JPH063406A - 動作信号測定装置及び動作信号測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は動作信号測定装置の改善に関し、試
料の動作信号測定に係わり測定波形の最大−最小値を振
幅としたり、手動で指定した位相に依存することなく、
全電圧測定データの統計処理をして、その上位の信号レ
ベルや下位の信号レベルを精度良く決定し、その測定精
度や信頼性の向上を図ることを目的とする。 【構成】 試料の動作信号情報Ｄｖを取得する測定手段
１１と、動作信号情報Ｄｖの統計処理をする情報処理手
段１２とを具備し、情報処理手段１２が試料の動作信号
情報Ｄｖの度数分布を作成し、その動作信号情報Ｄｖの
上位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布と該動作
信号情報Ｄｖの下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度
数分布とを分離し、該第１，第２の度数分布を平均化処
理をした動作信号情報Ｄｖに係る上位の信号レベルＤｖ
H や下位の信号レベルＤｖL に基づいて試料の動作信号
値Ｖや該動作信号情報Ｄｖの上位又は下位レベルを出力
することを含み構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】〔目 次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図６） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，２） 作用 実施例（図３〜５） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、動作信号測定装置及び
動作信号測定方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、半導体集積回路装置等の動作電圧波形を測定する装
置及びその方法の改善に関するものである。

【０００３】近年，半導体集積回路（以下ＬＳＩとい
う）装置の高速化に伴い、ＬＳＩの動作解析，不良解析
及び動作試験等を行うため、電子ビームテスタ等のよう
にサンプリング方式で動作電圧波形を測定する技術が重
要になっている。

【０００４】これによれば、ＬＳＩ装置の解析動作等に
おいて、一般に、試料の測定波形の最大−最小値を振幅
としたり、手動で指定した位相２点の測定電圧値の差を
振幅として測定する方法が採られる。

【０００５】このため、試料の測定波形のオーバシュー
ト／アンダーシュートの影響が避けられず、その振幅測
定値が非常に不安定なものとなったり、また、手動で位
相を指定する方法では、指定位相点によって電圧振幅値
が変化をし、信頼性の良い電圧振幅測定の妨げとなる。

【０００６】そこで、全電圧測定データの統計処理をし
て、その上位の信号レベルや下位の信号レベルを精度良
く決定し、その測定精度や信頼性の向上を図ることがで
きる装置及びその方法が望まれている。

【０００７】

【従来の技術】図６は、従来例に係る電圧振幅測定方法
の説明図であり、図６（ａ）はその測定処理に係る構成
図である。また、図６（ｂ）は、その電圧振幅波形図を
それぞれ示している。

【０００８】例えば、試料４の測定波形のｐ−ｐ値（最
大最小の差）を振幅として動作電圧ｖ〔Ｖ〕を測定する
装置は、図６（ａ）において、サンプリングオシロ１，
Ａ／Ｄ変換器２及びディジタル表示装置３から成る。

【０００９】当該装置の機能は、試料４のアナログ電圧
ｖ〔Ｖ〕がサンプリングオシロ１により測定され、その
アナログ電圧ｖ〔Ｖ〕がＡ／Ｄ変換器２によりディジタ
ル電圧測定データＤｖに変換され、それがディジタル表
示装置３に表示される。なお、試料４のアナログ電圧値
に係る上位レベルや下位レベル等の閾値レベルが閾値調
整器ＶＲにより設定される。

【００１０】また、図６（ｂ）において、は測定波形
のｐ−ｐ値から求めた振幅であり、試料４のアナログ電
圧ｖ〔Ｖ〕にオーバシュート／アンダーシュートの影響
を含んだものである。は指定位相の電圧値から求めた
振幅であり、オーバシュート／アンダーシュートの影響
を取り除くべく、試料４のアナログ電圧値に係る上位レ
ベルや下位レベルにスライスレベルを設定したときの振
幅である。なお、は真の振幅であり、試料４の真の電
圧振幅として要求される測定電圧値の差である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例によ
ればＬＳＩ装置の高速化，高性能化に伴い、サンプリン
グオシロ１や電子ビームテスタ等のような電圧サンプリ
ング方式により高速に動作をする試料４の電圧波形が測
定され、その動作解析，不良解析及び動作試験等が行わ
れる。

【００１２】例えば、ＬＳＩ装置の解析動作等におい
て、その最も重要な測定データの一つとなるエッジタイ
ミングを測定する場合であって、その閾値電圧を決める
際に、一般に、測定波形のｐ−ｐ値を振幅としたり、手
動で指定した位相２点の測定電圧値の差を振幅として測
定する方法が採られる。

