JPH09243688A - 電子的被測定物の測定方法 - Google Patents
電子的被測定物の測定方法Info
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- JPH09243688A JPH09243688A JP9030846A JP3084697A JPH09243688A JP H09243688 A JPH09243688 A JP H09243688A JP 9030846 A JP9030846 A JP 9030846A JP 3084697 A JP3084697 A JP 3084697A JP H09243688 A JPH09243688 A JP H09243688A
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- G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
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Abstract
単に取り入れて測定をすること。 【解決手段】 ネットワークアナライザーで被測定電子
デバイスを測定するために、動作状態にあり、かつ測定
状態にある被測定電子デバイスを、線形の補助回路に取
り付ける。まず、ネットワークアナライザーに対するシ
ステム誤差補正データが、較正用標準を接続することに
よって、既知の較正法に従って決定する。次に、使用す
る補助回路に対する特性データが決定され、システム誤
差補正データとリンクされて、新しい誤差補正シミュレ
ーションデータがつくられる。最後に、その後被測定デ
バイスをネットワークアナライザーに接続しての測定に
おいて、上記の新しい誤差補正シミュレーションデータ
がネットワークアナライザーに内蔵されているシステム
誤差補正アルゴリズムとともに使われ、被測定デバイス
に仮想的に接続された補助回路がシミュレーションされ
る。
Description
ライザーにより電子的被測定物を測定する方法に関す
る。
おいて、例えばトランジスターやフィルターなどの電子
部品を、それらを装置内に組み込むに先だって精密に測
定しておくことが必要である。ネットワークアナライザ
ーは、このような回路の特性データを指定された広い周
波数範囲にわたって測定するのに、特に適している。ネ
ットワークアナライザーは、たとえば1測定端子だけを
持つ反射係数測定器としても使えるよう作ることもでき
る。しかしネットワークアナライザーは、一般的には2
測定端子を持っており、測定量の大きさと位相によって
被測定物の1端子または2端子パラメータを測定するベ
クトルネットワークアナライザーとして構成されている
(たとえば、米国特許4,982,164)。精密な測
定のためには、ネットワークアナライザーを事前に較正
用標準に接続して較正しておく必要がある。例えば、す
べてパラメータが既知である3つの較正用標準を順次ネ
ットワークアナライザーの測定端子に接続し、その散乱
(S)パラメータ(伝達パラメータおよび反射パラメー
タ)がそれぞれに測定され、ネットワークアナライザー
のメモリー内にマトリックスの形式で貯えられる。この
方法で較正によって取得されマトリックス形式で格納さ
れたシステム誤差補正データが、ネットワークアナライ
ザーに内蔵されたアルゴリズムに従って、以下に述べる
測定値補正の過程で取り入れることができる。
ばそれを動作状態で、したがって測定状態で線形な補助
回路に取り付けなければならない。すなわち、被測定部
品は動作状態にあって、整合回路を通じて動作が維持さ
れていなければならない。たとえば、動作に必要な補助
回路を入力側、出力側、あるいはその他の場所に、その
部品に並列または直列に接続しなければならない。典型
的な例は高周波増幅器に使われるトランジスターであ
り、このようなトランジスターはその入力ならびに出力
側に50Ωのインピーダンスを持っているべきである。
ところが、トランジスターの入出力インピーダンスは通
常、50Ωの値にはならないので、入出力端にこれに対
応するマッチング用の整合回路が備えられなければなら
ない。増幅器の製造過程における品質適合検査に対して
は、これらの仕様を持つ整合回路が一体につくり付けら
れたテスト用固定治具を使うことが有効となる。このよ
うにして、整合回路を含む全増幅器の特性データ(例え
ば、Sパラメータ)は、トランジスターをこのようなテ
スト用固定治具に取り付けられたトランジスターを較正
