DE112021007695T5

DE112021007695T5 - Ic-rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, ic-rauschimmunitätserkennungsverfahren und ic-innenimpedanzmessverfahren

Info

Publication number: DE112021007695T5
Application number: DE112021007695.7T
Authority: DE
Inventors: Yusuke Yamakaji; Masaomi Washino; Nobuyuki HARUNA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2024-03-07
Also published as: KR20230170949A; JP7053969B1; WO2022244246A1; JPWO2022244246A1; CN117321429A

Abstract

Eine Signalerzeugungseinheit (10) gibt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus. Ein erstes Koaxialkabel (21) überträgt ein erstes AC-Signal. Ein zweites Koaxialkabel (22) überträgt ein zweites AC-Signal. Eine erste Sonde (40) ist mit dem ersten Koaxialkabel (21) verbunden und in der Nähe einer IC (51) auf einer Leiterplatte (50) angeordnet, um das erste AC-Signal an die IC (51) anzulegen. Eine zweite Sonde (41) ist mit dem zweiten Koaxialkabel (22) verbunden und in der Nähe der IC (51) angeordnet, um das zweite AC-Signal an die IC (51) anzulegen. Eine Bestimmungsvorrichtung (70) bestimmt, ob bei der IC (51) eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustands der IC (51) nach Anlegen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals.

Description

BEZEICHNUNG DER ERFINDUNG:
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren und IC-Innenimpedanzmessverfahren
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, ein IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren und ein IC-Innenimpedanzmessverfahren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektromagnetisches Rauschen, das sich von außerhalb einer integrierten Schaltung (Integrated Circuit - IC) ausbreitet, verursacht bekanntlich eine Fehlfunktion (vorübergehende Unterbrechung oder anormaler Betrieb) oder eine Zerstörung der IC. Prüfungen, die elektromagnetisches Rauschen nachahmen, werden zum Bestimmen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins einer Fehlfunktion oder Zerstörung vor dem Versand von ICs enthaltender Ausrüstung durchgeführt. Zu Prüfungen, die elektromagnetisches Rauschen nachahmen, gehören Prüfungen mit schnellen transienten elektrischen Störgrößen/Bursts (Electrical Fast Transient/Burst Tests - EFT/B-Prüfungen), Prüfungen zur elektrostatischen Entladung (ESD-Prüfungen), Leitungsimmunitätsprüfungen, Strahlungsimmunitätsprüfungen und Prüfungen mit Blitzstoßströmen. Wenn das Prüfergebnis nicht den Vorgaben entspricht, wird eine Neuauslegung durchgeführt. Zu Verfahren zum Bewerten der IC-Beständigkeit gegenüber elektromagnetischem Rauschen, das eine Ursache für eine Fehlfunktion ist, gehören das durch IEC62132-4 in IEC (International Electrotechnical Commission) 621132 definierte Verfahren zur direkten Leistungseinspeisung (Direct Power Injection - DPI) und das durch IEC62132-9 definierte Oberflächenabtastungsverfahren.
Es ist eine IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bekannt, die eine Rauschimmunität einer IC durch die folgenden vier Schritte erkennt (siehe zum Beispiel PTL 1).
In einem ersten Schritt ermöglicht es die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung einer Rauschquelle, während eines Durchlaufens einer Frequenz Gleichtaktrauschen in eine Übertragungsleitung in einem elektronischen Produkt einzuspeisen.
In einem zweiten Schritt misst die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung die Frequenzeigenschaften, die einen Rauschpegel bei jeder Frequenz des Gleichtaktrauschens angeben, das durch die Übertragungsleitung in einen Anschluss einer Vorrichtung in dem elektronischen Produkt eingespeist wird.
In einem dritten Schritt erfasst die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung die Immunitätseigenschaften, die den Rauschpegel bei jeder Rauschfrequenz angeben, bei der eine Fehlfunktion in der Vorrichtung auftritt.
In einem vierten Schritt spezifiziert die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung ein Frequenzband von Gleichtaktrauschen, das eine Fehlfunktion in dem elektronischen Produkt verursacht, auf Grundlage der Frequenzeigenschaften und der Immunitätseigenschaften.
Ein Verfahren zum Bestimmen einer Fehlfunktion durch Anwenden von Rauschen auf eine zu prüfende IC auf kontaktlose Weise, um Auswirkungen auf ein Messsystem zu verringern, ist ebenfalls bekannt (siehe zum Beispiel NPL 1).
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTLITERATUR
PTL 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2020-30073 (Seite 6, Zeilen 15 bis 22, 1)
NICHT-PATENTLITERATUR
NPL 1: Investigation of Semi-Rigid Coaxial Test Probes as RF Injection Devices for Immunity Tests at PCB Level, IEEE open Access, VOLUME8, 2020
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Um eine Fehlfunktionsbedingung einer IC zu messen, ist es notwendig, ein Signal von außen an einen Anschluss einer zu prüfenden IC anzulegen und einen Ausbreitungsweg des angelegten Signals zu bestimmen.
Bei herkömmlichen Ansätzen unter Verwendung von kontaktlosen Sonden kann ein elektrisches Feld oder Magnetfeld angelegt werden. Ein Stromrückweg wird jedoch gemäß dem Kirchhoffschen Gesetz aufgrund einer Stromquelle oder Spannungsquelle gebildet, die durch das angelegte elektrische Feld oder Magnetfeld erzeugt wird. Der Rückweg wird durch eine parasitäre Komponente, wie etwa Kopplung eines elektrischen Felds und Magnetfeldkopplung, in Abhängigkeit von räumlichem Abstand und Struktur und dergleichen gebildet. Der Ausbreitungsweg kann daher nicht nur durch Anordnen einer kontaktlosen Sonde bestimmt werden.
Der Ausbreitungsweg kann bestimmt werden, indem eine Kontaktsonde mit einer zu prüfenden IC in Kontakt gebracht und ein Rückweg bereitgestellt wird. Durch das Inkontaktbringen mit einer Sonde ändern sich jedoch die Betriebsbedingungen der zu prüfenden IC, was es erschwert, eine Bedingung einer Fehlfunktion (nachfolgend als Fehlfunktionsbedingung bezeichnet) im tatsächlichen Betriebszustand der IC genau zu messen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht daher darin, eine IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, die imstande ist, eine IC-Fehlfunktionsbedingung genau zu messen, ein IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren und ein IC-Innenimpedanzmessverfahren bereitzustellen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen auszugeben; ein erstes Koaxialkabel, um das erste AC-Signal zu übertragen; ein zweites Koaxialkabel, um das zweite AC-Signal zu übertragen; eine erste Sonde, die mit einem Ende gegenüber der Signalerzeugungseinheit in dem ersten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe einer IC auf einer Leiterplatte angeordnet ist; eine zweite Sonde, die mit einem Ende gegenüber der Signalerzeugungseinheit in dem zweiten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe der IC angeordnet ist; und eine Bestimmungsvorrichtung, um auf Grundlage eines Betriebszustands der IC oder einer die IC aufweisenden Vorrichtung nach Anlegen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals zu bestimmen, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt.
Eine IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen auszugeben; eine Vielzahl von ersten Koaxialkabeln, die jeweils das erste AC-Signal übertragen; eine Vielzahl von zweiten Koaxialkabeln, die jeweils das zweite AC-Signal übertragen; eine Vielzahl von ersten Sonden, die jeweils mit einem entsprechenden ersten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe einer IC auf einer Leiterplatte angeordnet sind, um das erste AC-Signal an die IC anzulegen; eine Vielzahl von zweiten Sonden, die jeweils mit einem entsprechenden zweiten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe der IC angeordnet sind, um das zweite AC-Signal an die IC anzulegen; eine Vielzahl von dritten Sonden, die jeweils in der Nähe der IC angeordnet sind, um ein Ausgangssignal der IC zu messen; eine Vielzahl von dritten Koaxialkabeln, die jeweils mit einer entsprechenden dritten Sonde verbunden sind, um ein Ausgangssignal der IC zu übertragen; eine Bestimmungsvorrichtung, um auf Grundlage eines Ausgangssignals des IC-Eingangs von der dritten Sonde nach Anlegen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals zu bestimmen, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt; einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Koaxialkabeln und der Signalerzeugungseinheit bereitgestellt ist, um eines der ersten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit verbunden ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den zweiten Koaxialkabeln und der Signalerzeugungseinheit bereitgestellt ist, um eines der zweiten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit verbunden ist; und einen dritten Schalter, der zwischen den dritten Koaxialkabeln und der Bestimmungsvorrichtung bereitgestellt ist, um eines der dritten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Bestimmungsvorrichtung verbunden ist.
Ein IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Rauschimmunitätserkennungsverfahren in einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, umfassend eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen auszugeben, ein erstes Koaxialkabel, um das erste AC-Signal zu übertragen, ein zweites Koaxialkabel, um das zweite AC-Signal zu übertragen, eine erste Sonde, die mit dem ersten Koaxialkabel verbunden ist, eine zweite Sonde, die mit dem zweiten Koaxialkabel verbunden ist, und eine Bestimmungsvorrichtung. Das IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Schritte: Anordnen der ersten Sonde und der zweiten Sonde in der Nähe der IC; Ausgeben, durch die Signalerzeugungseinheit, des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals; und Bestimmen, durch die Bestimmungsvorrichtung, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustands der IC oder einer die IC aufweisenden Leiterplatte oder einer anderen Leiterplatte, die mit der die IC aufweisenden Leiterplatte verbunden ist.
Ein IC-Innenimpedanzmessverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Schritte: Messen eines elektrischen Felds, das durch einen Ausgangsanschluss erzeugt wird, der ein Ausgangssignal aufweist, das sich in einer IC in einem Betriebszustand nicht ändert, unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines Magnetfelds, das durch den Ausgangsanschluss erzeugt wird, unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz eines Ausgangsanschlusses der IC auf Grundlage des gemessenen elektrischen Felds und des gemessenen Magnetfelds.
Ein IC-Innenimpedanzmessverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Schritte: Messen einer Spannung, die an einen zu prüfenden Eingangsanschluss einer IC in einem Betriebszustand angelegt wird; Einspeisen eines Signals oder eines modulierten Signals einer bekannten Pseudozufallszahl, das eine Amplitude aufweist, die kleiner als eine Amplitude der Spannung ist, in den Eingangsanschluss; Messen eines durch den Eingangsanschluss erzeugten elektrischen Felds unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines durch den Eingangsanschluss erzeugten Magnetfelds unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz des Eingangsanschlusses auf Grundlage des gemessenen elektrischen Felds und des gemessenen Magnetfelds.
Ein IC-Innenimpedanzmessverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Schritte: Messen eines durch einen Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugten elektrischen Felds unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines durch den Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugten Magnetfelds unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; Berechnen einer Frequenzeigenschaft eines komplexen Korrekturkoeffizienten unter Verwendung der bekannten Impedanz und des durch den Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugten elektrischen Felds und Magnetfelds; Messen eines durch einen zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugten elektrischen Felds unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines durch den zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugten Magnetfelds unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz des zu prüfenden Eingangsanschlusses unter Verwendung der Frequenzeigenschaft des komplexen Korrekturkoeffizienten und des durch den zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugten elektrischen Felds und Magnetfelds.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine IC-Fehlfunktionsbedingung genau gemessen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform veranschaulicht.
2 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Einspeisung eines ersten AC-Signals und eines zweiten AC-Signals in eine IC 51.
3 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bestimmungsvorrichtung 70 veranschaulicht.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Koaxialsonde veranschaulicht.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist eine schematische Darstellung eines ersten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
7 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
8 ist eine schematische Darstellung eines dritten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
9 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Messvorrichtung.
10 ist eine schematische Darstellung einer anderen herkömmlichen Messvorrichtung.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens in einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Bestimmen einer Fehlfunktionsbedingung unter Verwendung zweier Antwortkennlinien veranschaulicht.
14 ist eine Darstellung, die eine Antwortkennlinie für eine zweite IC veranschaulicht.
15 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Spezifizieren einer Fehlfunktionsbedingung unter Verwendung zweier Antwortkennlinien.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens bei einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
17 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie bei einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz eines Ausgangsanschlusses einer IC in einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
19 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie veranschaulicht, die eine Beschreibung einer Innenimpedanz beinhaltet.
20 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz eines Eingangsanschlusses einer IC in einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
21 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
22 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer Abwandlung der fünften Ausführungsform veranschaulicht.
23 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
24 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer ersten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
25 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer zweiten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
26 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer dritten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
27 ist eine Darstellung, die einen Teil einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
28 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, wenn Rauschen auf eine Leiterplatte 50 angewandt wird.
29 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis, das bei Verwendung einer kontaktlosen Koaxialsonde (Sonde für elektrische Felder) erhalten wird, und ein Messergebnis, das bei Verwendung einer Magnetfeldsonde erhalten wird, veranschaulicht.
30 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis einer normalen Ausgabe (1,35 V) und einer anormalen Ausgabe der IC 51 veranschaulicht, das erhalten wird, wenn Rauschen auf die Leistungsversorgung-IC 51 angewandt wird.
31 ist eine Darstellung, die das Ergebnis zeigt, das erhalten wird, wenn ein Signal von 10 V in einen Rückkopplungsanschluss einer Leistungsversorgung-IC eingespeist wird.
32 ist eine Darstellung, die eine erste Sonde 40 bei einer ersten Abwandlung der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
33 ist eine Darstellung, die eine partielle Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer achten Ausführungsform veranschaulicht.
34 ist eine Darstellung, die das Messergebnis zu einer Fehlfunktionsbedingung zeigt, das erhalten wird, wenn Rauschen auf eine Differenzverdrahtung angewandt wird.
35 ist eine Darstellung, die eine partielle Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer neunten Ausführungsform veranschaulicht.
36 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer zehnten Ausführungsform veranschaulicht.
37 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer elften Ausführungsform veranschaulicht.
38 ist eine Darstellung, die eine Sonde für elektromagnetische Felder in einer zwölften Ausführungsform veranschaulicht.
39 ist eine Darstellung, die eine Sonde für elektromagnetische Felder bei einer Abwandlung der zwölften Ausführungsform veranschaulicht.
40 ist eine Darstellung, die ein Schätzergebnis einer Innenimpedanz Z(f) in einer vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.
41 ist eine Darstellung, welche die Frequenzeigenschaften eines Schätzwerts einer Innenimpedanz Z(f) für einen 50-S2-Anschlusswiderstand darstellt, wenn eine Kalibrierung durch einen komplexen Korrekturkoeffizienten β(f) gemäß der vierzehnten Ausführungsform durchgeführt wird und wenn keine Kalibrierung durchgeführt wird.
42 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz in der vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer ersten Ausführungsform veranschaulicht. Diese IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung erkennt die Rauschimmunität einer IC 51 auf einer Leiterplatte 50. Rauschen ist typischerweise ein Signal, das innerhalb oder außerhalb von zu prüfender Ausrüstung erzeugt wird und sich durch Verdrahtung oder im Raum ausbreitet, und in der vorliegenden Ausführungsform wird ein Signal, das absichtlich von außen angelegt wird, als Rauschen bezeichnet, sofern nicht anders angegeben. Wenn zum Zeitpunkt der Platinenausgestaltung eine Signalquelle in eine Leiterplatte eingebettet wird, kann diese Signalquelle als eine Rauscherzeugungsquelle betrachtet werden.
Die Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet eine Signalerzeugungseinheit 10, eine erste Sonde 40, eine zweite Sonde 41, eine Bestimmungsvorrichtung 70, ein erstes Koaxialkabel 21 und ein zweites Koaxialkabel 22.
Die Signalerzeugungseinheit 10 gibt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus. Beispielsweise kann die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit 10 oder mehr Perioden pro Bandbreite ausgeben.
Das erste Koaxialkabel 21 überträgt ein erstes AC-Signal. Das zweite Koaxialkabel 22 überträgt ein zweites AC-Signal. Die Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal kann 180 Grad betragen. Mit anderen Worten können das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal Differenzsignale sein. Alternativ kann die Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal 120 Grad betragen.
Die erste Sonde 40 ist mit dem ersten Koaxialkabel 21 verbunden. Die erste Sonde 40 ist in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das erste AC-Signal in die IC 51 ein. Die erste Sonde 40 kann auf kontaktlose Weise an der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet sein.
Die zweite Sonde 41 ist mit dem zweiten Koaxialkabel 22 verbunden. Die zweite Sonde 41 ist in der Nähe der IC auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das zweite AC-Signal in die IC 51 ein. Die zweite Sonde 41 kann auf kontaktlose Weise an der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet sein.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmt, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustands der IC 51 nach Einspeisung des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals. Beispielsweise kann die Bestimmungsvorrichtung 70 auf Grundlage eines Ausgangssignals von der IC 501 bestimmen, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt.
Ein Anschluss, in den das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal eingespeist werden, kann ein Signaleingangsanschluss oder ein Signaleingangs-/- ausgangsanschluss der IC 51 sein und ein Anschluss, an dem ein Ausgangssignal von der IC 51 beobachtet wird, kann ein Signalausgangsanschluss oder ein Signaleingangs-/-ausgangsanschluss der IC 51 sein.
(Signalerzeugungseinheit 10)
Die Signalerzeugungseinheit 10 erzeugt zwei Signale zur Bewertung. Die zwei Signale sind ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal, die unterschiedliche Phasen aufweisen. Das von der Signalerzeugungseinheit 10 erzeugte erste AC-Signal wird durch das erste Koaxialkabel 21 in die erste Sonde 40 eingespeist. Das von der Signalerzeugungseinheit 10 erzeugte zweite AC-Signal wird durch das zweite Koaxialkabel 22 in die zweite Sonde 41 eingespeist.
Beispielsweise ist die Signalerzeugungseinheit 10 mit einem Signalgenerator oder Funktionsgenerator mit zwei Ausgängen oder zwei Signalgeneratoren oder Funktionsgeneratoren konfiguriert.
Wenn die Signalerzeugungseinheit 10 mit zwei Generatoren konfiguriert ist, können die Generatoren extern gesteuert werden, damit sie so synchronisiert sind, dass sie ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen ausgeben.
Signale von zwei oder mehr Ausgängen können von einem einzelnen Generator durch einen Koppler, einen Verteiler, einen Phasenschieber oder dergleichen erzeugt werden. Differenzsignale, die ein Beispiel für unterschiedliche Phasen aufweisende Signale sind, können unter Verwendung eines 180-Grad-Hybridkopplers (auch Balun genannt) oder dergleichen erzeugt werden. Das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal können zudem durch Differenzieren der elektrischen Länge des ersten Koaxialkabels 21 und der elektrischen Länge des zweiten Koaxialkabels 22 erzeugt werden. Wenn die elektrische Länge jedoch zur Anpassung verwendet wird, variiert die Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal mit der Frequenz eines von der Signalerzeugungseinheit 10 ausgegebenen Signals. Daher ist es bevorzugt, eine Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal herzustellen, indem die elektrische Länge des ersten Koaxialkabels 21 und die elektrische Länge des zweiten Koaxialkabels 22 angeglichen werden und die beiden Ausgänge der Signalerzeugungseinheit 10 differenziert werden.
Die Amplituden von zwei Signalen zur Bewertung können unterschiedlich sein oder die Phasen und Amplituden können unterschiedlich sein, anstatt dass die Phasen von zwei Signalen zur Bewertung unterschiedlich sind, wie vorstehend beschrieben.
Bei den Koaxialkabeln 21, 22 und Sonden 40, 41 können, wenn typischerweise Dielektrika des gleichen Materials verwendet werden, diejenigen mit der gleichen Länge verwendet werden. Genauer ausgedrückt, kann die elektrische Länge genau gemessen werden, indem Reflexionseigenschaften oder Übertragungseigenschaften unter Verwendung eines vektoriellen Netzwerkanalysators (VNA) gemessen werden oder indem die Ausbreitungsverzögerungszeit oder Reflexion unter Verwendung unter Verwendung von Zeitbereichsreflektometrie (Time Domain Reflectometry - TDR) gemessen wird. Insbesondere wenn ein Signal, das ein Frequenzsignal von 1 GHz oder mehr beinhaltet, von der Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben wird, ist es bevorzugt, eine Messung gemäß der vorliegenden Ausführungsform nach Messen der elektrischen Länge unter Berücksichtigung individueller Unterschiede der Koaxialkabel 21, 22 durchzuführen. Wenn die Phase oder Amplitude infolge einer Messung der elektrischen Länge variiert, wird die Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 durch einen Phasenschieber, ein Dämpfungsglied oder dergleichen angepasst.
(Sonde)
Ein durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegebenes Signal wird in erste Enden der Koaxialkabel 21 und 22 eingegeben. Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 sind mit zweiten Enden der Koaxialkabeln 21 bzw. 22 verbunden. Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 können Sonden der gleichen Art oder Sonden unterschiedlicher Art sein. Wenn Sonden unterschiedlicher Art verwendet werden, unterscheiden sich die elektrischen Längen und unterscheiden sich die Frequenzeigenschaften des Kopplungsgrads mit einem zu prüfenden Ziel. Somit ist es bevorzugt, Sonden der gleichen Art zu verwenden, es sei denn, es liegt ein Grund vor.
Die Sonden beinhalten eine Sonde für elektrische Felder und eine Magnetfeldsonde.
Eine Sonde für elektrische Felder weist einen Koaxialkern und einen Leiter auf, der an einem Spitzenende des Koaxialkerns angebracht ist. Dieser Leiter fungiert als Antenne. Beispielsweise wird eine Sonde für elektrische Felder mit einer Patch-Struktur oder eine Koaxialsonde als Sonde für elektrische Felder verwendet. Das Spitzenende des Koaxialkerns der Sonde für elektrische Felder ist als ein offenes Ende ausgebildet, um eine Potenzialdifferenz zwischen dem Spitzenende des Koaxialkerns und einem Anschluss oder einer Verdrahtung einer zu prüfenden IC zu erzeugen, sodass ein elektrisches Feld über das zu prüfende Ziel gelegt wird. Somit wird elektrische Leistung in das zu prüfende Ziel eingespeist.
Eine Magnetfeldsonde weist einen Koaxialkern und einen koaxialen Außenleiter auf, der mit einem Spitzenende des Koaxialkerns verbunden ist. Alternativ weist die Magnetfeldsonde einen Koaxialkern, einen koaxialen Außenleiter und ein Widerstandselement von 50 Ω zwischen dem Spitzenende des Koaxialkerns und dem koaxialen Außenleiter auf. Das Spitzenende des Koaxialkerns wird mit dem koaxialen Außenleiter kurzgeschlossen oder über ein Impedanzelement kurzgeschlossen, um zu ermöglichen, dass Strom durch das Spitzenende des Koaxialkerns fließt, um ein Magnetfeld an ein zu prüfendes Ziel anzulegen. Somit wird elektrische Leistung in das zu prüfende Ziel eingespeist. Die Magnetfeldsonde weist nicht unbedingt den Koaxialkern auf und kann einen beschichteten Draht aufweisen, der zu einer Schleife gewickelt ist. Eine Spannung wird zwischen beiden Enden des beschichteten Drahts angelegt. Im Falle einer Magnetfeldsonde kann ein Kopplungskondensator (ein mit dem Kern in Reihe geschalteter Kondensator, auch DC-Trennkondensator genannt) an einem Kern eines Koaxialkabels bereitgestellt werden. Wenn zum Beispiel eine später beschriebene bipolare Leistungsversorgung als Verstärker verwendet wird, bewirkt eine Kurzschlussschutzschaltung der bipolaren Leistungsversorgung, dass eine Überlagerung mit einer Hochfrequenzkomponente verhindert wird. In einem solchen Fall verhindert die Bereitstellung eines Kopplungskondensators zwischen der Magnetfeldsonde und der bipolaren Leistungsversorgung, dass die einen Kurzschluss verhindernde Schaltung tätig wird, und ermöglicht eine Überlagerung eines erforderlichen Hochfrequenzsignals mit der Magnetfeldsonde. Bei einer Vorrichtung, die ein gepulstes Signal erzeugt, wie etwa einem Kurzpulsgenerator, kann zudem Überstrom durch die Magnetfeldsonde oder den Signalgenerator in einer Niederfrequenzkomponente mit einer großen Amplitudenkomponente (typischerweise 1,8 kHz oder weniger, was einer Harmonischen entspricht, die 30-mal höher als 60 Hz ist; in der vorliegenden Ausführungsform ein Frequenzband von 100 kHz oder weniger) fließen und kann der Kopplungskondensator einen solchen Überstrom verhindern. Das Niederfrequenzband kann unter Verwendung eines anderen Filters als eines Kopplungskondensators entfernt werden, wie etwa eines Hochpassfilters, eines Bandpassfilters oder eines Bandsperrfilters.
