(57)【要約】【課題】比較的簡単で安価な回路構成で、一端が開放された測定対象伝送路の遅延時間を測定できる遅延時間測定装置を実現すること。【解決手段】他端が開放されている測定対象伝送路の一端からパルスを入力するパルス信号源と、この測定対象伝送路に入力されるパルスと開放端で反射したパルスのエッジを検出するエッジ検出手段と、このエッジ検出手段のエッジ検出出力に基づき、測定対象伝送路の遅延時間に応じたパルス幅のパルス信号に変換するパルス変換手段と、このパルス変換手段の出力パルス電圧を測定する直流電圧測定手段、とで構成されていることを特徴とするもの。【選択図】                    図１
2009041923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
他端が開放されている測定対象伝送路の一端からパルスを入力するパルス信号源と、
この測定対象伝送路に入力されるパルスと開放端で反射したパルスのエッジを検出するエッジ検出手段と、
このエッジ検出手段のエッジ検出出力に基づき、測定対象伝送路の遅延時間に応じたパルス幅のパルス信号に変換するパルス変換手段と、
このパルス変換手段の出力パルス電圧を測定する直流電圧測定手段、
とで構成されていることを特徴とする遅延時間測定装置。
【請求項２】
前記エッジ検出手段はコンパレータであり、入力パルスと反射パルスに応じてエッジを検出するためのスレッショルド電圧が切り換えられることを特徴とする請求項１記載の遅延時間測定装置。
【請求項３】
前記パルス変換手段は、前記エッジ検出手段の出力信号によりセットされ前記パルス信号源の出力パルスによりリセットされるＲＳフリップフロップと、このＲＳフリップフロップの出力信号を分周する分周器で構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の遅延時間測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遅延時間測定装置に関し、詳しくは、比較的簡単な回路構成で、測定対象伝送路の遅延時間測定が行える装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえばＬＳＩテスタにおいて、被測定対象ＩＣ（以下ＤＵＴという）のタイミング評価を行うのにあたっては、ＤＵＴと測定器とを接続するプリント基板の配線やケーブルなどの伝送路の遅延時間が、評価測定結果に大きな影響を及ぼすことがある。正確な評価測定結果を得るためには、これら伝送路の遅延時間を測定し、伝送路の遅延時間分を補正しなければならない。
【０００３】
測定対象伝送路の両端でプロービングが可能であれば、伝送路の一端からパルスを入力して伝送路の入出力端におけるパルス波形をたとえばオシロスコープで観測することにより、伝送路の入出力間の遅延時間ｔｐｄを直接測定できる。ところが、実際のＬＳＩテスタでは、ＤＵＴ側にはＩＣソケットなどが設けられているため、測定対象伝送路の両側でプロービングをできないことが多い。
【０００４】
そこで、このように測定対象伝送路の両側でプロービングが行えない場合には、たとえば図３に示すように、測定対象伝送路１の一端にＴＤＲ（Time Domain Reflectmetry）測定器２を接続してＩＣソケットなどが設けられている他端は開放とし、ＴＤＲ測定器２から伝送路１の一端に与えられる入力パルスが開放端で反射してＴＤＲ測定器Ｍに反射パルスとして戻ってくるまでの時間を測定する。図４は図３の測定動作を説明する波形例図である。入力パルスの立ち上りから反射パルスの立ち上りまでの時間Ｔｄを求め、パルス信号は伝送路１を往復することからその値を１／２にする。これにより、伝送路１の遅延時間ｔｐｄ＿Ｌを求めることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−０１８３０２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７９９５１号公報
【０００６】