されたネットワークアナライザーを用いて測定すること
によって得ることができる。このような測定の利点は、
増幅器全体で得られた特性を配線無しの裸のトランジス
ターについての許容限度などに変換する必要がなく、得
られたデータがそのまま使えることである。
法も、多数のユニットにつての部品の連続的な測定を行
う場合には、1つの測定域内の複数の同種の測定点につ
いて厳密に同一特性を持つテスト用固定治具を揃えねば
ならないし、またそれぞれの一体につくり付け整合回路
も厳格な許容精度で保持されなければならない、という
不利な面を持っている。その上、同一の部品が個々の異
なる使用場所に応じてそれぞれの補助回路で動作させな
ければならず、したがってそれぞれの使用場所に対して
それぞれ別のテスト用固定治具が必要になる。すなわ
ち、被測定デバイスとその使用場所に応じて、複数の異
なるテスト用固定治具が1つの測定域内で準備されなけ
ればならず、またそれらが互いに厳格な許容度で同一特
性のものでなければならない。その結果、そのような測
定は非常に複雑で高価なものとなる。
な補助回路の影響を簡単な方法で取り入れ考慮すること
のできる、ネットワークアナライザーによる被測定電子
デバイスの測定法を提供することである。本発明は、広
義にはネットワークアナライザーによる被測定電子デバ
イスの測定法に関するものである。
で、かつ測定状態で、線形の補助回路に取り付けられ
る。ネットワークアナライザーに対して、システム誤差
補正データが、較正用標準を接続することによって、既
知の較正法に従って、決定される。使用する補助回路に
対する特性データが決定され、システム誤差補正データ
とリンクされて、新しい誤差補正シミュレーションデー
タがつくられる。その後のネットワークアナライザーに
接続された被測定デバイスの測定においては、この誤差
補正シミュレーションデータがネットワークアナライザ
ーに内蔵されたシステム誤差補正アルゴリズムによって
で適宜考慮され、それによって被測定デバイスに仮想的
に接続された補助回路がシミュレーションされることに
なる。
ある。較正用標準のシステム誤差補正データと補助回路
の特性データの両方が連鎖伝達マトリックスの形で決定
される。それらは相互に積を取ることによってリンクさ
れ、それによって新しい誤差補正シミュレーションマト
リックスが形成される。それがネットワークアナライザ
ー内に格納され、その後の被測定デバイスの測定におい
て使われる。
られた補助回路で測定され決定される。補助回路の特性
データは、既知の回路シミュレーションプログラムによ
って計算される。
ステップが用いられる。その電子的被測定部品は、被測
定部品の動作に必要な整合回路が組み込まれているとこ
ろのテスト用固定治具に測定期間中挿入される。そのテ
スト用固定治具の内外端子に対する誤差補正データは既
知の較正法によって決定される。テスト用固定治具の特
性データは、これらの内外誤差較正データ間の差によっ
て決定される。最後に、整合回路自体の特性データが整
合回路がある場合とない場合のテスト用固定治具の特性
データの差から決定される。
合回路の最適寸法の決定については、最初の測定ステッ
プで、被測定デバイスの散乱パラメータがネットワーク
アナライザーによってまず測定され、それによって、第
2のステップでコンピュータによって最適整合を可能と
する整合回路のパラメータが計算される(例えば米国特
許5,321,364)ということが既知の方法であ
る。それ故ネットワークアナライザーのシステム誤差補
正データならびにそれと整合回路のデータとのリンクは
得られない。
スの動作に要求される補助回路は実際に組み立てられる
のではなく、単に測定期間中にシミュレートされるだけ
である。実際に組み立てられた補助回路の標本について
の測定からか、既知のシミュレーションプログラムによ
る計算からかの何れかによって得られる補助回路の特性
データは、本発明における方法ではネットワークアナラ
イザーのシステム誤差補正データと直接にリンクされ
る。これ以後の被測定デバイスの測定では、被測定デバ
イスは実際に組み立てられた補助回路に取り付けられる
のではなく、ネットワークアナライザーのテスト端子に
直接に接続される。それにもかかわらず、測定されたデ
ータは、補助回路があたかも実際にそこにあったかのよ
うにシステム誤差補正され導出される。補助回路は、こ
のように、シミュレートされるだけで、測定は被測定デ
バイスに仮想的に接続された補助回路によってなされ
る。したがって、前述の品質適合検査などへの適用に当
っても、補助回路が組み込まれていないユニバーサル形