Zu Sonden für elektrische Felder oder Magnetfeldsonden gehören solche mit absichtlich erhöhtem Richtfaktor und solche, die absichtlich näher an einen Richtfaktor eines Rundstrahlers gebracht werden.
Bei jenen mit einer bekannten Verdrahtungsausrichtung, wie etwa einem IC-Anschluss, kann die Ausgangsleistung der Signalerzeugungseinheit 10 durch Erhöhen des Kopplungsgrades unter Verwendung einer Richtsonde verringert werden. Durch die Verwendung einer Richtsonde kann nicht nur die Ausgangsleistung der Signalerzeugungseinheit 10 verringert werden, sondern wird auch eine an die Sonde angelegte Spannung verringert. Wenn eine Magnetfeld-Richtsonde verwendet wird, kann einzuspeisender Strom verringert werden, woraus eine dünne Verdrahtung und eine kleinere Magnetfeldsonde hervorgehen. Infolgedessen kann die Auflösung der Anwendungsposition verbessert werden. Somit wird bevorzugt eine Richtungssonde verwendet.
Wenn Rauschen an eine IC selbst angelegt wird, ist es bevorzugt, eine omnidirektionale Sonde zu verwenden, da die Ausrichtung einer Verdrahtung und eines Bonddrahts innerhalb der IC unbekannt ist. Wenn jedoch die Richtung, in der sich der Kopplungsgrad erhöht, durch Drehen einer Richtsonde im Verhältnis zu der IC festgestellt werden kann oder wenn die Ausrichtung einer Verdrahtung und eines Bonddrahts im Inneren der IC im Vorfeld bekannt ist, wird bevorzugt eine Richtsonde verwendet.
Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41, die Sonden für elektrische Felder oder Magnetfeldsonden sind, sind in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet. Je nach der notwendigen Positionsauflösung der Sonde, die durch den Abstand zwischen Anschlüssen der IC 51 und den Isolationsdurchschlagabstand bei einer angelegten Spannung bestimmt wird, ist es typischerweise bevorzugt, dass die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in die Nähe innerhalb von 10 mm von dem Anschluss der zu prüfenden IC 51 gebracht werden.
Weiterhin ist es, wenn ein Spitzenendabschnitt einer von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 isoliert ist, bevorzugt, das Spitzenende der einen Sonde in Kontakt mit dem Anschluss der IC 51 anzuordnen. Dadurch wird das Einspeisen einer elektromagnetischen Feldkomponente, die von einer Sonde abgegeben wird, in die zu prüfende IC 51 erleichtert und die Einspeiseeffizienz erhöht. Infolgedessen kann, da es nicht notwendig ist, eine Spannung mit einer großen Amplitude aus der Signalerzeugungseinheit 10 auszugeben, die Signalerzeugungseinheit 10 verkleinert werden und können die Stehspannung und der Nennstrom einer Verdrahtung und einer Sonde, die mit der Signalerzeugungseinheit 10 verbunden sind, verringert werden.
Wenn die IC 51 ein Lead-Frame-Typ ist, ist es bevorzugt, eine von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 in der Nähe eines Anschlusses der IC 51 oder einer Verdrahtung anzuordnen, die mit einem Anschluss der IC 51 verbunden ist.
Eine von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 kann auf der Oberseite der IC 51 angeordnet sein und ein Signal (Rauschen) kann extern an einen Bonddraht im Inneren der IC 51 angelegt werden. Wenn die IC 51 einen Anschluss aufweist, der nach unten hervorsteht, wie bei einer IC vom Flip-Chip-Typ und einer IC vom Tape-Automated-Bonding(TAB)-Typ ohne Drahtbonden, ist eine von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 in der Nähe einer Verdrahtung, die mit einem Anschluss der IC 51 verbunden ist, oder in der Nähe der Oberseite der IC 51 angeordnet. Dadurch kann Rauschen auf einen Halbleiter im Inneren der IC 51 angewandt werden, sodass die Rauschimmunität der IC 51 selbst, das heißt, des Inneren der IC 51, gemessen werden kann. Wenn ein Chip im Inneren der IC 51 und eine Verdrahtung eines Gehäuses erfasst werden können, kann Rauschen darauf angewandt werden.
Eine von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 wurde vorstehend beschrieben und die Anordnung der anderen Sonde wird nun beschrieben. Die andere Sonde wird ebenfalls in der Nähe der zu prüfenden IC 51 angeordnet. Es ist bevorzugt, die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 für eine zu prüfende IC 51 anzuordnen. Die Beschreibung erfolgt unter Verwendung einiger Beispiele.
Als ein erstes Beispiel wird, wenn Rauschen auf einen Leistungsversorgungseingangsanschluss einer geschalteten Leistungsversorgung angewandt werden soll, eine Sonde in der Nähe (zum Beispiel einer Position in einer Höhe von 1 mm) eines Leistungsversorgungseingangsanschlusses der zu prüfenden IC 51 angeordnet und wird die andere Sonde in der Nähe eines GND-Anschlusses angeordnet, der ein Stromweg der zu prüfenden IC 51 ist. Die Anordnung einer Sonde in der Nähe des GND-Anschlusses der zu prüfenden IC 51 kann zudem auf eine asymmetrische Hochgeschwindigkeitssignalleitung oder ein Sensorsignal angewandt werden.
Als ein zweites Beispiel kann, wenn das Blockdiagramm des Inneren eines Halbleiters aus einem Datenblatt oder dergleichen bekannt ist, die Rauschwiderstandsleistung zwischen Anschlüssen der IC 51 bestimmt werden, indem zwei Sonden zwischen Verdrahtungen, die mit einem Komparator, einem Operationsverstärker oder einer Diode versehen sind, angeordnet werden.
Als ein drittes Beispiel kann, wenn Differenzsignale als ein Beispiel für Signale mit unterschiedlichen Phasen verwendet werden, die Rauschwiderstandsleistung durch ein ähnliches Verfahren bestimmt werden. Mit anderen Worten wird eine Sonde in der Nähe einer Leitung eines Differenzsignals angeordnet und wird die andere Sonde in der Nähe einer damit gepaarten Differenzleitung angeordnet. Dadurch können Signale mit unterschiedlichen Phasen oder Differenzsignale mit gleichen Amplituden und einer Phasendifferenz von 180 Grad in Differenzleitungen eingespeist werden und können somit Differenzsignale extern auf kontaktlose Weise in Differenzleitungen eingespeist werden. Somit können zwei Sonden eine Spannung zwischen nahen Verdrahtungen anlegen oder Strom zwischen den Verdrahtungen einspeisen, wodurch ein Ausbreitungsweg eines Eingangssignals eindeutig bestimmt wird. Das liegt daran, dass ein Weg für ein von einer Sonde angelegtes Signal zum Austreten an der anderen Sonde erzeugt wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass sich zwei Sonden näher an dem Eingangsanschluss oder dem Eingangs-/Ausgangsanschluss der IC 51 als an dem Ausgangsanschluss der IC 51 befinden. Der Grund dafür ist, dass der Eingangsanschluss der IC 51 ein Signal empfangen muss und daher mit hoher Empfindlichkeit ausgelegt ist und rauschanfällig ist.
Als ein viertes Beispiel beträgt die Phasendifferenz zwischen den Verdrahtungen 120 Grad, wenn Dreiphasenwechselstrom gehandhabt wird. In einem solchen Fall kann der Störwiderstand gegen Rauschen durch Anlegen von Signalen mit einer Phasendifferenz von 120 Grad an die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 gemessen werden. Bei dem Verfahren, bei dem nur eine Sonde wie bei einem herkömmlichen Beispiel verwendet wird, ist, da es nicht möglich ist, beabsichtigtes Rauschen zwischen Anschlüssen anzulegen, eine Messung bei einer Verdrahtung schwierig, die Signale mit unterschiedlichen Phasen überträgt.
2 ist eine Darstellung zur Erläuterung einer Einspeisung eines ersten AC-Signals und eines zweiten AC-Signals in die IC 51.
2 stellt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal dar, die in einen ersten mit Rauschen beaufschlagten Teilbereich 54 und einen zweiten mit Rauschen beaufschlagten Teilbereich 55 unter Verwendung von zwei Sonden 40 und 41 eingespeist werden. Wie in 2 dargestellt, wird ein Rauschausbreitungsweg durch eine Innenimpedanz 56 der IC 51 ausgebildet, die mit dem ersten mit Rauschen beaufschlagten Teilbereich 54 und dem zweiten mit Rauschen beaufschlagten Teilbereich 55 verbunden ist. Obwohl dies in 2 nicht veranschaulicht ist, dient, wenn eine andere IC mit der zu prüfenden IC 51 verbunden ist, die Innenimpedanz einer anderen IC ebenfalls als Stromweg und wird somit ein Stromweg durch die Innenimpedanz jeder IC ausgebildet. Bei einem derartigen zu prüfenden Ziel sind die erste Sonde 40 und der erste mit Rauschen beaufschlagte Teilbereich 54 über Luft durch parasitäre Kapazität und Gegeninduktivität verbunden. Die zweite Sonde 41 und der zweite mit Rauschen beaufschlagte Teilbereich 55 sind über Luft durch parasitäre Kapazität und Gegeninduktivität verbunden. Wenn Sonden für elektrische Felder als erste Sonde 40 und zweite Sonde 41 verwendet werden, ist eine parasitäre Kapazitätskomponente dominant, und wenn Magnetfeldsonden verwendet werden, ist eine Gegeninduktivitätskomponente dominant.
Da Signale mit unterschiedlichen Phasen zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 eingespeist werden, fließt ein Signal von einer Sonde zu der anderen Sonde über die Innenimpedanz 56 der IC 51. Wie aus dem Stand der Technik (NPL 1) hervorgeht, wird, wenn eine Sonde zur Messung verwendet wird, kein Stromweg bestimmt und wird ein Ausbreitungsweg eines angelegten Signals über eine parasitäre Kapazität von der Sonde zu jedem Anschluss und über die Leistungsversorgung eines Messsystems ausgebildet, sodass der Betrieb tendenziell mit Messumgebungen, wie etwa Messbedingungen, mit einer Systemleistungsversorgung verbundener Ausrüstung und umgebender elektronischer Ausrüstung variiert. Infolgedessen ist es schwierig, die Wiederholbarkeit der Messung sicherzustellen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die Wiederholbarkeit der Messung verbessert werden, da ein Stromweg festgelegt werden kann. Ferner wird ein Rückstromweg ausgebildet, indem ein Signalausbreitungsweg ausgebildet wird, wodurch das Einspeisen eines Signals in eine Schaltung erleichtert wird.
Bei einer Messung, bei der ein Signal extern angelegt wird, ist es bevorzugt, eine Messung mit der IC 51 im Betrieb durchzuführen. Das liegt daran, dass die IC 51, die ein Halbleiter ist, eine Innenimpedanz aufweist, die sich zwischen Betrieb und Nichtbetrieb unterscheidet. Die Innenimpedanz 56 der IC 51 in 2 ändert sich zwischen einem eingeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand der IC 51.
Es ist bevorzugt, eine Messzeit gemäß der Betriebsfrequenz der IC 51 bereitzustellen. Beispielsweise beträgt die Periode einer IC, die bei 100 kHz betrieben wird, wie etwa einer geschalteten Leistungsversorgung, 10 µs. In diesem Fall ist es bevorzugt, ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal bei der gleichen Frequenz für eine Periode oder länger, vorzugsweise 10 Perioden, das heißt etwa 100 µs, anzulegen. Da die Frequenz ein Analogwert ist, kann dieses Verfahren für ein bestimmtes Frequenzband eingesetzt werden, jedoch ist es im Allgemeinen bevorzugt, eine umfangreiche Messung durchzuführen, indem nachstehend beschriebene Bandbreiten eingestellt werden. Mit anderen Worten wird, wenn die Signalerzeugungseinheit 10 ein solcher Typ ist, der Bandbreiten einstellen kann, die Messung durchgeführt, indem eine Vielzahl von Bandbreiten eingestellt wird. Beispielsweise gibt die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal in einer Bandbreite mit einem 1-kHz-Intervall von bis zu 1 MHz, einer Bandbreite mit einem 1-MHz-Intervall von bis zu 100 MHz und einer Bandbreite mit einem 10-MHz-Intervall von bis zu 1 GHz aus. Wenn die Bandbreite so gering wie einige kHz bis einige 100 kHz ist und die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal nur Frequenz für Frequenz erzeugen kann, kann die IC-Rauschimmunität gemessen werden, während die Signalerzeugungseinheit 10 die Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals durchläuft. Selbst in diesem Fall tritt jedoch nicht immer sofort eine Fehlfunktion der IC 51 auf. Dann ist es bevorzugt, dass die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit einer Frequenz für 10 oder mehr Perioden pro Bandbreite ausgibt, oder indem die Durchlaufgeschwindigkeit des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals auf ein 10-tel oder weniger der Betriebsfrequenz der IC 51 verlangsamt wird.
(Bestimmungsvorrichtung)
Die Bestimmungsvorrichtung 70 erkennt eine Fehlfunktion durch das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal, die durch die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 als Rauschen angelegt werden. Die einfachste Form der Bestimmungsvorrichtung 70 ist zum Beispiel eine Vorrichtung, die eine Kontrollleuchte oder einen Lautsprecher aufweist, um anzugeben, dass die elektronische Ausrüstung ausfällt. Eine derartige Vorrichtung erzeugt Töne oder ermöglicht es, die erleuchtete Lampe auszuschalten oder einzuschalten oder blinken zu lassen, wenn die elektronische Ausrüstung ausfällt. Insbesondere ist, wenn die zu prüfende IC 51 und die obige Vorrichtung, die eine Störung angibt, montiert sind, eine zusätzliche Vorrichtung unnötig.
Die zu prüfende IC 51 oder eine IC, die direkt oder indirekt mit dem zu prüfenden Ziel verbunden ist und eine Funktion zum Erkennen einer Fehlfunktion aufweist, kann ein Signal, das eine Fehlfunktion angibt, über ein Kabel durch ein Verbindungselement, wie etwa ein Universal-Serial-Bus(USB)-Verbindungselement, an einen externen Personal Computer (PC) oder dergleichen übertragen. Eine solche IC kann ein Signal, das eine Fehlfunktion angibt, drahtlos oder über Funkwellen oder Schallwellen, wie etwa Ultraschall, statt über ein Kabel übertragen. Jedoch kann, sofern eine Bestimmungsvorrichtung im Inneren der IC 51 nicht normal arbeitet, eine Fehlbestimmung vorgenommen werden, selbst wenn bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt. Ferner kann es selbst dann, wenn die Bestimmungsvorrichtung im Inneren der IC 51 normal arbeitet, einige Zeit dauern, bis die IC 51 eine Fehlfunktion bestimmt, was zu einem falschen Ergebnis führt.
3 ist eine Darstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Bestimmungsvorrichtung 70 veranschaulicht.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 beinhaltet eine Messeinheit 71, eine Recheneinheit 72 und eine Anzeigeeinheit 73. Typisch für eine solche Bestimmungsvorrichtung 70 ist ein Oszilloskop oder ein Echtzeit-Spektrumanalysator. Ein Messkabel 60 ist direkt mit der IC 51 verbunden. Das Messkabel 60 kann eingesetzt werden, wenn die IC 51 ein Verbindungselement aufweist, das ein anormales Signal erkennt und ein bestimmtes Ausgangssignal ausgibt. Andererseits kann, wenn die IC 51 kein solches Verbindungselement aufweist, die Bestimmungsvorrichtung 70 eine Fehlfunktion der IC 51 bestimmen, indem sie den Ausgangsanschluss der IC 51, einen Ausgang von mit dem Ausgangsanschluss verbundener Verdrahtung oder eine Änderung des Ausgangssignals durch ein externes Signal beobachtet. Der gemessene Anschluss kann nicht nur der Ausgangsanschluss, sondern auch der Eingabeanschluss oder der Eingangs-/Ausgangsanschluss sein, jedoch lässt sich durch das Begrenzen auf den Ausgangsanschluss und den Eingangs-/Ausgangsanschluss die Messzeit verringern. Alternativ kann die Bestimmungsvorrichtung 70 eine Fehlfunktion durch eine Änderung des Betriebszustands einer IC bestimmen, die sich von der IC unterscheidet und mit der IC 51 verbunden ist. Wenn zum Beispiel die IC 51 eine Leistungsversorgung-IC ist, kann die Bestimmungsvorrichtung 70 einen Fehlfunktionszustand der Leistungsversorgungs-IC durch Überwachen des Betriebszustands einer anderen IC, wie etwa einer CPU oder eines FPGA, die zum Betrieb mit Elektrizität von der Leistungsversorgungs-IC versorgt wird, bestimmen. Ein Ziel, auf das Rauschen angewandt wird, und ein Ziel, dessen Fehlfunktionszustand überwacht ist, sind nicht unbedingt auf demselben Substrat angeordnet. Wenn beispielsweise Leiterplatten durch PHYs verbunden sind, wendet die Bestimmungsvorrichtung 70 Rauschen auf die PHY einer Leiterplatte an und überwacht den Betriebszustand der PHY der anderen Leiterplatte, um einen Fehlfunktionszustand der PHY zu bestimmen, auf die Rauschen angewandt wird. Ferner kann die Bestimmungsvorrichtung 70, wenn eine Vorrichtung A Funk-, Ultraschall- oder Lichtsignale durch Luft ausbreitet, den Betriebszustand der Vorrichtung A auf Grundlage des Betriebszustands einer Vorrichtung B, die das Signal empfängt, überwachen.
Als eine Sonde, die zur Messung verwendet wird, kann eine kontaktbehaftete hochohmige Sonde, wie etwa eine asymmetrische Passivsonde, eine Feldeffekttransistor(FET)-Sonde (Aktivsonde genannt) oder eine Differenzsonde verwendet werden. Alternativ kann eine kontaktlose Sonde, wie etwa eine Stromsonde oder eine Rogowskispule, als eine Sonde verwendet werden, die zur Messung verwendet wird. Ferner kann, wenn ein Signal empfangen wird, eine Vorrichtung mit einer optischen Sonde, wie etwa einer optischen Sonde für elektrische Felder oder einem elektrooptischen Wandler, verwendet werden, um den Effekt einer Verzerrung eines Ausgangssignals durch eine Sonde zu verringern. Ein Ausgangssignal der IC 51 ist jedoch nicht nur ein elektrisches Signal, sondern kann auch Bild, Ton, Vibration, Wärme, Licht oder dergleichen sein. Ein Ausgangssignal der IC 51 kann ein anormaler Betrieb von Peripherieausrüstung sein, die mit der IC 51 verbunden ist. Insbesondere ist in einem Fall, in dem eine IC Gleichstrom ausgibt, die Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, nicht immer notwendig und kann DC-Spannung durch ein Prüfgerät gemessen werden.
Die Anzeigeeinheit 73 ist ein Monitor eines Oszilloskops oder eines Prüfgeräts. Wenn die Bestimmungsvorrichtung 70 keine Anzeigeeinheit 73 (keinen Monitor) aufweist, kann die Bestimmungsvorrichtung 70 mit einem PC oder dergleichen verbunden sein, um eine Beobachtung unter Verwendung des PC vorzunehmen.
(Messverfahren)
Nachfolgend wird ein Beispiel für das Messverfahren unter Verwendung von Sonden beschrieben.
Wenn der Rückweg von Verdrahtung auf der Leiterplatte 50 eine asymmetrische Signalleitung ist, die als die Masse der Leiterplatte 50 dient, kann eine kontaktbehaftete oder kontaktlose Sonde mit einer Ausgangsposition der IC 51 verbunden werden. Zur vorstehend beschriebenen Messung ist ein Messinstrument erforderlich. Ein Oszilloskop ist am bevorzugtesten, da eine zeitliche Änderung beobachtet werden kann, und wenn eine Ausgabe nicht ausreichend oder zu groß ist, kann ein Vorverstärker, ein Dämpfungsglied, ein Filter (Tiefpassfilter, Hochpassfilter, Bandbassfilter oder ein Bandsperrfilter) oder ein DC-Trennkondensator verwendet werden. Neben einem Oszilloskop kann ein Echtzeit-Spektrumanalysator verwendet werden, um eine zeitliche Änderung mit einem großen Dynamikumfang (zum Beispiel 16 Bit) selbst bei einer Hochfrequenzbandbreite, wie etwa im GHz-Band, zu erfassen. Ferner kann, wenn das Verhalten der IC 51 beim Anwenden von Rauschen und die Frequenzeigenschaften zu einem Zeitpunkt einer Fehlfunktion im Voraus bekannt sind, die zeitliche Änderung in einem Zero-Span-Modus eines Spektrumanalysators beobachtet werden. Der Anschluss, der ein Ausgangssignal der IC 51 ausgibt, kann der einzige Anschluss der IC 51 sein, an dem eine Fehlfunktion zu beobachten ist. Das liegt daran, dass die meisten Ursachen einer Fehlfunktion auf Änderungen durch Rauschen zurückzuführen sind, das in ein Ausgangssignal gemischt ist, oder dass die IC 51 selbst kein gewünschtes Signal ausgibt. Die Bestimmungsvorrichtung 70 kann eine Fourier-Transformation oder Kurzzeit-Fourier-Transformation an einem Ausgangssignal der IC 51 durchführen.
Wenn Rauschen auf die IC 51 angewandt wird, um eine Fehlfunktion oder Anomalie der IC 51 zu verursachen, ist es bevorzugt, die Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 sofort anzuhalten oder die Amplitude eines Ausgangssignals zu verringern. Je nach einem Zustand der IC 51 und einem Zustand von Firmware, die in die IC 51 geschrieben ist, werden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen. Bei einer IC 51, die zur automatischen Wiederherstellung imstande ist, kann eine Ausgabe der Bestimmungsvorrichtung 70 nach einer automatischen Wiederherstellung der IC 51 beobachtet werden, wird das Ergebnis rückgekoppelt und kann die Ausgabe eines Signals der Signalerzeugungseinheit 10 wieder aufgenommen werden.
Wenn die IC 51 nicht dazu in der Lage ist, sich automatisch wiederherzustellen, ist es notwendig, die zu prüfende IC 51 auszuschalten und neu zu starten. Wenn eine Peripherieschaltung oder eine andere Leiterplatte mit der zu prüfenden IC 51 verbunden ist, ist es bevorzugt, die Ausrüstung, welche die IC 51 beinhaltet, neu zu starten. Bei einiger Ausrüstung beginnt die IC 51 nach dem Neustart nicht immer unmittelbar mit dem Betrieb. Daher ist es bevorzugt, zu warten, bis die IC 51 mit dem Betrieb beginnt, nachdem die Leistungsversorgung und Treibersoftware gestartet wurden, und anschließend die Ausrüstung neu zu starten, nachdem unter Verwendung der Bestimmungsvorrichtung 70 geprüft wurde, ob die IC 51 in einen Zustand vor der Fehlfunktion zurückkehrt. Wenn die IC 51 neu gestartet wird, jedoch nicht zu einem Normalbetrieb zurückkehrt, ist die Ausrüstung defekt und ist es daher bevorzugt, die Messung bei neuer Ausrüstung wiederaufzunehmen oder eine Warnung auszugeben, um den Bediener dazu aufzufordern, die Ausrüstung zu ersetzen.
Es ist bevorzugt, die Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 anzuhalten oder die Amplitude eines Ausgangssignals zu verringern, wenn eine Fehlfunktion der IC 51 erkannt wird. Das liegt daran, dass die Zerstörung der IC 51 durch Wärme verursacht wird, die dadurch erzeugt wird, dass viel Strom durch Verdrahtung und Schaltungskomponenten fließt. Eine der Ursachen für einen Signalfluss, der zur Zerstörung führt, wie vorstehend beschrieben, ist Strom, der direkt von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 zu der IC 51 angeregt wird. Wenn zum Beispiel bei Rückkopplungsverdrahtung einer Leistungsversorgungs-IC eine Fehlfunktion vorliegt, kann weiterhin viel Strom pro Zeiteinheit fließen und wird die erzeugte Wärme größer als die abgeführte Wärme, sodass Bonddrähte im Inneren der IC 51 schmelzen, was zur Zerstörung führt. Aus einem ähnlichen Grund kann ein Leistungshalbleiter eine Durchschlagspannung erzeugen, die zur Zerstörung führt. Aus diesem Grund muss bei einer Messung eine Ausgangsspannung nicht erhöht werden, bis es bei der Ausrüstung zu einer Fehlfunktion kommt, und kann die Messung zu einem Zeitpunkt abgeschlossen werden, zu dem sich die Ausgangswellenform der Bestimmungsvorrichtung 70 ändert.