【００１３】このため、試料４の測定波形のｐ−ｐ値を
振幅とする場合には、オーバシュート／アンダーシュー
トの影響が避けられず、その振幅測定値が非常に不安定
なものとなる。

【００１４】また、手動で位相を指定する場合には、指
定位相点によって、電圧振幅値が変化をすることによ
り、例えば、エッジ立ち上がり部分を含む動作電圧の
「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルが下位又は上位に著しく偏
った波形の場合には、その適正なレベル分離をすること
が困難となる。

【００１５】なお、試料４の電圧測定データを度数分布
に表示して統計処理をする方法も考えられるが、その動
作電圧の「Ｈ」（ハイ）レベル，「Ｌ」（ロー）レベル
の閾値を精度良く決定することが困難となる。これは、
高速に動作をする試料４の電圧波形がリンギングを多く
含むことにより、その統計処理をする範囲を何らかの閾
値レベルに切らなくてはならい。例えば、リンギングの
影響の無い中間電位から±２０〔％〕程度の振幅レベル
に閾値を設定しなければならい。

【００１６】これにより、電圧振幅測定（以下動作信号
測定ともいう）の信頼性の低下につながったり、電圧振
幅の測定精度の低下を招くという問題がある。本発明
は、かかる従来例の問題点に鑑み創作されたものであ
り、試料の動作信号測定に係わり測定波形の最大−最小
値を振幅としたり、手動で指定した位相に依存すること
なく、全電圧測定データの統計処理をして、その上位の
信号レベルや下位の信号レベルを精度良く決定し、その
測定精度や信頼性の向上を図ることが可能となる動作信
号測定装置及び動作信号測定方法の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１（ａ），（ｂ）は、
本発明に係る動作信号測定装置の原理図であり、図２
は、本発明に係る動作信号測定方法の原理図をそれぞれ
示している。

【００１８】本発明の動作信号測定装置は図１（ａ）に
示すように、少なくとも、試料の動作信号情報Ｄｖを取
得する測定手段１１と、前記動作信号情報Ｄｖの統計処
理をする情報処理手段１２とを具備し、前記情報処理手
段１２が上位の信号レベルＤｖH と下位の信号レベルＤ
ｖL の判別分離処理に基づいて試料の動作信号値Ｖや該
動作信号情報Ｄｖに係る上位又は下位レベルを出力する
ことを特徴とする。

【００１９】なお、本発明の動作信号測定装置におい
て、前記情報処理手段１２が図１（ｂ）に示すように、
試料の動作信号情報Ｄｖの度数分布を作成するデータ作
成手段12Ａと、前記動作信号情報Ｄｖの上位の信号レベ
ルＤｖH に係る第１の度数分布と該動作信号情報Ｄｖの
下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度数分布とを分離
するデータ分離手段12Ｂと、前記第１，第２の度数分布
の平均化処理をするデータ処理手段12Ｃと、前記平均化
された動作信号情報Ｄｖに係る上位の信号レベルＤｖH
や下位の信号レベルＤｖL に基づいて試料の動作信号値
Ｖや該動作信号情報Ｄｖに係る上位又は下位レベルを出
力する出力手段12Ｄから成ることを特徴とする。

【００２０】また、本発明の動作信号測定方法は、図２
の処理フローチャートに示すように、まず、ステップＰ
１で試料の動作信号情報Ｄｖから度数分布の作成処理を
し、次に、前記作成処理に基づいて動作信号情報Ｄｖの
上位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布と該動作
信号情報Ｄｖの下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度
数分布との判別分離処理をし、次いで、ステップＰ３で
前記判別分離処理された第１，第２の度数分布の平均化
処理をし、その後、ステップＰ４で前記平均化処理され
た上位の信号レベルＤｖH や下位の信号レベルＤｖL に
基づいて試料の動作信号値Ｖや動作信号情報Ｄｖに係る
上位又は下位レベルの出力処理をすることを特徴とする
動作信号測定方法。

【００２１】なお、本発明の動作信号測定方法におい
て、前記平均化処理の際に、ステップP3Ａで動作信号情
報Ｄｖの立ち上がり信号部分の情報分布数を限りなく
「零」に近づける度数分布の除去処理を含むことを特徴
とする。

【００２２】また、本発明の動作信号測定方法におい
て、前記平均化処理の際に、第１，第２の度数分布の各
平均値±分散３σ範囲外を取り除く演算処理をすること
し、上記目的を達成する。

