、テスト・ポイント（例えば、ＤＴＰ１、ＤＴＰ２）及びダイ・インタフェース（例えば、ＣＴＰ１、ＣＴＰ２）の間の信号経路の数学的補償により、そのダイ自体の信号を正確に表す分析用の電圧又は信号を提供する。一般的に、本発明は、例えば、テスト・プローブ及びＤＵＴの間の回路を特徴付けるユーザから受けた伝送パラメータを用いてもよく、等化フィルタなどの校正を更に適応させて、プローブ及びＤＵＴの間の回路が生じるＤＵＴの負荷を補償する。かかる付加的な伝送パラメータの適用も、異なるダイ・レイアウト、ＤＵＴ出力回路などの異なる中間回路（即ち、ＤＵＴ又はＤＵＴ部分とテスト・プローブとの間）の影響を決定するのに有用である。
【００１３】
一実施例において、本発明は、テスト・プローブ及び被試験装置（ＤＵＴ）の間に挿入され、あるボタンにより開始する校正手順を用いるプローブ・チップ・フィクスチャを具えている。この校正手順は、外部電圧源を用いないが、ＤＵＴが与える被試験信号のみを用いる。プローブ・テスト・フィクスチャは、多数の負荷（ロード：抵抗及び／又はリアクタンス性インダクタンス）を含んでおり、これら負荷は、プローブに基づいて、また、ＤＵＴ又はＤＵＴが生じた信号に応答して選択される。多数の負荷は、抵抗、容量及び／又はインダクタンス性要素の直列組合せ、並列組合せ、及び／又は直並列組合せである。これら多数の負荷は、受動性又は能動性であってもよく、リレー、半導体スイッチ素子又はその他の選択手段を用いて選択してもよい。プローブ・チップ・フィクスチャは、プローブを受けるのに適合するスタンドアロン・ユニットでもよいし、プローブ自体に組み込まれていてもよい。
【００１４】
一実施例において、多数の負荷を単一の負荷又は単一のインピーダンス・マトリクスとして配置する。種々の実施例において、本発明は、ＤＵＴの測定からプローブの影響を取り除く新たな方法及び関連したプローブ正規化フィクスチャを提供する。
【００１５】
本発明は、Ｓパラメータ又はＴパラメータの２ポート・マトリクスを用いて、測定信号経路に関連した各要素をモデル化する。オプションとして、ある要素は、モデル化されない。Ｔパラメータを用いて、システム・モデルの各要素の２ポート・マトリクスを、信号経路内で生じる順序でこれらを乗算する直接的な方法で計算できる。Ｔパラメータは、伝送パラメータであり、Ｓパラメータから導出される。
【００１６】
正規化フィクスチャ及び／又はプローブ用のＴパラメータは、フィクスチャ自体、プローブ又はＤＳＯに蓄積してもよい。一実施例において、プローブのＴパラメータはプローブに蓄積されるが、フィクスチャのＴパラメータはそのフィクスチャに蓄積される。スコープ・チャネルＴパラメータは、オプションとして、ＤＳＯ２００に蓄積される。
【００１７】
ＤＵＴが提供する信号を校正手順用の信号源として用いる。スコープは、フィクスチャ内の少なくともいくつかの負荷の各々により測定値を集め、ＤＵＴのＴパラメータを計算する。これが既知になると、フィクスチャを取り外し、プローブをＤＵＴ内の校正済テスト・ポイントに接続する。校正に基づき補正されたフィルタを取込みデータに適用して、周波数関数であるプローブ負荷の影響を取り除くか又はオフセットする。全体の校正手順は、自動化されており、例えば、オシロスコープの単一メニュー・ボタンから駆動できる。校正手順の後にフィクスチャを残して、プローブ・フィクスチャの物理的除去を避けることにより、精度を改善できる点（位置のわずかな変化も校正に悪影響を与えるので）に留意されたい。
【００１８】
Ｓパラメータ及びＴパラメータの関係を簡単に説明する。Ｔパラメータを本発明の主題の中で主に説明したが、Ｔパラメータの代わりにＳパラメータを用いることも本発明の意図する点であることに留意されたい。よって、Ｔパラメータの蓄積及び／又は使用について説明した部分は、Ｓパラメータに置き換えることができる。アルゴリズムを処理するときに、ＳパラメータからＴパラメータを計算することもできる。Ｔパラメータ及びＳパラメータの関係は、次の式１及び式２に示される。
【００１９】
【数１】
2005241645.tif 000003
【００２０】
【数２】
2005241645.tif 000004
【００２１】