Die Amplitude und Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, die Position und Ausrichtung der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41, ob eine Fehlfunktion bestimmt werden soll, und das Neustarten der Ausrüstung können durch ein automatisches System gesteuert werden, um kontinuierlich eine Messung durchzuführen. Insbesondere kann ein automatisches System verwendet werden, das mit einem Roboterarm ausgestattet ist, sodass der Abstand von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 zu einem zu prüfenden Ziel und die Ausrichtung unter Berücksichtigung des Richtfaktors der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 konstant gehalten werden. Um eine Fehlfunktion zu bestimmen, bevor die zu prüfende IC 51 zerstört wird, ist es bevorzugt, eine Ausgangsspannung der Signalerzeugungseinheit 10 schrittweise zu ändern und zu beobachten, wie sich die Ausgabe der Bestimmungsvorrichtung 70 ändert. Eine solche Steuerung, die kontinuierlich von dem automatischen System durchgeführt wird, ermöglicht die Früherkennung einer Fehlfunktion der zu prüfenden IC 51, wodurch die Messung bei einer Bedingung (insbesondere Spannung und Leistung) angehalten wird, bevor es zur Zerstörung kommt. Wenn eine kontaktlose Sonde als die Sonde verwendet wird, ist es notwendig, einen konstanten Abstand zwischen der zu prüfenden IC 51 und der kontaktlosen Sonde einzuhalten, um den Grad an räumlicher Kopplung mit der zu prüfenden IC 51 festzulegen. Die Wiederholbarkeit der Messung kann erhöht werden, indem die Bewegung der kontaktlosen Sonde durch mechanische Mittel gesteuert wird. Wenn eine Kontaktsonde als die Sonde verwendet wird, wird die Kontaktsonde nicht von einem zu messenden Anschluss verschoben. Dadurch verringert sich die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses und wird eine sichere Messung ermöglicht.
Jede Komponente in der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend näher beschrieben.
<Zu prüfendes Ziel>
Es ist bevorzugt, dass sich die zu prüfende IC 51 in einem Betriebszustand befindet. Daher ist die auf der Leiterplatte 50 montierte IC 51, die beim Hochfahren arbeitet, ein Bewertungsziel. Beim Herunterfahren der IC 51 befindet sich ein in der IC 51 enthaltenes Halbleiterelement zudem in einem normalerweise eingeschalteten Zustand oder einem normalerweise ausgeschalteten Zustand. Wenn das Halbleiterelement eingeschaltet ist, weist das Halbleiterelement eine niedrige Impedanz auf. Wenn das Halbleiterelement ausgeschaltet ist, weist das Halbleiterelement eine hohe Impedanz auf. Die Impedanz der IC 51 unterscheidet sich zwischen dem Hochfahren und Herunterfahren der IC 51. In einem Fall eines normalerweise eingeschalteten Halbleiterelements, wie etwa eines Halbleiterelements, das Galliumnitrid (GaN) verwendet, das einer von Halbleitern mit großer Bandlücke ist, sind die vorstehenden Impedanzen umgekehrt. In beiden Fällen ist es nicht möglich, eine Änderung der Frequenzeigenschaften der IC 51 für das angelegte Signal genau zu erfassen, da der Ausbreitungsweg des angelegten Signals variiert.
Somit ist es bevorzugt, zum Beispiel eine Bewertungsplatine der IC 51, einen Prototyp oder die auf einem Produkt montierte IC 51 zu messen. Insbesondere ist es bei jenen, die eine mit Software wiederbeschreibbare Schaltung, wie etwa ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), aufweisen, bevorzugt, dass sich Firmware in einem Zustand befindet, der einem tatsächlichen Produkt näher ist. Bei jenen, die extern wiederbeschreibbar sind, wie etwa einer Bewertungsplatine der IC 51, ist es bevorzugt, eine Bewertung in einem Zustand durchzuführen, der einem tatsächlichen Produkt nahe kommt.
Ein Rauschfilter, wie etwa eine Gegentaktdrosselspule, eine Gleichtaktdrosselspule, ein Leitungskondensator, ein Erdungskondensator oder ein Ableitungswiderstand, und die Länge einer Verdrahtung, die mit einem IC-Anschluss verbunden ist, können sich zwischen einem Prototyp und einem tatsächlichen Produkt unterscheiden. Unter solchen Bedingungen ändern sich die Resonanzfrequenz und dergleichen. Jedoch wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Spannung nur zwischen den beabsichtigten Anschlüssen der IC 51 angelegt, um Strom einzuspeisen, sodass es weniger wahrscheinlich ist, dass die Messung mit Bedingungen einer externen Verdrahtung und externer Komponenten der IC 51 variiert.
Auf das Innere der IC 51 angewandtes Rauschen kann berechnet werden, indem die Impedanzeigenschaften einer passiven Komponente gemessen werden, in eine Ersatzschaltung umgewandelt wird, die eine parasitäre Komponente, wie etwa eine parasitäre Kapazität oder Restinduktivität beinhaltet, und dann eine Nachverarbeitung durchgeführt wird, bei der gemeinsame Reihen-/Parallelschaltungsgleichungen gelöst werden. Diese Verarbeitung kann durch Eingeben der Ersatzschaltung in einen Schaltungssimulator und Berechnen des auf das Innere angewandten Rauschens durchgeführt werden.
Als zu bewertendes Ziel beinhaltet die IC 51 eine IC, die eine Rückkopplungssteuerung erfordert, wie etwa eine geschaltete Leistungsversorgung, eine Kommunikations-IC, wie etwa einen Chip der Bitübertragungsschicht (PHY), einen Sensor, ein externes Kartenlesegerät, auf das eine Person zugreifen kann, wie etwa eine SD-Speicherkarte, eine IC, die Hochgeschwindigkeitssignale verarbeitet, wie etwa ein synchroner dynamischer Direktzugriffsspeicher (DDR-SDRAM) mit doppelter Datenrate oder eine CPU, und eine IC mit Sonderfunktionen, wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein FPGA. Die IC 51 ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann eine IC sein, die vorstehend nicht aufgeführt ist, wie etwa ein Linearregler.
<Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit>
Es wird nun ein Beispiel dafür beschrieben, wie ein von der Signalerzeugungseinheit 10 ausgegebenes Prüfsignal verwendet wird.
In einem ersten Schritt werden eine erste Sonde 40 und eine zweite Sonde 41 zum Eingeben eines ersten AC-Signals und eines zweiten AC-Signals, die als Prüfsignale dienen, manipuliert und nahe einer gewünschten IC 51 oder einem Anschluss der IC 51 angeordnet.
In einem zweiten Schritt wird die Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, minimiert und wird die Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals über 10 Sekunden, zum Beispiel von 100 kHz bis 1 GHz, durchlaufen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass bei der IC 51 keine Fehlfunktion auftritt.
In einem dritten Schritt wird die Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die von der Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, schrittweise erhöht und wird die Messung mit einem ähnlichen Frequenzband durchgeführt, bis die Amplitude eine Fehlfunktion der IC 51 verursacht. Wenn bei der IC 51 keine Fehlfunktion auftritt, werden die Positionen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 geändert.
In einem vierten Schritt wird, wenn eine Fehlfunktion auftritt, das Frequenzband geändert, während die Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, fest ist. Das Frequenzband wird 100-mal alle 10 MHz, zum Beispiel von 100 kHz bis 1 GHz, durchlaufen. Wenn die Frequenz ungefähr 10 Sekunden pro Band durchlaufen wird, wird die Messung ungefähr innerhalb von 1000 Sekunden, d. h. 15 Minuten, abgeschlossen. Die Schrittgröße des Frequenzbands beträgt 10 MHz, und wenn diese Größe ausreichend ist, endet die Untersuchung hier.
In einem fünften Schritt wird zum Beobachten der minimalen Spannung, bei der eine Fehlfunktion der IC 51 in einem kleineren Band auftritt, eine Fehlfunktionsbestimmung durchgeführt, indem das Band und die angelegte Spannung (Amplitude) innerhalb des Bands, in dem eine Fehlfunktion auftritt, wie vorstehend beschrieben, geändert werden.
Durch Durchführen der vorstehenden Messung kann die Spannung (Amplitude), die eine Fehlfunktion der IC 51 verursacht, für jede Frequenz erfasst werden. Eine IC, bei der es bis zu einer Fehlfunktion dauert, wie etwa eine Kommunikationsschaltung, kann bewertet werden, indem bei Vorstehenden ein Signal mit 10 oder mehr Perioden pro Frequenz auf ein zu prüfendes Ziel angewandt wird. Das liegt daran, dass es bei einer Kommunikationsschaltung aufgrund einer Neusendeanforderung oder dergleichen dauert, bis eine Fehlfunktion bestimmt wird, und das Anwenden von Rauschen für eine kurze Zeit oftmals keine Fehlfunktion verursacht.
Ferner kann additives weißes gaußsches Rauschen (AWGR), das die Effekte einer Reihe von Zufallsprozessen in der Natur nachahmt, als Signal mit einer Bandbreite betrachtet werden und kann ein solches Signal von der Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden. Die Signalerzeugungseinheit 10 kann ein Signal mit einer bestimmten Bandbreite durch Pulsmodulation einer Sinuswelle ausgeben. Ein von Keysight Technologies verfügbarer Vektorsignalgenerator E8267D kann als ein Beispiel der Signalerzeugungseinheit 10 verwendet werden, die das vorstehende Signal erzeugt. Wenn eine Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 gering ist, kann eine Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 durch einen Verstärker verstärkt werden. Wenn die Frequenz ungefähr 50 MHz oder weniger beträgt, kann eine bipolare Leistungsversorgung als die Signalerzeugungseinheit 10 verwendet werden. Wenn die Signalerzeugungseinheit 10 eine bipolare Leistungsversorgung ist, kann unabhängig von der Impedanz der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 eine konstante Spannung oder ein konstanter Strom in die IC 51 eingespeist werden.
Die Signalerzeugungseinheit 10 ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Spannungsquelle, jedoch kann eine Stromquelle verwendet werden. Die Signalerzeugungseinheit 10 kann eine Leistungsquelle in einem Frequenzband (zum Beispiel 100 MHz oder mehr) sein, die als ein verteilter Parameter betrachtet werden sollte. Die angelegte Spannung, der angelegte Strom oder die angelegte Leistung können ineinander umgewandelt werden, da die Frequenzeigenschaften der Impedanz der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 eindeutig bestimmt werden können. Somit kann die Signalerzeugungseinheit 10 eine beliebige Signalquelle und ein beliebiges Einheitssystem sein.
<Erste Sonde und zweite Sonde>
Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 können beliebige Sonden, wie etwa Sonden für elektrische Felder, Magnetfeldsonden oder Sonden, sein, die sowohl ein elektrisches Feld als auch ein Magnetfeld übertragen und empfangen können. Da der Abstand zwischen Anschlüssen bei einigen ICs 51 jedoch ungefähr 100 µm beträgt, ist es bevorzugt, dass die Größe der beaufschlagten Teilbereiche der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 dem Abstand zwischen Anschlüssen entspricht. Wenn die angelegte Spannung und der angelegte Strom von der Signalerzeugungseinheit 10 hoch sind, sollte die Verdrahtung, welche die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 bildet, eine Stromkapazität aufweisen und dazu imstande sein, den maximalen Nennstrom einzuspeisen. Wenn ein gewöhnlicher Kupferdraht als Verdrahtung verwendet wird, kann Strom von ungefähr 1 A pro mm² (Quadratmillimetern) zugeführt werden, obwohl er je nach Leitfähigkeit und Anwendungsumgebung variiert. Der Abstand zwischen dem Koaxialkern und dem Außenleiter der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 muss ein Isolationsdurchschlagabstand oder mehr sein. Ein typischer Isolationsdurchschlagabstand beträgt ungefähr 1 kV pro Abstand von 1 mm. Weitere Kennwerte entsprechen dem Paschen-Gesetz oder modifizierten Paschen-Gesetz, und dies stellt einen Referenzwert dar, da die Wiederholbarkeit der Isolationsdurchschlagspannung nicht hoch ist und der Struktur zuschreibbar ist. Insbesondere ist es, wenn ein scharfer Teilbereich zwischen dem Koaxialkern und dem Außenleiter vorhanden ist, ferner notwendig, den Isolationsdurchschlagabstand zu erhöhen, und typischerweise wird ein Isolationsdurchschlagabstand unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors (zum Beispiel 3 oder mehr) verwendet.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, da ein Stromweg durch die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 erzeugt werden kann, die Impedanz zwischen Messpunkten verringert und lassen sich das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal leicht in ein zu prüfendes Ziel mischen. Infolgedessen können die Spannung, der Strom und die Leistung des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, verringert werden und können folglich die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 verkleinert werden. Weiterhin lässt sich durch das Verkleinern der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 die Größe des Teilbereichs der ersten Sonde 40 und des Teilbereichs der zweiten Sonde 41, die in der Nähe der IC 51 oder eines Anschlusses der IC 51 angeordnet sind, verringern. Infolgedessen lässt sich die Positionsauflösung des beaufschlagten Teilbereichs im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren verbessern. Um die gleiche angelegte Spannung zu erhalten, können die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 von einem zu prüfenden Ziel getrennt gehalten werden, sodass die Wirkung der Sonden auf das zu prüfende Ziel verringert werden kann.
Ein Beispiel der Sonde, bei welcher der in die Nähe gebrachte Teilbereich verringert werden kann, ist eine Koaxialsonde als eine Sonde für elektrische Felder und eine Schleifensonde als eine Magnetfeldsonde.
4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Koaxialsonde veranschaulicht.
Wenn die Koaxialsonde eine Sonde für elektrische Felder ist, steht ein Kern 44 eines dünnen koaxialen oder halbstarren Kabels einige hundert µm bis einige mm von einem Außenleiter 49 hervor. Diese Koaxialsonde lässt nicht zu, dass Strom fließt, und kann einen dünneren Kern aufweisen und kann daher verkleinert werden. Beispielsweise kann in einem Fall eines dünnen Koaxialkerns mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω die Dicke des Kerns 44 40 µm im Durchmesser betragen und kann der Durchmesser des Außenleiters 49 200 µm betragen. Infolgedessen kann die Koaxialsonde sogar in der Nähe eines winzigen Anschlusses der IC 51 angeordnet werden, sodass Rauschen nur auf einen bestimmten Anschluss der IC 51 angewandt werden kann. In einem Fall eines halbstarren Kabels kann die Dicke des Kerns 44 einen Durchmesser von 0,1 mm aufweisen und kann der Durchmesser des Außenleiters 49 1 mm oder weniger betragen. Eine Sonde kann an einem Spitzenende eines dünnen koaxialen halbstarren Kabels oder Koaxialkabels angebracht sein.
Wenn es sich bei der Koaxialsonde um eine Magnetfeldsonde handelt, kann eine Schleifenstruktur zwischen dem Kern 44 und dem Außenleiter 49 ausgebildet werden und kann sie daher leicht unter Verwendung des vorstehend genannten dünnen Koaxial- oder halbstarren Kabels hergestellt werden. Die Verdrahtung muss jedoch eine Stromkapazität erfüllen, wie vorstehend beschrieben.
Es ist bevorzugt, dass der Abstand zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 und der zu prüfenden IC 51 oder einem Anschluss der IC 51 gering ist. Beispielsweise ist es bevorzugt, dass der Abstand 1 mm oder weniger beträgt. Wenn ein Leiterabschnitt am Spitzenende der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 freigelegt ist, ist es bevorzugt, dass der Leiterabschnitt mit einem Dielektrikum bedeckt wird, um einen elektrischen Durchgang zu verhindern, auch wenn er mit einer Kupferfolie auf der Leiterplatte 50 in Kontakt kommt. Wenn die mit einem Dielektrikum bedeckte erste Sonde 40 und zweite Sonde 41 verwendet werden oder eine Oberfläche eines zu prüfenden Ziels isoliert ist, ist es bevorzugt, eine Messung durchzuführen, indem die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 mit dem Isoliermaterial auf der Oberfläche der zu prüfenden IC 51 in Kontakt gebracht werden. Beispielsweise kann in einem Fall eines Isoliermaterials, wie etwa Kaptonbands, die Auflösung der Anwendungsposition um ungefähr 10 µm bis 100 µm verbessert werden.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens in der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S101 werden die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in der Nähe der IC 51 angeordnet.
Bei Schritt S102 gibt die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus.
Bei Schritt S103 bestimmt die Bestimmungsvorrichtung 70, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustand der IC 51.
6 ist eine schematische Darstellung eines ersten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
Die erste Sonde 40 ist in der Nähe eines Anschlusses der IC 51 angeordnet und die zweite Sonde 41 ist in der Nähe eines anderen Anschlusses der IC 51 angeordnet. Die Signalerzeugungseinheit 10 kann Rauschen zwischen zwei Anschlüssen der IC 51 anwenden, indem sie das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal ausgibt.
7 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
Die erste Sonde 40 ist in der Nähe eines Anschlusses der IC 51 angeordnet. Die zweite Sonde 41 ist in der Nähe eines Halbleiterelements oder eines Bonddrahts im Inneren der IC 51 angeordnet. Dieses Verfahren ist ein effektives Verfahren für einen Typ einer Kugelgitteranordnung (Ball Grid Array - BGA), bei dem ein Anschluss der IC 51 unter der Platine verborgen ist. Bei diesem Verfahren kann eine Potenzialdifferenz zwischen einer Signalverdrahtung und einem GND-Anschluss der IC 51 vom BGA-Typ angewandt werden.
8 ist eine schematische Darstellung eines dritten Messverfahrens in der ersten Ausführungsform.
Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 sind jeweils an einer Verdrahtung auf der Leiterplatte 50 angeordnet, die mit einem Anschluss der IC 51 verbunden ist. Auf die Verdrahtung auf der Leiterplatte 50, die mit einem Anschluss der IC 51 verbunden ist, kann Rauschen angewandt werden. Bei diesem Verfahren kann Rauschen auf Verdrahtung angewandt werden, die mit einem Anschluss der IC 51 verbunden ist, wenn der Anschluss der IC 51 klein ist oder wenn der Anschluss der IC 51 wie beim BGA-Typ nicht direkt auf der Oberfläche der Leiterplatte zu sehen ist.
Die Kombinationen von Sondenpositionen in 6 bis 8 veranschaulichen ein Beispiel für die Rauschanwendungsverfahren und sind nicht auf die hier veranschaulichten beschränkt, und es kann eine beliebige Kombination eingesetzt werden.
Ferner ist, wenn gewünscht wird, die Messbedingungen zu verringern, um die Bewertung zu vereinfachen, der Teilbereich, in den das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal von der Signalerzeugungseinheit 10 eingespeist werden, ein Eingangsanschluss oder ein Eingangs-/Ausgangsanschluss der zu prüfenden IC 51 und ist der Teilbereich, von dem ein Ausgangssignal der IC 51 erkannt wird, ein Ausgangsanschluss oder ein Eingangs-/Ausgangsanschluss der zu prüfenden IC 51. Bei einem asymmetrischen Signal wird eine Sonde in der Nähe des GND-Anschlusses der zu prüfenden IC 51 angeordnet und wird die andere Sonde in der Nähe eines Signalanschlusses der zu prüfenden IC 51 angeordnet, wodurch sich die Anzahl an Kombinationen verringern und eine Bewertung der IC 51 effizient durchführen lässt.
Der Teilbereich, an den ein Signal extern angelegt wird, kann auf einen Eingangsanschluss oder einen Eingangs-/Ausgangsanschluss beschränkt sein. Der Grund dafür ist, dass diese Anschlüsse eine hohe Empfindlichkeit aufweisen und eine Konfiguration aufweisen, um ein Signal zu erkennen, das keinen Schwellenwert aufweist, wie etwa ein Analogsignal. Andererseits weist der Ausgangsanschluss oftmals keine solche Konfiguration auf und ist oftmals mit einer Schutzschaltung oder dergleichen gegen Rauschen robust, um eine Fehlfunktion durch ein Ausgangssignal von dem Ausgangsanschluss selbst zu verhindern.
Es ist bevorzugt, die Ausrichtung der Sonde derart zu ändern, dass der Kopplungsgrad mit dem zu prüfenden Ziel maximiert wird. In einem Fall einer Schleifensonde, bei der es sich um eine Art von Magnetfeldsonde handelt, kann der Grad der Rauschanwendung auf ein Ziel durch Maximieren des Kopplungsgrads maximiert werden, indem die Schleifenoberfläche parallel zu mindestens einem von der Ausrichtung des Anschlusses der IC 51 und der Ausrichtung der Verdrahtung eingestellt wird. Im Falle einer Koaxialsonde oder einer Patch-Sonde kann der Grad der Rauschanwendung auf ein Ziel durch Maximieren des Kopplungsgrads maximiert werden, indem die Sonde in dem rechten Winkel angeordnet wird, bei dem die Fläche, die dem zu prüfenden Ziel zugewandt ist, am größten ist und derart, dass der Abstand zu dem zu prüfenden Ziel am kleinsten ist. Durch das Maximieren des Kopplungsgrads auf diese Weise kann die Ausgabe der Signalerzeugungseinheit 10 verringert werden, wodurch die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 verkleinert werden. Der Kopplungsgrad für ein bekanntes zu prüfendes Ziel kann im Voraus erfasst werden und der Kopplungsgrad kann korrigiert werden.
<Bestimmungsvorrichtung>
Die Bestimmungsvorrichtung 70 erkennt vorzugsweise eine Fehlfunktion der gesamten zu prüfenden elektronischen Ausrüstung. Der Grund dafür ist, dass eine Fehlfunktion von nur einer bestimmten IC kein Problem verursacht, es sei denn, bei der zu prüfenden elektronischen Ausrüstung liegt eine Fehlfunktion vor. Wenn jedoch nur die Gesamteigenschaften beobachtet werden, ist es schwierig, ein Anzeichen für eine Fehlfunktion des zu prüfenden Ziels zu erkennen, was möglicherweise zu einer Fehlfunktion des zu prüfenden Ziels führt. Somit ist es bevorzugt, dass die Signalerzeugungseinheit 10 eine Ausgangsspannung schrittweise erhöht und die Bestimmungsvorrichtung 70 eine Ausgangswellenform der IC 51, an die ein Signal angelegt wird, beobachtet, während die gesamte Fehlfunktion gemessen wird.
Neben einer Fehlfunktion kann jedoch nur ein Anzeichen gemessen werden, das zu einer Fehlfunktion führt. Insbesondere beobachtet die Bestimmungsvorrichtung 70 ein Ausgangssignal, wenn ein Signal extern angelegt wird, und führt eine Messung mit einer Bedingung durch, bei der sich die Spannung und Leistung des angelegten Signals und der Frequenz ändern. Die Änderung der Ausgangswellenform kann durch das angelegte Signal beobachtet werden und eine Fehlfunktion tritt häufig bei einer Bedingung auf, bei der die Änderung steil ist.
Um einen Zustand der IC 51 zu messen, kann eine kontaktlose Sonde, wie etwa eine Sonde für elektromagnetische Felder (Sonde für elektrische Felder oder Magnetfeldsonde), eine Stromsonde (Stromsonde oder Rogowskispule) oder eine optische Sonde für elektrische Felder, verwendet werden. Somit kann die elektromagnetische Umgebung eines zu prüfenden Ziels weniger beeinflusst werden. Die Messung mit einer derartigen kontaktlosen Sonde ist wirksam, wenn die Innenimpedanz eines zu prüfenden Ziels hoch ist, wie es bei einem IC-Anschluss der Fall ist, der ein Eingangssignal empfängt. Zu Beispielen gehören eine Rückkopplungsverdrahtung einer geschalteten Leistungsversorgung, eine CPU, mit der ein Ausgangsanschluss eines Kristalloszillators verbunden ist, und ein Eingangsanschluss eines Speichers (DDR).
Ferner kann eine Sonde zur Messung einen Richtfaktor auf die gleiche Weise wie die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 zur Anwendung von Rauschen aufweisen. Insbesondere ist es bevorzugt, die Ausrichtung der Sonde zur Messung derart zu ändern, dass der Kopplungsgrad mit dem zu prüfenden Ziel maximiert wird. Beispielsweise kann in einem Fall einer Schleifensonde der Kopplungsgrad maximiert werden, indem die Schleifenoberfläche parallel zu der Ausrichtung eines Anschlusses der IC 51 oder der Ausrichtung der Verdrahtung eingestellt wird.