【００２３】

【作 用】本発明の動作信号測定装置によれば、図１
（ａ）に示すように、測定手段１１及び情報処理手段１
２が具備され、該情報処理手段１２が上位の信号レベル
ＤｖH と下位の信号レベルＤｖL の判別分離処理に基づ
いて試料の動作信号値Ｖや該試料の上位又は下位レベル
を出力する。

【００２４】例えば、試料の動作信号情報Ｄｖが測定手
段１１により取得されると、その動作信号情報Ｄｖが情
報処理手段１２により統計処理される。ここで、該情報
処理手段１２により動作信号情報Ｄｖの上位の信号レベ
ルＤｖH と下位の信号レベルＤｖL との判別分離処理に
基づいて試料の動作信号値Ｖや該試料の上位又は下位レ
ベルＨ，Ｌが出力される。

【００２５】すなわち、図１（ｂ）に示すように、試料
の動作信号情報Ｄｖの度数分布が情報処理手段１２のデ
ータ作成手段12Ａにより作成されると、その動作信号情
報Ｄｖの上位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布
と該動作信号情報Ｄｖの下位の信号レベルＤｖL に係る
第２の度数分布とがデータ分離手段12Ｂにより分離され
る。また、第１，第２の度数分布がデータ処理手段12Ｃ
により平均化処理され、その平均化された動作信号情報
Ｄｖに係る上位の信号レベルＤｖH や下位の信号レベル
ＤｖL に基づいて試料の動作信号値Ｖや該試料の上位又
は下位レベルが出力手段12Ｄから出力される。

【００２６】このため、試料の全電圧測定データの統計
処理をすることにより、動作信号振幅の上位の信号レベ
ルや下位の信号レベルを精度良く決定することができ、
試料の動作信号測定に係わり従来例のように測定波形の
最大−最小値を振幅としたり、手動により指定される位
相に依存することが無くなる。

【００２７】これにより、動作信号測定の信頼性の向上
を図ること、及び、動作信号振幅の測定精度の向上を図
ることが可能となる。また、本発明の動作信号測定方法
によれば、図２の処理フローチャートに示すように、試
料の動作信号情報Ｄｖから度数分布が作成処理される
と、ステップＰ２でその上位の信号レベルＤｖH に係る
第１の度数分布と該動作信号情報Ｄｖの下位の信号レベ
ルＤｖL に係る第２の度数分布とが判別分離処理され
る。

【００２８】このため、従来例のような手動により位相
を指定する場合に比べて、指定位相点によって動作振幅
値が変化した場合、例えば、エッジ立ち上がり部分を含
む動作電圧の「Ｈ」（ハイ）レベル，「Ｌ」（ロー）レ
ベルが下位又は上位に著しく偏った波形の場合であって
も、第１の度数分布と第２の度数分布とを適正にレベル
分離をすることが可能となる。

【００２９】また、ステップＰ３で第１，第２の度数分
布の平均化処理をする際に、例えば、ステップP3Ａで第
１，第２の度数分布の平均値±分散３σを演算すること
により、動作信号情報Ｄｖの立ち上がり信号部分の情報
分布数を限りなく「零」に近づける度数分布の除去処理
を行うことで、ステップＰ４で上位の信号レベルＤｖH
や下位の信号レベルＤｖL に基づいて精度良く、試料の
動作信号値Ｖや動作信号情報Ｄｖに係る上位又は下位レ
ベル，例えば、「Ｈ」レベル信号値，「Ｌ」レベル信号
値を出力することが可能となる。

【００３０】このことから、従来例のような試料の測定
波形の最大−最小値を振幅とする場合に比べて、オーバ
シュート／アンダーシュートの影響を回避することが可
能となる。また、試料の振幅測定値の安定化が図られる
ことから、従来例のような電圧測定データの加算平均処
理等が不要となり、そのＳ／Ｎ（信号対雑音）の向上を
図ることが可能となる。

【００３１】これにより、高速に動作をする試料の動作
信号測定に係る処理時間の短縮化を図ること、及び、動
作信号振幅の測定精度の向上を図ることが可能となる。
また、動作信号測定装置の信頼性の向上を図ることが可
能となる。

【００３２】

【実施例】次に、図を参照しながら本発明の各実施例に
ついて説明をする。図３〜５は、本発明の実施例に係る
動作信号測定装置及び動作信号測定方法を説明する図で
あり、図３は、本発明の実施例に係る電圧振幅測定装置
の構成図であり、図４は、その電圧振幅測定の処理フロ
ーチャートをそれぞれ示している。