のテスト固定治具があればよい。これによって、どのよ
うな被測定デバイスの測定に対しても、最高の精度で任
意の複数測定点について、任意の補助回路を扱うことが
可能となる。補助回路を変更するには、ネットワークア
ナライザーに所望のシミュレーションデータのセットを
格納し、既に格納されているシステム誤差補正データと
共に動作させて、新しいマトリックスをつくればよいだ
けである。
ネットワークアナライザーに組み込まれたシステム誤差
補正に関するアルゴリズムがこの整合回路の仮想的な組
み込みに用いられていて、それにより測定値に対応する
補正が周波数ステップ毎に必要となる余分な計算なしに
実行でき、またその結果実効的には、リアルタイム測定
と云えるほど敏速な測定ができるということである。補
助回路のシミュレーションのために必要なデータは、シ
ステム誤差補正データと同時に測定に取り込まれる。そ
れ故測定時間が長引くことはない。補助回路の「特性デ
ータ」という用語で理解されるところのものは、すべて
の標準的なマトリックス表示、たとえば、標準的な電圧
/電流マトリックスあるいは散乱パラメータ(S)ある
いは連鎖伝達パラメータ(T)で表される標準的な波動
マトリックスを指すものである。システム誤差補正デー
タについても同じであり、これらすべての既知のマトリ
ックス形式が、ここでも適用されている。システム誤差
補正データも補助回路の特性データも、連鎖伝達パラメ
ータ(T)の形で表すのが特に有利である。というの
は、新規な誤差補正/シミュレーションマトリックスは
もとのシステム誤差補正(T)-マトリックスと補助回
路の逆T-マトリックスの積を取るという簡単な方法に
よって直接決定できるからである。最も簡単な場合に
は、補助回路の特性データは、たとえば、コンパクトソ
フトウェアカンパニー(Compact Softwa
re Company) の スーパーコンパクト(Su
per Compact)のような公開された既知のシ
ミュレーションプログラムによって計算することができ
る。このような既知のシミュレーションプログラムによ
って、任意の高周波回路の動作が、たとえば、プログラ
ムへ電流を入力することによって、そのシミュレーショ
ンが可能となり、S-マトリックスまたはT-マトリック
スとして表される。このように計算で得られたマトリッ
クスはシステム誤差補正マトリックスで直接動作させる
ことができる。
適な寸法は、特に超高周波の場合補助回路の寄生的な諸
量がそのようなシミュレーションプログラム中には考慮
されていない。したがって常に計算によって合成的に決
定できるとは限らない。このような場合には、個々の被
測定デバイスに要求される補助回路をモデル補助回路と
して実際に組み立て、それによって補助回路の特性デー
タを決定し、これらの[特性データ]を再び較正用のシ
ステム誤差補正データとコンピュータによって演算する
方が得策である。このような補助回路の特性データを対
応するモデル(つまりスペシメン)について直接測定す
ることは、特に補助回路が例えば既にテスト用固定治具
中に組み込まれてしまっていて、他から分離された回路
として測定できないような場合に有用である。このよう
な場合、テスト用固定治具内側端子と外側端子の較正と
それに引き続くそれらの間の商の生成で測定マウントの
T-パラメータを決定できる可能性がある。さらに、補
助回路を持つテスト用固定治具と補助回路を持たないテ
スト用固定治具のT-パラメータ間の商を形成すること
にもとづいて、この補助回路は他から分離された状態で
決定でき、それによって、更に、システム誤差補正デー
タとの演算に使うことができる。2つのマトリックスの
演算に対しては、それらを同じ形にすることが必要であ
る。システム誤差補正データが、例えば連鎖伝達マトリ
ックス形で存在し、また、補助回路のデータが、例えば
連鎖マトリックス形で存在するときには、連鎖マトリッ
クスは変換マトリックスによって連鎖伝達マトリックス
形に変換され、同形のこれら2つのマトリックスは新し
い連鎖伝達マトリックスを形成するよう演算され、ネッ
トワークアナライザー中のメモリーに格納される。
スを任意のシミュレーションされた補助回路とともに動
作させることができるので、高周波回路の開発にも有利
である。補助回路のシミュレーションを適宜に変形する
ことによって、回路モジュールや回路較正部品の開発が
大幅に簡素化され促進される。本発明の方法によれば、
例えば被測定物の補助回路の寸法を変えてつくったとき
の影響を決定するための一連の測定において、補助回路
のデータを順次変更してゆくことも可能である。理想的
