JPH08233879A - 反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置 - Google Patents
反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置Info
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- JPH08233879A JPH08233879A JP3517295A JP3517295A JPH08233879A JP H08233879 A JPH08233879 A JP H08233879A JP 3517295 A JP3517295 A JP 3517295A JP 3517295 A JP3517295 A JP 3517295A JP H08233879 A JPH08233879 A JP H08233879A
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 集積回路化された高周波回路内の反射発生個
所を精度よく特定することができる反射点測定用短パル
ス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及び反射点
測定装置を提供する。 【構成】 パルス幅が狭い光プローブパルスＰ１を発生
する短パルス光発生手段１０１と、光プローブパルスが
照射されて信号伝送路Ｊ１にパルス幅が狭い短電気パル
スＡ1 を生成する光−電気変換手段Ｄ１とによって短パ
ルス発生装置１００を構成すると共に、光プローブパル
スを順次遅延させる遅延手段２０２と、この遅延手段２
０２で遅延された光プローブパルスＰ２が照射されて信
号伝送路上の電位をサンプリングする光−電気変換手段
Ｄ２と、によってサンプリング装置２００を構成し、こ
れら装置１００と２００を組合せて反射点測定装置を構
成する。
所を精度よく特定することができる反射点測定用短パル
ス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及び反射点
測定装置を提供する。 【構成】 パルス幅が狭い光プローブパルスＰ１を発生
する短パルス光発生手段１０１と、光プローブパルスが
照射されて信号伝送路Ｊ１にパルス幅が狭い短電気パル
スＡ1 を生成する光−電気変換手段Ｄ１とによって短パ
ルス発生装置１００を構成すると共に、光プローブパル
スを順次遅延させる遅延手段２０２と、この遅延手段２
０２で遅延された光プローブパルスＰ２が照射されて信
号伝送路上の電位をサンプリングする光−電気変換手段
Ｄ２と、によってサンプリング装置２００を構成し、こ
れら装置１００と２００を組合せて反射点測定装置を構
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えばマイクロ波等を
扱う高周波回路素子内で発生する反射波の反射点を特定
することに利用する反射点測定用短パルス発生装置、反
射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を利用し
た反射点測定装置に関する。
扱う高周波回路素子内で発生する反射波の反射点を特定
することに利用する反射点測定用短パルス発生装置、反
射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を利用し
た反射点測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＴＤＲ（Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ
Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）と呼ばれる例えば電気伝
送路の反射点測定装置の反射距離測定装置では、被測定
対象に与えるパルスのパルス幅が狭い程測定精度が向上
し、高分解能が得られることは良く知られている。つま
り、近接して到来するパルスの相互を分離して見分ける
には、パルスの間にパルスのピーク値より半値に下がる
点が存在することが条件とされている。このため、被測
定対象に与えるパルスの半値幅をその測距装置の分解能
と呼んでいる。
Ｒｅｆｌｅｃｔｍｅｔｅｒ）と呼ばれる例えば電気伝
送路の反射点測定装置の反射距離測定装置では、被測定
対象に与えるパルスのパルス幅が狭い程測定精度が向上
し、高分解能が得られることは良く知られている。つま
り、近接して到来するパルスの相互を分離して見分ける
には、パルスの間にパルスのピーク値より半値に下がる
点が存在することが条件とされている。このため、被測
定対象に与えるパルスの半値幅をその測距装置の分解能
と呼んでいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで例えばマイク
ロ波を扱う回路素子において、回路上にインピーダンス
不整合点が存在するとそのインピーダンス不整合点で反
射波を発生する。この反射波の発生は一般に回路素子の
特性悪化を招く要素となる。このため、反射波が回路上
のどの位置で発生しているかを特定できると回路素子を
開発する上で有益で、開発期間を短縮できる等の効果が
得られる。
ロ波を扱う回路素子において、回路上にインピーダンス
不整合点が存在するとそのインピーダンス不整合点で反
射波を発生する。この反射波の発生は一般に回路素子の
特性悪化を招く要素となる。このため、反射波が回路上
のどの位置で発生しているかを特定できると回路素子を
開発する上で有益で、開発期間を短縮できる等の効果が
得られる。
【０００４】然し乍ら、被測定対象が回路素子である場
合、測距範囲はせいぜい１０ｍｍ程度である。この短か
い距離範囲内で発生する反射点を分解能よく測定するに
はパルス幅が極めて短かいパルスを発生させなくてはな