【００３３】例えば、動作信号測定装置の一例となる試
料４の電圧振幅を測定する電圧振幅測定装置は、図３に
おいて、電圧波形測定装置２１及び統計処理システム２
２から成る。

【００３４】すなわち、電圧波形測定装置２１は測定手
段１１の一実施例であり、試料の動作信号情報Ｄｖの一
例となる電圧測定データを取得するものである。例え
ば、電圧波形測定装置２１はサンプリングオシロや電子
ビームテスタから成り、サンプリング位相を走査しなが
ら試料４の電圧ｖを測定し、そのＡ／Ｄ変換をした電圧
測定データＤｖを統計処理システム２２に出力する。

【００３５】統計処理システム２２は情報処理手段１２
の一実施例であり、電圧測定データＤｖの統計処理をす
るものである。例えば、統計処理システム２２はヒスト
グラム作成部22Ａ，データ分離部22Ｂ，ヒストグラム平
均化部22Ｃ及び減算器22Ｄから成り、試料４の電圧振幅
の上位の信号レベルＤｖH と下位の信号レベルＤｖLの
判別分離処理に基づいてその動作信号値の一例となる電
圧値Ｖや該試料４の「Ｈ」レベルや「Ｌ」レベルを出力
する。

【００３６】また、ヒストグラム作成部22Ａはデータ作
成手段12Ａの一実施例であり、試料の電圧測定データＤ
ｖの度数分布を作成するものである。例えば、ヒストグ
ラム作成部22Ａは電圧波形測定装置２１によりサンプリ
ングされた全電圧測定データＤｖに対し、同じ電圧測定
データＤｖが出現する都度、そのヒストグラムアドレス
に「＋１」を加算する。この操作は、波形測定完了後で
も良く、また、測定と同時に行っても良い。

【００３７】データ分離部22Ｂはデータ分離手段12Ｂの
一実施例であり、電圧測定データＤｖの上位の信号レベ
ルＤｖH に係る第１の度数分布と該電圧測定データＤｖ
の下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度数分布とを分
離するものである。例えば、データ分離部22Ｂは、電圧
ヒストグラム格納メモリ221 ，閾値電圧決定部222 及び
ヒストグラム分離部223 から成る。

【００３８】電圧ヒストグラム格納メモリ221 はヒスト
グラムアドレスに基づいて電圧測定分布データ（以下単
に分布データという）Ｄｖ〔ｈ〕を格納するものであ
る。閾値電圧決定部222 は分布データＤｖ〔ｈ〕に対し
て閾値電圧Ｖthを設定するものである。なお、閾値電圧
Ｖthは試料４の測定振幅が未知である場合が多いことか
ら、本発明の実施例では分布データＤｖ〔ｈ〕に基づい
てリアルタイムに決定をする。

【００３９】ヒストグラム分離部223 は閾値電圧Ｖthに
基づいて分布データＤｖ〔ｈ〕の上位の信号レベルＤｖ
H に係る第１の度数分布と該分布データＤｖ〔ｈ〕の下
位の信号レベルＤｖH に係る第２の度数分布とを分離す
るものである。

【００４０】ヒストグラム平均化部22Ｃはデータ処理手
段12Ｃの一実施例であり、第１，第２の度数分布の平均
化処理をするものある。例えば、ヒストグラム平均化部
22Ｃは、ヒストグラム格納メモリ224 ，統計量計算部22
5 及びエッジ除去部226 から成る。ヒストグラム格納メ
モリ224 は上位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分
布（high領域）と下位の信号レベルＤｖL に係る第２の
度数分布（Low 領域）とに係る分布データＤｖ〔ｈ〕を
それぞれ個別に格納するものである。

【００４１】統計量計算部225 は上位の信号レベルＤｖ
H に係る分布データＤｖ〔ｈ〕と下位の信号レベルＤｖ
L に係る分布データＤｖ〔ｈ〕とに基づいて統計演算処
理をする。例えば、両上位，下位に係る分布データＤｖ
〔ｈ〕の平均値ＤｖL ，ＤｖH を減算器Ｄに出力した
り、その分散±３σ（ＤｖL 〔３σ〕，ＤｖH 〔３
σ〕）をエッジ除去部226 に出力する。