図２は、本発明と共に用いるのに適切なデジタル蓄積オシロスコープ（ＤＳＯ）の如き信号分析装置のブロック図である。特に、図１のシステム（信号分析装置）２００は、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１２、クロック信号源２３０、取込みメモリ２４０、制御器２５０、入力装置２６０、表示装置２７０及びインタフェース装置２８０を具えている。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器２１２は、被試験信号（ＳＵＴ）を受け、クロック信号源２３０が供給するクロック信号ＣＬＫに応答してＳＵＴをデジタル化する。クロック信号ＣＬＫは、好ましくは、最大サンプリング・レート（サンプリング周波数）でＡ／Ｄ変換器２１２を動作させるのに適応するクロック信号であるが、他のサンプリング・レートを選択してもよい。クロック信号源２３０は、オプションとして、制御器２５０が発生するクロック制御信号ＣＣ（図示せず）に応答して、周波数及び／又はクロック信号ＣＬＫに関連したパルス幅パラメータを変化させる。Ａ／Ｄ変換器２１２は、プローブ（図示せず）を介してＳＵＴを受けるが、このプローブは、差動プローブ又はシングル・エンド（即ち、非差動）プローブでもよい点に
留意されたい。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換器２１２が発生したデジタル化出力信号ＳＵＴ’を取込みメモリ２４０に蓄積する。取込みメモリ２４０は、Ａ／Ｄ変換器２１２が発生したデータ・サンプルを、制御器２５０と協働して制御された方法で蓄積し、Ａ／Ｄ変換器２１２からのサンプルは、制御器２５０に供給されて、処理及び／又は分析が行われる。
【００２４】
制御器２５０を用いて、システム２００の種々の動作を管理する。制御器２５０は、取込みメモリ２４０内に蓄積されたデータ・サンプルに対して種々の処理及び分析動作を行う。制御器２５０は、キー・パッドやポインティング装置である入力装置２６０を介してユーザ・コマンドを受ける。制御器２５０は、画像関連データを、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示器（ＬＣＤ）、その他の表示器である表示装置２７０に供給する。制御器２５０は、オプションとして、汎用インタフェース・バス（ＧＰＩＢ）、インターネット・プロトコル（ＩＰ）、イーサネット（登録商標）、その他のコミュニケーション・リンクの如きコミュニケーション・リンクＣＯＭＭとインタフェース装置２８０を介して通信をする。用いる特定のコミュニケーション・ネットワークに応じて、インタフェース装置２８０を選択する点に留意されたい。制御器２５０の実施例については、詳細に後述する。
【００２５】
図２のシステム２００は、１つのＳＵＴを受けるように示している。しかし、システム２００は、多くのＳＵＴを受け、処理してもよいことが当業者には理解できよう。各ＳＵＴは、好ましくは、各Ａ／Ｄ変換器２１２を用いて処理される。各Ａ／Ｄ変換器は、共通の又は個別のクロック信号源２３０、又は他のクロック信号源が発生するクロック信号ＣＬＫを用いてクロック動作させてもよい。付加的なデジタル化ステップの各々を取込みメモリ２４０又は付加的な取込みメモリ（図示せず）に供給する。任意の追加取込みメモリは、制御器２５０と直接的又は間接的に追加処理要素を介して通信を行う。
【００２６】
制御器２５０は、プロセッサ２５４と、種々のプログラム２５９Ｐ（例えば、校正ルーチン）及びデータ２５９Ｄ（例えば、テスト・システム内の１個以上のコンポーネントに関連したＴ及び／又はＳパラメータ）を蓄積するメモリ２５８とを具えている。プロセッサ２５４は、電源、クロック回路、キャッシュ・メモリなどの従来のサポート回路２５６と、メモリ２５８に蓄積されたソフトウェア・ルーチンの実行を援助する回路と協働する。このように、ソフトウェア処理として説明した処理ステップのいくつかは、例えば、種々のステップを実行するプロセッサ２５４と協働する回路としてハードウェアにより実現してもよいことも意図している。制御器２５０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路２５２も含んでおり、制御器２５０との通信を行う種々の機能要素の間のインタフェースを形成する。例えば、制御器２５０は、信号経路インを介して入力装置２６０と通信をし、信号経路アウトを介して表示装置２７０と通信をし、信号経路割り込みを介してインタフェース装置２８０と通信をし、信号経路ＭＢを介して取込みメモリ２４０と通信をする。制御器２５０は、追加チャネル、ＳＵＴ処理回路、スイッチ、デシメータなどに関連した説明する追加的機能要素（図示せず）とも通信を行う。制御器２５０のメモリ２５８を取込みメモリ２４０内に含ませてもよいし、取込みメモリ２４０を制御器２５０のメモリ２５８内に含ませてもよく、分割メモリ配列を用いてもよいことに留意されたい。