らない。回路素子における反射距離を測定する手段の一
つにサンプリングオシロを用いたＴＤＲを掲げることが
できる。サンプリングオシロでは被測定回路に与えるパ
ルスの半値幅は狭いもので約３５ｐｓ（ピコ秒）程度で
ある。パルスの半値幅が３５ｐｓであるものとすると、
その距離分解能ＬはＬ＝光速×半値幅（真空中）で求め
ることができる。
合、測距範囲はせいぜい１０ｍｍ程度である。この短か
い距離範囲内で発生する反射点を分解能よく測定するに
はパルス幅が極めて短かいパルスを発生させなくてはな
らない。回路素子における反射距離を測定する手段の一
つにサンプリングオシロを用いたＴＤＲを掲げることが
できる。サンプリングオシロでは被測定回路に与えるパ
ルスの半値幅は狭いもので約３５ｐｓ（ピコ秒）程度で
ある。パルスの半値幅が３５ｐｓであるものとすると、
その距離分解能ＬはＬ＝光速×半値幅（真空中）で求め
ることができる。
【０００５】従ってこの場合の距離分解能Ｌは真空中で Ｌ＝３．０×１０8 （ｍ／ｓ）×３５×１０-12 （ｓ）
＝１０．５ｍｍ 現実にはこの距離分解能Ｌは回路が形成されている絶縁
基板の誘電率εの影響を受け１／√ε倍の値となる。因
みにε＝１０のＡｌ2 Ｏ3 を用いたとすると、Ｌ＝３．
３２３ｍｍとなる。
＝１０．５ｍｍ 現実にはこの距離分解能Ｌは回路が形成されている絶縁
基板の誘電率εの影響を受け１／√ε倍の値となる。因
みにε＝１０のＡｌ2 Ｏ3 を用いたとすると、Ｌ＝３．
３２３ｍｍとなる。
【０００６】距離分解能ＬがＬ＝３．３２３ｍｍとする
と、測距距離の全長が３ｍｍであった場合は、その３ｍ
ｍの範囲内で反射点を特定することができないものとな
る。最近の傾向として回路素子は集積回路化されるた
め、測定対象となる距離範囲は数ｍｍ程度となる。従っ
て従来の技術では集積回路化された高周波用回路素子内
の反射点を特定することができない不都合が生じる。
と、測距距離の全長が３ｍｍであった場合は、その３ｍ
ｍの範囲内で反射点を特定することができないものとな
る。最近の傾向として回路素子は集積回路化されるた
め、測定対象となる距離範囲は数ｍｍ程度となる。従っ
て従来の技術では集積回路化された高周波用回路素子内
の反射点を特定することができない不都合が生じる。
【０００７】この発明の目的は距離分解能を向上させ集
積回路化された回路素子内の反射点も分解能よく特定す
ることを実現するための反射点測定用短パルス発生装
置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を
利用して構成した反射点測定装置を提供しようとするも
のである。
積回路化された回路素子内の反射点も分解能よく特定す
ることを実現するための反射点測定用短パルス発生装
置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を
利用して構成した反射点測定装置を提供しようとするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項１では
パルス幅が狭い光プローブパルスを発生する短パルス光
発生手段と、この短パルス光発生手段から出射される光
プローブパルスの照射を受けて信号伝送路に短電気パル
スを生成する光−電気変換手段と、によって構成した反
射点検出用短パルス発生装置を提案するものである。
パルス幅が狭い光プローブパルスを発生する短パルス光
発生手段と、この短パルス光発生手段から出射される光
プローブパルスの照射を受けて信号伝送路に短電気パル
スを生成する光−電気変換手段と、によって構成した反
射点検出用短パルス発生装置を提案するものである。
【０００９】この請求項１で提案した反射点検出用短パ
ルス発生装置によれば、半値幅が０．１〜１ｐｓ（ピコ
秒）程度の極めて狭いパルス幅の短電気パルスを生成す
ることができる。従って距離分解能ＬはＬ＝（０．０３
〜０．３）×１／√εｍｍ（＝３０〜３００）×１／√
εμｍとなり、極めて高い分解能を得ることができる。
ルス発生装置によれば、半値幅が０．１〜１ｐｓ（ピコ
秒）程度の極めて狭いパルス幅の短電気パルスを生成す
ることができる。従って距離分解能ＬはＬ＝（０．０３
〜０．３）×１／√εｍｍ（＝３０〜３００）×１／√
εμｍとなり、極めて高い分解能を得ることができる。
【００１０】この出願の請求項２ではパルス幅が狭い光
プローブパルスを発生する短パルス光発生手段と、この
短パルス光発生手段で発生した光プローブパルスを順次
遅延させる可変遅延手段と、この可変遅延手段で得られ
た光プローブパルスの照射を受けて信号伝送路の電位を
サンプリングする光−電気変換手段と、によって反射点
測定用サンプリング装置を構成したものである。
プローブパルスを発生する短パルス光発生手段と、この
短パルス光発生手段で発生した光プローブパルスを順次
遅延させる可変遅延手段と、この可変遅延手段で得られ
た光プローブパルスの照射を受けて信号伝送路の電位を
サンプリングする光−電気変換手段と、によって反射点
測定用サンプリング装置を構成したものである。
【００１１】この請求項２で提案した反射点測定用サン
プリング装置によれば、光−電気変換手段の高速応答特
性を利用して信号伝送路の電位をサンプリングするか
ら、反射波の波形データを分解能よくサンプリングする
ことができる。更にこの出願の請求項３では信号伝送路
に結合した電気光学素子と偏光量検出素子とによって構
成した反射点測定用サンプリング装置を提案したもので
ある。つまり電気光学素子は光プローブパルスを反射さ
せる反射面を具備すると共に、信号伝送路の周辺に発生
する電界に応じて反射する光プローブパルスに偏光量を
与える。この偏光量を偏光量検出素子によって検出し、
信号伝送路に発生した電界に対応した電気信号を得る構
成とされる。
プリング装置によれば、光−電気変換手段の高速応答特
性を利用して信号伝送路の電位をサンプリングするか
ら、反射波の波形データを分解能よくサンプリングする