【００４２】エッジ除去部226 は、第１の度数分布（hi
gh領域）と第２の度数分布（Low 領域）から試料４の電
圧振幅のエッジ立ち上がり部分に係る分布を除去するも
のである。例えば、エッジ除去部226 は、「Ｈ」レベ
ル，「Ｌ」レベルが下位又は上位に著しく偏った波形の
場合に、その除去処理をｎ回繰り返す。

【００４３】減算器22Ｄは出力手段12Ｄの一実施例であ
り、平均化された電圧測定データＤｖに係る上位の信号
レベルＤｖH や下位の信号レベルＤｖL に基づいて試料
の動作信号値Ｖや該試料の上位又は下位レベルＨ，Ｌを
出力するものである。例えば、エッジ除去部226 から出
力される除去完了信号（減算開始信号）Ｓに基づいて試
料４の電圧値Ｖ＝ＤｖH −ＤｖL を演算したり、その電
圧値Ｖに係る「Ｈ」レベル＝１，「Ｌ」レベル＝０を出
力する。

【００４４】このようにして、本発明の実施例に係る電
圧振幅測定装置によれば、図３に示すように、電圧波形
測定装置２１及び、ヒストグラム作成部22Ａ，データ分
離部22Ｂ，ヒストグラム平均化部22Ｃ及び減算器22Ｄか
ら成る統計処理システム２２が具備され、該統計処理シ
ステム２２が上位の信号レベルＤｖH と下位の信号レベ
ルＤｖL の判別分離処理に基づいて試料の動作信号値Ｖ
や該試料の上位又は下位レベルＨ，Ｌを出力する。

【００４５】例えば、試料の電圧測定データＤｖが電圧
波形測定装置２１により取得されると、その電圧測定デ
ータＤｖが統計処理システム２２により統計処理され
る。ここで、該統計処理システム２２により電圧測定デ
ータＤｖの上位の信号レベルＤｖH と下位の信号レベル
ＤｖL との判別分離処理に基づいて試料の動作信号値Ｖ
や該試料の上位又は下位レベルＨ，Ｌが出力される。

【００４６】すなわち、図３に示すように、試料４の電
圧測定データＤｖの度数分布が統計処理システム２２の
ヒストグラム作成部22Ａにより作成されると、その電圧
測定データＤｖの上位の信号レベルＤｖH に係る第１の
度数分布と該電圧測定データＤｖの下位の信号レベルＤ
ｖL に係る第２の度数分布とがデータ分離部22Ｂにより
分離される。また、第１，第２の度数分布がヒストグラ
ム平均化部22Ｃにより平均化処理され、その平均化され
た電圧測定データＤｖに係る上位の信号レベルＤｖH や
下位の信号レベルＤｖL に基づいて試料４の動作信号値
Ｖや該試料４の「Ｈ」レベル信号値，「Ｌ」レベル信号
値が減算器22Ｄから出力される。

【００４７】このため、試料４の全電圧測定データＤｖ
の統計処理をすることにより、電圧信号振幅の上位の信
号レベルＤｖH や下位の信号レベルＤｖL を精度良く決
定することができ、試料４の電圧信号測定に係わり従来
例のような測定波形の最大−最小値を振幅としたり、手
動により指定される位相に依存することが無くなる。

【００４８】これにより、電圧信号測定の信頼性の向上
を図ること、及び、電圧信号振幅の測定精度の向上を図
ることが可能となる。次に、本発明の実施例に係る電圧
振幅測定方法を当該装置の動作を補足しながら説明をす
る。

【００４９】図４は、本発明の実施例に係る電圧振幅測
定の処理フローチャートであり、図５はその補足説明図
をそれぞれ示している。例えば、試料４の電圧振幅を統
計処理に基づいて測定する場合、図４において、まず、
ステップＰ１で試料４の電圧波形の測定処理をする。こ
の際に、サンプリング位相を走査しながら試料４の電圧
ｖがサンプリングオシロや電子ビームテスタ等の電圧波
形測定装置２１により測定され、そのＡ／Ｄ変換をした
電圧測定データＤｖが統計処理システム２２に出力され
る。

【００５０】次に、ステップＰ２で試料４の電圧測定デ
ータＤｖから度数分布の作成処理をする。ここで、統計
処理システム２２のヒストグラム作成部22Ａにより全電
圧測定データＤｖに対し、同じ電圧測定データＤｖが出
現する都度、そのヒストグラムアドレスに「＋１」が加
算される。

【００５１】なお、図５は、試料４の電圧振幅波形図と
試料４の電圧測定データＤｖの度数（頻度）分布を示し
ている。図５において、縦軸は電圧ｖ〔Ｖ〕であり、横
軸は位相ωｔ〔rad 〕である。また、度数分布は上位の
信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布（high領域）と
下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度数分布（Low領
域）から成る。

