JP2007240320A - Electrical resistance measurement method and resistance measurement apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】測定対象に1組のパッドに1組のプローブを接触させて、パルス波形のような信号波形の入出力によって測定対象の電気抵抗を求める。
【解決手段】信号波形が伝搬する信号線路2,3,7と、電気抵抗を測定すべき測定対象5に、信号線路3を伝搬した信号波形を入力する入力部6と、信号波形と測定対象からの反射信号とを信号線路2,3,7上で分岐する分岐部8と、分岐された反射信号を測定する測定部4と、測定された反射信号の振幅から測定対象の電気抵抗を決定する決定部11と、を備える。
【選択図】図5An electrical resistance of a measurement object is obtained by bringing a set of probes into contact with the measurement object and inputting / outputting a signal waveform such as a pulse waveform.
SOLUTION: Signal lines 2, 3 and 7 through which a signal waveform propagates, a measurement object 5 whose electric resistance is to be measured, an input unit 6 for inputting the signal waveform propagated through the signal line 3, a signal waveform and the measurement object A branching unit 8 for branching the reflected signal from the signal line 2, 3, 7, a measuring unit 4 for measuring the branched reflected signal, and an electric resistance to be measured from the amplitude of the measured reflected signal And a determination unit 11 to perform.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、微細なデバイスの検査技術に係り、特にそのようなデバイスに信号波形を入力して電気抵抗を測定する技術に関する。 The present invention relates to a fine device inspection technique, and more particularly to a technique for measuring electric resistance by inputting a signal waveform to such a device.
従来から、各種デバイス、素子の電気抵抗をパルス波形のような信号波形の入出力によって求める場合、2組のプローブを用いていた。その場合、1組プローブにより、電圧波形を入力し、さらに1組のプローブによりその電圧波形を観測していた。そして、観測された電圧からデバイスの抵抗を算出していた。したがって、このようなデバイスには、電圧波形入力用の1組のパッドと、電圧波形観測用のさらに1組のパッドが設けられていた。 Conventionally, two sets of probes have been used to determine the electrical resistance of various devices and elements by inputting and outputting signal waveforms such as pulse waveforms. In that case, a voltage waveform is input by one set of probes, and the voltage waveform is further observed by one set of probes. The device resistance was calculated from the observed voltage. Therefore, such a device is provided with a set of pads for inputting a voltage waveform and a further set of pads for observing the voltage waveform.
図8に、従来の技術によるデバイスの電気抵抗を測定するシステムの構成を示す。このシステムは、電圧印加手段51から出力された信号を50オームの同軸ケーブル52およびプローブ56Aを介してデバイス55の1組のパッドにコンタクトする。一方、デバイス55のもう1組のパッドに接触させたプローブ56Bから50オームの同軸ケーブル53を介してオシロスコープ54に、検出信号が供給される。
FIG. 8 shows the configuration of a system for measuring the electrical resistance of a device according to the prior art. This system contacts the signal output from the voltage applying means 51 to a set of pads of the
電圧波形印加手段51で出力された信号61は、そのままデバイス55に印加される(信号62)。また、プローブ56Bを通じて観測される信号63は、デバイス55が並列に挿入された回路を通過した電圧波形としてオシロスコープ54で観測される(信号63)。
The signal 61 output by the voltage waveform applying means 51 is applied to the
この場合、デバイス印加手段51の出力電圧Va、デバイス55の両端の電圧Vd、デバイスの抵抗Zt、同軸ケーブルのインピーダンスZ0およびオシロスコープZiの入力インピーダンスをZ0=Zi=50オームとすると、デバイスの抵抗は、以下の(式1)で与えられる。
In this case, assuming that the output voltage Va of the device application means 51, the voltage Vd across the
Zt=VdZ0/(Va−Vd);(式1)
ここで、印加電圧Vaが既知であるので、オシロスコープ54で観測される電圧Vdによりデバイスの抵抗値Ztが算出される。
Here, since the applied voltage Va is known, the device resistance value Zt is calculated from the voltage Vd observed by the
しかしながら、デバイス55のパッド(電極)は、微細であるため、2組のプローブ56A、56Bを接触させることが困難となる。このため、デバイス55の抵抗を測定するための専用のパッドを2組設ける必要がある。また、2組のパッドに接触させる2組のプローブが必要となる。
However, since the pads (electrodes) of the
本発明の目的は、このような専用の2組のパッド、あるいは、2組のプローブを用いることなく、デバイス、素子等測定対象に1組のパッドに1組のプローブを接触させて、パルス波形のような信号波形の入出力によって測定対象の電気抵抗を求める技術を提供することである。 An object of the present invention is to make a pulse waveform by contacting a set of probes with a set of pads on a measurement object such as a device or an element without using two sets of dedicated pads or two sets of probes. It is to provide a technique for obtaining an electrical resistance of a measurement object by inputting and outputting a signal waveform as described above.