ことができる。更にこの出願の請求項３では信号伝送路
に結合した電気光学素子と偏光量検出素子とによって構
成した反射点測定用サンプリング装置を提案したもので
ある。つまり電気光学素子は光プローブパルスを反射さ
せる反射面を具備すると共に、信号伝送路の周辺に発生
する電界に応じて反射する光プローブパルスに偏光量を
与える。この偏光量を偏光量検出素子によって検出し、
信号伝送路に発生した電界に対応した電気信号を得る構
成とされる。
【００１２】この構成のサンプリング装置によれば反射
波を分解能よくサンプリングすることができる利点が得
られる。この出願の請求項４では請求項１で提案した反
射点測定用短パルス発生装置と請求項２で提案した反射
点測定用サンプリング装置とを組合せた反射点測定装置
を提案するものである。
波を分解能よくサンプリングすることができる利点が得
られる。この出願の請求項４では請求項１で提案した反
射点測定用短パルス発生装置と請求項２で提案した反射
点測定用サンプリング装置とを組合せた反射点測定装置
を提案するものである。
【００１３】この反射点測定装置によれば、短パルス発
生装置が発生する短パルス信号のパルス幅が極めて狭い
こと、及びパルス幅の狭い光プローブパルスで反射波の
電位をサンプリングするから、高分解能で反射点の位置
を特定することができる。請求項５では請求項１で提案
した反射点測定用短パルス発生装置と請求項３で提案し
たサンプリング装置とによって反射点測定装置を構成し
たものである。
生装置が発生する短パルス信号のパルス幅が極めて狭い
こと、及びパルス幅の狭い光プローブパルスで反射波の
電位をサンプリングするから、高分解能で反射点の位置
を特定することができる。請求項５では請求項１で提案
した反射点測定用短パルス発生装置と請求項３で提案し
たサンプリング装置とによって反射点測定装置を構成し
たものである。
【００１４】この請求項５で提案する反射点測定装置に
よればサンプリング装置として電気光学素子を用いたか
ら、サンプリング装置の分解能を高めることができる。
よればサンプリング装置として電気光学素子を用いたか
ら、サンプリング装置の分解能を高めることができる。
【００１５】
【実施例】図１にこの発明の一実施例を示す。図の例で
は請求項１で提案した反射点測定用短パルス発生装置１
００と、請求項２で提案した反射点測定用サンプリング
装置２００とを組合せた請求項３で提案した反射点測定
装置の実施例を示す。反射点測定用短パルス発生装置１
００は光プローブパルスＰ１を出射する短パルス光発生
手段１０１と、この短パルス光発生手段１０１が出射し
た光プローブパルスＰ１が照射される毎に信号伝送路Ｊ
１に短電気パルスを生成する光−電気変換手段Ｄ１とに
よって構成することができる。
は請求項１で提案した反射点測定用短パルス発生装置１
００と、請求項２で提案した反射点測定用サンプリング
装置２００とを組合せた請求項３で提案した反射点測定
装置の実施例を示す。反射点測定用短パルス発生装置１
００は光プローブパルスＰ１を出射する短パルス光発生
手段１０１と、この短パルス光発生手段１０１が出射し
た光プローブパルスＰ１が照射される毎に信号伝送路Ｊ
１に短電気パルスを生成する光−電気変換手段Ｄ１とに
よって構成することができる。
【００１６】短パルス光発生手段１０１はこの例では主
レーザ発振器１０２と、励起用レーザ発振器１０３と、
同期回路１０４とを具備したモードロックレーザ発振器
によって構成することができる。主レーザ発振器１０２
としてはチタンサファイヤレーザ発振器を、また励起用
レーザ発振器１０３はアルゴンレーザ発振器を用いるこ
とができる。このような構成のモードロックレーザ発振
器は例えば米国のスペクトラ・フィジィクス社製のモー
ドロック・チタンサファイヤレーザ発振器を用いること
ができる。このモードロック・チタンサファイヤレーザ
発振器によればレーザパルスの繰返し周波数８０ＭＨ
ｚ、パルス幅が８０ｆｓ（１０-15 秒）の光プローブパ
ルスＰ１を得ることができる。
レーザ発振器１０２と、励起用レーザ発振器１０３と、
同期回路１０４とを具備したモードロックレーザ発振器
によって構成することができる。主レーザ発振器１０２
としてはチタンサファイヤレーザ発振器を、また励起用
レーザ発振器１０３はアルゴンレーザ発振器を用いるこ
とができる。このような構成のモードロックレーザ発振
器は例えば米国のスペクトラ・フィジィクス社製のモー
ドロック・チタンサファイヤレーザ発振器を用いること
ができる。このモードロック・チタンサファイヤレーザ
発振器によればレーザパルスの繰返し周波数８０ＭＨ
ｚ、パルス幅が８０ｆｓ（１０-15 秒）の光プローブパ
ルスＰ１を得ることができる。
【００１７】短パルス光発生手段１０１で発生した光プ
ローブパルスＰ１はハーフミラーＭ１で２分割され、一
方が固定ミラー１０５で方向転換され、集光レンズＬ１
で集光されて光−電気変換手段Ｄ１に照射される。光−
電気変換手段Ｄ１は例えばインジューム・リン（Ｉｎ
Ｐ）等で形成された基板に微量の鉄（Ｆｅ）をドープし
た半絶縁基板１０６の面に図２に拡大して示す導電パタ
ーンＪ１とＪ２を形成して構成することができる。導電
パターンＪ１とＪ２の対向部分は櫛歯形状とされ、櫛歯
が入り組まれて光の照射面積が大きく得られるように構
成される。
ローブパルスＰ１はハーフミラーＭ１で２分割され、一
方が固定ミラー１０５で方向転換され、集光レンズＬ１
で集光されて光−電気変換手段Ｄ１に照射される。光−
電気変換手段Ｄ１は例えばインジューム・リン（Ｉｎ
Ｐ）等で形成された基板に微量の鉄（Ｆｅ）をドープし
た半絶縁基板１０６の面に図２に拡大して示す導電パタ
ーンＪ１とＪ２を形成して構成することができる。導電
パターンＪ１とＪ２の対向部分は櫛歯形状とされ、櫛歯
が入り組まれて光の照射面積が大きく得られるように構
成される。
【００１８】導電パターンＪ１とＪ２の間は光が照射さ