【００５２】さらに、ステップＰ３で、電圧測定データ
Ｄｖの上位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布と
該電圧測定データＤｖの下位の信号レベルＤｖH に係る
第２の度数分布との判別分離処理をする。ここで、デー
タ分離部22Ｂにより電圧測定データＤｖの上位の信号レ
ベルＤｖH に係る第１の度数分布と該電圧測定データＤ
ｖの下位の信号レベルＤｖL に係る第２の度数分布とが
分離される。例えば、ヒストグラムアドレスに基づいて
電圧ヒストグラム格納メモリ221 から電圧測定分布デー
タ（分布データ）Ｄｖ〔ｈ〕が読み出される。

【００５３】また、閾値電圧決定部222 により分布デー
タＤｖ〔ｈ〕に対して閾値電圧Ｖthが設定される。な
お、閾値電圧Ｖthは従来例のように最初から与える方法
でも良いが、試料４の測定振幅が未知である場合が多い
ことから、本発明の実施例では分布データＤｖ〔ｈ〕に
基づいてリアルタイムに決定をする。例えば、この際の
閾値電圧Ｖthの計算方法（二値化の方法）は、さまざま
なアルゴリズムが提案されいるが、いずれを用いても良
く、本発明の実施例では、ある閾値電圧Ｖthを仮定し
て、「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルの２つのクラス内分
散，クラス間分散を計算し、最も良いクラス分離度を与
える閾値電圧Ｖthを選択する。

【００５４】これにより、ヒストグラム分離部223 によ
り、閾値電圧Ｖthに基づいて分布データＤｖ〔ｈ〕の上
位の信号レベルＤｖH に係る第１の度数分布と該分布デ
ータＤｖ〔ｈ〕の下位の信号レベルＤｖH に係る第２の
度数分布とが分離される。

【００５５】次に、ステップＰ４〜Ｐ６で第１，第２の
度数分布の平均化処理をする。これは、試料４の電圧振
幅の「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルが下位又は上位に著し
く偏った波形の場合に有効であり、その除去処理をｎ回
繰り返すこととする。

【００５６】すなわち、ステップＰ４で第１，第２の度
数分布に係わり電圧測定データＤｖの上位の信号レベル
ＤｖH やその下位の信号レベルＤｖL の各平均値，分散
（３σ）の演算処理をする。この際に、ヒストグラム平
均化部22Ｃにより第１，第２の度数分布が平均化処理さ
れる。例えば、ヒストグラム平均化部22Ｃのヒストグラ
ム格納メモリ224 から上位の信号レベルＤｖH に係る第
１の度数分布（high領域）と下位の信号レベルＤｖL に
係る第２の度数分布（Low 領域）とに係る分布データＤ
ｖ〔ｈ〕がそれぞれ個別に読み出される。

【００５７】また、統計量計算部225 により上位の信号
レベルＤｖH に係る分布データＤｖ〔ｈ〕と下位の信号
レベルＤｖL に係る分布データＤｖ〔ｈ〕とに基づいて
両上位，下位に係る分布データＤｖ〔ｈ〕の平均値Ｄｖ
L ，ＤｖH が統計演算処理され、それが減算器Ｄに出力
される。さらに、その平均値±３σ（ＤｖL 〔３σ〕，
ＤｖH 〔３σ〕）がエッジ除去部226 に出力される。

【００５８】また、ステップＰ５で第１，第２の度数分
布の各平均値±分散３σ範囲外の値の除去処理をする。
ここで、エッジ除去部226 により第１の度数分布（high
領域）と第２の度数分布（Low 領域）から試料４の電圧
振幅のエッジ立ち上がり部分に係る分布が除去される。

【００５９】次いで、ステップＰ６で除去数＝０の判定
をする。この際に、電圧測定データＤｖの立ち上がり信
号部分の情報分布数が限りなく「０」に近づいた場合
（ＹES）には、ステップＰ７に移行する。また、それが
限りなく「０」に近づかない場合（ＮＯ）には、ステッ
プＰ４に戻って第１，第２の度数分布に係わる電圧測定
データＤｖの各平均値，分散（３σ）の演算処理をし、
また、ステップＰ５でその除去処理を継続する。