【００２７】
本発明に応じて種々の制御機能を実行するようにプログラムされた汎用コンピュータとして制御器２５０を示したが、本発明は、用途限定集積回路（ＡＳＩＣ）としてハードウェアで実現できる。このように、ここで説明する処理ステップは、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの組合せにより等価的に実行できれば、広い意味に解釈されるものである。
【００２８】
図３は、図１のシステムに用いるのに適するプローブ正規化フィクスチャのブロック図である。図３のプローブ正規化フィクスチャ３００は、コミュニケーション・リンク／制御器の回路３１０と、Ｓ又はＴ（Ｓ／Ｔ）パラメータ・メモリ３２０と、選択可能なインピーダンス・マトリクス（インピーダンス・デバイス）３３０とを具えている。Ｓ／Ｔパラメータ・メモリ３２０を用いて、プローブ１１０に関連したＳ又はＴパラメータ、オプションとして、ＤＵＴ１２０、回路１２５、ＤＳＯ２００に関連したＳ又はＴパラメータ、又はユーザが適用するパラメータを蓄積する。メモリ３２０に蓄積されたパラメータは、コミュニケーション・リンク／制御器の回路３１０を介して提供する。コミュニケーション・リンク／制御の回路３１０は、コミュニケーション・リンクＣＯＭＭとして示すイーサネット（登録商標）、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）又は他のコミュニケーション・リンクを介して、信号分析装置（例えば、ＤＳＯ）、コンピュータ（図示せず）又は他のテスト・システム制御器に動作可能に接続する。コミュニケーション・リンク／制御器の回路３１０は、制御信号ＣＺを介して選択可能なインピーダンス・マトリクス３３０も制御する。
【００２９】
選択可能なインピーダンス・マトリクス（インピーダンス・デバイス）３３０は、マトリクス形式に配置された複数のインピーダンス要素Ｚを具えている。特に、第１行の第１インピーダンス要素をＺ11で示し、第１行の最終インピーダンス要素をＺ1nで示す。同様に、第１列の最後のインピーダンス要素をＺm1で示し、ｎ番目の列の最終インピーダンス要素をＺmnで示す。選択可能なインピーダンス要素のｍ×ｎのグリッド、即ち、マトリクスとして示したが、インピーダンス要素のより簡単な配列を提供できることに留意されたい。インピーダンス要素の各々は、抵抗要素、容量要素、インダクタンス要素、能動又は受動インピーダンス要素の任意の組合せでもよいことに留意されたい。インピーダンス・マトリクス３３０は、ＤＵＴ（又は回路）及びプローブ１１０の間のインピーダンス正規化の目的を達成できるような受動又は能動インピーダンスの直列、並列、直並列又は他の組合せでもよい。
【００３０】
一般的には、インピーダンス要素マトリクス（インピーダンス・デバイス）３３０の目的は、プローブ１１０の入力インピーダンスをＤＵＴ１２０（又は回路１２５）の出力インピーダンスに適合させて、測定した信号パラメータに対する不適当な負荷を避けるか、又は少なくとも軽減させ、充分な信号をプローブに通過させる。同時に、種々の負荷レンジを提供して、適切なＤＵＴ負荷を生じ、校正手順に良好な信号対ノイズ比を与える。インピーダンス・マトリクスを変更して、付加的な正規化を行ってもよい。すなわち、プローブ１１０を正規化するのではなく、プローブ正規化フィクスチャ３００を用いて、プローブ１１０を用いるＤＳＯ２００の入力チャネルと組み合わせてプローブ１１０を正規化してもよい。種々の他の変更により本発明を実施できることが当業者に理解できよう。
【００３１】
プローブ正規化フィクスチャは、スタンドアロン・ユニットでもよいし、プローブ１１０内に組み込まれてもよい。一般的に、プローブ正規化フィクスチャ３００は、ＤＵＴとの接続に適応する１組の入力プローブ・ピンと、プローブ１１０との接続に適応する１組の出力プローブ・ピンとを具えている。プローブ１１０内に含まれるプローブ正規化フィクスチャ３００の場合、電気的又は機械的選択手段をプローブ１１０内に用いて、ＤＵＴ及びプローブ間の回路経路からプローブ正規化フィクスチャ機能を働かせてもよいし外してもよい。プローブ正規化フィクスチャの実施例は、図５を参照して詳細に後述する。