れた状態で導電性となる。従って導電パターンＪ２に直
流電源１０７から直流電圧Ｖを与えておき、櫛歯状に対
向した部分に光プローブパルスＰ１を照射することによ
り、導電パターンＪ１に直流電圧Ｖに対応したピーク値
を持つ電気パルス信号Ａ1 （図３Ａ）を発生させること
ができる。尚、図３Ａには電気パルス信号Ａ1 に反射波
Ａ2、Ａ3、Ａ4 も加えて示している。この電気パルス信号
Ａ1 のパルス幅は、光プローブパルスＰ１のパルス幅が
極めて狭いことから、半値幅が０．１〜１ｐｓ程度の極
短パルス幅の電気パルス信号を得ることができる。
れた状態で導電性となる。従って導電パターンＪ２に直
流電源１０７から直流電圧Ｖを与えておき、櫛歯状に対
向した部分に光プローブパルスＰ１を照射することによ
り、導電パターンＪ１に直流電圧Ｖに対応したピーク値
を持つ電気パルス信号Ａ1 （図３Ａ）を発生させること
ができる。尚、図３Ａには電気パルス信号Ａ1 に反射波
Ａ2、Ａ3、Ａ4 も加えて示している。この電気パルス信号
Ａ1 のパルス幅は、光プローブパルスＰ１のパルス幅が
極めて狭いことから、半値幅が０．１〜１ｐｓ程度の極
短パルス幅の電気パルス信号を得ることができる。
【００１９】極短パルス幅の電気パルス信号Ａ1 は導電
パターンＪ１を伝わって、図２では右方向に伝播し、右
端の部分に接続される波測定回路ＤＵＴ（図１参照）に
入力される。このように導電パターンＪ１は信号の伝播
路として利用されるから、以下この導電パターンＪ１を
信号伝送路と称することにする。尚、この信号伝送路Ｊ
１はパルス幅が極めて狭いパルスを、波形を劣化させる
ことなく伝播させる必要があるから、この例では図２に
示すように両側に接地導体１０８を配置し、この接地導
体１０８を配置することによって信号伝送路の特性イン
ピーダンスを所望の、例えば５０Ωに設定するように構
成した場合を示す。このような構造の信号伝送路は一般
にコプレーナラインと呼ばれている。その他にマイクロ
ストリップライン構造の信号伝送路を用いることもでき
る。図１では接地導体１０８を省略して示している。
パターンＪ１を伝わって、図２では右方向に伝播し、右
端の部分に接続される波測定回路ＤＵＴ（図１参照）に
入力される。このように導電パターンＪ１は信号の伝播
路として利用されるから、以下この導電パターンＪ１を
信号伝送路と称することにする。尚、この信号伝送路Ｊ
１はパルス幅が極めて狭いパルスを、波形を劣化させる
ことなく伝播させる必要があるから、この例では図２に
示すように両側に接地導体１０８を配置し、この接地導
体１０８を配置することによって信号伝送路の特性イン
ピーダンスを所望の、例えば５０Ωに設定するように構
成した場合を示す。このような構造の信号伝送路は一般
にコプレーナラインと呼ばれている。その他にマイクロ
ストリップライン構造の信号伝送路を用いることもでき
る。図１では接地導体１０８を省略して示している。
【００２０】ハーフミラーＭ１で２分割された他方の光
プローブパルスＰ２は反射点測定用サンプリング装置２
００に入射される。反射点測定用サンプリング装置２０
０は短パルス光発生手段１０１と、この短パルス光発生
手段１０１から出射される光プローブパルスＰ２に遅延
時間τを与え、この遅延時間τを漸次変化させる。可変
遅延手段２０２と、この可変遅延手段２０２で遅延され
た光プローブパルスの照射を受けて信号伝送路Ｊ１の電
位をサンプリングする光−電気変換手段Ｄ２とによって
構成される。
プローブパルスＰ２は反射点測定用サンプリング装置２
００に入射される。反射点測定用サンプリング装置２０
０は短パルス光発生手段１０１と、この短パルス光発生
手段１０１から出射される光プローブパルスＰ２に遅延
時間τを与え、この遅延時間τを漸次変化させる。可変
遅延手段２０２と、この可変遅延手段２０２で遅延され
た光プローブパルスの照射を受けて信号伝送路Ｊ１の電
位をサンプリングする光−電気変換手段Ｄ２とによって
構成される。
【００２１】可変遅延手段２０２はこの例では移動ミラ
ー２０２Ａと、この移動ミラー２０２Ａを駆動するステ
ージドライバ２０２Ｂとによって構成した場合を示す。
ステージドライバ２０２Ｂは制御器３００から与えられ
るタイミング信号によって移動ミラー２０２Ａをステッ
プ状或は連続して光プローブパルスＰ２の進行方向に対
して前後方向に移動され、遅延時間τをステップ状又は
連続的に変化させる。尚、ここでは説明の理解を容易に
するために移動ミラー２０２Ａをステップ状に移動させ
た場合を説明する。
ー２０２Ａと、この移動ミラー２０２Ａを駆動するステ
ージドライバ２０２Ｂとによって構成した場合を示す。
ステージドライバ２０２Ｂは制御器３００から与えられ
るタイミング信号によって移動ミラー２０２Ａをステッ
プ状或は連続して光プローブパルスＰ２の進行方向に対
して前後方向に移動され、遅延時間τをステップ状又は
連続的に変化させる。尚、ここでは説明の理解を容易に
するために移動ミラー２０２Ａをステップ状に移動させ
た場合を説明する。
【００２２】可変遅延手段２０２で遅延された光プロー
ブパルスＰ２が光−電気変換手段Ｄ２に照射される。光
−電気変換手段Ｄ２は信号伝送路Ｊ１から分岐して形成
した櫛歯部分と、この櫛歯と入り組んで形成された櫛歯
と、この櫛歯に接続された信号取出電極２０３とによっ
て構成することができる。光−電気変換手段Ｄ２に光プ
ローブパルスＰ２が照射されることにより、その照射時
点（遅延タイミング）における信号伝送路Ｊ１上の電位
が信号取出電極２０３に取出され、サンプリングされ
る。
ブパルスＰ２が光−電気変換手段Ｄ２に照射される。光
−電気変換手段Ｄ２は信号伝送路Ｊ１から分岐して形成
した櫛歯部分と、この櫛歯と入り組んで形成された櫛歯
と、この櫛歯に接続された信号取出電極２０３とによっ
て構成することができる。光−電気変換手段Ｄ２に光プ
ローブパルスＰ２が照射されることにより、その照射時
