JPH0540133A - 信号波形測定装置 - Google Patents

信号波形測定装置

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JPH0540133A
JPH0540133A JP19665391A JP19665391A JPH0540133A JP H0540133 A JPH0540133 A JP H0540133A JP 19665391 A JP19665391 A JP 19665391A JP 19665391 A JP19665391 A JP 19665391A JP H0540133 A JPH0540133 A JP H0540133A
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JP
Japan
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signal
circuit
voltage
signal waveform
waveform measuring
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JP19665391A
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English (en)
Inventor
Soichi Hama
壮一 濱
Yoshiro Goto
善郎 後藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電気光学効果を利用して高速度の電
気信号波形を観測することができる信号波形測定装置に
係り、特に測定精度及び操作性の向上した信号波形測定
装置に関し、最適な状態での差動増幅を行なわせ、高効
率の信号波形測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 レーザ光源1と、受光器6及び7と、差動増
幅回路10とを備え、被測定対象20に近接若しくは接
触させて配置した電気光学結晶4の内部に誘起される電
界強度の変化を、前記結晶4内を反復往復する光の偏光
状態の変化として、反射光を偏光分離した1対の信号光
強度の差分量を検出して、被測定対象20に印加された
電圧波形を測定する信号波形測定装置であって、所定の
制限値以下は感知せず、制限値以上の信号を通過させる
下限制限回路8及び9と、前記下限制限回路8及び9の
制限値を設定する制御回路13とを有して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気光学効果を利用して
高速度の電気信号波形を観測することができる信号波形
測定装置に係り、特に測定精度及び操作性の向上した信
号波形測定装置に関する。
【0002】LSI等の半導体素子を製造、利用する上
で、素子内外の信号波形を正確に測定しておくことが必
要不可欠になっている。しかしながら、近年の素子の高
速化に伴い、従来のLSIテスタなどを用いた電気的な
測定方式では、正確な測定が難しくなって来ている。そ
のため、半導体素子基板結晶の電気光学効果を用いた光
学的な信号波形測定方式が考案され、高速信号が計測で
きることが確認されている(例えば、J.A.Valdmanis an
d G.Mourou, "Subpicosecond electronics sampling: p
rinciples and application", IEEE JOURNAL OF QUANTU
M ELECTRONICS,VOL.QE-22, pp.69-78. 等)。
【0003】また、検出用結晶の上に被検LSIを積載
し、電気信号の波形測定を行なう検出方式が出願されて
いる(特開平01−28566)が、測定精度の向上が
要望されている。
【0004】
【従来の技術】図4に従来の信号波形測定装置の構成図
を示す。本従来例は、被測定系20と、電圧によって複
屈折性を有する電気光学結晶4と、この電気光学結晶4
に入射させるレーザ光を発生するレーザ光源1と、レー
ザ光を光軸変換する光学系としての偏光制御素子2、ビ
ームスプリッタ3、及び偏光分離素子5と、光軸変換さ
れたレーザ光から被測定系20の被測定電圧に比例した
光量を電気信号に変換する受光器6及び7と、受光器6
及び7からの信号の電流変化を電圧変化に変換する電流
電圧変換回路51及び52と、変換された2つの電圧の
差分を増幅する差動増幅回路10と、ディジタル信号に
変換するA/D変換回路11と、信号処理を行なう信号
処理部12と、これら動作を制御する制御回路53とか
ら構成されている。
【0005】本従来例の動作の概略は、先ず、信号光の
偏光状態変化を検出するために、信号光を偏光分離した
後に各偏光成分を個別に受光器6及び7により受光す
る。受光した信号は電流信号として取り出されるため、
電流電圧変換回路51及び52により電圧に変換した後
に差動増幅回路10の2入力端子に入力される。そして
差動増幅回路10の出力をA/D変換回路11でA/D
変換し、信号処理部12により信号処理を行なう。
【0006】図5に本従来例の差動増幅回路の入出力電
圧波形を示す。本装置は、元来、同図(a)に示すよう
に、受光器6及び7の出力波形が、それぞれ電圧の印加
により減少及び増大し、これらを差動増幅回路10の入
力として差動増幅し、同図(b)の信号I及び信号II