【００３２】
Ｓ／Ｔパラメータ・メモリ３２０は、不揮発性メモリでもよく、フィクスチャ負荷用のＳ又はＴパラメータを蓄積する。これらＳ又はＴパラメータは、コミュニケーション・リンクＣＯＭＭを介してオシロスコープ又はコンピュータに提供してもよく、付加的な処理を信号分析装置内で実行してもよい。一実施例において、プローブ正規化フィクスチャ３００は、例えば、異なるＤＵＴ、異なるテスト・プログラムなど（例えば、電流プローブ、電圧プローブ、高電力プローブなど）が用いるのに適する複数のプローブ・チップと関連する。これらプローブ・チップの各々は、Ｔパラメータ又はＳパラメータの各々により特徴付けられ、これらＴパラメータ又はＳパラメータは、プローブ正規化フィクスチャ３００のメモリ３２０に蓄積してもよい。一実施例において、コミュニケーション・リンク／制御器の回路３１０は、取り付けたプローブ・チップの形式を検出し、メモリ３２０内のＴ又はＳパラメータに適応する。よって、正規化フィクスチャ３００の特定のプローブ・チップに関連したＴパラメータ又はＳパラメータは、テスト回路を説明する１組の数式内に含むことができる。１個以上のプローブ・チップに関連したＴパラメータ又はＳパラメータをプローブ、プローブ・チップ、オシロスコープ又はフィクスチャ内のメモリに蓄積してもよい。
【００３３】
図４は、プローブ正規化テスト・チャネルの例示的な２ポート・モデル及び対応する式を示し、測定システム内の複数の要素は、Ｔパラメータ２ポート・ネットワークの直列接続としてモデル化されている。特に、図４のモデル４００（及び対応する式４００ＥＱ）は、被試験装置２ポート・ネットワーク４１０（Ｔｄで示す）、フィクスチャ２ポート・ネットワーク４２０（Ｔｆで示す）、プローブ２ポート・ネットワーク４３０（Ｔｐで示す）、及びスコープ２ポート・ネットワーク４４０（Ｔｓで示す）を具えている。ＤＵＴ２ポート・ネットワーク４１０は、ＤＵＴネットワーク４１２（Ｔｄ）とユーザ・モデル４１４（Ｔｕで示す）とを含むように示している。
【００３４】
ユーザ・モデル２ポート・ネットワーク４１４（Ｔｕ）は、オプションとして設けられており、被測定装置のハードウェアの一部としてＴパラメータ・モデルを与える。例えば、ユーザ・モデル４１４を用いて、ＤＵＴ内で通常アクセスできない所望テスト部分（即ち、ダイの縁又はダイ内の一部）に対するアクセス可能な部分（即ち、プローブが動作可能に結合される部分）でＤＵＴの一部の動作特性を表す。ユーザ・モデルは、ユーザがＳパラメータ・モデル（又はＴパラメータ・モデル）を例えば、ＤＳＯにロードすることにより適応させていたが、これは、校正処理の一部となる。例えば、ＩＣピンからダイ・チップへ接続するボンド・ワイヤ用のＳパラメータを知っていれば、接続のＴパラメータ・モデルをＴｕマトリクスとして計算内に含ませてもよい。システム校正の後、ＩＣピンのプローブでは、ダイ・チップ信号レベルを表す波形が現れる。
【００３５】
一般に、本発明は、フィクスチャの各校正負荷用の測定入力信号ａsのＦＦＴ変換を用いて、周波数領域の結果を得ている。最終ｖopenを計算した後、ＩＦＦＴを用いて、この結果を時間領域に逆変換する。一実施例において、フィルタを用いて、ＦＦＴ及び／又はＩＦＦＴ動作を実現している。
【００３６】
説明のため、いつくかの仮定を行う。初期誘導のため、ＤＵＴ２ポート・モデルが入力入射信号ａ及び反射信号ｂを有すると仮定する。なお、ａ＋ｂ＝１のようにａ及びｂが正規化されている。ユーザＤＵＴのＴｄは、内部信号を有し、これは、正規化されたＴｄパラメータと呼ばれる。測定システムを一連のＳパラメータ２ポート・ネットワークとしてモデル化し、マトリクス解法の各々のＴの変換パラメータに変換すると仮定する。これら２ポート・ネットワークは、被試験ユーザ回路を表し、左から右へＤＵＴ、ユーザＤＵＴモデル、フィクスチャ、プローブ及びオシロスコープの順序となる（図４及び式）。
【００３７】
測定式を簡略化するために、スコープ及びその入力コネクタの周波数応答が充分に平坦であると仮定する。ポート・モデルＴｄの入力電圧がａ＋ｂであり、このａ＋ｂがＴｄ回路での入力ポートでＴｄ回路内部での定電圧源であるとも仮定する。また、スコープ入力チャネル及びコネクタが、関連した帯域幅にわたってマッチする比較的平坦な５０オームのインピーダンスを提供すると仮定する。しかし、測定の他のバージョンがスコープ応答のパラメータを考慮してもよい。これは、スコープＴパラメータが正規化に含まれる可能性を排除しない。スコープのＳパラメータ・モデルの２ポート出力でａsがゼロに等しいという仮定も可能である。