点（遅延タイミング）における信号伝送路Ｊ１上の電位
が信号取出電極２０３に取出され、サンプリングされ
る。
【００２３】信号取出電極２０３にサンプリングされた
電圧信号は例えばロックインアンプ等で構成される検出
器３０１で取出され、Ａ／Ｄ変換器３０２でディジタル
信号に変換され、演算器３０３でデコンボリューション
処理されて表示器３０４に表示される。図３Ｃ〜Ｆにサ
ンプリングの様子を示す。図３Ｃは移動ミラー２０２Ａ
が初期位置から１ステップ移動した位置において光プロ
ーブパルスＰ２に遅延時間Δτを与えた状態を示す。遅
延時間Δτが与えられた光プローブパルスに符号Ｐ２1
を付して示す。光プローブパルスＰ２1 は光−電気変換
手段Ｄ２に照射し続けられ、遅延時間Δτの位置におけ
る信号伝送路Ｊ１上の電位をサンプリングし続け、その
電位を検出器３０１に入力し続ける。検出器３０１は例
えばロックインアンプ等が用いられ、その応答可能な時
間（例えば数ｍｓ程度）経過した時点でＡ／Ｄ変換器３
０２にＡ／Ｄ変換動作を行なわせ、遅延時間Δτにおけ
る波形データの値を確定する。
電圧信号は例えばロックインアンプ等で構成される検出
器３０１で取出され、Ａ／Ｄ変換器３０２でディジタル
信号に変換され、演算器３０３でデコンボリューション
処理されて表示器３０４に表示される。図３Ｃ〜Ｆにサ
ンプリングの様子を示す。図３Ｃは移動ミラー２０２Ａ
が初期位置から１ステップ移動した位置において光プロ
ーブパルスＰ２に遅延時間Δτを与えた状態を示す。遅
延時間Δτが与えられた光プローブパルスに符号Ｐ２1
を付して示す。光プローブパルスＰ２1 は光−電気変換
手段Ｄ２に照射し続けられ、遅延時間Δτの位置におけ
る信号伝送路Ｊ１上の電位をサンプリングし続け、その
電位を検出器３０１に入力し続ける。検出器３０１は例
えばロックインアンプ等が用いられ、その応答可能な時
間（例えば数ｍｓ程度）経過した時点でＡ／Ｄ変換器３
０２にＡ／Ｄ変換動作を行なわせ、遅延時間Δτにおけ
る波形データの値を確定する。
【００２４】Ａ／Ｄ変換器３０２がＡ／Ｄ変換動作を終
了すると、制御器３００は可変遅延手段２０２に遅延時
間の変更指示を出力する。この指示を受けて可変遅延手
段２０２は移動ミラー２０２Ａを次のステップに移動さ
せる。Ｐ２2 は次の停止位置において遅延時間２Δτが
与えられた光プローブパルスを示す。この光プローブパ
ルスＰ２2 が光−電気変換手段Ｄ２に与えられ始めてか
ら、検出器３０１の出力が安定するまでの時間が経過す
るとＡ／Ｄ変換器３０２は遅延時間２Δτにおける波形
データの値をＡ／Ｄ変換して演算器３０３に取込む。こ
の動作を繰返して移動ミラー２０２Ａは最大移動位置ま
で移動し、光プローブパルスＰ２に最大遅延時間τmax
を与え、この最大遅延時間τmax でもＡ／Ｄ変換器３０
２で波形データを取込む。
了すると、制御器３００は可変遅延手段２０２に遅延時
間の変更指示を出力する。この指示を受けて可変遅延手
段２０２は移動ミラー２０２Ａを次のステップに移動さ
せる。Ｐ２2 は次の停止位置において遅延時間２Δτが
与えられた光プローブパルスを示す。この光プローブパ
ルスＰ２2 が光−電気変換手段Ｄ２に与えられ始めてか
ら、検出器３０１の出力が安定するまでの時間が経過す
るとＡ／Ｄ変換器３０２は遅延時間２Δτにおける波形
データの値をＡ／Ｄ変換して演算器３０３に取込む。こ
の動作を繰返して移動ミラー２０２Ａは最大移動位置ま
で移動し、光プローブパルスＰ２に最大遅延時間τmax
を与え、この最大遅延時間τmax でもＡ／Ｄ変換器３０
２で波形データを取込む。
【００２５】演算器３０３ではＡ／Ｄ変換器３０２でＡ
／Ｄ変換した各遅延タイミングにおける波形データをつ
なぎ合せ、デコンボリューション処理し、元の時間軸上
の波形データに復元し、表示器３０４に時間軸上の波形
として表示する。ここで検出器３０１で取出される信号
は検出器３０１の応答特性により複数回のサンプリング
動作で得られた電圧信号を積分した値となる。この検出
出力信号をＲ（τ）、反射点測定用短パルス発生装置１
００によって生成された短電気パルスをＸ（ｔ）、遅延
時間τを与えた時間波形をＸ（ｔ＋τ）とすれば検出出
力信号Ｒ（τ）は
／Ｄ変換した各遅延タイミングにおける波形データをつ
なぎ合せ、デコンボリューション処理し、元の時間軸上
の波形データに復元し、表示器３０４に時間軸上の波形
として表示する。ここで検出器３０１で取出される信号
は検出器３０１の応答特性により複数回のサンプリング
動作で得られた電圧信号を積分した値となる。この検出
出力信号をＲ（τ）、反射点測定用短パルス発生装置１
００によって生成された短電気パルスをＸ（ｔ）、遅延
時間τを与えた時間波形をＸ（ｔ＋τ）とすれば検出出
力信号Ｒ（τ）は
【００２６】
【数１】 で求められる。Ｒ（τ）は図３Ａに示すように短電気パ
ルスＡ1 のピーク点で最大値となり、これを遅延時間τ
の基準（τ＝０）とする。短電気パルスＡ1 以後に検出
される波形Ａ2 、Ａ3 …は反射波を示す。反射波Ａ2 、
Ａ3 は反射時間から見て信号伝送路Ｊ１と被測定回路Ｄ
ＵＴとの接続部分で発生した反射波と見ることができ
る。反射波Ａ3 以後に到来する反射波例えばＡ4 が被測
定回路ＤＵＴ内部で発生した反射波で、その遅延時間τ
x により、被測定回路ＤＵＴの入力点からの位置を推定
することができる。
ルスＡ1 のピーク点で最大値となり、これを遅延時間τ
の基準（τ＝０）とする。短電気パルスＡ1 以後に検出
される波形Ａ2 、Ａ3 …は反射波を示す。反射波Ａ2 、
Ａ3 は反射時間から見て信号伝送路Ｊ１と被測定回路Ｄ
ＵＴとの接続部分で発生した反射波と見ることができ
る。反射波Ａ3 以後に到来する反射波例えばＡ4 が被測
定回路ＤＵＴ内部で発生した反射波で、その遅延時間τ
x により、被測定回路ＤＵＴの入力点からの位置を推定
することができる。
【００２７】遅延時間τの最大値は移動ミラー２０２Ａ