<Herkömmliches Messverfahren>
Als Referenz wird ein Verfahren zur direkten Leistungseinspeisung (Direct Power Injection - DPI) beschrieben, das ein Beispiel für ein herkömmliches Verfahren zum Messen der Rauschimmunität einer IC ist.
9 ist eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Messvorrichtung. Wie in 9 dargestellt, ist ein Koaxialkabel 21, das mit der Signalerzeugungseinheit 10 verbunden ist, in der Nähe der IC 51 angeordnet. Ein KondensatorC42 von 1000 pF ist zwischen dem Kern des Koaxialkabels 21 und einem Anschluss einer zu prüfenden IC angeordnet.
10 ist eine schematische Darstellung einer anderen herkömmlichen Messvorrichtung. Wie in 10 dargestellt, ist neben dem Kondensator C42 zwischen dem Kern des Koaxialkabels 21 und dem Anschluss der IC 51 ein Kondensator C43 zwischen einem GND-Anschluss 53 der IC 51 und einem Außenleiter 49 des Koaxialkabels 21 angeordnet. Aus diesem Aufbau kann eine Struktur hervorgehen, die es ermöglicht, dass sich von dem Kondensator C42 ausbreitendes Rauschen durch den Kondensator C43 fließt, wodurch eine Eigenschaft erreicht wird, die jener des in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenen Verfahrens ähnelt. Der Kondensator C42 und der Kondensator C43 sind physische Kondensatoren, wie etwa Keramik-Vielschichtkondensatoren, und sind keine Kondensatoren mit parasitärer Kapazität.
Wenn sich das als Referenzpotenzial der Leiterplatte 50 dienende GND-Potenzial von dem des Außenleiters 49 des Koaxialkabels unterscheidet, unterscheidet sich das Ergebnis leider von dem der vorliegenden Ausführungsform. In der vorliegenden Ausführungsform ist, da der Außenleiter des Koaxialkabels und GND der Leiterplatte 50 nicht miteinander verbunden sind, eine Messung möglich, selbst wenn eine Potenzialdifferenz zwischen ihnen vorliegt. Andererseits breitet sich bei dem herkömmlichen Verfahren, wenn sie unterschiedliche Potenziale aufweisen, ein Signal von einem Leiter zu dem anderen Leiter aus. Infolgedessen wird die Messung bei einer Bedingung durchgeführt, die sich von der Bedingung unterscheidet, bei der die IC 51 normal arbeitet. Weiterhin kann dadurch, dass nur eine Sonde angebracht wird, die kein Signal einspeist, eine Fehlfunktion verursacht werden oder die IC 51 nicht aktiviert sein. Wenn zum Beispiel die Leiterplatte 50 mit einer inneren Batterie, wie etwa einer Batterie, betrieben wird und die Signalerzeugungseinheit 10 mit einer herkömmlichen Leistungsversorgung verbunden ist, stimmen ihre GND-Potenziale, einschließlich DC-Vorspannung, nicht immer überein. Wenn die elektronische Ausrüstung mit einer handelsüblichen Leistungsversorgung verbunden ist oder, wenn sie an Masse angeschlossen ist, wird das gleiche Potenzial als Gleichstrom erreicht, weist jedoch als Wechselstrom das Referenzpotenzial in der elektronischen Ausrüstung aufgrund einer parasitären Komponente nicht immer das gleiche Potenzial wie die Masse auf. Daher ist es in vielen Fällen schwierig, das zu prüfende Ziel normal zu betreiben, indem der GND der Sonde und die zu prüfende elektronische Ausrüstung verbunden werden. Durch die vorliegende Ausführungsform kann ein solcher Faktor entfallen, der eine Fehlfunktion verursacht, und kann daher im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren eine Messung ähnlich an einer beliebigen IC oder Leiterplatte durchführen.
Zweite Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Fehlfunktion einer IC.
Die offensichtlichste Fehlfunktion von elektronischer Ausrüstung besteht darin, dass die Ausrüstung nicht funktioniert. Die Fehlfunktion beinhaltet jedoch auch, dass die elektronische Ausrüstung, die anhalten sollte, mit dem Betrieb beginnt, dass die elektronische Ausrüstung vorübergehend anhält oder ein Signal verzögert wird. Mit anderen Worten ist eine Fehlfunktion, dass eine Anomalie bestimmt werden kann, wenn eine Ausgabe der elektronischen Ausrüstung von einer Person oder einer anderen elektronischen Ausrüstung empfangen wird. Eines der Verfahren zum Nachahmen dieser Fehlfunktion in einer Prüfumgebung besteht darin, das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Fehlfunktion anhand von Spannung, Leistung, Frequenz, Frequenzbandbreite, einer ununterbrochenen Welle oder einer gepulsten Welle des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, als Parameter zu messen.
Das vorstehende Verfahren kann jedoch nur in einem Zustand verwendet werden, bei dem die Umsetzung von Hardware, wie etwa einer Leiterplatte, und die Umsetzung von Software zum Steuern derselben fertiggestellt sind und die elektronische Ausstattung fertiggestellt ist. Selbst wenn in diesem Zustand, in dem mindestens ein Prototyp fertiggestellt ist, eine Fehlfunktion der IC 51 festgestellt wird, ist es oftmals nicht möglich, eine wesentliche Modifikation, wie etwa einen Ersatz von ICs, vorzunehmen. Die vorliegende Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Bewerten einer IC in einer Phase vor Fertigstellung der elektronischen Ausrüstung bereit.
Konkret wird bei dem Rauschimmunitätsmessverfahren in der vorliegenden Ausführungsform in einem Betriebszustand einer elektronischen Ausrüstung mit der zu prüfenden IC 51 eine Antwortkennlinie erstellt, welche die Wellenform eines Ausgangssignals bei jeder Frequenz und jeder Amplitude darstellt, indem die Frequenz und Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die extern angelegt werden, geändert werden und ein Ausgangssignal der IC 51 gemessen wird.
11 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens in einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S201 werden die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in der Nähe der IC 51 angeordnet.
Bei Schritt S202 stellt die Signalerzeugungseinheit 10 eine Frequenz f auf einen Anfangswert f0 und eine Amplitude V auf einen Anfangswert V0 ein.
Bei Schritt S203 gibt die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit der Frequenz f und der Amplitude V und mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus. Das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal werden durch die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in die IC 51 eingespeist.
Bei Schritt S204 erkennt die Bestimmungsvorrichtung 70 ein Ausgabesignal der IC 51.
Bei Schritt S205 trägt die Bestimmungsvorrichtung 70 die Wellenform des Ausgangssignals in ein Rasterquadrat entsprechend der Frequenz f und der Amplitude V in der Antwortkennlinie ein.
Bei Schritt S206 geht der Prozess, wenn die Frequenz f der Austrittswert fn ist, zu Schritt S208 über, und geht der Prozess, wenn die Frequenz f nicht der Austrittswert fn ist, zu Schritt S207 über.
Bei Schritt S207 setzt die Signalerzeugungseinheit 10 die Frequenz f um die Schrittgröße Δf hoch.
Bei Schritt S208 endet der Prozess, wenn die Amplitude V der Austrittswert Vn ist, und geht der Prozess, wenn die Amplitude V nicht der Austrittswert Vn ist, zu Schritt S209 über.
Bei Schritt S209 setzt die Signalerzeugungseinheit 10 die Amplitude V um die Schrittgröße Δ V hoch.
12 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie in der zweiten Ausführungsform veranschaulicht. Die horizontale Achse in 12 gibt die Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals wieder, die in den Eingangsanschluss der IC 51 eingegeben werden. Die vertikale Achse in 12 gibt die Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals wieder, die in den Eingangsanschluss der IC 51 eingegeben werden. Die horizontale Achse und die vertikale Achse sind unterteilt, um ein Raster auszubilden. Die Antwortkennlinie beinhaltet eine Ausgabewellenform in jedem Quadrat des Rasters. Diese Ausgangswellenform gibt die Frequenzeigenschaften an. Die Frequenz auf der horizontalen Achse der Antwortkennlinie ist in regelmäßigen Intervallen, jedoch nicht unbedingt in regelmäßigen Intervallen abgebildet und kann durch Antilogarithmen oder Logarithmen abgebildet sein. Die Amplitude auf der vertikalen Achse der Antwortkennlinie ist ebenfalls in regelmäßigen Intervallen, jedoch nicht unbedingt in regelmäßigen Intervallen abgebildet und kann durch Antilogarithmen oder Logarithmen abgebildet sein. Die Amplitude auf der vertikalen Achse variiert mit den Arten der Signalerzeugungseinheit 10, der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41. Die Amplitude auf der vertikalen Achse kann die Amplitude eines beliebigen Signals sein, das als elektrisches Signal, wie etwa Spannung, Strom, Leistung, elektrisches Feld oder Magnetfeld, in eine IC eingespeist werden kann. Bei dem Eingabeverfahren und dem Ausgabeverfahren können eine Kontaktsonde verwendet werden oder können eine kontaktlose Sonde verwendet werden. Wenn jedoch eine Kontaktsonde verwendet wird, ist die gemessene Ausgangswellenform vorzugsweise eine Signalwellenform, bei der eine interne Schaltungskomponente in der Sonde korrigiert wird, und wenn eine kontaktlose Sonde verwendet wird, ist eine um einen Antennenfaktor korrigierte Signalwellenform bevorzugt. Ferner ist es bevorzugt, wenn eine andere Schaltungskomponente als die IC 51, wie etwa ein Rauschfilter oder eine Spule, an einem Anschluss der IC 51 montiert ist, dass die Frequenzeigenschaften einer derartigen Komponente im Voraus gemessen werden und die gemessene Ausgangswellenform in eine Signalwellenform in Abwesenheit einer derartigen Komponente korrigiert wird.
In 12 beträgt die Anzahl der Quadrate des Rasters sowohl bei der Frequenzachse als auch bei der Amplitudenachse 4×4. Die Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt und das Raster kann durch eine beliebige Anzahl unterteilt werden. Jede Achse muss nicht in regelmäßigen Intervallen unterteilt sein und das Raster kann insbesondere in der Nähe einer Frequenz und Spannung, bei denen wahrscheinlich eine Fehlfunktion auftritt, fein unterteilt sein. In einem solchen Band, in dem wahrscheinlich eine Fehlfunktion auftritt, können sich, wenn die Art, wie eine Fehlfunktion auftritt, mit der Bandbreite variiert, die Quadrate des Rasters überlappen. Ferner kann die Frequenzachse durch Logarithmen angezeigt werden und kann die Amplitudenachse durch Antilogarithmen angezeigt werden. In diesem Fall ist es ebenfalls bevorzugt, dass die Signalerzeugungseinheit 10 ein Ausgangssignal in Logarithmen für die Frequenzrichtung und in Antilogarithmen für die Amplitudenrichtung ändert. Durch die Verwendung von Logarithmen in der Frequenzrichtung können allgemeine Eigenschaften von einem Niederfrequenzband zu einem Hochfrequenzband erfasst werden. Die Amplitudenrichtung ist oftmals zu Antilogarithmen, zum Beispiel Schwellenspannungen von ICs, proportional; Antilogarithmen können in den meisten Fällen verwendet werden, wenngleich sie von den Eigenschaften der ICs abhängig sind.
Wenn eine Fehlfunktion mit einer einzigen IC bestimmt werden kann, werden die Frequenz und Amplitude, die eine Fehlfunktion verursachen, mit einer einzigen Antwortkennlinie identifiziert. Es treten jedoch solche auf, die nicht als Fehlfunktionen betrachtet werden können. Beispielsweise ändert sich eine Ausgangsspannung mit einem externen Signal wie bei einer geschalteten Leistungsversorgung IC. Es kann eine Antwortkennlinie für eine erste IC, die als ein zu prüfendes Ziel dient, erstellt werden und es kann eine Antwortkennlinie für eine zweite IC, der mit der ersten IC verbunden ist, erstellt werden. Die erste IC ist eine IC, bei der es nicht möglich ist, deren Fehlfunktion alleine zu bestimmen, wie etwa eine geschaltete Leistungsversorgungs-IC. Die zweite IC ist eine IC, deren Fehlfunktion bestimmt werden kann.
13 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Bestimmen einer Fehlfunktionsbedingung unter Verwendung zweier Antwortkennlinien veranschaulicht. 14 ist eine Darstellung, die eine Antwortkennlinie für eine zweite IC veranschaulicht. 15 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum Spezifizieren einer Fehlfunktionsbedingung unter Verwendung zweier Antwortkennlinien.
Bei Schritt S601 wird eine Antwortkennlinie für eine erste IC erstellt.
Bei Schritt S602 wird eine Antwortkennlinie für eine zweite IC erstellt, die mit der ersten IC verbunden ist.
Bei Schritt S603 wird eine Kombination aus Frequenz (f1) und Amplitude (ampl), die als eine Fehlfunktionsbedingung in der Antwortkennlinie für die zweite IC dient, extrahiert.
Bei Schritt S604 wird unter den Ausgangssignalen in der Antwortkennlinie für die erste IC eine Kombination aus Frequenz und Amplitude in der Antwortkennlinie für die erste IC eines Ausgangssignals, das die extrahierte Kombination aus Frequenz (f1) und Amplitude (amp1) beinhaltet, als Fehlfunktionsbedingung für die erste IC spezifiziert. Wie in 15 dargestellt, werden, da die Ausgabewellenform in einem Rasterquadrat A der Antwortkennlinie für die erste IC eine Amplitude (amp1) und Frequenz (f1) beinhaltet, eine Frequenz f2 und Amplitude amp2 in dem Rasterquadrat A als eine Fehlfunktionsbedingung der ersten IC spezifiziert. Da die Ausgangswellenform in einem Rasterquadrat B der Antwortkennlinie für die erste IC eine Amplitude (amp1) und Frequenz (f1) beinhaltet, werden eine Frequenz f3 und Amplitude amp2 in dem Rasterquadrat B als eine Fehlfunktionsbedingung der ersten IC spezifiziert.
Wenn es nicht möglich ist, eine Fehlfunktionsbestimmung bei der zweiten IC durchzuführen, wird eine Fehlfunktion bei einer dritten IC bestimmt, die mit der zweiten IC verbunden ist. Wie bereits erwähnt, wird dieses Verfahren nur angewandt, wenn es nicht möglich ist, das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Fehlfunktion der ersten IC zu bestimmen. Wenn eine Fehlfunktion mit der ersten IC allein bestimmt werden kann, wird nicht zwingend dieses Verfahren verwendet. Da jedoch, wie vorstehend beschrieben, bei der zweiten IC eine Fehlfunktion vorliegen kann, selbst wenn bei der ersten IC keine Fehlfunktion vorliegt, kann dieses Verfahren auch verwendet werden, selbst wenn die Bewertung bei einer IC allein vorgenommen werden kann.
In der Antwortkennlinie ist das Frequenzband bevorzugt fein unterteilt, zum Beispiel auf alle 1 Hz eingestellt, jedoch ist die Messzeit enorm und ist es schwierig, innerhalb eines realistischen Zeitraums zu messen. Dann werden das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal, die durch die Signalerzeugungseinheit 10 ausgegeben werden, als Signale mit einer Bandbreite von mindestens 1 kHz eingestellt, wodurch sich die Messzeit verringert. Bei einer fachüblichen Prüfung, wie etwa CISPR11, wird häufig eine Bandbreite von 9 kHz oder mehr verwendet, kann jedoch ein Band, das eine Fehlfunktion verursacht, genauer erfasst werden, indem eine schmalere Bandbreite eingestellt wird.
Die Messzeit kann verringert werden, indem ununterbrochene Wellen ausgegeben werden, bei denen sich eine oder mehrere Sinuswellen von der Signalerzeugungseinheit 10 überlagern. Zudem kann in diesem Fall die Antwortkennlinie als ein Raster ausgebildet sein und kann die Wellenform eines Ausgangssignals in ein Rasterquadrat mit einer entsprechenden Bedingung eingetragen werden.
Die Antwortkennlinie kann zudem durch Ausgeben eines Trapezsignals mit zumindest fester Amplitude, Anstiegszeit, Abfallzeit, Periode, Einschaltzeit und Tastverhältnis von der Signalerzeugungseinheit 10 erstellt werden. Beispielsweise müssen bei einer IC, bei der eine Fehlfunktion mit Leistung vorliegen kann, Signale mit breiten Bändern gleichzeitig eingespeist werden, und kann eine trapezförmige Wellenform mit einem derartigen breiten Frequenzband verwendet werden.
Eine Antwortkennlinie für ein Signal, das einem Impulssignal ähnelt, kann zudem mittels Leitungstransientenprüfung (FET/B-Prüfung) oder dergleichen erstellt werden. In diesem Fall entspricht ein Ausgabesignal, das in jedes Rasterquadrat der Antwortkennlinie einzutragen ist, nicht unbedingt den Frequenzeigenschaften und kann ein Zeitsignal unter Verwendung eines Oszilloskops oder ein Spektrogramm unter Verwendung eines Echtzeit-Spektrumanalysators sein. Die Bestimmungsvorrichtung 70 kann die Frequenzeigenschaften durch Fourier-Transformation der vorstehend genannten Trapezwelle feststellen. Die Signalerzeugungseinheit 10 kann ein Breitbandsignal auf ein zu prüfendes Ziel unter Verwendung einer Wellenform mit einer Gauß-Verteilung mit einer Bandbreite von der Mittenfrequenz anstelle einer Trapezwelle anwenden.
Herkömmlicherweise ist es, wenn eine elektronische Ausrüstung eine Vielzahl von ICs beinhaltet, erforderlich, eine Fehlfunktionsbedingung für eine Kombination dieser ICs zu bewerten. Daher muss, wenn sich die Kombination und die Verbindungsbeziehung der ICs ändern, eine Fehlfunktionsbedingung neu bewertet werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird im Voraus für jede IC eine Antwortkennlinie erstellt, damit die Notwendigkeit einer Neubewertung einer Fehlfunktionsbedingung entfällt, selbst wenn sich die Kombination und die Verbindungsbeziehung der ICs ändern. Indem jede Antwortkennlinie im Voraus vorbereitet wird, kann das Vorhandensein/Nichtvorhandensein des Auftretens einer Fehlfunktion quantitativ in einer frühen Auslegungsphase bewertet werden, in der Auslegungsänderungen einfach sind.
Abwandlung der zweiten Ausführungsform
16 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahrens bei einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S901 werden die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in der Nähe der IC 51 angeordnet.
Bei Schritt S902 stellt die Signalerzeugungseinheit 10 eine Anschlussanzahl P der IC 51 auf 0, eine Frequenz f auf einen Anfangswert f0 und eine Amplitude V auf einen Anfangswert V0 ein.
Bei Schritt S903 gibt die Signalerzeugungseinheit 10 ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen mit der Frequenz f und der Amplitude V als Rauschen aus. Das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal werden durch die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in einen Anschluss mit der Anschlussanzahl PN der IC 51 eingespeist.
Bei Schritt S904 erkennt die Bestimmungsvorrichtung 70 ein Ausgabesignal der IC 51.
Bei Schritt S905 trägt die Bestimmungsvorrichtung 70 die Wellenform des Ausgangssignals in ein Rasterquadrat entsprechend der Frequenz f, der Amplitude V und der Anschlussanzahl P in der Antwortkennlinie ein.
Bei Schritt S906 geht der Prozess, wenn die Frequenz f der Austrittswert fn ist, zu Schritt S908 über, und geht der Prozess, wenn die Frequenz f nicht der Austrittswert fn ist, zu Schritt S907 über.
Bei Schritt S907 setzt die Signalerzeugungseinheit 10 die Frequenz f um die Schrittgröße Δf hoch.
Bei Schritt S908 geht der Prozess, wenn die Amplitude V der Austrittswert Vn ist, zu Schritt S910 über und geht der Prozess, wenn die Amplitude V nicht der Austrittswert Vn ist, zu Schritt S909 über.
Bei Schritt S909 setzt die Signalerzeugungseinheit 10 die Amplitude V um die Schrittgröße ΔV hoch.
Bei Schritt S910 endet der Prozess, wenn die Anschlussanzahl P der Austrittswert Pn ist, und geht der Prozess, wenn die Anschlussanzahl P nicht der Austrittswert Pn ist, zu Schritt S911 über.
Bei Schritt S911 setzt die Signalerzeugungseinheit 10 die Anschlussanzahl P um 1 hoch.
17 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie bei einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
In die Antwortkennlinie bei einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform wird die Wellenform eines Ausgangssignals in einer Kombination aus der Frequenz eines in die IC eingespeisten AC-Signals, der Amplitude des in die IC eingespeisten AC-Signals und einem Anschluss, in den das AC-Signal in die IC eingespeist wird, eingetragen.
Dritte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform betrifft die Messung der Innenimpedanz des Ausgangsanschlusses der IC 51.
Eine Schaltung wird im Inneren von jedem von einer IC und einem Anschluss der IC ausgebildet. Die Innenimpedanz variiert unter den Anschlüssen der IC. Wenn zum Beispiel die Innenimpedanz des Eingangsanschlusses 0 Ω beträgt, d. h. nahe einem Kurzschluss ist, wird keine Anregungsspannung in einer Schaltung im Inneren der IC erzeugt und ist daher der Ausgang gering, und in einem Fall einer Schaltungsfehlfunktion aufgrund einer Spannung kommt es weniger wahrscheinlich zu einer Fehlfunktion. Andererseits erhöht sich, wenn die Innenimpedanz des Eingangsanschlusses zum Beispiel 1 MΩ beträgt, d. h. nahe offen ist, eine Anregungsspannung und ist der Ausgang daher größer. Typischerweise liegt die Innenimpedanz eines Anschlusses der IC zwischen Kurzschluss und offen. Die Innenimpedanz der IC weist nicht nur eine Widerstandskomponente, sondern auch eine Induktivitätskomponente, eine Kapazitätskomponente und eine nichtlineare Komponente, wie etwa eine Diode, auf. Aufgrund solcher Eigenschaften der Innenimpedanz ändert sich die Spannungsamplitude, die durch ein extern angelegtes Signal im Inneren der IC erzeugt wird.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz eines Ausgangsanschlusses einer IC in einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S301 wird ein Zustand eingestellt, bei dem der Ausgang der Signalerzeugungseinheit 10 angehalten ist.
Bei Schritt S302 wird eine Sonde für elektrische Felder in der Nähe eines Ausgangsanschlusses PO angeordnet, bei dem sich ein Ausgangssignal in der IC in dem Betriebszustand nicht ändert oder periodisch ändert und ein durch den Ausgangsanschluss PO erzeugtes elektrisches Feld E durch die Sonde für elektrische Felder gemessen wird.
Bei Schritt S303 wird eine Magnetfeldsonde an der gleichen Stelle angeordnet wie die Stelle, an der die Sonde für elektrische Felder angeordnet ist, und wird ein durch den Ausgangsanschluss PO erzeugtes Magnetfeld H durch die Magnetfeldsonde gemessen.
Das gemessene elektrische Feld und Magnetfeld können in ein elektrisches Feld und Magnetfeld an der Sondenposition unter Verwendung eines Antennenfaktors der Sonde für elektrische Felder und eines Antennenfaktors der Magnetfeldsonde umgewandelt werden. Insbesondere ist es, da das elektrische Feld in dem Nahfeldbereich (konkret einem Bereich, der zu einem Fresnel-Bereich oder Ultranahfeldbereich gehört, und mit ungefähr 1 bis 3 Wellenlängen oder weniger) verwendet wird, bevorzugt, dass ein Antennenfaktor für ein bekanntes zu prüfendes Ziel, wie etwa einen Mikrostreifenleiter, berechnet wird, wenn sich der Abstand zu dem zu prüfenden Ziel von einem kalibrierten Wert jeder Sonde unterscheidet.
Bei Schritt S304 berechnet die Bestimmungsvorrichtung 70 die Impedanz Z anhand des elektrischen Felds E und des Magnetfelds H. Die Impedanz Z kann als die Innenimpedanz des Ausgangsanschlusses PO der IC 51 betrachtet werden. Wenn zum Beispiel die Innenimpedanz der IC hoch ist, fließt kein Strom und ist das Magnetfeld H klein, wohingegen die Spannung steigt und das elektrische Feld E groß ist. Infolgedessen ist die Impedanz Z ein großer Wert.