【００６０】従って、情報分布数が限りなく「０」に近
づいた場合（ＹES）には、ステップＰ７で上位の信号レ
ベルＤｖH や下位の信号レベルＤｖH に基づいて試料４
の電圧振幅値Ｖや電圧測定データＤｖに係る上位又は下
位レベルＨ，Ｌの出力処理をする。この際に、平均化さ
れた電圧測定データＤｖに係る上位の信号レベルＤｖH
や下位の信号レベルＤｖL と減算開始信号Ｓに基づいて
試料４の電圧値Ｖ＝ＤｖH −ＤｖL が減算器22Ｄにより
演算される。また、除去完了信号にその電圧値Ｖに係る
「Ｈ」レベル信号値，「Ｌ」レベル信号値が出力され
る。

【００６１】このようにして、本発明の実施例に係る電
圧振幅測定方法によれば、図４の処理フローチャートに
示すように、試料４の電圧測定データＤｖから度数分布
が作成処理されると、ステップＰ２でその上位の信号レ
ベルＤｖH に係る第１の度数分布と該電圧測定データＤ
ｖの下位の信号レベルＤｖH に係る第２の度数分布とが
判別分離処理される。

【００６２】このため、従来例のような手動により位相
を指定する場合に比べて、指定位相点によって動作振幅
値が変化した場合、例えば、エッジ立ち上がり部分を含
む動作電圧の「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルが下位又は上
位に著しく偏った波形の場合であっても、第１の度数分
布と第２の度数分布とを適正にレベル分離をすることが
可能となる。

【００６３】また、ステップＰ３で第１，第２の度数分
布の平均化処理をする際に、例えば、ステップP3Ａで第
１，第２の度数分布の平均値±分散３σを演算すること
により、電圧測定データＤｖの立ち上がり信号部分の情
報分布数を限りなく「零」に近づける度数分布の除去処
理を行うことで、ステップＰ４で上位の信号レベルＤｖ
H や下位の信号レベルＤｖH に基づいて精度良く、試料
４の電圧振幅値Ｖや電圧測定データＤｖに係る「Ｈ」レ
ベル，「Ｌ」レベルを出力することが可能となる。

【００６４】このことから、従来例のような試料４の測
定波形の最大−最小値を振幅とする場合に比べて、オー
バシュート／アンダーシュートの影響を回避することが
可能となる。また、試料４の振幅測定値の安定化が図れ
ることから、従来例のような電圧測定データの加算平均
処理等が不要となり、そのＳ／Ｎ（信号対雑音）の向上
を図ることが可能となる。

【００６５】これにより、高速に動作をする試料４の電
圧振幅測定に係る処理時間の短縮化を図ること、及び、
電圧振幅振幅の測定精度の向上を図ることが可能とな
る。また、電圧振幅測定装置の信頼性の向上を図ること
が可能となる。

【００６６】なお、本発明の実施例では、動作信号につ
いて電圧振幅の場合を説明したが、電流振幅，電力振幅
等のその他の動作信号の場合にも同様な効果が得られ
る。また、当該動作信号測定装置を未知のアナログ信号
の「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルを判定する判定回路に応
用することも可能である。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の動作信号
測定装置によれば、測定手段及び情報処理手段が具備さ
れ、該情報処理手段により上位の信号レベルと下位の信
号レベルの判別分離処理に基づいて試料の動作信号値や
該試料の上位又は下位レベルが出力される。

【００６８】このため、試料の動作信号測定に係わり従
来例のように測定波形の最大−最小値を振幅としたり、
手動により指定される位相に依存することなく、試料の
全電圧測定データの統計処理をすることにより、動作信
号振幅の上位の信号レベルや下位の信号レベルを精度良
く決定することが可能となる。このことから、試料の振
幅測定値の安定化が図られ、従来例のような電圧測定デ
ータの加算平均処理等が不要となり、そのＳ／Ｎ（信号
対雑音）の向上を図ることが可能となる。

【００６９】また、本発明の動作信号測定方法によれ
ば、試料の動作信号情報から度数分布が作成処理される
と、その上位の信号レベルに係る第１の度数分布と該動
作信号情報の下位の信号レベルに係る第２の度数分布と
が判別分離処理される。

【００７０】このため、従来例のような手動により位相
を指定する場合に比べて、エッジ立ち上がり部分を含む
動作電圧の「Ｈ」レベル，「Ｌ」レベルが下位又は上位
に著しく偏った波形の場合であっても、第１の度数分布
と第２の度数分布とを適正にレベル分離をすることが可
能となる。