の移動量の最大値で与えられる。移動量の最大値が例え
ば５０ｍｍとすると、遅延時間の最大値τmax は τmax ＝２×50×10-3／３×108 ＝3.333 ×1010（sec) ＝333.3 （ｐsec) となる。
の移動量の最大値で与えられる。移動量の最大値が例え
ば５０ｍｍとすると、遅延時間の最大値τmax は τmax ＝２×50×10-3／３×108 ＝3.333 ×1010（sec) ＝333.3 （ｐsec) となる。
【００２８】読み取り分解能（遅延時間の１ステップΔ
τ）は移動ミラー２０２Ａの移動ステップ間隔で決ま
る。例えば１ステップを０．５μｍとすると遅延時間の
１ステップΔτは、 Δτ＝２×0.5 ×10-6／３×108 ＝3.333 ×10-15 (sec) ＝3.333(ｆsec) となる。
τ）は移動ミラー２０２Ａの移動ステップ間隔で決ま
る。例えば１ステップを０．５μｍとすると遅延時間の
１ステップΔτは、 Δτ＝２×0.5 ×10-6／３×108 ＝3.333 ×10-15 (sec) ＝3.333(ｆsec) となる。
【００２９】つまり、３３３．３（ｐsec ）の時間に発
生する波形を３．３３３ (ｆsec ）の分解能でサンプリ
ングし、波形データを取込むことができる。図４はこの
出願の請求項３で提案する反射点測定用サンプリング装
置を用いた反射点測定装置の実施例を示す。請求項３で
提案する反射点測定用サンプリング装置は、信号伝送路
Ｊ１に接触させた電気光学素子４００と、この電気光学
素子４００で受けた偏光量を検出する偏光量検出手段４
０１と、によって構成される。偏光量検出手段４０１は
検光子４０２と、光検出器４０３と、によって構成され
る。
生する波形を３．３３３ (ｆsec ）の分解能でサンプリ
ングし、波形データを取込むことができる。図４はこの
出願の請求項３で提案する反射点測定用サンプリング装
置を用いた反射点測定装置の実施例を示す。請求項３で
提案する反射点測定用サンプリング装置は、信号伝送路
Ｊ１に接触させた電気光学素子４００と、この電気光学
素子４００で受けた偏光量を検出する偏光量検出手段４
０１と、によって構成される。偏光量検出手段４０１は
検光子４０２と、光検出器４０３と、によって構成され
る。
【００３０】電気光学素子４００は例えばジンクテルル
（ＺｎＴｅ）のような電気光学結晶体を用いることがで
き、この電気光学素子４００に信号伝送路Ｊ１に発生す
る電界を加え、電気光学素子４００の底部で反射する光
プローブパルスＰ２を偏光させる。偏光された光プロー
ブパルスＰ２は偏光量検出手段４０１に入射され、その
偏光量に応じた電気信号に変換する。偏光量検出手段４
０１で検出された電気信号は検出器３０１に入力され、
以下は上述したと同様の動作によりＡ／Ｄ変換されて演
算器３０３に波形データとして取込まれる。
（ＺｎＴｅ）のような電気光学結晶体を用いることがで
き、この電気光学素子４００に信号伝送路Ｊ１に発生す
る電界を加え、電気光学素子４００の底部で反射する光
プローブパルスＰ２を偏光させる。偏光された光プロー
ブパルスＰ２は偏光量検出手段４０１に入射され、その
偏光量に応じた電気信号に変換する。偏光量検出手段４
０１で検出された電気信号は検出器３０１に入力され、
以下は上述したと同様の動作によりＡ／Ｄ変換されて演
算器３０３に波形データとして取込まれる。
【００３１】図５はこの発明の他の実施例を示す。この
例では移動ミラーの代りに、光変調器４０４を用いて可
変遅延手段２０２を構成した場合を示す。つまり短パル
ス発生手段１０１から出射された光プローブパルスＰ１
はハーフミラーＭ１によって２分割され、一方は直進
し、高ｎ物質４０６を通じて光−電気変換手段Ｄ１に照
射される。高ｎ物質とは、高い屈折率を有する物質で光
の固定遅延素子として動作する。つまり、他方の光プロ
ーブパルスＰ２が光−電気変換手段Ｄ２に到達するタイ
ミングより、光プローブパルスＰ１が光−電気変換手段
Ｄ１に到達するタイミングを遅らせることができるよう
にするために設けられる。
例では移動ミラーの代りに、光変調器４０４を用いて可
変遅延手段２０２を構成した場合を示す。つまり短パル
ス発生手段１０１から出射された光プローブパルスＰ１
はハーフミラーＭ１によって２分割され、一方は直進
し、高ｎ物質４０６を通じて光−電気変換手段Ｄ１に照
射される。高ｎ物質とは、高い屈折率を有する物質で光
の固定遅延素子として動作する。つまり、他方の光プロ
ーブパルスＰ２が光−電気変換手段Ｄ２に到達するタイ
ミングより、光プローブパルスＰ１が光−電気変換手段
Ｄ１に到達するタイミングを遅らせることができるよう
にするために設けられる。
【００３２】他方の光プローブパルスＰ２は可変遅延手
段２０２を構成する光変調器４０４に与える。光変調器
４０４にはこの例では制御電圧源４０５から制御電圧を
与え、光変調器４０４を構成する電気光学素子に電界を
与え、この電界をステップ状に変化させて光プローブパ
ルスＰ２を遅延させるように構成した場合を示す。この
ように光変調器４０４を可変遅延手段２０２に利用する
ことにより、図１又は図４に示したように移動ミラー２
０２Ａを用いなくて済むため、機械的に可動する部分を
なくすことができ、遅延時間τの変更速度を高速化し、
測定速度を向上させることができる利点が得られる。
段２０２を構成する光変調器４０４に与える。光変調器
４０４にはこの例では制御電圧源４０５から制御電圧を
与え、光変調器４０４を構成する電気光学素子に電界を
与え、この電界をステップ状に変化させて光プローブパ
ルスＰ２を遅延させるように構成した場合を示す。この
ように光変調器４０４を可変遅延手段２０２に利用する
ことにより、図１又は図４に示したように移動ミラー２
０２Ａを用いなくて済むため、機械的に可動する部分を
なくすことができ、遅延時間τの変更速度を高速化し、
測定速度を向上させることができる利点が得られる。