【００３８】
【数３】
2005241645.tif 000005
【００３９】
なお、Ｔｄは、ＤＵＴの変換パラメータである。Ｔｕは、被試験回路の一部のユーザ・モデルである。Ｔｆは、プローブ・テスト・フィクスチャの変換パラメータである。Ｔｓは、オシロスコープの変換パラメータである。Ｔｐは、プローブの変換パラメータである。ｂsは、ＤＳＯ出力で測定された電圧である。ａsは、ＤＳＯ出力での反射した電圧である（他の誘導や実施では顧慮されるが、この誘導ではゼロと仮定する）。
【００４０】
ａ＋ｂ＝１及びａs＝０の仮定を考慮すると、式３は、次のように書き替えられる。
【００４１】
【数４】
2005241645.tif 000006
【００４２】
よって、
【００４３】
【数５】
2005241645.tif 000007
【００４４】
なお、
【００４５】
【数６】
2005241645.tif 000008
【００４６】
負荷の各々に対する異なる１組のＴｆをＤＵＴに切り替えたことに留意されたい。Ｔｆ及びＴｐの値を製造時に測定し、プローブ及びフィクスチャの夫々に蓄積する。Ｔｆの負荷の各々によりａsの測定を行い、適当な１組の式を解いて、Ｔｄの値を計算する。テスト設定には、テスト・フィクスチャをＤＵＴに接続し、プローブをテスト・フィクスチャに接続する必要がある。
【００４７】
図５は、本発明の一実施例による方法を示す流れ図である。図５の方法５００は、例えば、図１のシステム１００に用いるのに適する。この方法は、上述の２ポート・モデルを用いており、ＤＵＴが発生するテスト信号は比較的安定した信号（即ち、比較的安定し、繰り返しのスペクトラムで、及び／又は時間領域のエネルギー分布の信号）である。図５（及び他の図）を参照してここで説明した式は、被試験装置、ユーザ、正規化フィクスチャ、プローブ及び／又はスコープＴパラメータを含む複数の２ポート表現を表す。デバイス・パラメータＴｄ、フィクスチャ・パラメータＴｆ及びプローブ・パラメータＴｐのみを用いて本発明を実行してもよいが、本発明による方法及び装置は、プローブが被試験装置に与える負荷を補償するのに適応する。スコープＴパラメータＴｓ及び／又はユーザ・パラメータＴｕの追加を種々の実施例において用いてもよい。よって、ユーザ・パラメータ（Ｔｕ）及び／又はスコープ・パラメータ（Ｔｓ）を用いずに、ここで示された式を用いてもよい。
【００４８】
方法５００は、ステップ５１０から開始し、ＤＵＴから時間領域のサンプルを取込む。ステップ５２０にて、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を計算して、ｂsを求める。この際、ボックス５２５を参照して、平均データ又は非平均データを用いて、計算を実行してもよい。
【００４９】
ステップ５３０にて、（正規化フィクスチャ内の）複数の負荷選択の各々に対して、ｂsを測定し、Ｔｄを計算する。（例として）次式を用いて、Ｔｄを計算する。
【００５０】
【数７】
2005241645.tif 000009
【００５１】
【数８】
2005241645.tif 000010
【００５２】
【数９】
2005241645.tif 000011
【００５３】
変数Ｔｄ１及びＴｄ２を求めるために、測定から２つの式を求めるが、２つの異なる負荷で充分である。しかし、異なる負荷を用いた多数の測定から得た多数の式が、例えば、単純平均又は最小二乗誤差方法によりＴｄ１及びＴｄ２値の精度を改善できる点に気付いた。
【００５４】
ステップ５４０にて、次のように、２ポート・ネットワークをオープン回路の２ポート表現で置換することにより、ＤＵＴプローブ・ポイントでのオープン電圧を計算する。
【００５５】
【数１０】
2005241645.tif 000012
【００５６】
オープン回路の場合、ａo＝ｂo及びｖopen＝ａo＋ｂoであるので、オープン回路電圧ｖopenはａoの値の実際には２倍であることに気付いた。よって、
【００５７】
【数１１】
2005241645.tif 000013
【００５８】
本発明の一実施例において、ステップ５４０にて、上述の測定から式を求め、時間領域フィルタ応答を実現する。フィルタの時間次元応答は、その伝達関数から求めることができる。フィルタ伝達関数は、次のようになる。