【００７１】また、第１，第２の度数分布の平均化処理
をする際に、第１，第２の度数分布の平均値±分散３σ
が演算され、動作信号情報の立ち上がり信号部分の情報
分布数を限りなく「零」に近づける度数分布の除去処理
が行なわれる。

【００７２】このため、従来例のような試料の測定波形
の最大−最小値を振幅とする場合に比べて、オーバシュ
ート／アンダーシュートの影響を回避することが可能と
なる。このことから、上位の信号レベルや下位の信号レ
ベルに基づいて精度良く、試料の動作信号値や動作信号
情報に係る上位又は下位レベルを出力することが可能と
なる。

【００７３】これにより、高速に動作をする試料の動作
信号測定に係る処理時間の短縮化を図ること、及び、動
作信号振幅の測定精度の向上を図ることが可能となる。
このことで、高信頼性の動作信号測定装置の提供に寄与
するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動作信号測定装置の原理図であ
る。

【図２】本発明に係る動作信号測定方法の原理図であ
る。

【図３】本発明の実施例に係る電圧振幅測定装置の構成
図である。

【図４】本発明の実施例に係る電圧振幅測定の処理フロ
ーチャートである。

【図５】本発明の実施例に係るフローチャートの補足説
明図である。

【図６】従来例に係る電圧振幅測定方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１１…測定手段、 １２…情報処理手段、 12Ａ…データ作成手段、 12Ｂ…データ分離手段、 12Ｃ…データ処理手段、 12Ｄ…出力手段、 Ｄｖ…動作信号情報（電圧測定データ）、 ＤvH…上位の信号レベル、 ＤvL…下位の信号レベル、 Ｖ…動作信号値（電圧振幅値）、 ｖ…動作信号（電圧）、 「Ｈ」，「Ｌ」…上位，下位レベル。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、試料の動作信号情報（Ｄ
   ｖ）を取得する測定手段（１１）と、前記動作信号情報
   （Ｄｖ）の統計処理をする情報処理手段（１２）とを具
   備し、前記情報処理手段（１２）が上位の信号レベル
   （ＤｖH ）と下位の信号レベル（ＤｖL ）の判別分離処
   理に基づいて試料の動作信号値（Ｖ）や動作信号情報
   （Ｄｖ）に係る上位又は下位レベルを出力することを特
   徴とする動作信号測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の動作信号測定装置におい
   て、前記情報処理手段（１２）が試料の動作信号情報
   （Ｄｖ）の度数分布を作成するデータ作成手段（12Ａ）
   と、前記動作信号情報（Ｄｖ）の上位の信号レベル（Ｄ
   ｖH ）に係る第１の度数分布と該動作信号情報（Ｄｖ）
   の下位の信号レベル（ＤｖL ）に係る第２の度数分布と
   を分離するデータ分離手段（12Ｂ）と、前記第１，第２
   の度数分布の平均化処理をするデータ処理手段（12Ｃ）
   と、前記平均化された動作信号情報（Ｄｖ）に係る上位
   の信号レベル（ＤｖH ）や下位の信号レベル（ＤｖL ）
   に基づいて試料の動作信号値（Ｖ）や該動作信号情報
   （Ｄｖ）に係る上位又は下位レベルを出力する出力手段
   （12Ｄ）から成ることを特徴とする動作信号測定装置。
3. 【請求項３】 試料の動作信号情報（Ｄｖ）から度数分
   布の作成処理をし、前記作成処理に基づいて動作信号情
   報（Ｄｖ）の上位の信号レベル（ＤｖH ）に係る第１の
   度数分布と該動作信号情報（Ｄｖ）の下位の信号レベル
   （ＤｖL ）に係る第２の度数分布との判別分離処理を
   し、前記判別分離処理された第１，第２の度数分布の平
   均化処理をし、前記平均化処理された上位の信号レベル
   （ＤｖH ）や下位の信号レベル（ＤｖL ）に基づいて試
   料の動作信号値（Ｖ）や動作信号情報（Ｄｖ）に係る上
   位又は下位レベルの出力処理をすることを特徴とする動
   作信号測定方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の動作信号測定方法におい
   て、前記平均化処理の際に、動作信号情報（Ｄｖ）の立
   ち上がり信号部分の情報分布数を限りなく「零」に近づ
   ける度数分布の除去処理を含むことを特徴とする動作信
   号測定方法。
5. 【請求項５】 請求項３記載の動作信号測定装置におい
   て、前記平均化処理の際に、第１，第２の度数分布の各
   平均値±分散３σ範囲を取り除く演算処理をすることを
   特徴とする動作信号測定方法。