【００３３】図６は光−電気変換手段Ｄ１とＤ２を構成
する半絶縁基板１０６の実装例を示す。半絶縁基板１０
６は長辺Ｗ1 ＝２ｍｍ、短辺Ｗ2 ＝１ｍｍ程度の形状に
形成され、シールドケース６０１のほぼ中央に装着す
る。半絶縁基板１０６に形成した信号伝送路Ｊ１と電圧
印加電極Ｊ２、信号取出電極Ｊ３のそれぞれにマイクロ
ストリップライン６０２、６０３、６０４を接続し、こ
れらマイクロストリップライン６０２、６０３、６０４
を通じてシールドケース６０１に取付けたコネクタ６０
５、６０６、６０７に接続する。コネクタ６０５に被測
定回路ＤＵＴを接続し、コネクタ６０６には電圧源を接
続し、コネクタ６０７には検出器３０１等を含む装置本
体を接続することにより、測定状態に設定することがで
きる。尚、被測定回路の形状が小さい場合にはストリッ
プライン６０２の部分に被測定回路ＤＵＴを装着しても
よい。
する半絶縁基板１０６の実装例を示す。半絶縁基板１０
６は長辺Ｗ1 ＝２ｍｍ、短辺Ｗ2 ＝１ｍｍ程度の形状に
形成され、シールドケース６０１のほぼ中央に装着す
る。半絶縁基板１０６に形成した信号伝送路Ｊ１と電圧
印加電極Ｊ２、信号取出電極Ｊ３のそれぞれにマイクロ
ストリップライン６０２、６０３、６０４を接続し、こ
れらマイクロストリップライン６０２、６０３、６０４
を通じてシールドケース６０１に取付けたコネクタ６０
５、６０６、６０７に接続する。コネクタ６０５に被測
定回路ＤＵＴを接続し、コネクタ６０６には電圧源を接
続し、コネクタ６０７には検出器３０１等を含む装置本
体を接続することにより、測定状態に設定することがで
きる。尚、被測定回路の形状が小さい場合にはストリッ
プライン６０２の部分に被測定回路ＤＵＴを装着しても
よい。
【００３４】図７は半絶縁基板１０６の更に他の実施例
を示す。この実施例では、ハイブリッドＩＣ、又はモノ
リシックＩＣ７００のパッケージ７０１内に半絶縁基板
１０６を実装し、この半絶縁基板１０６に形成した光−
電気変換手段Ｄ１とＤ２を用いて、ハイブリッドＩＣ又
はモノリシックＩＣ７０１を直接試験できるように構成
した場合を示す。
を示す。この実施例では、ハイブリッドＩＣ、又はモノ
リシックＩＣ７００のパッケージ７０１内に半絶縁基板
１０６を実装し、この半絶縁基板１０６に形成した光−
電気変換手段Ｄ１とＤ２を用いて、ハイブリッドＩＣ又
はモノリシックＩＣ７０１を直接試験できるように構成
した場合を示す。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
半値幅が極めて狭い０．１〜１ｐｓ程度の短電気パルス
Ａ1 を発生させることができるから、距離分解能として
は、 ０．３×１０-12 （ｓ）×光速（ｍ／ｓ）＝０．０３×
１／√εｍｍ ３．０×１０-12 （ｓ）×光速（ｍ／ｓ）＝０．３×１
／√εｍｍ 程度の分解能で反射点を特定することができる。よって
集積化された高周波回路であっても、回路内部で発生す
る反射点を精度よく特定できるから、回路の不具合を容
易に見付けることができ、設計変更を容易に行なうこと
ができ、装置の開発を短期間に行なうことができる利点
が得られる。
半値幅が極めて狭い０．１〜１ｐｓ程度の短電気パルス
Ａ1 を発生させることができるから、距離分解能として
は、 ０．３×１０-12 （ｓ）×光速（ｍ／ｓ）＝０．０３×
１／√εｍｍ ３．０×１０-12 （ｓ）×光速（ｍ／ｓ）＝０．３×１
／√εｍｍ 程度の分解能で反射点を特定することができる。よって
集積化された高周波回路であっても、回路内部で発生す
る反射点を精度よく特定できるから、回路の不具合を容
易に見付けることができ、設計変更を容易に行なうこと
ができ、装置の開発を短期間に行なうことができる利点
が得られる。
【図１】この出願の請求項４で提案した反射点測定装置
の一実施例を示すブロック図。
の一実施例を示すブロック図。
【図２】図１に示した実施例に用いた光−電気変換手段
の一例を示す拡大平面図。
の一例を示す拡大平面図。
【図３】図１に示した実施例の動作を説明するための波
形図。
形図。
【図４】この出願の請求項５で提案した反射点測定装置
の実施例を示すブロック図。
の実施例を示すブロック図。
【図５】図１及び図４に示した実施例に用いた遅延手段
の他の実施例を示す側面図。
の他の実施例を示す側面図。
【図６】この発明に用いた光−電気変換手段の実装構造
の一例を示す平面図。
の一例を示す平面図。
【図７】この発明に用いた光−電気変換手段の実装構造
の他の例を示す平面図。
の他の例を示す平面図。
１００ 反射点測定用短パルス発生装置 Ｄ１，Ｄ２ 光−電気変換手段 Ｐ１，Ｐ２ 光プローブパルス １０１ 短パルス光発生手段 １０６ 半絶縁基板 Ｊ１ 信号伝送路 １０７ 直流電源 ２００ 反射点測定用サンプリング装置 ２０２ 可変遅延手段 ３００ 制御器 ３０１ 検出器 ３０２ Ａ／Ｄ変換器 ３０３ 演算器 ３０４ 表示器
Claims (5)
- 【請求項１】 Ａ．パルス幅が狭い光プローブパルスを
繰返し発生する短パルス光発生手段と、 Ｂ．この短パルス光発生手段から出射される光プローブ
パルスの照射を受けて信号伝送路に短電気パルスを生成
する光−電気変換手段と、 によって構成したことを特徴とする反射点測定用短パル
ス発生装置。 - 【請求項２】 Ａ パルス幅が狭い光プローブパルスを
発生する短パルス光発生手段と、 Ｂ．この短パルス光発生手段で発生した光プローブパル
スを順次遅延させる可変遅延手段と、 Ｃ．この可変遅延手段で得られた光プローブパルスの照
射を受けて信号伝送路の電位をサンプリングする光−電
気変換手段と、 によって構成したことを特徴とする反射点測定用サンプ
リング装置。 - 【請求項３】 Ａ．パルス幅が狭い光プローブパルスを
発生する短パルス光発生手段と、 Ｂ．この短パルス光発生手段で発生した光プローブパル
スを順次遅延させる可変遅延手段と、 Ｃ．測定すべき反射信号が伝播する信号伝送路に結合