これら特許文献には、先行する遅延時間測定装置が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のオシロスコープやＴＤＲ測定器を用いる遅延時間測定装置は、どちらも高価な測定器を必要とするものであり、コストがかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するものであり、その目的は、比較的簡単で安価な回路構成で、一端が開放された測定対象伝送路の遅延時間を測定できる遅延時間測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、他端が開放されている測定対象伝送路の一端からパルスを入力するパルス信号源と、この測定対象伝送路に入力されるパルスと開放端で反射したパルスのエッジを検出するエッジ検出手段と、このエッジ検出手段のエッジ検出出力に基づき、測定対象伝送路の遅延時間に応じたパルス幅のパルス信号に変換するパルス変換手段と、このパルス変換手段の出力パルス電圧を測定する直流電圧測定手段、とで構成されていることを特徴とする遅延時間測定装置である。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の遅延時間測定装置において、前記エッジ検出手段はコンパレータであり、入力パルスと反射パルスに応じてエッジを検出するためのスレッショルド電圧が切り換えられることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の遅延時間測定装置において、前記パルス変換手段は、前記エッジ検出手段の出力信号によりセットされ前記パルス信号源の出力パルスによりリセットされるＲＳフリップフロップと、このＲＳフリップフロップの出力信号を分周する分周器で構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、比較的簡単で安価な回路構成で、一端が開放された測定対象伝送路の遅延時間を測定できる遅延時間測定装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る遅延時間測定装置の一実施例を示す回路図である。図１において、他端が開放されている伝送路１の一端には、ドライバ回路３を介して信号源４から一定周期Ｔｓのパルスが入力される。
【００１４】
ドライバ（ＤＲＶ）回路３と伝送路１の接続点には、エッジ検出手段として用いるコンパレータ（ＣＭＰ）５の正入力端子が接続されている。コンパレータ５の負入力端子には切換スイッチ６の可動接点ａが接続されている。切換スイッチ６の一方の固定接点ｂにはスレッショルド電圧Ｖｔｈ１を出力する第１の基準電圧源７が接続され、他方の固定接点ｃにはスレッショルド電圧Ｖｔｈ２を出力する第２の基準電圧源８が接続されている。この切換スイッチ６は、信号源４の出力パルスの周波数を分周する分周器９の出力信号で切換駆動される。
【００１５】
ＲＳフリップフロップ（ＦＦ）１０のリセット端子Ｒには信号源４の出力端子が接続され、セット端子Ｓにはコンパレータ５の出力端子が接続されている。そして、ＲＳフリップフロップ１０の出力端子には分周器１１を介して直流電圧計１２が接続されている。なお、ＲＳフリップフロップ１０は、Ｒ／Ｓ同時にＨｉ入力になった場合にはＳ側が優先で動作とするものとする。これらＲＳフリップフロップ１０と分周器１１は、エッジ検出手段のエッジ検出出力に基づき、測定対象伝送路の遅延時間に応じたパルス幅のパルス信号に変換するパルス変換手段を構成するものである。
【００１６】
図２は図１の動作を説明するタイミングチャートである。（ａ）に示す信号源４の出力パルスの周波数は、（ｂ）に示すように分周器９で１／２に分周される。切換スイッチ６はこの分周器９の出力信号で切換駆動されるので、コンパレータ５の負入力端子には、（ｃ）に示すように信号源４の出力パルスの２倍の周期２＊Ｔｓでスレッショルド電圧Ｖｔｈ１とＶｔｈ２が交互に入力されることになる。
【００１７】
コンパレータ５の正入力端子の入力電位は、信号源４から伝送路１に入力されるパルスと伝送路１で反射されるパルスに応じて、（ｄ）に示すように周期的に変化する。なお、本願発明の遅延時間の測定にあたっては、コンパレータ５の正入力端子における入力電位の立ち上り区間の変化に注目すればよいので、立ち下り区間の変化についての図と説明は省略している。信号源４の出力パルスが立ち上がると、ドライバ回路３の遅延時間ｔｐｄ＿Ａ経過後に立ち上がり、パルスが伝送路１を往復するのに要するＴｄ＝２＊ｔｐｄ＿Ｌで表わされる所定期間、一定の値に維持される。そして、反射パルスが到達することにより再び立ち上がり、信号源４の出力パルスが立ち下がってからドライバ回路３の遅延時間ｔｐｄ＿Ａ経過後に立ち下り区間に入る。
【００１８】