【００５９】
【数１２】
2005241645.tif 000014
【００６０】
よって、
【００６１】
【数１３】
2005241645.tif 000015
【００６２】
なお、ｂisは、校正手順期間中のスコープ測定のｉ番目の負荷であり、＾ｂsは、テスト手順期間中の同じｉ番目のロードによるスコープ測定である。
【００６３】
テスト・ポイントでプローブによる新たな取込みの各々により上述の応答を巻き込み、ＤＵＴテスト・ポイントでの応答が現れない。よって、ＤＵＴ用のＴパラメータ（及び、オプションとして、正規化フィクスチャ、プローブ及び／又はスコープ用の対応パラメータ）を決めて、取り除く正規化フィクスチャによる種々のパラメータに基づく等化フィルタを決定する。正規化フィクスチャを回路から除去した後にこのフィルタを適用し、フィクスチャ校正処理が行われたＤＵＴの同じポイントにスコープ・プローブを接続する。この方法において、正規化フィクスチャを用いて、被試験装置に基づくシステムの負荷を特徴付け、等化フィルタを設けて、かかる被測定装置の負荷を補償する。代わりに、良好なディエムベッド精度のために物理的な位置を乱すことなく、フィクスチャをその場所に残す。このフィルタを取り込んだ信号に適用する。
【００６４】
ステップ５５０にて、校正データと、オプションとしてフィルタ・データとを例えばメモリ２５８のデータ部分２５９Ｄに蓄積する。上述の式８において、項ａoは、ＤＵＴプローブ・ポイントの電圧を示しており、プローブの影響を実質的になくす点に留意されたい。これは、校正手順の望ましい結果である。ｖ＾openの逆ＦＦＴは、この信号の時間領域のバージョンを発生する。実際的な方法としては、プローブ（特に、非差動プローブ）の物理的除去が特性にわずかな乱れを与えるので、新たな校正が望ましい点に留意されたい。代わりに、良好なディエムベッド精度のために物理的位置を乱すことなく、その場所にフィクスチャを残してもよい。
【００６５】
ステップ５６０及び５７０において、この方法は、蓄積した校正データを用いて、取り込んだデータを繰り返し処理して、ディエムベッド・データを与えて、波形を発生し、テスト・データを与えて装置などを遠隔操作する。テスト信号に比較的大きな変化があったことを検出すると（ステップ５７０にて）、この方法は、ステップ５１０に進む。例えば、本発明の一実施例において、校正期間中、接続された種々の負荷に対する周波数の関数として、測定した電圧の変化が制御装置（例えば、ＤＳＯ）にて検知される。次に、制御装置は、ＤＵＴ電圧に最小の変化を与える負荷のみを選択する一方、充分な変化を与えて、ディエムベッド計算用に合理的な信号対ノイズ比を与える。
【００６６】
本発明の一実施例において、校正が実行されＤＵＴ信号がディエムベッド状態で観察されると、信号レベル又は波形の項目で信号内に大きな差が生じたか否かの注意をユーザがする。別の実施例においては、この場合に対して他の校正を行うので、ユーザは、信号レベルに基づいて回路の直線性を判断できる。例えば、ＤＵＴ信号をあるレベルで校正し、他の振幅レベルに変化させると、ユーザは、現在の校正で新たなレベルを測定する。そして、ユーザは、オプションとして新たな校正を行い、この信号を再度測定する。測定結果が２つの校正の間で異なると、異なる信号レベルで非線形ＤＵＴの動きが示される。
【００６７】
更に他の実施例において、特定のテスト・ポイントでのＳパラメータ又はＴパラメータが既知ならば、これらテスト・パラメータを、例えば、上述のメニュー構成を介して、テスト装置又は制御装置にロードする。この実施例において、ディエムベッド・フィクスチャに接続する必要がなく、プローブをテスト・ポイントに直接接続する。
【００６８】
新たなデータｂsを取込み、ａin及びｂinの値を次式のように計算する。
【００６９】
【数１４】
2005241645.tif 000016
【００７０】
ａin及びｂinが既知ならば、プローブの２ポート・マトリクスは、オープン回路２ポート表現のアイデンティティ・マトリクスと交換でき、ＤＵＴテスト・ポイント電圧を２ａopenとして次のように計算できる。
【００７１】
【数１５】
2005241645.tif 000017
【００７２】
上述の如く、ａopenのＩＦＦＴを計算して、被試験信号の時間領域での形式を求める。
【００７３】