$Z = E/ H$
Der Einfachheit halber ist bei einer Verdrahtung, die nur mit der IC1 und der IC2 verbunden ist, der Strom, der durch den Anschluss der IC1 fließt, gleich dem Strom, der durch den Anschluss der IC2 fließt. Wenn sich die Innenimpedanz der IC 1 jedoch von der Innenimpedanz der IC2 unterscheidet, unterscheidet sich die an den Anschluss der IC1 angelegte Spannung von der an den Anschluss der IC2 angelegten Spannung und unterscheidet sich somit die Verteilung des elektrischen Felds in der Nähe des Anschlusses der IC1 von der Verteilung des elektrischen Felds in der Nähe des Anschlusses der IC2. Das heißt, die Anregungsspannung von demjenigen mit der höheren Innenimpedanz wird höher und das elektrische Feld wird größer, wohingegen die Anregungsspannung von demjenigen mit der niedrigeren Innenimpedanz geringer wird und das elektrische Feld kleiner wird. Auf Grundlage dieser Informationen und des durch die Magnetfeldsonde gemessenen Magnetfelds kann die Innenimpedanz des Anschlusses jeder IC vorhergesagt werden.
Ferner kann, wenn die Frequenzeigenschaften der Impedanz einer Komponente, wie etwa eines mit Verdrahtung zwischen ICs verbundenen Ableitungswiderstands, bekannt oder messbar sind, die Impedanz des zu prüfenden Ziels unter Verwendung eines Schaltungssimulators oder dergleichen unter Berücksichtigung der Impedanzeigenschaften, Spannungsteilung und Stromteilung bestimmt werden. Die Innenimpedanz der IC kann auf Grundlage der Änderungsrate berechnet werden, die durch absichtliches Umsetzen einer bekannten Impedanz bei Verdrahtung erhalten wird.
Der IC-Anschluss kann durch Verdrahtung mit etwas Beliebigem, jedoch bevorzugt mit einer passiven Schaltung, für welche die Frequenzeigenschaften der Impedanz gemessen werden können, verbunden sein. Konkret können, wenn die Schaltungskonstante eines Verbindungsziels der IC bekannt ist, ein Gleichungssystem für Strom und Spannung mit der Innenimpedanz als die Unbekannte unter Verwendung einer Ersatzschaltung eingetragen werden. Die Frequenzeigenschaften der Innenimpedanz können durch Lösen des Gleichungssystems als überbestimmte Gleichungen unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate, d. h., durch ein Lösungsverfahren gemäß einer verallgemeinerten Kehrmatrix, geschätzt werden. Andererseits wird, wenn die Schaltungskonstante eines Verbindungsziels der IC unbekannt ist, das vorstehende Verfahren zum Feststellen eines elektrischen Felds und eines Magnetfelds erneut ausgeführt und wird mit der Innenimpedanz jeder IC als die Bekannte ein Gleichungssystem mit vier Unbekannten aus dem elektrischen Feld und dem Magnetfeld in jedes Messergebnis eingetragen. Die jeweiligen Innenimpedanzen können durch Lösen das Gleichungssystems als überbestimmte Gleichungen unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate geschätzt werden. Der Messwert sind Frequenzdaten, und wenn das Innere der IC aus R, L, C besteht, kann eine theoretische Lösung unter Verwendung eines Ersatzschaltungsmodells berechnet werden. Die Frequenzeigenschaft wird ausgegeben, um an ein Rasterquadrat für jede Frequenz in der Antwortkennlinie angepasst zu werden. Wenn das Raster jedoch groß ist, können Daten als eine andere Matrix als die Frequenzeigenschaften gespeichert werden.
Ein Verfahren zum Messen der Innenimpedanz einer IC unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder und einer Magnetfeldsonde wurde vorstehend beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Stattdessen kann eine Sonde, die einen zu Strom oder Spannung proportionalen Wert erfassen kann, wenn die Eigenschaften der Sonde korrigiert sind, eine optische Sonde für elektrische Felder, eine Stromsonde oder dergleichen verwendet werden.
19 ist eine Darstellung, die ein Beispiel einer Antwortkennlinie veranschaulicht, die eine Beschreibung einer Innenimpedanz beinhaltet. Wie in 19 dargestellt, kann, wenn eine beliebige IC verbunden ist, die Signalamplitude, die in jedem Anschluss der IC angeregt wird, genau berechnet werden, indem die bei jeder Frequenz gemessene Innenimpedanz in die Antwortkennlinie eingetragen wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, eine Antwortkennlinie zu erstellen, welche die Frequenzeigenschaften der Innenimpedanz nicht nur in dem Ausgangsanschluss, sondern auch in sämtlichen Anschlüssen der IC beinhaltet.
Eine solche Antwortkennlinie kann zum Beispiel in dem folgenden Fall verwendet werden.
Die Innenimpedanz eines Anschlusses einer ersten IC und die Innenimpedanz eines Anschlusses einer zweiten IC, die mit dem Anschluss der ersten IC verbunden ist, werden aus einer Antwortkennlinie extrahiert. Ein Eingangssignal der ersten IC kann, wenn eine Fehlfunktionsspannung der zweiten IC angeregt wird, unter Verwendung der Innenimpedanz des Anschlusses der ersten IC und der Innenimpedanz der zweiten IC umgekehrt geschätzt werden. Somit kann die Rauschimmunität für die erste IC geschätzt werden. Da die Innenimpedanz und die Ausgangswellenform Frequenzeigenschaften beinhalten, können ein Schaltungssimulator und ein gemeinsames Optimierungsverfahren zur umgekehrten Schätzberechnung eines Eingangssignals der ersten IC verwendet werden.
Vierte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform betrifft die Messung der Innenimpedanz des Eingangsanschlusses der IC 51.
20 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz in der vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S401 wird ein Zustand eingestellt, bei dem der Ausgang der Signalerzeugungseinheit 10 angehalten ist.
Bei Schritt S402 wird eine Sonde für elektrische Felder in der Nähe eines Eingangsanschlusses PI einer IC in dem Betriebszustand angeordnet und wird die Amplitude V0 der an den Eingangsanschluss PI angelegten Spannung auf kontaktlose Weise durch die Sonde für elektrische Felder gemessen.
Bei Schritt S403 gibt die Signalerzeugungseinheit 10 ein Signal oder ein moduliertes Signal einer bekannten Pseudozufallszahl mit einer Amplitude V1 aus, die kleiner als die Amplitude V0 der gemessenen Spannung ist. Beispielsweise wird ein Signal oder ein moduliertes Signal einer bekannten Pseudozufallszahl in den Eingangsanschluss PI der IC 51 unter Verwendung der ersten Sonde 40 eingespeist. Die Amplitude V1 eines als Rauschen angelegten Signals ist kleiner als V0 eingestellt, da bei der IC 51 offensichtlich eine Fehlfunktion vorliegt, wenn Rauschen mit der gleichen Amplitude wie die Amplitude V0 eines Signaleingangs zu dem Eingangsanschluss PI in den Eingangsanschluss PI eingespeist wird. Dadurch kann eine Fehlfunktion der IC 51 aufgrund von Rauschen vermieden werden.
Bei Schritt S404 wird eine Sonde für elektrische Felder in der Nähe des Eingangsanschlusses PI der IC 51 angeordnet und wird das durch den Eingangsanschluss PI erzeugte elektrische Feld E auf kontaktlose Weise unter Verwendung der Sonde für elektrische Felder gemessen.
Ein Messinstrument zum Messen eines Signals der Sonde für elektrische Felder ist vorzugsweise ein Oszilloskop, ein Spektrumanalysator oder dergleichen. Das Signal kann durch einen Vorverstärker oder dergleichen verstärkt werden oder das Signal kann, falls erforderlich, durch ein Dämpfungsglied gedämpft werden. Die Messung wird derart durchgeführt, dass Messbedingungen des Messinstruments durch Einstellen des Abstands zwischen dem zu prüfenden Ziel und der Sonde für elektrische Felder erfüllt werden.
Bei Schritt S405 wird eine Magnetfeldsonde an der gleichen Stelle angeordnet wie die Stelle, an der die Sonde für elektrische Felder angeordnet ist, und wird ein durch den Eingangsanschluss PI erzeugtes Magnetfeld H durch die Magnetfeldsonde auf kontaktlose Weise gemessen.
Das gemessene elektrische Feld und Magnetfeld können in ein elektrisches Feld und Magnetfeld an der Sondenposition unter Verwendung eines Antennenfaktors der Sonde für elektrische Felder und eines Antennenfaktors der Magnetfeldsonde korrigiert werden. Insbesondere ist es, da das elektrische Feld in dem Nahfeldbereich (konkret einem Bereich, der zu einem Fresnel-Bereich oder Ultranahfeldbereich gehört, und mit ungefähr 1 bis 3 Wellenlängen oder weniger) verwendet wird, bevorzugt, dass ein Antennenfaktor für ein bekanntes zu prüfendes Ziel, wie etwa einen Mikrostreifenleiter, berechnet wird, wenn sich der Abstand zu dem zu prüfenden Ziel von einem kalibrierten Wert jeder Sonde unterscheidet. Die Bestimmungsvorrichtung 70 kann die Spannung V anhand des gemessenen elektrischen Felds E feststellen und den Strom I anhand des gemessenen Magnetfelds H feststellen.
Bei Schritt S406 berechnet die Bestimmungsvorrichtung 70 die Impedanz Z (=E/H) anhand des elektrischen Felds E und des Magnetfelds H. Die Impedanz Z kann als die Innenimpedanz des Eingangsanschlusses PI der IC betrachtet werden. Die Bestimmungsvorrichtung 70 kann die Impedanz Z (=V/I) anhand der Spannung V auf Grundlage des elektrischen Felds und des Stroms I auf Grundlage des Magnetfelds H berechnen.
Ferner kann die Impedanz einer gewünschten IC durch Schaltungsberechnung ermittelt werden, indem die Impedanz Z durch das vorstehende Verfahren für eine andere IC festgestellt wird, der durch Verdrahtung mit dem Anschluss der vorstehenden IC 51 verbunden ist. Die Impedanz einer gewünschten IC kann durch Schaltungsberechnung geschätzt werden, indem die Impedanz Z mit dem vorstehenden Verfahren für eine passive Schaltungskomponente, wie etwa einen Widerstand, einen Kondensator, eine Spule oder einer Diode, der bzw. die mit dem Anschluss der IC 51 verbunden ist, an dem Eingangs-/Ausgangsanschluss einer passiven Schaltungskomponente festgestellt wird.
Bei der Schaltungsberechnung wird die Impedanz der vorstehenden IC oder passiven Schaltung als die Unbekannte festgelegt und als eine Spannungs- oder Stromgleichung aus dem vorstehenden Messergebnis gelöst und kann die Unbekannte als eine überbestimmte Gleichung berechnet werden, wenn die Messbedingung gleich oder größer als die Unbekannte ist.
Das vorstehende Verfahren ist für einen Anschluss einer IC wirksam, die ein Signal empfängt oder ausgibt, aber nicht dazu in der Lage ist, einen Anschluss, der kein Signal empfängt, und einen Anschluss, der kein Signal ausgibt, zu messen. In einem derartigen Fall wird ein Verfahren zum Schätzen der Innenimpedanz der IC 51 durch externes Anlegen eines Signals verwendet. Wenn jedoch eine Spannung, die größer als die Spannung des Anschlusses der IC 51 ist, extern eingegeben wird, um die Impedanz zu messen, liegt eine Fehlfunktion bei der IC 51 selbst vor und ist es somit nicht möglich, die Innenimpedanz der IC 51 zu messen. Andererseits wird, wenn ein Ausgangssignal der IC 51 groß ist, das extern angelegte Signal verborgen und ist es daher nicht möglich, die Impedanz genau zu messen. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Innenimpedanz zudem anhand der Korrelation zwischen einem Übertragungssignal (d. h. einem Ausgangssignal der Signalerzeugungseinheit 10) und einem Empfangssignal (d. h. dem elektrischen Feld E oder Magnetfeld H, das durch die Bestimmungsvorrichtung 70 erkannt wird) unter Verwendung eines modulierten Signals, wie es bei drahtloser Kommunikation verwendet wird, oder durch Erzeugen einer bekannten Pseudozufallszahl (eines Signals, bei dem eine Empfängerseite ein Signal kennt, das durch eine Signalgeneratorseite erzeugt wird, wie etwa eines M-Folge-Signals) geschätzt werden.
Die Impedanz bei jeder Frequenz kann für jedes Band bestimmt werden, das eine Bandbreite aufweist, um an ein Rasterquadrat der in der zweiten Ausführungsform beschriebenen Antwortkennlinie angepasst zu werden, und das Ergebnis kann in die Antwortkennlinie eingetragen werden.
Fünfte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Fehlfunktion durch Beachten einer Temperaturänderung der IC 51.
Wenn Rauschen extern auf die IC 51 angewandt wird, um eine Fehlfunktion zu verursachen, überschreitet die Spannung eines Halbleiterelements im Inneren der IC 51 einen Schwellenwert, sodass sie eine Fehlfunktion verursacht. Beispielsweise kann Rauschen in eine Rückkopplungsverdrahtung zum Überwachen der Spannung einer geschalteten Leistungsversorgung gemischt werden, um zu bewirken, dass sich eine Ausgangsspannung gegenüber dem Auslegungswert ändert oder um eine Überlagerung von Rauschen mit einer Ausgangsspannung zu bewirken. Infolgedessen kann die Ausrüstung angehalten werden oder kann die angehaltene Ausrüstung gestartet werden. Bei der IC 51 kommt es stets zu einer Temperaturänderung. Beispielsweise nimmt die Temperatur ab, wenn die Ausrüstung angehalten wird, wohingegen beim Starten der Ausrüstung Wärme erzeugt wird. Wie bei einer Rückkopplungsverdrahtung einer Leistungsversorgung wird, wenn eine Abnahme der Ausgangsspannung durch ein Signal von angewandtem Rauschen erkannt wird, ein Prozess zum Erhöhen der Ausgangsspannung durch Erhöhen des Tastverhältnisses durchgeführt. Wenn eine Erhöhung der Ausgangsspannung erkannt wird, wird die Ausgangsspannung durch Verringern des Tastverhältnisses herabgesetzt. Wenn sich die Ausgangsspannung ändert, ändert sich auch die Ausgangsenergie, sodass sich der Leistungsverbrauch ändert. Daher ist es durch Beobachten der Temperatur des zu prüfenden Ziels möglich, eine Fehlfunktion zu beobachten, ohne ein Messinstrument in die Nähe des zu prüfenden Ziels zu bringen und ohne das System überhaupt zu beeinflussen.
21 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer fünften Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der fünften Ausführungsform beinhaltet einen Temperaturdetektor 91.
Der Temperaturdetektor 91 erkennt eine Temperaturänderung der IC 51 oder einer IC, die sich von der IC 51 unterscheidet und mit der IC 51 verbunden ist. Eine Infrarotkamera oder ein kontaktloses Thermometer kann als der Temperaturdetektor 91 verwendet werden. Somit kann die Temperatur entfernt in Echtzeit gemessen werden. Da es notwendig ist, insbesondere eine Temperaturänderung zu beobachten, ist es bevorzugt, dass die Messung gestartet wird, nachdem das zu prüfende Ziel in einer Umgebung, in der die Temperatur konstant ist, ohne Wind thermisch stabil wird. Bei einem derartigen zu prüfenden Ziel und einer solchen Messumgebung wird die Temperatur mit der vorstehend genannten Infrarotkamera oder dem vorstehend genannten kontaktlosen Thermometer beobachtet, indem die Amplitude und Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die von der Signalerzeugungseinheit 10 extern angelegt werden, geändert werden.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmt, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage einer Temperaturänderung der IC 51 oder der IC, die sich von der IC 51 unterscheidet und mit der IC 51 verbunden ist. Obwohl die Temperaturänderung je nach der IC 51 variiert, kann die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmen, dass bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, wenn zum Beispiel eine Temperaturänderung der IC von 5 Grad oder mehr erkannt wird. Da die IC 51, unmittelbar bevor die IC 51 zerstört wird, abrupt heiß wird, kann die Signalerzeugungseinheit 10 die Ausgabe anhalten, wenn eine Temperaturänderung der IC 51 erkannt wird, wodurch die Zerstörung der IC 51 verhindert wird.
Erste Abwandlung der fünften Ausführungsform
22 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer Abwandlung der fünften Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet bei einer Abwandlung der fünften Ausführungsform eine Antenne 92 anstelle des Temperaturdetektors 91.
Die Antenne 92 erkennt eine elektromagnetische Welle, die von der IC 51 abgegeben wird. Die Antenne 92 ist in einem beträchtlichen Abstand von der IC 51 angeordnet.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmt, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage einer Empfangsspannung an der Antenne 92 bei einem anderen Frequenzband als dem Frequenzband des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals.
Der beträchtliche Abstand ist zum Beispiel ein Abstand von ungefähr 1 m. Alternativ kann der beträchtliche Abstand ein Abstand von einer Wellenlänge oder länger in Bezug auf die Frequenz sein. Beispielsweise kann, um ein Signal von 100 MHz zu messen, die Antenne 92 ungefähr 3 m von der IC 51 entfernt installiert sein. Durch Einhalten eines solchen Abstands verringert sich jedoch das S/N-Verhältnis und wird es schwierig, eine Änderung der Funkwellenumgebung aufgrund einer Änderung der IC 51 zu beobachten. In einem derartigen Fall kann eine Antenne mit hohem Richtfaktor, wie etwa eine Parabolantenne oder eine phasengesteuerte Gruppenantenne, als Antenne 92 verwendet werden. Da nur eine relative Änderung erforderlich ist, um eine Änderung des Zustands der IC 51 zu erfassen, kann die Antenne 92 in einem Abstand von einer Wellenlänge oder kürzer in Bezug auf die Frequenz angeordnet werden. Zudem ist eine Durchführung in einer Abschirmkammer oder einem Abschirmzelt oder einer echofreien Kammer, die von Störrauschen durch Funk, Fernsehen oder Mobiltelefon isoliert ist, bevorzugt.
Sechste Ausführungsform
23 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht.
Die Signalerzeugungseinheit 10 der IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet in der sechsten Ausführungsform einen Signalgenerator 11, ein Koaxialkabel 20 und ein Balun 30.
Der Signalgenerator 11 und das Balun 30 sind durch ein Koaxialkabel 20 verbunden.
Der Signalgenerator 11 erzeugt ein Prüfsignal, bei dem es sich um elektromagnetisches Rauschen handelt. Der Signalgenerator 11 ist zum Beispiel ein Signalgenerator oder ein Funktionsgenerator.
Das Balun 30 erzeugt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit gleichen Amplituden und einer Phasendifferenz von 180 Grad aus einem von dem Signalgenerator 11 erzeugten Prüfsignal.
Das Balun 30 trennt ein von dem Signalgenerator 11 erzeugtes Prüfsignal in Differenzsignale (Differenzmodus oder Gegentakt genannt) oder gleichphasige Signale (Gleichtakt genannt). Das in der vorliegenden Ausführungsform verwendete Balun 30 ist ein 180-Grad-Hybridkoppler genannter Koppler. Das Balun 30 kann zwei AC-Signale mit gleichen Amplituden und einer Phasendifferenz von 180 Grad aus einem von dem Signalgenerator 11 erzeugten Prüfsignal erzeugen. Der Leistungseingang in das Balun 30 wird von zwei Ports ausgegeben, von denen jeder eine Hälfte ausgibt. Daher beträgt die Leistung unter Berücksichtigung des Einfügungsverlusts jeweils 1/2 oder weniger. Da das Balun 30 mit einer analogen Schaltung konfiguriert ist, wird ein gleichphasiges Signal von ungefähr -30 dB im Verhältnis zu dem Differenzsignal je nach der Frequenz und der internen Schaltung des Baluns 30 erzeugt.
Das Balun 30 ist ein gängiges, wie es zum Herstellen einer Dipolantenne verwendet wird. Da Dipolantennen auch als Übertragungsantennen verwendet werden, gibt es viele, die einen hohen Strom, eine hohe Spannung oder eine hohe Leistung eingeben können, die zur Anlegung von Signalen in der vorliegenden Ausführungsform erforderlich sind. Ferner kann der Signalgenerator 11 ein Bandpassfilter oder dergleichen aufweisen, um nur ein bestimmtes Band auszugeben.
Das Balun 30 weist einen Eingangsport und zwei Ausgangsports P1, P2 auf. Der Ausgangsport P1 des Baluns 30 ist mit der ersten Sonde 40 durch das erste Koaxialkabel 21 verbunden. Der Ausgangsport P2 des Baluns 30 ist mit der zweiten Sonde 41 durch das zweite Koaxialkabel 22 verbunden. Somit kann ein von dem Signalgenerator 11 ausgegebenes Signal als Differenzsignal ausgegeben werden, das zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 erzeugt wird.
Die Signalerzeugungseinheit 10, die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 bilden ein Differenzsignaleinspeisemittel zum Einspeisen eines Differenzsignals in die IC 51 auf der Leiterplatte 50. Um ein Differenzsignal zu erzeugen, ist es notwendig, die elektrische Länge von dem Balun 30 zu der ersten Sonde 40 gleich der elektrischen Länge von dem Balun 30 zu der zweiten Sonde 41 zu machen. Eine Potenzialdifferenz wird zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 erzeugt, um zu ermöglichen, dass Rauschstrom durch die IC 51 und die Leiterplatte 50 fließt.
Das Balun 30 wird verwendet, um ein Differenzsignal zu erzeugen, und bewirkt darüber hinaus, dass der Signalgenerator 11 geschützt und das zu prüfende Ziel weniger anfällig ist. Hinsichtlich des Schutzes des Signalgenerators 11 ist das Rauschen des zu prüfenden Ziels bei einigen zu prüfenden Zielen groß und kann der Signalgenerator 11 durch die Sonden 40, 41 mit Rauschen überlagert werden. Durch die Verwendung des Baluns 30 wird lediglich eine Differenzmodus(Gegentakt)-Komponente von zwei Sonden 40, 41 durch die Koaxialkabel 21, 22 in den Signalgenerator 11 gemischt. Die gleichphasige Komponente (Gleichtaktkomponente) wird durch einen Anschlusswiderstand (für gewöhnlich wird ein 50-S2-Widerstand verwendet) des Baluns 30, Verlust innerhalb des Baluns 30 oder Reflexion an Sonden 40, 41 verbraucht und nicht in den Signalgenerator 11 gemischt. Der Signalgenerator 11 kann aus einem solchen Grund geschützt werden. Andererseits ist das Messsystem aus einem ähnlichen Grund nicht anfällig. Wenn sich ein Signal der Leiterplatte 50 zu dem Signalgenerator 11 ausbreitet, wird ein Ausbreitungsweg eines Signals ausgebildet, der sich von dem Normalbetrieb unterscheidet. Ein derartiger Ausbreitungsweg wird aufgrund des Vorhandenseins des Baluns 30 mit geringerer Wahrscheinlichkeit erzeugt, wodurch sich die Auswirkung auf das Messsystem verringert.
<Differenzsignal>
Bei dem Differenzsignal in der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden sich die Phasen von zwei AC-Signalen, die in die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 eingegeben werden, um 180 Grad. Wenn zum Beispiel eine Spannung mit einer bestimmten Frequenz zu einem bestimmten Zeitpunkt beobachtet wird, beträgt die an die erste Sonde 40 angelegte Spannung +1 V und beträgt die an die zweite Sonde 41 angelegte Spannung -1 V. Noch bevorzugter können ein von der ersten Sonde 40 ausgegebenes elektromagnetisches Feld und ein von der zweiten Sonde 41 ausgegebenes elektromagnetisches Feld gleiche Amplituden und entgegengesetzte Phasen aufweisen. In einem derartigen Fall tritt eine Potenzialdifferenz auf, da eine elektrische Feldlinie von der ersten Sonde 40 zu der zweiten Sonde 41 erzeugt wird. Infolgedessen fließt Strom zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41. Wenn eine Verdrahtung oder ein Leiter, wie etwa eine IC, zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 vorhanden ist, wird eine elektrische Feldlinie über den Leiter erzeugt, um eine Potenzialdifferenz zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 an den Leiter zu übertragen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist dies besonders bevorzugt, da die Differenzsignale eine größte Potenzialdifferenz zwischen der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 erzeugen können.
Wenn die elektrische Länge von der Signalerzeugungseinheit 10 zu der ersten Sonde 40 und die elektrische Länge von der Signalerzeugungseinheit 10 zu der zweiten Sonde 41 ungleich sind, da sich die Länge des ersten Koaxialkabels 21 und die Länge des zweiten Koaxialkabels 22 unterscheiden, beträgt die Differenz zwischen der Phase des ersten AC-Signals und der Phase des zweiten AC-Signals nicht 180 Grad. In einem derartigen Fall wird ein Gleichtaktsignal erzeugt.