このようなコンパレータ５の正入力端子における入力電位の立ち上り区間の変化に応じて、ＲＳフリップフロップ１０の出力信号は（ｅ）に示すように変化し、分周器１１の出力信号は（ｆ）に示すように変化する。
【００１９】
すなわち、ＲＳフリップフロップ１０の出力信号は、コンパレータ５の正入力端子における入力電位がスレッショルド電圧Ｖｔｈ１を超えてからコンパレータ５の遅延時間とＲＳフリップフロップ１０の遅延時間を加算した遅延時間ｔｐｄ＿Ｂ経過後にＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がり、分周器１１の出力信号はＲＳフリップフロップ１０の出力信号が立ち上がってから分周器１１の遅延時間ｔｐｄ＿Ｃ経過後にＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がる。
【００２０】
また、ＲＳフリップフロップ１０の出力信号は、コンパレータ５の正入力端子における入力電位がスレッショルド電圧Ｖｔｈ２を超えてから遅延時間ｔｐｄ＿Ｂ経過後にＬｏｗからＨｉｇｈに立ち上がり、分周器１１の出力信号はＲＳフリップフロップ１０の出力信号が立ち上がってから遅延時間ｔｐｄ＿Ｃ経過後にＨｉｇｈからＬｏｗに立ち下がる。
【００２１】
そして、ＲＳフリップフロップ１０の出力信号は、信号源４の出力パルスが立ち上がることにより、ＨｉｇｈからＬｏｗに立ち下がる。
【００２２】
分周器１１の出力信号に注目すると、分周器１１の出力信号の１周期は、信号源４の出力パルスの２倍の周期２＊Ｔｓになっている。そして、Ｈｉｇｈのパルス幅ＰＷｈは、
ＰＷｈ＝Ｔｓ−(ｔｐｄ＿Ａ＋ｔｐｄ＿Ｂ＋ｔｐｄ＿Ｃ)＋
(ｔｐｄ＿Ａ＋Ｔｄ＋ｔｐｄ＿Ｂ＋ｔｐｄ＿Ｃ)
＝Ｔｓ＋Ｔｄ
＝Ｔｓ＋２＊ｔｐｄ＿Ｌ    （１）
となる。この１式から、分周器１１の出力信号の平均電圧Ｖａｖｇは、分周器１１の出力信号のＨｉｇｈの電圧をＶｏｈとし、Ｌｏｗの電圧をＶｏｌとすると、以下のように計算できる。
Ｖａｖｇ＝(Ｖｏｈ−Ｖｏｌ)＊(Ｔｓ＋２＊ｔｐｄ＿Ｌ)／(２＊Ｔｓ)＋Ｖｏｌ  （２）
この２式から、
ｔｐｄ＿Ｌ＝｛(Ｖａｖｇ−Ｖｏｌ)／(Ｖｏｈ−Ｖｏｌ)−１／２｝＊Ｔｓ    （３）
となり、安価な積分型などの直流電圧計１２で平均電圧Ｖａｖｇを測定することにより、伝送路Ｌの遅延時間ｔｐｄ＿Ｌを求めることができる。
【００２３】
なお、図１および図２に示したように測定系自体の遅延量ｔｐｄ＿Ａ,ｔｐｄ＿Ｂ,ｔｐｄ＿Ｃが存在するが、３式に示すように自動的にキャンセルされ、これら測定系自体の遅延量が測定結果に影響を及ぼすことはない。
【００２４】
また、ＲＳフリップフロップ１０のセット端子Ｓおよびリセット端子Ｒの経路差についても、分周器１１のタイミング（パルス幅）を決定するのはコンパレータ５の出力端子側のセット端子Ｓだけであり、遅延時間の測定結果に影響を及ぼさない。
【００２５】
以上説明したように、本発明によれば、伝送路の伝播遅延時間測定を安価で簡易的な直流電圧測定のみで行うことができ、測定系の回路要素や配線経路による遅延量などの誤差の影響を受けないことから別途補正などを行う必要もなく、たとえばＤＵＴのタイミング評価を行うＬＳＩテスタにおけるＤＵＴと測定器とを接続するプリント基板の配線やケーブルなどの伝送路の遅延時間測定手段として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る遅延時間測定装置の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の動作を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来の遅延時間測定装置の一例を示す回路図である。
【図４】図３の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  伝送路
４  信号源
５  コンパレータ
６  切換スイッチ
７，８  基準電圧源
９，１１  分周器
１２  直流電圧計
【図１】
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【図２】
2009041923.tif 000004
【図３】
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【図４】
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