図６は、本発明の一実施例を示す。特に、図６は、スコープ（オプションとしてＳパラメータ及び／又はＴパラメータを蓄積する）を動作可能にプローブに結合している本発明の一実施例を示す。このプローブは、オプションとして、例えば、プローブ・コネクタ・ハウジング内の不揮発性メモリにＳパラメータ及び／又はＴパラメータを蓄積する。図３を参照して上述した如きインピーダンス・マトリクス及び／又は多数の負荷を含む正規化フィクスチャは、入力にてプローブを受けるのに適応する。正規化フィクスチャは、スコープからのコミュニケーション・リンクを受けるのにも適応する。正規化フィクスチャは、オプションとして、その自体のＳパラメータ及び／又はＴパラメータを蓄積する。正規化フィクスチャは、種々の図を参照して上述した被試験装置に電気的にプローブを取り付けるのに適応するプローブ・チップを含む。図６に示す正規化フィクスチャ及びスコープの間の分離したコミュニケーション・リンク・ケーブルは、プローブ・ケーブルと一体にしてもよい点に留意されたい。正規化フィクスチャは、プローブ内に含まれるようにしてもよい点にも留意されたい。
【００７４】
図７は、本発明の実施例に用いるのに適するユーザ・インタフェース・スクリーンを示す。特に、図７は、ディエムベッド（De-embed）選択コマンド７１０、負荷レンジ（Load Range）コマンド７２０、アクセス不能なプローブ・ポイント（Non-Accessible Probe Point）コマンド７３０から構成されたディエムベッド設定（De-embed Setup）メニュー７００を示す。デジタル蓄積オシロスコープ、コンピュータ又は他の測定機器のメニュー構造又は階層構造内の他のメニュー（図示せず）を介して又は直接的にディエムベッド設定メニュー７００にアクセスしてもよい。
【００７５】
ディエムベッド設定コマンド７１０を参照する。左側の「ＯＮ（オン）」と示された第１ボタンを用いて、ディエムベッド機能を有効又は無効にする。「ＣＡＬ（校正）」と示された第２ボタンを用いて、上述のシステム方法及び装置に応じてテスト・システムの校正を有効にする。すなわち、ディエムベッド機能を有効にすると仮定すれば、校正機能を利用可能として、プローブを正規化フィクスチャに接続し、この正規化フィクスチャを被試験装置に接続し、その校正ボタンを押し、例えば、図５を参照して上述した方法に応じた処理後に、波形結果を観察する。
【００７６】
負荷レンジ（Load Range）機能７２０により、ユーザは、第１対話ボックスを介してＤＵＴ負荷インピーダンス（図では２５〜５０オーム）のレンジを選択でき、第２対話ボックスを介して分解能帯域幅（ＲＢＷ、図では１．５４ＭＨｚ）を選択できる。状態（Status）ボックスは、帯域幅（RBW）レンジ、記録長（Record Length）（図では５０ＫＢ）、サンプリング・レート（Sample Rate）（図では４０ＧＳ／ｓ）の指示をユーザに与える。状態指示ボックス内に他の情報を含めてもよい。
【００７７】
アクセス不能なプローブ・ポイント（Non-Accessible Probe Point）コマンド７３０を参照する。「ＯＮ（オン）」で示す第１ボタンは、本発明の概念に含まれるＳ又はＴパラメータをユーザがユーザ定義できるようにする（User Defined S Parameters）。すなわち、ＤＵＴ及び正規化フィクスチャ２ポート・ネットワーク（又は他の場所）の間に数学的に挿入された２ポート・ネットワークに関連したＳ又はＴパラメータを含ませることをユーザが望む場合、ユーザが、これらＳ又はＴパラメータをファイルとして提供する。よって、アクセス不能なプローブ・ポイント・コマンドは、ＤＳＯのマス・ストレージ構造内でファイルを探す場所をユーザが識別できるようにするパス（Path）対話ボックスと、ユーザ供給Ｓ又はＴパラメータ・ファイルの名前を示すファイル・ネーム（File Name）対話ボックスとを含んでいる。
【００７８】
本発明の一実施例において、例えば、ユーザ・インタフェースを介して、「プローブ負荷を有するＤＵＴテスト・ポイントを観察する」オプションを与える。この実施例において、初期測定を行い、適切に特徴付ける式を決定すると、計算を行って、接続されたプローブ「負荷」（Ｓ11）のように見えるＤＵＴテスト電圧が何かを判断する。Ｓ21パラメータが負の無限大に近づく（理想的）と仮定するならば、この動作が有効である。この方法において、信号が補正されているか否かにかかわらず（即ち、プローブがなければ何が本当に存在するか、そして、プローブと共に何が存在するか）、ユーザは、ＤＵＴプローブ・ポイントで信号をテストできる。この実施例では、例えば、プローブ負荷及び他の影響があると仮定した環境において（例えば、予め校正された自動テスト・システム／組合せ）有効性を見つける。