の特性が一致している場合のような出力波形を得て信号
処理するものである。
【0007】しかしながら、2つの信号伝送路の特性、
特に電流電圧変換回路51及び52の特性が完全に一致
していない場合には、差動増幅回路10出力に結晶印加
電圧に起因した信号以外の信号振幅が現われることがあ
る(図5(b)の信号I及び信号IIの特性がずれてい
る場合参照)。これらの期待しない信号振幅が、信号電
圧振幅と同等以上の大きさになる場合、後段の差動増幅
回路10の利得を信号振幅に合わせて設定すると、期待
しない信号が差動増幅回路10を飽和させ、差動増幅回
路10の応答特性を劣化させてしまう。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来の信号波
形測定装置においては、信号伝送路の特性、特に、電流
電圧変換回路の特性のばらつきにより、差動増幅回路出
力に結晶印加電圧に起因した信号振幅が現われ、差動増
幅回路の応答特性を劣化させてしまうために、信号検出
に十分な増幅回路の利得を設定できないという問題があ
った。
【0009】本発明は、このような問題点を解決するも
ので、最適な状態での差動増幅を行なわせ、高効率の信
号波形測定装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、図1及び図2に示す如く、レーザ光源1
と、受光器6及び7と、差動増幅回路10とを備え、被
測定対象20に近接若しくは接触させて配置した電気光
学結晶4の内部に誘起される電界強度の変化を、前記結
晶4内を反復往復する光の偏光状態の変化として、反射
光を偏光分離した1対の信号光強度の差分量を検出し
て、被測定対象20に印加された電圧波形を測定する信
号波形測定装置であって、所定の制限値以下は感知せ
ず、制限値以上の信号を通過させる下限制限回路8及び
9と、前記下限制限回路8及び9の制限値を設定する制
御回路13とを有して構成する。
【0011】尚、前記下限制限回路8及び9は、前記受
光器6及び7の出力である電流信号を電圧信号に変換す
る電流電圧変換回路21と、前記電流電圧変換回路21
出力の基底量を前記レーザ光源1のレーザ照射パルスに
同期して保持するサンプルホールド回路22と、前記サ
ンプルホールド回路22出力と所定のオフセット値とを
加算する加算アンプ24とを有して構成する。
【0012】
【作用】本発明では、図1の如く、偏光分離した1対の
信号光を受光器6及び7により受光した信号を、それぞ
れ下限制限回路8及び9により制限された信号として、
差動増幅回路10に入力して信号処理するようにしてい
る。
【0013】即ち、光検出信号量の設定された制限値以
下を感知しないで差動増幅回路10に送ることにより、
期待しない信号振幅の発生を避けることができ、差動増
幅回路の応答特性を劣化させることなく、最適な状態で
の差動増幅を行なわせることができる。
【0014】
【実施例】次に、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。図1に本発明の実施例に係る信号波形測定装
置の構成図を示す。図1において、図4(従来例)と重
複する部分には同一の符号を附す。
【0015】本実施例は、被測定系20と、電圧によっ
て複屈折性を有する例えばBSO:Bi12SiO20等の
電気光学結晶4と、この電気光学結晶4に入射させるレ
ーザ光を発生するレーザ光源1と、レーザ光を光軸変換
する光学系としての偏光制御素子2、ビームスプリッタ
3、及び偏光分離素子5と、光軸変換されたレーザ光か
ら被測定系20の被測定電圧に比例した光量を電気信号
に変換する受光器(フォトダイオード等)6及び7と、
所定の制限値以下は感知せず、制限値以上の受光器12
からの信号を通過させる下限制限回路8及び9と、下限
制限回路8及び9の出力の電圧信号の差分を増幅する差
動増幅回路15と、ディジタル信号に変換するA/D変
換回路16と、信号処理を行なう信号処理部17と、こ
れら動作を制御し制御回路18とから構成されている。
【0016】また、下限制限回路8及び9は、図2に示
すように、それぞれ、受光器6及び7の出力である電流
信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路21と、電
流電圧変換回路21出力の基底量をレーザ光源1のレー
ザ照射パルスに同期して保持するサンプルホールド回路
22と、所定のオフセットデータを入力してオフセット
電圧を出力するD/A変換回路23と、サンプルホール
ド回路22出力とオフセット電圧とを加算する加算アン
プ24と、高速動作の可能なダイオード25とから構成
されている。
【0017】次に、本実施例の動作を図3に基づいて説
明する。電気光学結晶4内を反復往復したレーザ光は、
結晶4に印加された電圧に応じて偏光状態が変化する。
この反射光を偏光ビームスプリッタ3等の偏光分離素子
により偏光分離し、分離した信号光はそれぞれ受光器6
及び7で受光し、電流信号として下限制限回路8及び9
に出力される。
【0018】下限制限回路8及び9では、受光器6及び
7で検出した信号は電流出力であるため、先ず電流電圧
変換回路21により電圧信号に変換する。次に電圧変換
された信号を分岐し、一方をサンプルホールド回路22
に入力し、レーザ照射パルスに同期したタイミングで保
持する。保持するタイミングは、光検出信号が基底値を
とるタイミングとする。ここで基底値とは、光信号を受