Wenn eine Frequenz von 1 GHz oder mehr unter Verwendung des ersten Koaxialkabels 21 und des zweiten Koaxialkabels 22 unterschiedlicher Art gemessen wird, ist es notwendig, die elektrische Länge des ersten Koaxialkabels 21 gleich der elektrischen Länge des zweiten Koaxialkabels 22 zu machen. Bei der Messung einer elektrischen Länge ist es bevorzugt, S11 (Reflexionseigenschaft) unter Verwendung eines Netzwerkanalysators zu messen oder eine Zeitbereichsreflexion unter Verwendung eines Oszilloskops mit der Funktion der Zeitbereichsreflektometrie (TDR) zu messen, die elektrische Länge zu erfassen und den erzeugten Gleichtakt vor der Messung vorherzusagen.
<Gleichphasiges Signal>
Das gleichphasige Signal ist ein Signal, das herkömmlicherweise zur Einspeisung in eine IC unter Verwendung einer Sonde verwendet wird. Wenn zum Beispiel eine Koaxialsonde, wie in 4 dargestellt, verwendet wird, wird ein Signalausgang von dem Koaxialkern 44 an eine IC angelegt. Das angelegte Signal kehrt durch eine parasitäre Kapazität (auch Streukapazität genannt) zu dem koaxialen Außenleiter 49 zurück. Ferner wird, wenn das zu prüfende Ziel oder die Signalerzeugungseinheit 10 dasselbe Leistungsversorgungsystem verwendet, ein Signal über eine Leistungsversorgungsleitung übertragen. Ferner ist ein Signalausbreitungsweg vorhanden, der mit einer anderen parasitären Kapazität ausgebildet wird. Die parasitäre Kapazität ist jedoch anfällig für die Anordnung einer Sonde und eines Messinstruments, und die Messwiederholbarkeit ist gering. Im Falle von über eine Leistungsversorgungsleitung ist dies, da die Messumgebung mit dem Routing einer Systemleistungsversorgung variiert, gegenüber der Messumgebung und einer anderen mit der Leistungsversorgungsleitung verbundenen Ausrüstung anfällig, und es ist weniger wahrscheinlich, dass die Wiederholbarkeit der Messung erreicht wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es, sofern es nicht einen besonderen Grund dafür gibt, bevorzugt, lediglich ein Differenzsignal zu erzeugen und kein gleichphasiges Signal zu erzeugen, sodass die Messung unabhängig von der Messumgebung und der Anordnung des Messsystems durchgeführt werden kann.
Die Amplitude oder Phase kann unter Verwendung eines Dämpfungsglieds, Verstärkers oder eines Phasenschiebers für eine Verdrahtung geändert werden. Ferner kann in einem solchen Fall wie dem Dreiphasenwechselstrom die Störfestigkeit gegenüber Rauschen gemessen werden, indem ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit einer Phasendifferenz von 120 Grad an die erste Sonde 40 bzw. die zweite Sonde 41 angelegt werden.
<Steuervorrichtung>
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung kann eine bewegliche Einheit und eine Steuereinheit zum Steuern eines Abtastens der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 beinhalten.
Somit kann der Abstand von dem zu prüfenden Ziel zu der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 konstant gehalten werden. Durch Konstanthalten des Abstands kann eine Änderung des Rauschens verhindert werden, das in die zu prüfende IC 51 von der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 gemischt werden kann.
Die bewegliche Einheit bewegt die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in X(Quer)-, Y(Längs)-, Z(Höhen)- und θ(Richtfaktor)-Richtung der Leiterplatte 50. Die Steuereinheit steuert ein Abtasten der beweglichen Einheit in der XYZθ-Richtung. Die bewegliche Einheit und die Steuereinheit bilden Abtastmittel zum Bewegen der Position des gemessenen Anschlusses der IC 51 auf der Leiterplatte 50. Das Abtastmittel kann ein Roboter sein, der durch einen Servomotor oder dergleichen steuerbar ist. Darüber hinaus kann diese Steuereinheit die Frequenz eines durch den Signalgenerator 11 ausgegebenen AC-Signals steuern oder einen Fehlfunktionsüberprüfungsprozess durchführen. Die Steuereinheit kann Ausrüstung neu starten, die sich bei Auftreten einer Fehlfunktion nicht automatisch wiederherstellt.
Erste Abwandlung der sechsten Ausführungsform
24 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer ersten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Die Signalerzeugungseinheit 10 dieser IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet einen Verstärker 31, der zwischen dem Signalgenerator 11 und dem Balun 30 angeordnet ist. Der Verstärker 31 und das Balun 30 sind durch ein Koaxialkabel 23 verbunden.
Der Verstärker 31 verstärkt ein Prüfsignal, das von dem Signalgenerator 11 erzeugt wird.
Es ist bevorzugt, den Verstärker 31 zu verwenden, wenn der Pegel eines Prüfsignals als elektromagnetisches Rauschen, das in die IC 51 eingespeist wird, schwach ist und eine Änderung der Ausgangsspannung und Frequenz des Signalgenerators 11 nicht zu einer Fehlfunktion der IC 51 führt.
Wenn der Gewinn des Verstärkers 31 fest ist, kann ein Dämpfungsglied zwischen dem Signalgenerator 11 und dem Verstärker 31 angeordnet sein. Die Ausgangsleistung des Verstärkers 31 weist eine Obergrenze auf und der Ausgang kann nahe der Obergrenze verzerrt sein. Somit ist es bevorzugt, die Ausgangswellenform des Verstärkers 31 mit einem Messinstrument, wie etwa einem Oszilloskop, einem Spektrumanalysator oder einem vektoriellen Netzwerkanalysator (VNA), separat zu messen. Wenn die Ausgangsspannung des Verstärkers 31 groß ist oder wenn der Ausgangsstrom des Verstärkers 31 groß ist, kann ein Koaxialkabel für große Spannung als das Koaxialkabel 23 zwischen dem Verstärker 31 und dem Balun 30 verwendet werden.
Zweite Abwandlung der sechsten Ausführungsform
25 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer zweiten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Die Signalerzeugungseinheit 10 dieser IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet einen ersten Verstärker 31, einen zweiten Verstärker 32, ein Koaxialkabel 24 und ein Koaxialkabel 25.
Der erste Verstärker 31 ist zwischen dem Balun 30 und einem Ende des ersten Koaxialkabels 21 angeordnet. Der erste Verstärker 31 verstärkt ein erstes AC-Signal, das von dem Balun 30 ausgegeben wird. Der zweite Verstärker 32 ist zwischen dem Balun 30 und einem Ende des zweiten Koaxialkabels 22 angeordnet. Der zweite Verstärker 32 verstärkt ein zweites AC-Signal, das von dem Balun 30 ausgegeben wird.
Das Balun 30 und der erste Verstärker 31 sind durch das Koaxialkabel 24 verbunden. Das Balun 30 und der zweite Verstärker 32 sind durch das Koaxialkabel 25 verbunden.
Da der erste Verstärker 31 und der zweite Verstärker 32 jeweils ein Signal mit einer Leistung verstärken, die durch das Balun 30 halbiert wird, sind der zulässige Wert der Ausgangsleistung des ersten Verstärkers 31 und des zweiten Verstärkers 32 und die zulässige Stehspannung und Strommenge des Baluns 30 nicht streng. Da es jedoch nötig ist, die Differenz zwischen der Phase eines Ausgangssignals des ersten Verstärkers 31 und der Phase eines Ausgangssignals des zweiten Verstärkers 32 anzupassen, ist eine Kalibrierung des ersten Verstärkers 31 und des zweiten Verstärkers 32 nötig.
Dritte Abwandlung der sechsten Ausführungsform
26 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung bei einer dritten Abwandlung der sechsten Ausführungsform veranschaulicht. Die Signalerzeugungseinheit 10 dieser IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet einen Richtkoppler 34, der zwischen dem Verstärker 31 und dem Balun 30 angeordnet ist. Der Richtkoppler 34 und das Balun 30 sind durch ein Koaxialkabel 26 verbunden.
Unter Verwendung des Richtkopplers 34 kann Rauschen unterdrückt werden, das in den Verstärker 31 und den Signalgenerator 11 fließt. Mit der Bereitstellung des Richtkopplers 34 scheint die Messinstrumenteseite eine hohe Impedanz für die Leiterplatte 50, die als ein zu prüfendes Ziel dient, und die IC 51 auf der Leiterplatte 50 zu sein. Infolgedessen kann eine IC-Rauschimmunität gemessen werden, ohne das Messsystem zu beeinflussen. Durch die Bereitstellung des Richtkopplers 34 können eine Verzerrung des Ausgangs des Verstärkers 31 und Bruch des Verstärkers 31 verhindert werden, selbst wenn ein starkes Signal in den Verstärker 31 eingegeben wird. Anstelle des Anordnens des Richtkopplers 34 zwischen dem Verstärker 31 und dem Balun 30 können die Richtkoppler 34 zwischen dem Balun 30 und der ersten Sonde 40 und zwischen dem Balun 30 und der zweiten Sonde 41 angeordnet sein, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen.
Wenn eine reflektierte Welle eines Signals, das sich auf einer Übertragungsleitung ausbreitet, groß ist, d. h., das SWV des Verbrauchers hoch ist oder die Rückflussdämpfung gering ist, wird eine synthetische Welle einer Wanderwelle und einer Reflexionswelle gemessen. In einem derartigen Fall kann der Richtungskoppler 34 verwendet werden, um ein Signal zu extrahieren, das nur der Wanderwellenleistung entspricht, oder um jeweilige Signale getrennt zu extrahieren, die der Wanderwellenleistung und der Reflexionswellenleistung entsprechen. Somit kann, selbst wenn eine Reflexionswelle vorliegt, Leistung zuverlässig gemessen werden.
Siebte Ausführungsform
27 ist eine Darstellung, die einen Teil einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der siebten Ausführungsform unterscheidet sich von der IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsformen dadurch, dass die erste Sonde 40 eine Kontaktsonde ist.
Die zweite Sonde 41 wird wie in der ersten Ausführungsform auf kontaktlose Weise an der IC 51 angeordnet.
Die erste Sonde 40 ist eine Koaxialsonde. Der Koaxialkern 44 der ersten Sonde 40 ist in Kontakt mit einem Masseanschluss 53 der IC 51 angeordnet.
Da der Außenleiter einer Sonde oder eines Referenzpotenzials mit dem Masseanschluss der IC 51 verbunden ist, breitet sich ein Signal herkömmlicherweise über die Masse mit einer niedrigen Impedanz aus.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Masseanschluss 53, da der Koaxialkern 44 der ersten Sonde 40 mit dem Masseanschluss 53 in Kontakt steht, mit einer niedrigen Impedanz von dem Außenleiter isoliert. Infolgedessen kann die Ausbreitung eines Signals über die Masse mit einer niedrigen Impedanz verhindert werden. Ferner ist es aufgrund des Innenwiderstands des Baluns 30 und des Signalgenerators 11 weniger wahrscheinlich, dass ein Signal über den Kern 44 fließt. Somit kann, selbst wenn der Koaxialkern 44 der ersten Sonde mit dem Masseanschluss der IC 51 in Kontakt gebracht wird, die Auswirkung auf den Betrieb des zu prüfenden Ziels verringert werden.
Die erste Sonde 40 wird mit dem Masseanschluss 53 in Kontakt gebracht, um Rauschen effizienter in die IC 51 im Vergleich dazu, wenn die erste Sonde 40 auf kontaktlose Weise an der IC 51 angeordnet ist, einzuspeisen. Weiterhin kann Rauschen in eine Rückkopplungsverdrahtung eingespeist werden, die derart ausgebildet ist, dass eine von zwei Verdrahtungen, die Differenzsignale übertragen, mit dem Masseanschluss der IC 51 verbunden ist und die andere der zwei Verdrahtungen, die Differenzsignale übertragen, nicht mit der IC 51 verbunden ist.
28 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, wenn Rauschen auf eine Leiterplatte 50 angewandt wird. Die Leiterplatte 50 ist ein flammhemmendes Substrat des Typs 4 (FR-4). Die charakteristische Impedanz der Leiterplatte 50 beträgt 50 Ω und das Dielektrikum beträgt 0,8 mm.
Das herkömmliche Ergebnis zeigt den Kopplungsgrad zwischen einer Koaxialsonde und einem Mikrostreifenleiter, wenn der Kern der Koaxialsonde auf kontaktlose Weise in einem Abstand von 60 µm von dem Mikrostreifenleiter angeordnet wird. Das Ergebnis der siebten Ausführungsform zeigt den Kopplungsgrad eines Mikrostreifenleiters für einen Differenzsignaleingang, wenn eine Kontaktsonde mit der GND-Fläche des Mikrostreifenleiters verbunden ist und der Kern einer Koaxialsonde auf kontaktlose Weise in einem Abstand von 60 µm von dem Mikrostreifenleiter angeordnet ist. Wie in 27 dargestellt, erhöht sich die Rauscheinspeisemenge in der siebten Ausführungsform von ungefähr 10 dB auf 40 dB bei 100 kHz bis 3 MHz. In der siebten Ausführungsform erhöht sich die Rauscheinspeisemenge von ungefähr 5 dB auf 10 dB bei 3 MHz bis 200 MHz.
29 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis, das bei Verwendung einer kontaktlosen Koaxialsonde (Sonde für elektrische Felder) erhalten wird, und ein Messergebnis, das bei Verwendung einer Magnetfeldsonde erhalten wird, veranschaulicht. Der Durchmesser der Magnetfeldsonde beträgt 10 mm. Die Ausrichtung der Magnetfeldsonde wurde in der Ausrichtung festgelegt, in welcher der Magnetfluss der Magnetfeldsonde am meisten zu dem Mikrostreifenleiter angeregt wurde. Wie in 28 dargestellt, beträgt der Kopplungsgrad zwischen dem Differenzsignal und dem Mikrostreifenleiter bei Verwendung einer Magnetfeldsonde bei bis zu 10 MHz ungefähr -60 dB. Wenn eine Magnetfeldsonde verwendet wird, kann der Kopplungsgrad um ungefähr 10 dB im Vergleich dazu, wenn eine Koaxialsonde verwendet wird, erhöht werden.
30 ist eine Darstellung, die ein Messergebnis einer Normalausgabe (1,35 V) und einer anormalen Ausgabe der IC 51 veranschaulicht, das erhalten wird, wenn Rauschen auf die Leistungsversorgung-IC 51 angewandt wird. Die Antriebsfrequenz der Leistungsversorgungs-IC 51 beträgt 650 kHz. Gemäß dem Verfahren in der siebten Ausführungsform wurde ein Signal von 10 V bei 650 kHz in ein Aktivierungssignal der Leistungsversorgungs-IC 51 eingespeist. Wie durch die Wellenformen in 30 dargestellt, ändert sich die Ausgabe der IC 51 zu einem Zeitpunkt der Anomalie auf 2,25 V oder 0,6 V.
31 ist eine Darstellung, die das Ergebnis zeigt, das erhalten wird, wenn ein Signal von 10 V in einen Rückkopplungsanschluss einer Leistungsversorgung-IC eingespeist wird. Die Antriebsfrequenz der Leistungsversorgungs-IC beträgt 650 kHz. Gemäß dem Verfahren in der vorliegenden Ausführungsform wurde ein Signal von 10 V bei 650 Hz in einen Rückkopplungsanschluss der Leistungsversorgungs-IC eingespeist.
Wie in 31 dargestellt, tritt ein Signal auf, das eine andere Frequenz als das eingespeiste Signal aufweist. Insbesondere erhöht sich das Rauschen bei 10 kHz bis 100 kHz um ungefähr 20 dB. Dadurch kann unbeabsichtigtes Rauschen in einem Zustand unmittelbar vor einer Fehlfunktion auftreten. Ein derartiges Rauschen kann bei einer IC, die Leistung zuführt, zu einer Fehlfunktion führen. Ein derartiges Problem kann durch die Verwendung der vorliegenden Ausführungsform gemindert werden.
Abwandlung der siebten Ausführungsform
32 ist eine Darstellung, welche die erste Sonde 40 bei einer ersten Abwandlung der siebten Ausführungsform veranschaulicht.
Die erste Sonde 40, bei der es sich um eine Koaxialsonde handelt, die mit dem Masseanschluss der IC 51 in Kontakt steht, beinhaltet eine Anpassungsschaltung Ma, wie etwa einen Kondensator, die an dem Spitzenende des Koaxialkerns 44 angebracht ist. Der Kondensator ist vorzugsweise ein Keramik-Vielschichtkondensator.
Die Anpassungsschaltung Ma stellt eine Impedanzanpassung zwischen der ersten Sonde 40 und dem Signalgenerator 11 bereit. Dadurch kann das Auftreten einer Reflexionswelle verhindert werden, selbst wenn der Signalgenerator 11, wie etwa ein Funktionsgenerator, der nur für 50-S2-Systeme verfügbar ist, verwendet wird.
Ferner ist es in einem Fall eines zu prüfenden Ziels, bei dem die Amplitude eines Ausgangssignals groß ist, weniger wahrscheinlich, dass eine DC-Komponente und eine Niederfrequenzkomponente des zu prüfenden Ziels in die erste Sonde 40 gemischt werden, wodurch verhindert wird, dass der Signalgenerator 11 aufgrund einer Überspannung eine Fehlfunktion aufweist oder zerstört wird.
Es kann nicht nur das Verfahren zum Anordnen der Anpassungsschaltung Ma in Reihe zwischen dem Spitzenende des Koaxialkerns 44 der ersten Sonde 40 und dem zu prüfenden Ziel, sondern auch das Verfahren zum parallelen Anordnen der Anpassungsschaltung Ma zwischen dem Spitzenende des Koaxialkerns 44 der ersten Sonde 40 und dem Außenleiter 49 verwendet werden.
Es ist bevorzugt, dass der Signalgenerator 11 unabhängig von der Impedanz auf der Seite der ersten Sonde 40 eine bipolare Leistungsversorgung verwendet, die imstande ist, ein Signal von 1 MHz oder mehr auszugeben. Da die Ausgangsfrequenz einer bipolaren Leistungsversorgung jedoch eine Obergrenze von ungefähr einigen 50 MHz aufweist, kann der vorstehende Funktionsgenerator, ein Leistungsverstärker oder dergleichen bei den höheren Frequenzen verwendet werden.
Achte Ausführungsform
33 ist eine Darstellung, die eine partielle Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer achten Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der achten Ausführungsform unterscheidet sich von der IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsformen dadurch, dass die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 Kontaktsonden sind.
Die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 sind jeweils eine Koaxialsonde. Der Koaxialkern 44 der ersten Sonde 40 ist in Kontakt mit einem ersten Anschluss der IC 51 angeordnet. Der Koaxialkern 45 der zweiten Sonde 41 ist in Kontakt mit einem zweiten Anschluss der IC 51 angeordnet.
In der achten Ausführungsform kann, da ein Referenzpotenzial der Signalerzeugungseinheit 10 und ein Referenzpotenzial der Leiterplatte 50 oder IC 51 als ein zu prüfendes Ziel nicht direkt verbunden sind, eine Fehlfunktion des zu prüfenden Ziels verringert werden, indem die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 in Kontakt gebracht werden.
Die Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der achten Ausführungsform ist besonders wirksam, wenn ein Differenzsignal gemessen wird. Mit anderen Worten kann eine Fehlfunktion der IC 51 bestimmt werden, indem der Koaxialkern 44 der ersten Sonde 40 und der Koaxialkern 45 der zweiten Sonde 41 mit Verdrahtung zum Übertragen eines Differenzsignals in Kontakt gebracht werden, um ein Differenzsignal in die IC 51 einzuspeisen. Das Differenzsignal ist dadurch gekennzeichnet, dass es gegenüber einer Kontaktsonde weniger anfällig ist. Es ist bevorzugt, dass zwei Kontaktsonden (die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41) gleiche Formen aufweisen und dass die elektrischen Längen von der Signalerzeugungseinheit 10 zu den Kontaktsonden gleich sind.
34 ist eine Darstellung, die das Messergebnis zu einer Fehlfunktionsbedingung zeigt, das erhalten wird, wenn Rauschen auf eine Differenzverdrahtung angewandt wird. Bei der verwendeten Differenzverdrahtung handelt es sich um eine Differenzverdrahtung eines PHY-Chips, der mit einem Ethernet-Kabel (eingetragenes Warenzeichen) verbunden ist. 34 gibt an, dass selbst ein geringer Anwendungspegel eine Fehlfunktion in einem bestimmten Frequenzband (20 MHz bis 60 MHz) verursacht.
Der Koaxialkern 44 der ersten Sonde 40 kann in Kontakt mit einer Verdrahtung auf der Leiterplatte 50 bei der IC 51 angeordnet sein, anstatt in Kontakt mit einem ersten Anschluss der IC 51 angeordnet zu sein. Der Koaxialkern 45 der zweiten Sonde 41 kann in Kontakt mit einer Verdrahtung auf der Leiterplatte 50 bei der IC 51 angeordnet sein, anstatt in Kontakt mit einem zweiten Anschluss der IC 51 angeordnet zu sein.
Abwandlung der achten Ausführungsform
Die erste Sonde 40 beinhaltet eine Anpassungsschaltung Ma, wie etwa einen Kondensator, die an dem Spitzenende des Koaxialkerns 44 auf die gleiche Weise wie bei der Abwandlung der siebten Ausführungsform angebracht ist. Die zweite Sonde 41 kann eine Anpassungsschaltung Ma, wie etwa einen Kondensator, beinhalten, die an dem Spitzenende des Koaxialkerns 44 angebracht ist.
Neunte Ausführungsform
35 ist eine Darstellung, die eine partielle Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer neunten Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der neunten Ausführungsform unterscheidet sich von der IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in den vorstehenden Ausführungsformen wie folgt.
In der neunten Ausführungsform sind die erste Sonde 40 und die zweite Sonde 41 jeweils eine Koaxialsonde. Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in der neunten Ausführungsform beinhaltet ein Verbindungskabel 80, das einen koaxialen Außenleiter der ersten Sonde 40 und einen koaxialen Außenleiter der zweiten Sonde 41 verbindet.
Wenn das erste Koaxialkabel 21 und das zweite Koaxialkabel 22 im Verhältnis zu den Wellenlängen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals lang sind, ändert sich die Impedanz an den Spitzenenden des ersten Koaxialkabels 21 und des zweiten Koaxialkabels 22, sodass sie eine Stehwelle in den Außenleitern bewirkt. Infolgedessen kann es unmöglich sein, bei einigen Frequenzen eine genaue Messung durchzuführen. Im vorliegenden Zusammenhang ist mit „das erste Koaxialkabel 21 und das zweite Koaxialkabel 22 im Verhältnis zu den Wellenlängen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals lang sind“ gemeint, dass sie um ungefähr 1/10 Wellenlänge oder mehr länger sind. Wenn die Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals 300 MHz beträgt, beträgt die Wellenlänge 1 m. Die Wellenlänge beträgt aufgrund der Wellenlängenverringerung durch das Dielektrikum der Leiterplatte 50 ungefähr 0,5 m und dann beträgt die 1/10 Wellenlänge ungefähr 5 cm.
Wenn die Koaxialkabel 21, 22 in Verhältnis zu der Wellenlänge kurz sind, weisen die Außenleiter durch den Signalgenerator 11 und das Balun 30 das gleiche Potenzial auf und tritt in den Außenleitern keine Stehwelle auf. Wenn die Koaxialkabel 21, 22 um 1/10 Wellenlänge oder mehr länger als die Wellenlänge sind, nimmt die Wirkung der Stehwelle zu. In einem solchen Fall kann ein Verbindungskabel 80 zum Verbinden der Außenleiter nahe der ersten Sonde 40 und der zweiten Sonde 41 bereitgestellt werden, um die Wirkung der Koaxialkabel 21, 22 zu verringern. Da sich die Restinduktivität des Verbindungskabels 80 selbst bei einigen Frequenzen auswirkt, ist es bevorzugt, dass das Verbindungskabel 80 dick und kurz ist. Ferner können die Außenleiter anstelle einer punktuellen Verbindung wie beim Verbindungskabel 80 miteinander verlötet sein, sodass eine Messung bei höheren Frequenzen möglich ist, ohne eine Stehwelle zu erzeugen.