【００７９】
よって、本発明は、１個以上の補償結果、部分的な補償結果、又は補償されていない結果を選択的に提供できる。補償結果は、ＤＵＴテスト・ポイントの測定を含み、プローブ負荷、ユーザ提供特性及びその他の特徴を、ここで述べた方法に向けられている。部分的に補償した結果は、ＤＵＴテスト・ポイントの測定を含み、わずかなプローブ負荷、ユーザ提供特性及び他の特性がここで述べて方法に向けられている。非補償結果は、ＤＵＴテスト・ポイントの測定を含んでおり、種々の負荷パラメータが補償されていない。例えば、適切なモード選択ボタン、対話ボックス又は他のボックスを与えるように変更し、図７を参照して説明したユーザ・インタフェース・スクリーンを用いて、動作の補償モード、部分的補償モード及び非補償モードの選択を行う。
【００８０】
本発明の種々の実施例は、以下の多くの効果を奏する。すなわち、（１）プローブの影響をなくして、ユーザの波形をより正確に観察できるようにする。（２）校正処理を１個のボタンを押すことで行え、フィクスチャがプローブの端部に取り付けられる。（３）校正処理は、外部信号源を必要としない。（４）ユーザ回路の部分のＳパラメータをロード可能として、このユーザ回路内のアクセス不能なプローブ・ポイントをオシロスコープで観察できる。（５）校正又は正規化フィクスチャを取り外すことができ、校正情報をオシロスコープに蓄積して、多数のユーザ・ボードの同じテスト・ポイントにプローブを接続でき、比較できる。（６）プローブ・スコープ・チャネル帯域幅を校正処理により増加することができる。（７）プローブ及びスコープ・チャネルの立ち上がり時間を減らすことができる。
【００８１】
プローブの影響を最適にディエムベッドするために、ＤＵＴのＳパラメータの知識が必要となる。本発明は、既存のプローブ校正方法と異なり、例えば、オシロスコープ用の方法及び装置を提供し、ＤＵＴのＳパラメータ（又はＴパラメータ）を測定し、真のディエムベッド機能が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の好適実施例について上述したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施例によるテスト・システムを被試験装置と共に示すブロック図である。
【図２】信号分析システムのブロック図である。
【図３】図１のシステムに用いるのに適するプローブ正規化フィクスチャのブロック図である。
【図４】プローブ正規化テスト・チャネルの２ポート・モデルの一例である。
【図５】本発明の一実施例による方法を説明する流れ図である。
【図６】本発明の一実施例の斜視図である。
【図７】本発明の一実施例に用いるのに適するユーザ・インタフェース・スクリーンを示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１１０  プローブ
１２０  被試験装置（ＤＵＴ）
１２５  回路
２００  デジタル蓄積オシロスコープ（ＤＳＯ）
２１２  Ａ／Ｄ変換器
２３０  クロック信号源
２４０  取込みメモリ
２５０  制御器
２５２  入力／出力回路
２５４  プロセッサ
２５６  サポート回路
２５８  メモリ
２６０  入力装置
２７０  表示装置
２８０  インタフェース装置
３００  プローブ正規化フィクスチャ（校正装置）
３１０  コミュニケーション・リンク／制御器の回路
３２０  Ｓ／Ｔパラメータ・メモリ
３３０  選択可能なインピーダンス・マトリクス（インピーダンス・デバイス）
４００  モデル
４１０  被試験装置２ポート・ネットワーク
４１２  ＤＵＴネットワーク
４１４  ユーザ・モデル
４２０  フィクスチャ２ポート・ネットワーク
４３０  プローブ２ポート・ネットワーク
４４０  スコープ２ポート・ネットワーク
【図１】
2005241645.tif 000019
【図２】
2005241645.tif 000020
【図３】
2005241645.tif 000021
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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