には、補助回路のデータの決定に使うソフトウエアはネ
ットワークアナライザー上で動作でき、さらにネットワ
ークアナライザーのユーザーが発明の方法を迅速かつ簡
便に実行できるよう、ネットワークアナライザーの共通
の操作面に一体的につくり付けられていることが望まし
い。
諸特徴は、添付の特許請求範囲において詳細に述べられ
る。本発明は、その更なる目的と利点を伴って、添付の
図面とともに示される記述によって、最良に理解され
る。添付の図面のいくつかでは、同種の参照番号が同種
の構成要素を示している。以下に図1乃至図3を参照し
つつ本発明の最も好ましい実施例を説明する。図1は、
その入力端に線形な整合回路2が、またその出力端に整
合回路7が接続されているところの、動作中のトランジ
スター1の模式的回路図を示している。計算可能な回路
部品に加えて、これらの整合回路は、判然と計算で取得
することのできない寄生的な効果を含んでいる。この例
では、したがって、整合回路2と7は正確には計算でき
ない。
品測定のための既知の測定の部所を示している。測定の
部所には、ベクトルネットワークアナライザー3とテス
ト用固定治具4が設けられている。テスト用固定治具4
はネットワークアナライザーのテスト端子に同軸ケーブ
ル5ならびに6で接続され、その中に被測定部品、たと
えば、図1のトランジスター1が取り付け可能となって
いる。整合回路2および7はまたテスト用固定治具4中
につくり込んでもよい。
に、被測定物のかわりにまず較正用標準が同軸ケーブル
端子8および9の間に接続される。このようにして得ら
れたシステム誤差補正データは、2つのテスト端子に対
して、例えばT-マトリックスの形のGおよびHとし
て、ネットワークアナライザー3のメモリー10に格納
される。引き続いて、テスト用固定治具4は同軸ケーブ
ル端子8および9に接続され、挿入されたトランジスタ
ー1が整合回路2および7とともに測定される。複数個
のトランジスターが、このような方法で次々に測定でき
る。異なった型のトランジスターを測定したり、トラン
ジスターをその後の動作中に異なった整合回路で動作さ
せるときなどには、異なった整合回路を持った異なるテ
スト用固定治具4に接続しなければならない。したがっ
て1つの測定部所に対して、複数のテスト用固定治具4
が必要となる。例えば測定領域に10箇所のこのような
測定部所があるときには、10個のテスト用固定治具を
準備しなければならず、しかも比較的狭い許容範囲で同
一のものをつくらなければならない。
たテスト用固定治具4を準備することは多大な維持費を
必要とするが、このことは図3に示す本発明の測定器構
成によれば避けることができる。ここではただ1個のユ
ニバーサル形のテスト用固定治具11が準備されている
だけであり、それはすべての測定部所に対して同じもの
であって整合回路を含んではいない。テスト用固定治具
11はネットワークアナライザー3に直接接続される。
図3の測定器構成に示されている整合回路2および7の
特性データはそれに先立つ測定によるか又は計算によっ
て決定され、ネットワークアナライザー3のシステム誤
差補正データとともに演算されメモリー10に格納され
る。整合回路の特性データをネットワークアナライザー
3の2つのテスト端子に対する連鎖伝達マトリックスと
してNならびにMと呼ぶことにすると、システム誤差補
正マトリックスGならびにHとの演算は、もとの誤差補
正マトリックスGならびにHと整合回路のインバースN
マトリックスならびにインバースMマトリックスとの単
なる積を取ることによって得られ、その結果はネットワ
ークアナライザー3のメモリー10に格納することがで
きる。図3の測定部所にあるトランジスター1の測定が
与えられれば、周波数ポイント毎のトランジスター1の
生の測定データがネットワークアナライザー3に内蔵さ
れているシステム誤差アルゴリズムにより、例えば40
0個の測定点で次々に補正され、そしてそれにより整合
回路が同時的に仮想的に考慮されたことになる。
び7を持ったテスト用固定治具4がすでにモデルとして
図2のように存在するとき、これらの整合回路2および
7の特性データを以下に述べるような簡単なやり方で決
定することができる。最初、ネットワークアナライザー
3はテスト用固定治具の外部端子8ならびに9に対し
て、同軸線5と6の間に較正用標準を挿入することによ
って較正される。図2によれば、次に、モデルのテスト
用固定治具4が同軸線5と6との間に接続され、トラン
ジスターを後で取り付けるテスト用固定治具4のコンタ
クトソケットには対応する較正用標準が挿入される。テ