光していないときの受光器出力値のことである(図3
(a)におけるホールド値)。この保持された基底値に
対して制御回路13により設定されている電圧値(オフ
セット電圧)を加算アンプ24で加え、ダイオード25
を経由して電流電圧変換回路21の出力と結合した信号
を差動増幅回路10に入力する。尚、制御回路13から
はオフセットデータが与えられ、D/A変換回路23に
よりオフセット電圧が定められる。また、差動増幅回路
10の入力には、ダイオード25の働きにより電圧変換
された信号量と基底値+設定オフセット電圧値の何れか
大きいほうの信号が現われる(図3(a)参照)。
【0019】次に、差動増幅回路15はこれら2つの偏
光分離光検出信号の差分を増幅し差信号を出力する(図
3(b)参照)。更に、この信号をA/D変換回路16
でディジタルデータに変換して信号処理部17で信号処
理することにより、結晶4の印加電圧を求めることがで
きる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏光分離した1対の信号光を受光器により受光し、それ
ぞれ下限制限回路8及び9により制限された信号とし
て、差動増幅回路に入力して信号処理するようにしたこ
とにより、制限値以下の信号を無視して2組の伝送路特
性の差の影響を除去でき、また、制限することで失われ
るはずの基底値情報を予め基底値に加えておくことによ
り、信号全体の上下変動の影響も除去できる。
【0021】従って、期待しない信号振幅の発生を避け
ることができ、差動増幅回路の応答特性を劣化させるこ
となく、最適な状態での差動増幅を行なうことができ、
結果として高精度な電圧測定の可能な信号波形測定装置
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る信号波形測定装置の構成
図である。
【図2】本発明の実施例に係る信号波形測定装置の下限
制限回路の詳細構成図である。
【図3】本発明の実施例に係る信号波形測定装置の動作
電圧波形図である。
【図4】従来の信号波形測定装置の構成図である。
【図5】従来の信号波形測定装置の動作電圧波形図であ
る。
【符号の説明】 1…レーザ光源 2…偏光制御素子 3…ビームスプリッタ 4…電気光学結晶 5…偏光分離素子 6、7…受光器 8、9…下限制限回路 10…偏光結合素子 15…差動増幅回路 16…A/D変換回路 17…信号処理部 18、53…制御回路 20…被測定対象 21、51、52…電流電圧変換回路 22…サンプリングホールド回路 23…D/A変換回路 24…加算アンプ 25…ダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ光源(1)と、受光器(6及び
    7)と、差動増幅回路(10)とを備え、被測定対象
    (20)に近接若しくは接触させて配置した電気光学結
    晶(4)の内部に誘起される電界強度の変化を、前記結
    晶(4)内を反復往復する光の偏光状態の変化として、
    反射光を偏光分離した1対の信号光強度の差分量を検出
    して、被測定対象(20)に印加された電圧波形を測定
    する信号波形測定装置であって、 所定の制限値以下は感知せず、制限値以上の信号を通過
    させる下限制限回路(8及び9)を有し、 前記偏光分離した1対の信号光を前記受光器(6及び
    7)により受光した信号を、それぞれ前記下限制限回路
    (8及び9)により制限された信号として、前記差動増
    幅回路(10)に入力して信号処理することを特徴とす
    る信号波形測定装置。
  2. 【請求項2】 前記信号波形測定装置は、前記下限制限
    回路(8及び9)の制限値を設定する制御回路(13)
    を有することを特徴とする請求項1に記載の信号波形測
    定装置。
  3. 【請求項3】 前記下限制限回路(8及び9)は、 前記受光器(6及び7)の出力である電流信号を電圧信
    号に変換する電流電圧変換回路(21)と、 前記電流電圧変換回路(21)出力の基底量を前記レー
    ザ光源(1)のレーザ照射パルスに同期して保持するサ
    ンプルホールド回路(22)と、 前記サンプルホールド回路(22)出力と所定のオフセ
    ット値とを加算する加算アンプ(24)とを有すること
    を特徴とする請求項1または2に記載の信号波形測定装
    置。
JP19665391A 1991-08-06 1991-08-06 信号波形測定装置 Withdrawn JPH0540133A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0896929A2 (en) 1997-08-12 1999-02-17 Nkk Corporation Easy-opening can end and method for making the same
US6435368B1 (en) 1999-04-20 2002-08-20 Nkk Corporation Easy opening can end and method for fabricating the same
KR20190040042A (ko) 2016-08-22 2019-04-16 토요 세이칸 가부시키가이샤 캔 뚜껑

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Effective date: 19981112