Zehnte Ausführungsform
36 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer zehnten Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet eine Signalerzeugungseinheit 10, eine erste Sonde 40, zweiten Sonde 41a, 41b, eine Bestimmungsvorrichtung 70, ein erstes Koaxialkabel 21 und zweite Koaxialkabel 22a, 22b.
Die Signalerzeugungseinheit 10 gibt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus. Das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal können Differenzsignale sein.
Das erste Koaxialkabel 21 überträgt ein erstes AC-Signal.
Die zweiten Koaxialkabel 22a, 22b übertragen ein zweites AC-Signal.
Die erste Sonde 40 ist mit dem ersten Koaxialkabel 21 verbunden. Die erste Sonde 40 ist in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das erste AC-Signal in die IC 51 ein. Die erste Sonde 40 kann auf kontaktlose Weise an der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet sein.
Die zweite Sonde 41a ist mit dem zweiten Koaxialkabel 22a verbunden. Die zweite Sonde 41a ist in der Nähe der IC auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das zweite AC-Signal in die IC 51 ein. Die zweite Sonde 41b ist mit dem zweiten Koaxialkabel 22b verbunden. Die zweite Sonde 41b ist in der Nähe der IC auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das zweite AC-Signal in die IC 51 ein. Die zweiten Sonden 41a, 41b können auf kontaktlose Weise an der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet sein.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmt, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustands der IC 51 nach Einspeisung des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals. Beispielsweise kann die Bestimmungsvorrichtung 70 auf Grundlage eines Ausgangssignals von der IC 501 bestimmen, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt.
Die Signalerzeugungseinheit 10 beinhaltet den Signalgenerator 11, das Balun 30, den Verstärker 31 und einen Leistungsteiler 33. Da die charakteristische Impedanz der Sonde nicht immer 50 Ω beträgt, kann der Leistungsteiler 33 ein beliebiger Verteiler sein, der ein Signal oder eine Leistung mit hoher Frequenz verteilt, wie etwa ein Leistungsteiler oder ein Balun. Der Signalgenerator 11 erzeugt ein Prüfsignal, bei dem es sich um elektromagnetisches Rauschen handelt.
Das Balun 30 erzeugt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit gleicher Amplitude und einer Phasendifferenz von 180 Grad aus einem von dem Signalgenerator 11 erzeugten Prüfsignal. Der Port des Baluns 30, der das erste AC-Signal ausgibt, ist mit dem ersten Koaxialkabel 21 verbunden.
Der Verstärker 31 verstärkt das zweite AC-Signal.
Der Leistungsteiler 33 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 31 verbunden. Der Leistungsteiler 33 teilt den Ausgang des Verstärkers 31.
Zwei Ausgänge des Leistungsteilers 33 sind mit zweiten Koaxialkabeln 22a und 22b verbunden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann Rauschen gleichzeitig in eine Vielzahl von Punkten in einer IC eingespeist werden. Beispielsweise kann Rauschen gleichzeitig in Signale eines Operationsverstärkers und einer Leistungsversorgung eingespeist werden.
Wenn eine Signalleitung gegenüber Rauschen immun ist und eine Leistungsversorgungsleitung gegenüber Rauschen empfindlich ist, kann ein Verstärker unmittelbar vor der ersten Sonde 40 oder der zweiten Sonde 41a, 41b angeordnet sein, die in der Nähe der Signalleitung angeordnet ist. Ferner können die erste Sonde 40 und die zweiten Sonden 41a, 41b Kontaktsonden sein. Wenn zum Beispiel bekannt ist, dass eine interne Schaltung der IC 51 einen Komparator beinhaltet, kann eine Kontaktsonde an der Verdrahtung, die GND und ein Differenzsignal überträgt, angebracht sein und kann eine kontaktlose Sonde an der Leistungsversorgung angebracht sein.
Die erste Sonde 40 und die zweiten Sonden 41a, 41b können Stromsonden, Rogowskispulen oder dergleichen sein. Sämtliche der Sonden sind nicht unbedingt in der Nähe der IC 51 oder der Leiterplatte 50 angeordnet. Rauschen kann in ein Verbindungselement eingespeist werden, das mit der Leiterplatte 50 verbunden ist. Beispielsweise kann die IC 51 eine Vielzahl von Leistungsversorgungsanschlüssen mit gleichen Potenzialen aufweisen, um eine Stromkapazität sicherzustellen. In einem derartigen Fall kann die zweite Sonde 41a in der Nähe eines Leistungsversorgungsanschlusses der IC 51 angeordnet sein, kann die zweite Sonde 41b in der Nähe eines anderen Leistungsversorgungsanschlusses der IC 51 angeordnet sein und kann die erste Sonde 40 in der Nähe des Masseanschlusses der IC 51 angeordnet sein. Somit können Signale gleichzeitig in eine Vielzahl von Leistungsversorgungsanschlüssen eingespeist werden, wodurch Rauschen wirksam in die IC 51 eingespeist wird.
Elfte Ausführungsform
Die Messzeit sollte verringert werden, da es viele Messparameter gibt, wie etwa Frequenz, Amplitude und Kombinationen von IC-Anschlüssen. Der Großteil der Messzeit entfällt auf die Zeit zum Abtasten mit einer Sonde. In den vorstehenden Ausführungsformen werden zwei Sonden zur Anwendung von Rauschen und eine Sonde zur Signalerkennung verwendet und können die Sonden verschränkt sein, um eine automatische Messung zu verhindern.
In der vorliegenden Ausführungsform werden eine Sonde zum Anwenden von Rauschen und eine Sonde zum Erkennen eines Ausgangssignals im Voraus in der Nähe einer IC als zu prüfendes Ziel angeordnet und werden die Sonde zur Anwendung und die Sonde zur Erkennung mechanisch oder elektrisch geschaltet, um das vorstehende Problem zu lösen.
37 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung in einer elften Ausführungsform veranschaulicht.
Die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung beinhaltet die Signalerzeugungseinheit 10, eine Vielzahl von ersten Koaxialkabeln 21, eine Vielzahl von zweiten Koaxialkabeln 22, eine Vielzahl von dritten Koaxialkabeln 96, eine Vielzahl von ersten Sonden 40, eine Vielzahl von zweiten Sonden 41, eine Vielzahl von dritten Sonden 61, einen ersten Schalter 93, einen zweiten Schalter 94 und einen dritten Schalter 95.
Die Signalerzeugungseinheit 10 gibt ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen aus.
Das erste Koaxialkabel 21 überträgt ein erstes AC-Signal.
Das zweite Koaxialkabel 22 überträgt ein zweites AC-Signal.
Die erste Sonde 40 ist mit dem entsprechenden ersten Koaxialkabel 21 verbunden. Die erste Sonde 40 ist in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das erste AC-Signal in die IC 51 ein.
Die zweite Sonde 41 ist mit dem entsprechenden zweiten Koaxialkabel 22 verbunden. Die zweite Sonde 41 ist in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet und speist das zweite AC-Signal in die IC 51 ein.
Die dritte Sonde 61 ist in der Nähe der IC 51 auf der Leiterplatte 50 angeordnet und misst ein Ausgangssignal der IC 51.
Das dritte Koaxialkabel 96 ist mit der entsprechenden dritten Sonde 61 verbunden und überträgt ein Ausgangssignal der IC 51.
Die Bestimmungsvorrichtung 70 bestimmt, ob bei der IC 51 eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Ausgangssignals der IC 51, das von der dritten Sonde 61 nach Einspeisung des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals eingegeben wird.
Der erste Schalter 93 ist zwischen einer Vielzahl von ersten Koaxialkabeln 21 und der Signalerzeugungseinheit 10 bereitgestellt. Der erste Schalter 93 schaltet ein erstes Koaxialkabel 21 um, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit 10 verbunden ist.
Der zweite Schalter 94 ist zwischen einer Vielzahl von zweiten Koaxialkabeln 22 und der Signalerzeugungseinheit 10 bereitgestellt. Der erste Schalter 94 schaltet ein zweites Koaxialkabel 22 um, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit 10 verbunden ist.
Der dritte Schalter 95 ist zwischen einer Vielzahl von dritten Koaxialkabeln 96 und der Bestimmungsvorrichtung 70 bereitgestellt. Der dritte Schalter 95 schaltet ein drittes Koaxialkabel 96 um, sodass es mit der Bestimmungsvorrichtung 70 verbunden ist.
Die ersten Sonden 40, die zweiten Sonden 41 und die dritten Sonden 61 können entweder kontaktlose Sonden oder Kontaktsonden sein. Die ersten Sonden 40, die zweiten Sonden 41 und die dritten Sonden 61 können von der gleichen Art oder unterschiedlicher Art sein.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Schalter durch ein elektrisches Signal geschaltet, um auf eine zu verwendende Sonde umzuschalten, sodass die Erkennung der Rauschimmunität der IC 51 für eine kurze Zeit ausgeführt werden kann. Es ist möglich, die Möglichkeit, dass sich Sonden und Koaxialkabel durch das Abtasten mit einer Sonde verschränken, sodass der Roboterarm anhält oder bricht, und die Möglichkeit, dass die Sonde und das zu prüfende Ziel kurzgeschlossen werden, zu verringern. Insbesondere ist in einem Fall einer Koaxialsonde, bei der ein elektrisches Feld auf das Spitzenende konzentriert ist, die Interferenz zwischen einer Vielzahl von Koaxialsonden gering und kann eine genaue Messung durchgeführt werden, selbst wenn eine Vielzahl von Koaxialsonden dicht angeordnet ist, um mit den IC-Anschlüssen übereinzustimmen. Andererseits kommt es in einem Fall einer Schleifensonde, bei der ein Magnetfeld in einer Richtung orthogonal zu der Schleifenfläche der Sonde entsteht, wenn sich eine andere Schleifensonde in der Nähe befindet, zu Interferenz zwischen den Sonden, die es erschwert, Fehlfunktionseigenschaften zu erfassen. In einem solchen Fall kann die Interferenz verringert werden, indem der Abstand zwischen einer Vielzahl von Sonden vergrößert wird oder indem eine Vielzahl von Sonden derart angeordnet wird, dass die jeweiligen Schleifenflächen der Schleifensonden zueinander orthogonal sind. Daher sind Koaxialsonden zum Messen winziger ICs aus den vorstehend genannten Gründen bevorzugt. Wenn jedoch die Eigenschaften eines zu prüfenden Ziels unbekannt sind, ist es, beispielsweise um nach einem Anschluss zu suchen, der anfällig für eine Fehlfunktion ist, bevorzugt, eine Magnetfeldsonde zu verwenden, die imstande ist, eine grobe Position zu erfassen.
Um die Interferenz zwischen Sonden zu verringern, ist es bevorzugt, den Abstand zwischen dem Spitzenende jeder Sonde und dem zu prüfenden Ziel, anstelle des Abstands zwischen den Spitzenenden der Sonden zu verkleinern. Dabei kommt es wahrscheinlich zu einer parasitären Kapazität und einer Gegeninduktivität zwischen der Sonde und dem zu prüfenden Ziel. Infolgedessen kann die Menge, die in das zu prüfende Ziel eingespeist wird, im Vergleich zu der Menge eines Signals, das durch eine andere Sonde zu der Signalerzeugungseinheit 10 oder der Bestimmungsvorrichtung 70 zurückgeführt wird, erhöht werden.
Die Impedanz kann zudem unter Verwendung einer Vorrichtung gemessen werden, die einen ähnlichen Signalschalter aufweist. Hinsichtlich des Umschaltens zwischen einer Sonde für elektrische Felder und einer Magnetfeldsonde kann eine Messung ohne Ersetzen der Sonden durchgeführt werden, wobei ein externer Schalter verwendet wird, der aus einem Halbleiterelement ausgebildet ist, um die Spitzenenden der Sonden zu öffnen oder kurzzuschließen. Wenn jedoch ein externer Schalter verwendet wird, ist es notwendig, den Schalter so anzuordnen, dass sein Signal die Ausrüstung nicht beeinflusst.
Zur Anordnung unter Berücksichtigung des Richtfaktors der Sonde ist es bevorzugt, sie in der Ausrichtung, in welcher der Kopplungsgrad zwischen der Sonde und dem zu prüfenden Ziel maximal ist, auf die gleiche Weise wie in den vorstehenden Ausführungsformen anzuordnen.
Zwölfte Ausführungsform
In der vierten Ausführungsform ist es zum Durchführen des Verfahrens zum Messen der Innenimpedanz für die IC 51 nötig, die Sonde für elektrische Felder und die Magnetfeldsonde in dem zu prüfenden Ziel derselben Position anzuordnen. Wenn die Sonde für elektrische Felder und die Magnetfeldsonde jedoch physisch bewegt werden, ist die Zeit für die Bewegung erforderlich. Überdies sind, da die Größe des Spitzenendes der Sonde für elektrische Felder und die Größe des Spitzenendes der Magnetfeldsonde nicht immer gleich sind, diese Sonden nicht immer dazu in der Lage, an derselben Position angeordnet zu werden.
38 ist eine Darstellung, die eine Sonde für elektromagnetische Felder in einer zwölften Ausführungsform veranschaulicht.
Diese Sonde für elektromagnetische Felder wird zum Messen eines elektrischen Felds und eines Magnetfelds eines Anschlusses der IC 51 verwendet. Diese Sonde für elektromagnetische Felder ist eine Koaxialsonde, die den Außenleiter 49 und den Kern 44 aufweist.
Das Spitzenende des Kerns 45 und der Außenleiter 49 sind durch eine Diode D46 verbunden.
Eine Schalteinheit SW, wie etwa ein Schalter oder ein Duplexer, ist bereitgestellt, um zu schalten, ob eine DC-Spannung von einer DC-Leistungsversorgung, wie etwa einer Batterie, zwischen dem Spitzenende des Kerns 44 und dem Außenleiter 49 anzulegen ist. Wenn die Schalteinheit SW eingeschaltet ist, ist der Widerstand der Diode D46 gering und fungiert die Sonde für elektromagnetische Felder in 38 somit als Magnetfeldsonde. Wenn die Schalteinheit SW ausgeschaltet ist, ist der Widerstand der Diode D46 groß und fungiert die Sonde für elektromagnetische Felder in 38 somit als Sonde für elektrische Felder.
Ob die Sonde für elektromagnetische Felder als Sonde für elektrische Felder oder als Magnetfeldsonde zu betreiben ist, kann nur durch ein externes Signal elektrisch geschaltet werden, wodurch die Probleme, einschließlich der Zeit für die Bewegung und der Größen der Sonden, wie vorstehend beschrieben, gelöst werden. Bei der Impedanzmessung ist es äußerst bevorzugt, dass ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld gleichzeitig an derselben Position gemessen werden. Dies ist jedoch physisch unmöglich. Wenn die Signalrate jedoch zum Beispiel 1 MHz beträgt, wird ein Ein/Aus-Zustand unter Verwendung des vorstehenden Schalters oder der vorstehenden Diode bei 100 MHz geschaltet, wodurch ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld gemessen werden können, bevor sich die elektrischen Eigenschaften des zu prüfenden Ziels ändern. Bei einem einzigen Versuch kann sich der Messzeitpunkt jedoch mit dem Zeitpunkt überlappen, zu dem der Ein/Aus-Zustand des zu prüfenden Ziels geschaltet wird. Daher wird die Messung mehrmals durchgeführt und wird der Mittelwert statistisch oder nur dann bestimmt, wenn die gleichen Eigenschaften auftreten, wodurch ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld äquivalent an derselben Position gleichzeitig gemessen werden können.
Diese Sonde für elektromagnetische Felder kann als Sonde verwendet werden, die nicht nur Rauschen erkennt, sondern auch Rauschen auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform anwendet. In diesem Fall ist es bevorzugt, einen Duplexer, wie etwa ein Bias-Tee, zu verwenden, um ein DC-Signal mit einem Hochfrequenzsignal zu überlagern. Ferner kann eine passive Schaltung, wie etwa ein DC-Trennkondensator, verwendet werden, um eine DC-Komponente zur Eingabe in das Messinstrument zu entfernen.
Abwandlung der zwölften Ausführungsform
39 ist eine Darstellung, die eine Sonde für elektromagnetische Felder bei einer Abwandlung der zwölften Ausführungsform veranschaulicht.
Die Sonde für elektromagnetische Felder beinhaltet bei dieser Abwandlung einen Reedschalter 48 anstelle der Diode D46 und einen Magneten MG zum Steuern des Reedschalters 48.
Beispielsweise ist der Magnet MG ein Dauermagnet. Das Öffnen/Schließen des Reedschalters 48 kann geschaltet werden, indem der Dauermagnet näher zu dem oder weg von dem Reedschalter 48 gebracht wird.
Alternativ ist der Magnet MG ein Elektromagnet. Der Elektromagnet ist in der Nähe des Reedschalters 48 angeordnet und das Öffnen/Schließen des Reedschalters 48 kann durch Einspeisen von Strom in den Elektromagneten geschaltet werden. Die Sonde für elektromagnetische Felder wurde vorstehend als Erkennungssonde zum Erkennen eines elektrischen Felds und eines Magnetfelds beschrieben. Sie kann jedoch als Sonde zur Anwendung von Rauschen auf ein zu prüfendes Ziel verwendet werden, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Dreizehnte Ausführungsform
Die vorliegende Ausführungsform betrifft die Verwendung in einer tatsächlichen elektronischen Ausrüstung. Die vorstehenden Ausführungsformen betreffen allgemeine IC-Bewertungsverfahren, wohingegen das Verfahren in der vorliegenden Ausführungsform wirksam verwendet werden kann, wenn eine konkrete Rauschquelle vorhersagbar ist. Konkrete Beispiele sind nachfolgend aufgeführt.
Zu Prüfungen, die eine tatsächliche Anwendungsumgebung nachahmen, gehören Prüfungen zur elektrostatischen Entladung (ESD-Prüfungen) zur Verwendung im Bereich elektromagnetischer Verträglichkeit (EMV), Prüfungen mit schnellen transienten elektrischen Störgrößen/Bursts (EFT/B-Prüfungen) und Prüfungen mit Blitzstoßströmen. Da die Ausgangswellenform eines solchen Prüfgeräts, das als Rauschquelle dient, durch ein Oszilloskop oder dergleichen gemessen werden kann, können die Frequenzeigenschaften der Rauschquelle erfasst werden. Die Ausbreitung von der Rauschquelle zu einer gewünschten IC erfolgt über einen Leitungs- oder räumlichen Ausbreitungsweg oder beides.
Wenn die Rauschquelle bekannt ist, sind die Frequenzeigenschaften der Rauschimmunität der IC durch die Verfahren bekannt, die in der ersten bis zwölften Ausführungsform beschrieben sind. Daher können, wenn die Ausbreitung von der Rauschquelle zu der IC vorhergesagt werden kann, die Frequenzeigenschaften des auf die IC angewandten Rauschens erfasst werden.
Die Ausbreitungseigenschaften von der Rauschquelle zu einem gewünschten IC-Anschluss, insbesondere S-Parameter, können unter Verwendung eines Simulators für elektromagnetische Felder, wie etwa HFSS von der Ansys, Inc. oder CST Studo von CST, berechnet werden.
Ferner können genauere Ausbreitungseigenschaften erfasst werden, indem die Innenimpedanz jedes Anschlusses der IC erfasst wird, wie in der dritten Ausführungsform beschrieben. Dann können die an die IC angelegte Spannung und Leistung geschätzt werden, indem die Frequenzeigenschaften der Rauschquelle als ein Eingangssignal und die Frequenzeigenschaften des Ausbreitungswegs kombiniert werden.
Konkret können die Ausbreitungseigenschaften von einer signalerzeugenden Vorrichtung, die Rauschen erzeugt, zu einem Anschluss mit einer Fehlfunktion durch Koppeln von S-Parametern geschätzt werden, die durch einen Simulator für elektromagnetische Felder oder durch tatsächliche Messung mit einem Flussdiagramm (oder Signalflussdiagramm) von S-Parametern berechnet werden. Dieses Verfahren ist als ein Verfahren bekannt, das Verstärkungs- und Dämpfungseigenschaften jeder einzelnen Komponente in Form eines Pegeldiagramms bei der Ausgestaltung von Funkgeräten oder dergleichen kombiniert. Das vorliegende Verfahren ist ein erweitertes für das Pegeldiagramm bei der Ausgestaltung von Funkgeräten. Insbesondere wird dieses Verfahren in der vorliegenden Ausführungsform als Rauschpegeldiagramm bezeichnet, da jede Anwendung (zum Beispiel eine Komponente, in die eine Rauschanwendungsvorrichtung integriert ist, oder eine Leiterplatte, auf die Rauschen angewandt wird) die Amplitudeneigenschaften und die Phaseneigenschaften der Frequenz aufweist und nur mit den Dämpfungseigenschaften ohne Verstärkung ausgebildet wird. In dem Rauschpegeldiagramm ist es im Gegensatz zu der Ausgestaltung von Funkgeräten notwendig, die Ausbreitungsverzögerungszeit für jede Frequenz und die Reflexions- und Übertragungseigenschaften an einem Kopplungsteilbereich von Komponenten zu berücksichtigen, und ist es somit wichtig, die Phaseneigenschaften in die Kopplung einzubeziehen. Die Frequenzeigenschaften des Rauschpegels, der auf einen Anschluss der IC mit einer Fehlfunktion angewandt wird, können durch Koppeln dieses Rauschpegeldiagramms mit den Frequenzeigenschaften des Signalpegels des Signalgenerators geschätzt werden. Ferner kann das Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Fehlfunktion bestimmt werden, indem die Frequenzeigenschaften des auf den Anschluss der IC angewandten Rauschpegels mit den Fehlfunktionsfrequenzeigenschaften des Rauschens verglichen werden, die in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben sind.
EMS, d. h. Rauschimmunität, kann bei einer Ausgestaltung mit Front-Loading ohne einen Prototyp einer Fehlfunktion einer IC genau vorhergesagt werden, indem das Bewertungsergebnis unter Verwendung der an die IC angelegten Spannung und Leistung und der in der ersten bis zwölften Ausführungsform beschriebenen IC-Rauschimmunitätsbewertungsvorrichtung verglichen werden.
Konkret wird als ein Beispiel, das eine EMS-Ausgestaltung erfordert, die in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Technik in elektronischer Ausrüstung verwendet, die für Personen zugänglich ist, wie etwa einer Aufzugbedientafel mit einem Tastfeld und Tasten, einer Bedienvorrichtung für FA-Ausrüstung, einer elektronischen Ausrüstung mit einem Tastfeld, wie etwa einem Smartphone, um eine Ausgestaltung zu erzielen, die eine Fehlfunktion und Zerstörung verhindern kann.
An Orten, an denen Ausrüstung, die eine Umgebung mit elektromagnetischem Rauschen stört, in umliegenden oder nahegelegenen Kabeln fließt, wie etwa Kraftwerken oder Fabriken, wird elektromagnetisches Rauschen aufgrund magnetischer Kopplung in ein in der vorliegenden Ausführungsform beschriebenes Kommunikationskabel gemischt und durch eine Systemleistungsquelle in ein Leistungsversorgungskabel gemischt. In einem solchen Fall ermöglicht das in der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Verfahren eine Ausgestaltung, bei der Rauscheffekte auf ICs in einer Auslegungsphase minimiert werden. Falls erforderlich, kann ein Weg zum Freisetzen von Rauschen durch Anordnen einer elektromagnetischen Abschirmung, eines Varistors, eines Ableiters oder eines Erdungskondensators bereitgestellt werden. Bei Kraftwerken oder Fabriken sind eine vorübergehende Unterbrechung und Fehlfunktion verheerend und ist das Ausgestaltungsverfahren gemäß der vorliegenden Technik hochwirksam.
Ferner verursacht in der Raumfahrtindustrie, Militärindustrie, Automobilindustrie (insbesondere bei automatischer Unterstützung oder autonomem Fahren), die einen autonomen Betrieb beinhalten, eine Störung und dergleichen eine Fehlfunktion oder Zerstörung von Ausrüstung. Die menschliche Beurteilung funktioniert nicht sofort, was möglicherweise zu verheerenden Folgen führt. Durch Anwenden der vorliegenden Technik kann elektronische Ausrüstung, die gegenüber Störungen immun ist, hergestellt werden, sodass das vorstehend beschriebene Problem weniger wahrscheinlich auftritt.