スト用固定治具4の内部端子に対する誤差補正データが
このようにして決定される。次に外部端子8、9のこれ
らの誤差補正データとテスト用固定治具4の内部端子の
間の商がつくられる。図3の構成によれば、ユニバーサ
ル形のテスト用固定治具11が、テスト用固定治具4に
代って、引き続いてネットワークアナライザー3に接続
され、整合回路2ならびに7を持つテスト用固定治具4
のデータと整合回路を持たないテスト用固定治具11の
データとの間の差が決定される。整合回路2ならびに7
の特性データがこのようにして決定され、これらの結果
とネットワークアナライザー3のシステム誤差補正デー
タとが演算され、新しい誤差補正シミュレーションデー
タがつくられる。
に限られるものではなく、これら以外の他の変形や応用
が考えられる。以上に述べられた方法におけるその他の
変形も、本発明の真の精神と範囲から逸脱することなく
実行することができる。したがって、以上における図面
の主たる目的は説明のためのものであって、制限的な意
味を持たないと解釈されるよう意図されたものである。
す。
Claims (5)
- 【請求項1】 動作状態でかつ測定状態で線形の補助回
路中に埋め込まれている被測定電子デバイスを、ネット
ワークアナライザーで測定する方法であって、その方法
が:ネットワークアナライザーのシステム誤差補正デー
タを、較正用標準を接続することによって、既知の較正
法に従って決定さするステップ、 補助回路に対する特性データを決定し、システム誤差補
正データと組み合わせて、新しい誤差補正シミュレーシ
ョンデータをつくるステップ、 ネットワークアナライザーに接続された被測定デバイス
のその後の測定において、上記の新しい誤差補正シミュ
レーションデータがネットワークアナライザーに内蔵さ
れたシステム誤差補正アルゴリズムとともに使われて、
被測定デバイスに仮想的に接続された補助回路がシミュ
レーションされるステップ、 の各ステップを含むところのネットワークアナライザー
による被測定電子デバイス測定方法。 - 【請求項2】 前記較正用標準の前記システム誤差補正
データと前記補助回路の前記特性データとの両方が連鎖
伝達マトリックスの形で決定され、 それらの相互の積を取ってリンクされ新しい誤差補正シ
ミュレーションマトリックスに形成され、 そのシミュレーションマトリックスはそれからネットワ
ークアナライザー内に格納され、その後の被測定デバイ
スの測定に使われることを特徴とする請求項1の測定方
法。 - 【請求項3】 前記補助回路の特性データが、実際に組
み立てられたモデル補助回路で測定されることによって
決定されることを特徴とする請求項1または2の測定方
法。 - 【請求項4】 前記電子部品の測定期間中、その動作に
必要な整合回路に組み込まれているテスト用固定治具に
挿入された電子部品の測定に対して用いられる方法であ
って、 テスト用固定治具の内外端子に対する前記誤差補正デー
タが既知の較正法によって決定され、 テスト用治具の前記特性データが、これらの内外誤差較
正データ間の差によって決定され、且つ整合回路自体の
特性データが、整合回路がある場合とない場合のテスト
用固定治具の特性データの差から決定されることを特徴
とする請求項3の測定方法。 - 【請求項5】 前記補助回路の特性データが、既知の回
路シミュレーションプログラムによって計算されること
を特徴とする請求項1または2の測定方法。
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DE19606986.6 | 1996-02-24 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4009341B2 JP4009341B2 (ja) | 2007-11-14 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP03084697A Expired - Lifetime JP4009341B2 (ja) | 1996-02-24 | 1997-02-14 | 電子的被測定物の測定方法 |
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EP (1) | EP0793110B1 (ja) |
JP (1) | JP4009341B2 (ja) |
DE (2) | DE19606986C2 (ja) |
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