し、上記光プローブパルスを反射させる反射面を具備
し、信号伝送路の周辺に発生する電界により上記光プロ
ーブパルスに偏光量を与える電気光学素子と、 Ｄ．上記電気光学素子で受けた偏光量を検出し、上記信
号伝送路に発生した電界に対応した電気信号に変換する
光検出器と、 によって構成したことを特徴とする反射点測定用サンプ
リング装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の反射点測定用短パルス発
生装置と、請求項２記載の反射点測定用サンプリング装
置との組合せによって構成したことを特徴とする反射点
測定装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の反射点測定用短パルス発
生装置と、請求項３記載の反射点測定用サンプリング装
置との組合せによって構成したことを特徴とする反射点
測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3517295A JPH08233879A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置 |
| US08/604,525 US5767955A (en) | 1995-02-23 | 1996-02-21 | Short-width pulse generating apparatus for measurement of reflection point, sampling apparatus for measurement of reflection point and reflection point measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3517295A JPH08233879A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08233879A true JPH08233879A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=12434446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3517295A Pending JPH08233879A (ja) | 1995-02-23 | 1995-02-23 | 反射点測定用短パルス発生装置、反射点測定用サンプリング装置及びこれらの装置を用いた反射点測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08233879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2488515A (en) * | 2011-02-11 | 2012-09-05 | Teraview Ltd | A test system |
| WO2017129999A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Teraview Limited | A transmission line |
| JP2019074520A (ja) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | キーサイト テクノロジーズ， インク． | 信号線上に同時に存在する２つの信号を分離して測定するシステム及び方法 |
-
1995
- 1995-02-23 JP JP3517295A patent/JPH08233879A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2488515A (en) * | 2011-02-11 | 2012-09-05 | Teraview Ltd | A test system |
| GB2488515B (en) * | 2011-02-11 | 2015-05-20 | Teraview Ltd | A test system |
| US10006960B2 (en) | 2011-02-11 | 2018-06-26 | Teraview Limited | Test system |
| JP2019070672A (ja) * | 2011-02-11 | 2019-05-09 | テラビュー リミテッド | 試験システム |
| US11169202B2 (en) | 2011-02-11 | 2021-11-09 | Teraview Limited | Test system |
| US11726136B2 (en) | 2011-02-11 | 2023-08-15 | Teraview Limited | Test system |
| US12332297B2 (en) | 2011-02-11 | 2025-06-17 | Tera View Limited | Test system |
| WO2017129999A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Teraview Limited | A transmission line |
| US10845411B2 (en) | 2016-01-29 | 2020-11-24 | Teraview Limited | Transmission line |
| JP2019074520A (ja) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | キーサイト テクノロジーズ， インク． | 信号線上に同時に存在する２つの信号を分離して測定するシステム及び方法 |
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