Darüber hinaus sollte zum Beispiel bei Ausrüstung zur Verwendung durch Verbraucher, wie etwa Klimaanlagen die Zerstörung von Ausrüstung durch ausgelöste Blitze verringert werden. Der Großteil der Zerstörung durch ausgelöste Blitze ist darauf zurückzuführen, dass Blitze zum Beispiel zu benachbarten Übertragungsleitungen ausgelöst werden. Somit wird über eine Leistungsversorgungsleitung ein Weg erzeugt, in den Rauschen gemischt wird, das durch ausgelöste Blitz entsteht. Idealerweise wird Strom durch einen Erdungskondensator oder dergleichen in die Erde eingespeist, bevor Rauschen in die Ausrüstung gemischt wird. Es ist jedoch unmöglich, alles in den Boden einzuspeisen, da Blitz ebenfalls ein AC-Signal ist und durch Restinduktivität beeinflusst wird. Daher wird ein Teil in das Innere der Ausrüstung gemischt. Die vorliegende Technik kann einen solchen Weg vor Herstellung eines Prototyps vorhersagen.
Es stellt ein gutes Verfahren dar, Rauschimmunität durch die vorliegende Technik zu bewerten und Immunität gegenüber Störrauschen bei einem Halbleiterelement selbst zu verbessern. Insbesondere werden die Antwortkennlinie und dergleichen in ein Datenblatt oder dergleichen eingetragen und mit Entwicklern von Leiterplatten geteilt, um eine problemlosere Entwicklung zu ermöglichen.
Die Entwickler von Leiterplatten, die das Ergebnis der Bewertung durch die vorliegende Technik erhalten, können die Auswahl einer für Rauschen anfälligen IC vermeiden. Ferner stellt es ein wünschenswertes Auslegungsverfahren dar, den Grad der Auswirkung von Störrauschen bei jedem IC-Anschluss in einem Schaltplan anzufügen. Insbesondere lassen sich mögliche EMS-Probleme, die nach der Ausgestaltung auftreten können, minimieren, indem die Bänder mit geringer Rauschimmunität beschrieben werden, bei denen Vorsicht vor Rauschen erforderlich ist, und eine Beschreibung bereitgestellt wird, auf das Hinzufügen von Rauschfilterkomponenten und das Routen von Verdrahtung zu achten.
Vierzehnte Ausführungsform.
Es werden ein konkretes Berechnungsverfahren zum Schätzen von Impedanz unter Verwendung des Messergebnisses eines elektrischen Felds und eines Magnetfelds auf kontaktlose Weise, das in der dritten Ausführungsform beschrieben wurde, und das Ergebnis der Berechnung des Messergebnisses unter Verwendung des Verfahrens beschrieben. Die Messung wurde unter einer Bedingung durchgeführt, bei der die Impedanz bekanntlich das Bewertungsergebnis zeigt. Konkret wurde ein Signalgenerator (konkret ein vektorieller Netzwerkanalysator) mit einem Ende eines Mikrostreifenleiters mit einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω unter Verwendung eines FR-4-Substrats mit einer Dicke des Dielektrikums von 0,8 mm verbunden. Ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld wurden gemessen, als der Abschluss offen war und wenn er kurzgeschlossen war. Konkret wurden ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld mit unterschiedlichen Ports des vektoriellen Netzwerkanalysators gemessen.
Zur Impedanzschätzung kann ein Verfahren zum einfachen Bestimmen eines Verhältnisses zwischen einem elektrischen Feld und Magnetfeld in Betracht gezogen werden. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Schätzgenauigkeit bei diesem Verfahren gering ist. Dann wird in der vorliegenden Ausführungsform das Verhältnis zwischen dem elektrischen Feld und dem Magnetfeld durch einen Korrekturkoeffizienten kalibriert, der unter Verwendung einer bekannten Impedanz Z0 berechnet wird. Konkret gilt die folgende Gleichung, bei der die Frequenzeigenschaften einer Empfangsspannung der Sonde für elektrische Felder V1(f) sind und die Frequenzeigenschaften der Empfangsspannung der Magnetfeldsonde V2(f) sind. $V1 (f) = α1 (f) \times E (f)$
$V2 (f) = α2 (f) \times E (f)$
Die zu schätzende Impedanz Z(f) wird durch die folgende Gleichung wiedergegeben. α1(f), α2(f) und β(f) sind komplexe Koeffizienten in Abhängigkeit der Frequenz. α1(f) und α2(f) sind bekannte komplexe Koeffizienten. β(f) ein unbekannter komplexer Korrekturkoeffizient.
[Nummer 1] $Z (f) = \frac{E (f)}{H (f)} = \frac{α_{1} (f) V_{1} (f)}{α_{2} (f) V_{2} (f)} = β (f) \frac{V_{1} (f)}{V_{2} (f)}$
Der unbekannte komplexe Korrekturkoeffizient β(f) kann durch das bekannte Impedanzelement Z0 [Ω] berechnet werden. Konkret wird β(f) durch die folgende Gleichung berechnet. Wenn das elektrische Feld E(f) und das Magnetfeld H(f) gemessen werden, um den komplexen Korrekturkoeffizienten β(f) festzustellen, ist es bevorzugt, die Positionsbeziehung zwischen der Sonde für elektrische Felder und dem zu prüfenden Ziel und die Positionsbeziehung zwischen der Magnetfeldsonde und dem zu prüfenden Ziel festzulegen.
[Nummer 2] $β (f) = 20 {log}_{10} (Z_{0} \times 10^{V_{2} (f)}) - V_{1} (f)$
40 ist eine Darstellung, die ein Schätzergebnis einer Innenimpedanz Z(f) in einer vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.
40 veranschaulicht das Ergebnis der Berechnung der Innenimpedanz Z(f) unter Verwendung des komplexen Korrekturkoeffizienten β(f), der unter Verwendung eines Eingangsanschlusses mit bekannter Impedanz Z0=50 Ω berechnet wurde. Bei 100 kHz bis 100 MHz beträgt die Innenimpedanz Z(f) unter einer Kurzschlussbedingung ungefähr 1 Ω und beträgt die Innenimpedanz Z(f) unter einer offenen Bedingung ungefähr 1 kΩ.
41 ist eine Darstellung, welche die Frequenzeigenschaften eines Schätzwerts einer Innenimpedanz Z(f) für einen 50-Ω-Anschlusswiderstand darstellt, wenn eine Kalibrierung durch einen komplexen Korrekturkoeffizienten β(f) gemäß der vierzehnten Ausführungsform durchgeführt wird und wenn keine Kalibrierung durchgeführt wird.
Wenn eine Kalibrierung durchgeführt wird, ist die Innenimpedanz Z(f) ein konstanter Wert (50 Ω). Wenn keine Kalibrierung durchgeführt wird, das heißt, wenn die Innenimpedanz Z(f) einfach unter Verwendung des Verhältnisses zwischen elektrischem Feld und Magnetfeld berechnet wird, ist die Innenimpedanz Z(f) kein konstanter Wert (50 Ω). Im vorliegenden Fall wurden 50 Ω als die bekannte Impedanz Z0 verwendet. Die Schätzgenauigkeit der Innenimpedanz Z(f) des zu prüfenden Eingangsanschlusses lässt sich jedoch verbessern, indem die bekannte Impedanz Z0 verwendet wird, die vermutlich nahe der Impedanz Z(f) des zu prüfenden Eingangsanschlusses liegt.
Die Kalibrierung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist dahingehend vorteilhaft, dass eine Phasenkomponente verwendet werden kann. Da die Phasenkomponente in einem Frequenzband eine Zeitdifferenz in einem Zeitbereich angibt, kann eine zeitliche Impedanzänderung gemessen werden, was mit herkömmlichen Techniken, bei denen keine Kalibrierung verwendet wird, nicht möglich ist, indem eine Phasenkomponente eingeschlossen wird. Somit kann die Innenimpedanz bei einem ein- und ausgeschalteten Leistungshalbleiterelements, das eine Art von ICs ist und sich in einem transienten Zustand befindet, auf kontaktlose Weise geschätzt werden. Infolgedessen ist eine genaue Ausgestaltung bei einer Schaltungssimulation in einer frühen Auslegungsphase möglich.
42 ist ein Ablaufdiagramm, das den Ablauf eines Verfahrens zum Messen einer Innenimpedanz in der vierzehnten Ausführungsform veranschaulicht.
Bei Schritt S501 wird eine Sonde für elektrische Felder in der Nähe eines Eingangsanschlusses PI(0) mit bekannter Impedanz Z0 der IC 51 in einem Betriebszustand angeordnet und wird das durch den Eingangsanschluss PI mit bekannter Impedanz Z0 erzeugte elektrische Feld E(f) unter Verwendung der Sonde für elektrische Felder auf kontaktlose Weise gemessen.
Bei Schritt S502 wird eine Magnetfeldsonde an der gleichen Stelle angeordnet wie die Stelle, an der die Sonde für elektrische Felder angeordnet ist, und wird ein durch den Eingangsanschluss PI(0) mit bekannter Impedanz Z0 erzeugtes Magnetfeld H durch die Magnetfeldsonde auf kontaktlose Weise gemessen.
Bei Schritt S503 berechnet die Bestimmungsvorrichtung 70 die Spannung V1(f) gemäß Gleichung (2) anhand des bei Schritt S501 gemessenen elektrischen Felds E(f). Die Bestimmungsvorrichtung 70 berechnet die Spannung V2(f) gemäß der Gleichung (3) anhand des bei Schritt S502 gemessenen Magnetfelds H(f). Die Bestimmungsvorrichtung 70 berechnet den komplexen Korrekturkoeffizienten β(f) gemäß Gleichung (5) anhand der berechneten V1(f) und V2(f) und der bekannten Impedanz Z0.
Bei Schritt S504 wird eine Sonde für elektrische Felder in der Nähe des zu prüfenden Eingangsanschlusses PI der IC 51 in dem Betriebszustand angeordnet und wird das durch den zu prüfenden Eingangsanschluss PI erzeugte elektrische Feld E auf kontaktlose Weise durch die Sonde für elektrische Felder gemessen.
Bei Schritt S505 wird eine Magnetfeldsonde an der gleichen Stelle angeordnet wie die Stelle, an der die Sonde für elektrische Felder angeordnet ist, und wird ein durch den zu prüfenden Eingangsanschluss PI erzeugtes Magnetfeld H(f) durch die Magnetfeldsonde auf kontaktlose Weise gemessen.
Bei Schritt S503 berechnet die Bestimmungsvorrichtung 70 die Spannung V1(f) gemäß Gleichung (2) anhand des bei Schritt S504 gemessenen elektrischen Felds E(f). Die Bestimmungsvorrichtung 70 berechnet die Spannung V2(f) gemäß der Gleichung (3) anhand des bei Schritt S505 gemessenen Magnetfelds H(f). Die Bestimmungsvorrichtung 70 berechnet die Innenimpedanz des zu prüfenden Eingangsanschlusses PI gemäß Gleichung (4) unter Verwendung der berechneten V 1 (f) und V2(f) und des komplexen Korrekturkoeffizienten β(f), die bei Schritt S503 gemessen wurden.
Hier offenbarte Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu verstehen. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist nicht in der vorstehenden Beschreibung, sondern in den Ansprüchen dargestellt, und es ist beabsichtigt, dass sämtliche Abwandlungen, die unter die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, hier eingeschlossen sind.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 Signalerzeugungseinheit, 11 Signalgenerator, 20, 21, 22, 22a, 22b, 23, 24, 25, 26, 96 Koaxialkabel, 30 Balun, 31, 32 Verstärker, 33 Leistungsteiler, 34 Richtkoppler, 40, 41, 41a, 41b, 61 Sonde, 44, 45 Kern, 48 Reedschalter, 49 Außenleiter, 50 Leiterplatte, 51 IC, 53 Masseanschluss, 54 erster mit Rauschen beaufschlagter Teilbereich, 55 zweiter mit Rauschen beaufschlagter Teilbereich, 60 Messkabel, 70 Bestimmungsvorrichtung, 71 Messeinheit, 72 Recheneinheit, 73 Anzeigeeinheit, 80 Verbindungskabel, 91 Temperaturdetektor, 92 Antenne, 93 erster Schalter, 94 zweiter Schalter, 95 dritter Schalter, C42, C43 Kondensator, D46 Diode, Ma Anpassungsschaltung, P1, P2 Ausgangsport, SW Schalteinheit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 202030073 [0010]

Claims

IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, umfassend: eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen als Rauschen auszugeben; ein erstes Koaxialkabel, um das erste AC-Signal zu übertragen; ein zweites Koaxialkabel, um das zweite AC-Signal zu übertragen; eine erste Sonde, die mit einem Ende gegenüber der Signalerzeugungseinheit in dem ersten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe einer IC auf einer Leiterplatte angeordnet ist; eine zweite Sonde, die mit einem Ende gegenüber der Signalerzeugungseinheit in dem zweiten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe der IC angeordnet ist; und eine Bestimmungsvorrichtung, um auf Grundlage eines Betriebszustands der IC oder einer die IC aufweisenden Vorrichtung nach Anlegen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals zu bestimmen, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal 180 Grad beträgt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Phasendifferenz zwischen dem ersten AC-Signal und dem zweiten AC-Signal 120 Grad beträgt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungsvorrichtung auf Grundlage eines Ausgangssignals der IC oder einer IC, die sich von der IC unterscheidet und mit der IC verbunden ist, bestimmt, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Temperaturdetektor, um eine Temperatur der IC zu erkennen, wobei die Bestimmungsvorrichtung auf Grundlage einer Temperaturänderung der IC oder einer IC, die sich von der IC unterscheidet und mit der IC verbunden ist, bestimmt, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Antenne, um eine von der IC ausgegebene elektromagnetische Welle zu erkennen, wobei die Bestimmungsvorrichtung auf Grundlage einer Änderung einer Empfangsspannung an der Antenne bei einem anderen Frequenzband als einem Frequenzband des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals bestimmt, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungseinheit Folgendes beinhaltet: einen Signalgenerator, um ein Prüfsignal zu erzeugen, und einen Signalverteiler, um aus dem Prüfsignal das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal mit gleichen Amplituden und einer Phasendifferenz von 180 Grad zu erzeugen.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Signalerzeugungseinheit ferner einen Verstärker beinhaltet, der zwischen dem Signalgenerator und dem Signalverteiler angeordnet ist, um das durch den Signalgenerator erzeugte Prüfsignal zu verstärken.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Signalerzeugungseinheit ferner einen Richtkoppler beinhaltet, der zwischen dem Verstärker und dem Signalverteiler oder zwischen dem Signalverteiler und jeder von der ersten Sonde und der zweiten Sonde angeordnet ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Signalerzeugungseinheit ferner Folgendes beinhaltet: einen ersten Verstärker, der zwischen dem Signalverteiler und einem Ende des ersten Koaxialkabels angeordnet ist, um das von dem Signalverteiler ausgegebene erste AC-Signal zu verstärken, und einen zweiten Verstärker, der zwischen dem Signalverteiler und einem Ende des zweiten Koaxialkabels angeordnet ist, um das von dem Signalverteiler ausgegebene zweite AC-Signal zu verstärken.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Anschluss, an den das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal angelegt werden, ein Signaleingangsanschluss oder ein Signaleingangs-/-ausgangsanschluss der IC ist und ein Anschluss, an dem ein Ausgangssignal von der IC beobachtet wird, ein Signalausgangsanschluss oder ein Signaleingangs-/-ausgangsanschluss der IC ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Sonde und die zweite Sonde auf kontaktlose Weise an der IC angeordnet sind.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Sonde eine Koaxialsonde ist, ein Koaxialkern der Koaxialsonde in Kontakt mit einem Masseanschluss der IC angeordnet ist und die zweite Sonde auf kontaktlose Weise an der IC angeordnet ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Sonde und die zweite Sonde jeweils eine Koaxialsonde sind, ein Koaxialkern der ersten Sonde in Kontakt mit einem ersten Anschluss der IC angeordnet ist und ein Koaxialkern der zweiten Sonde in Kontakt mit einem zweiten Anschluss der IC angeordnet ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, ferner umfassend eine Anpassungsschaltung, die an einem Spitzenende der Koaxialsonde angebracht ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Sonde und die zweite Sonde jeweils eine Koaxialsonde sind und die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung ferner ein Kabel umfasst, um einen koaxialen Außenleiter der ersten Sonde und einen koaxialen Außenleiter der zweiten Sonde zu verbinden.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Signalerzeugungseinheit Folgendes beinhaltet: einen Signalgenerator, um ein Prüfsignal zu erzeugen, einen ersten Signalverteiler, um das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal mit gleichen Amplituden und einer Phasendifferenz von 180 Grad aus dem Prüfsignal auszugeben, einen Verstärker, um das zweite AC-Signal zu verstärken, und einen zweiten Signalverteiler, der mit einem Ausgang des Verstärkers verbunden ist, die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung Folgendes umfasst: zwei zweite Koaxialkabel, die mit einem Ausgang des zweiten Signalverteilers verbunden sind; und zwei zweite Sonden, die jeweils mit einem entsprechenden zweiten Koaxialkabel verbunden sind.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Sonde für elektromagnetische Felder, um ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld eines Anschlusses der IC zu messen, wobei die Sonde für elektromagnetische Felder eine Koaxialsonde ist, die einen Außenleiter und einen Kern aufweist, ein Spitzenende des Kerns und des Außenleiters durch eine Diode verbunden sind und die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung ferner eine Schalteinheit umfasst, um einen Ein/Aus-Zustand der Anlegung einer DC-Spannung zwischen dem Spitzenende des Kerns und dem Außenleiter zu steuern.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Sonde für elektromagnetische Felder, um ein elektrisches Feld und ein Magnetfeld eines Anschlusses der IC zu messen, wobei die Sonde für elektromagnetische Felder eine Koaxialsonde ist, die einen Außenleiter und einen Kern aufweist, ein Spitzenende des Kerns und des Außenleiters durch einen Reedschalter verbunden sind und die IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung ferner einen Magneten umfasst, um den Reedschalter zu steuern.
IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, umfassend: eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen auszugeben; eine Vielzahl von ersten Koaxialkabeln, die jeweils das erste AC-Signal übertragen; eine Vielzahl von zweiten Koaxialkabeln, die jeweils das zweite AC-Signal übertragen; eine Vielzahl von ersten Sonden, die jeweils mit einem entsprechenden ersten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe einer IC auf einer Leiterplatte angeordnet sind, um das erste AC-Signal an die IC anzulegen; eine Vielzahl von zweiten Sonden, die jeweils mit einem entsprechenden zweiten Koaxialkabel verbunden und in der Nähe der IC angeordnet sind, um das zweite AC-Signal an die IC anzulegen; eine Vielzahl von dritten Sonden, die jeweils in der Nähe der IC angeordnet sind, um ein Ausgangssignal der IC zu messen; eine Vielzahl von dritten Koaxialkabeln, die jeweils mit einer entsprechenden dritten Sonde verbunden sind, um ein Ausgangssignal der IC zu übertragen; eine Bestimmungsvorrichtung, um auf Grundlage eines Ausgangssignals des IC-Eingangs von der dritten Sonde nach Anlegen des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals zu bestimmen, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt; einen ersten Schalter, der zwischen den ersten Koaxialkabeln und der Signalerzeugungseinheit bereitgestellt ist, um eines der ersten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit verbunden ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den zweiten Koaxialkabeln und der Signalerzeugungseinheit bereitgestellt ist, um eines der zweiten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Signalerzeugungseinheit verbunden ist; und einen dritten Schalter, der zwischen den dritten Koaxialkabeln und der Bestimmungsvorrichtung bereitgestellt ist, um eines der dritten Koaxialkabel umzuschalten, sodass es mit der Bestimmungsvorrichtung verbunden ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren in einer IC-Rauschimmunitätserkennungsvorrichtung, umfassend eine Signalerzeugungseinheit, um ein erstes AC-Signal und ein zweites AC-Signal mit unterschiedlichen Phasen auszugeben, ein erstes Koaxialkabel, um das erste AC-Signal zu übertragen, ein zweites Koaxialkabel, um das zweite AC-Signal zu übertragen, eine erste Sonde, die mit dem ersten Koaxialkabel verbunden ist, eine zweite Sonde, die mit dem zweiten Koaxialkabel verbunden ist, und eine Bestimmungsvorrichtung, wobei das IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen der ersten Sonde und der zweiten Sonde in der Nähe der IC; Ausgeben, durch die Signalerzeugungseinheit, des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals; und Bestimmen, durch die Bestimmungsvorrichtung, ob bei der IC eine Fehlfunktion vorliegt, auf Grundlage eines Zustands der IC oder einer die IC aufweisenden Leiterplatte oder einer anderen Leiterplatte, die mit der die IC aufweisenden Leiterplatte verbunden ist.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren nach Anspruch 21, wobei die Signalerzeugungseinheit eine Vorrichtung ist, die imstande ist, eine bestimmte Frequenz selektiv auszugeben, und der Schritt des Ausgebens einen Schritt zum Ausgeben, durch die Signalerzeugungseinheit, des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals mit 10 Perioden oder mehr pro Bandbreite beinhaltet.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren nach Anspruch 21, ferner umfassend die Schritte: Ändern einer Frequenz und Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals, die von der Signalerzeugungseinheit ausgegeben werden; und Erstellen einer Antwortkennlinie, die ein Ausgangssignal der IC bei einer Kombination aus einer Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals und einer Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals angibt.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend einen Schritt zum Ändern eines Anschlusses der IC, an den das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal angelegt werden, wobei der Schritt des Erstellens einer Antwortkennlinie einen Schritt zum Erstellen einer Antwortkennlinie, die ein Ausgangssignal der IC bei einer Kombination eines Anschlusses oder zwischen Anschlüssen der IC angibt, der Frequenz des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals und der Amplitude des ersten AC-Signals und des zweiten AC-Signals beinhaltet.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren nach Anspruch 23 oder 24, wobei das erste AC-Signal und das zweite AC-Signal, die von der Signalerzeugungseinheit ausgegeben werden, eine Bandbreite von mindestens 1 kHz aufweisen.
IC-Rauschimmunitätserkennungsverfahren nach Anspruch 23, ferner umfassend die Schritte: Erstellen einer Antwortkennlinie für eine erste IC; Erstellen einer Antwortkennlinie für eine zweite IC, die mit der ersten IC verbunden ist; Extrahieren einer Kombination aus Frequenz und Amplitude, die als Fehlfunktionsbedingung in der Antwortkennlinie für die zweite IC dient; Spezifizieren einer Kombination aus Frequenz und Amplitude in der Antwortkennlinie für die erste IC eines Ausgangssignals, das die extrahierte Kombination aus Frequenz und Amplitude beinhaltet, unter Ausgangssignalen in der Antwortkennlinie für die erste IC als eine Fehlfunktionsbedingung der ersten IC.
IC-Innenimpedanzmessverfahren, umfassend die Schritte: Messen eines elektrischen Felds, das durch ein Ausgangssignal erzeugt wird, das eine Periodizität in einer IC bei einem Betriebszustand aufweist, unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines durch das Ausgangssignal erzeugten Magnetfelds unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz eines Ausgangsanschlusses der IC auf Grundlage des gemessenen elektrischen Felds und des gemessenen Magnetfelds.
IC-Innenimpedanzmessverfahren, umfassend die Schritte: Messen einer Spannung, die an einen zu prüfenden Eingangsanschluss einer IC in einem Betriebszustand angelegt wird; Einspeisen eines Signals oder eines modulierten Signals einer bekannten Pseudozufallszahl mit einer Amplitude, die kleiner als eine Amplitude der Spannung ist, in den Eingangsanschluss; Messen eines durch den Eingangsanschluss erzeugten elektrischen Felds unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines durch den Eingangsanschluss erzeugten Magnetfelds unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz des Eingangsanschlusses auf Grundlage des gemessenen elektrischen Felds und des gemessenen Magnetfelds.
IC-Innenimpedanzmessverfahren, umfassend die Schritte: Messen eines elektrischen Felds, das von einem Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugt wird, unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines Magnetfelds, das von dem Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugt wird, unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; Berechnen einer Frequenzeigenschaft eines komplexen Korrekturkoeffizienten unter Verwendung der bekannten Impedanz und des durch den Eingangsanschluss mit einer bekannten Impedanz erzeugten elektrischen Felds und Magnetfelds; Messen eines elektrischen Felds, das von einem zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugt wird, unter Verwendung einer Sonde für elektrische Felder; Messen eines Magnetfelds, das von dem zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugt wird, unter Verwendung einer Magnetfeldsonde; und Berechnen einer Innenimpedanz des zu prüfenden Eingangsanschlusses unter Verwendung der Frequenzeigenschaft des komplexen Korrekturkoeffizienten und des durch den zu prüfenden Eingangsanschluss erzeugten elektrischen Felds und Magnetfelds.