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。すなわち、本発明は、信
号波形が伝搬する信号線路と、電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力部と、前記信号波形と前記測定対象からの反射信号とを前記信号線路上で分岐する分岐部と、前記分岐された反射信号を測定する測定部と、前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定部と、を備える抵抗測定装置である。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems. That is, the present invention provides a signal line through which a signal waveform propagates, an input unit for inputting the signal waveform propagated through the signal line to a measurement object whose electrical resistance is to be measured, and the signal waveform and reflection from the measurement object. A branching unit for branching a signal on the signal line, a measuring unit for measuring the branched reflected signal, and a determining unit for determining the electrical resistance of the measurement target from the amplitude of the measured reflected signal. It is a resistance measuring device provided.
また、本発明は、信号波形が伝搬する信号線路と前記信号線路上で信号波形を分岐する分岐部とを用いた電気抵抗の測定方法であり、電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力ステップと、前記分岐部で分岐された反射信号を測定する測定ステップと、前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定ステップと、を備える電気抵抗の測定方法であってもよい。 The present invention is also a method for measuring electrical resistance using a signal line through which a signal waveform propagates and a branching part that branches the signal waveform on the signal line. An input step for inputting a signal waveform propagated through the line, a measurement step for measuring the reflected signal branched by the branching unit, and a determining step for determining the electrical resistance of the measurement object from the amplitude of the measured reflected signal; , A method for measuring electrical resistance may be provided.
本発明によれば、信号波形と前記測定対象からの反射信号とを前記信号線路上で分岐させ、分岐された反射信号を測定するので、従来のように、信号波形を入力するための入力手段と別個に、測定対象からの信号を検出する手段を測定対象に接触させる必要がない。 According to the present invention, the signal waveform and the reflected signal from the measurement object are branched on the signal line, and the branched reflected signal is measured. Therefore, the input means for inputting the signal waveform as in the prior art. Separately, it is not necessary to contact the measurement object with a means for detecting a signal from the measurement object.
前記測定対象として電気抵抗の値が既知である基準抵抗を用いて、前記入力される信号波形の信号振幅が所定の値である場合における前記反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との関係を記録するステップをさらに備えるようにしてもよい。本発明によれば、電気抵抗の値が既知である基準抵抗を用いて、反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との関係を求めるので、測定対象からの反射信号の振幅が分かればその測定対象の電気抵抗を測定できる。 The relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the signal amplitude of the input signal waveform is a predetermined value using a reference resistance whose electrical resistance value is known as the measurement target You may make it further provide the step to record. According to the present invention, since the relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance is obtained using a reference resistance whose electrical resistance value is known, if the amplitude of the reflected signal from the measurement target is known, the measurement is performed. The electrical resistance of the object can be measured.
前記基準抵抗を用いた場合の前記反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との関係から、基準抵抗以外の測定対象に信号波形が入力されたときの反射信号の振幅とその測定対象の電気抵抗の値との関係を補完により求めるステップをさらに備えるようにしてもよい。本発明によれば、少ない数の基準抵抗によって、反射信号の振幅と電気抵抗の値との関係が得られた場合でも、補間によってさらに細かい値にて、反射信号の振幅と電気抵抗の値との関係を得ることができる。 Based on the relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the reference resistor is used, the amplitude of the reflected signal when the signal waveform is input to the measurement target other than the reference resistance and the electrical resistance of the measurement target You may make it further provide the step which calculates | requires the relationship with the value of by complementation. According to the present invention, even when the relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance is obtained with a small number of reference resistors, the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance are further reduced by interpolation. Can get a relationship.
前記信号波形がパルス波形であり、前記測定ステップは、前記信号波形が前記分岐部から前記測定対象に至るまでの伝搬時間と前記反射信号が前記測定対象から前記分岐部に至るまでの伝搬時間とによる遅延時間が前記パルス幅よりも大きい場合に、前記入力信号と前記反射信号とを分離して、信号波形と反射信号それぞれの信号振幅を測定するステップと、前記遅延時間が前記パルス幅よりも小さい場合に、前記信号波形と前記反射信号とを重ね合わせた重畳信号にて信号振幅を測定するとともに重畳信号中の信号振幅の変化から前記反射信号振幅を求めるステップと、を有するものでもよい。本発明によれば、入力信号と反射信号とを分離して観測される場合と、重畳して観測される場合とのいずれにおいても、反射信号振幅を求めることができる。 The signal waveform is a pulse waveform, and the measuring step includes a propagation time from the branching part to the measurement target and a propagation time from the measurement target to the branching part. When the delay time is greater than the pulse width, the input signal and the reflected signal are separated, and the signal amplitude of each of the signal waveform and the reflected signal is measured; and the delay time is greater than the pulse width In the case of being small, the method may include a step of measuring the signal amplitude with a superimposed signal obtained by superimposing the signal waveform and the reflected signal and obtaining the reflected signal amplitude from a change in the signal amplitude in the superimposed signal. According to the present invention, the reflected signal amplitude can be obtained both when the input signal and the reflected signal are observed separately and when they are observed while being superimposed.
本発明は、前記測定ステップでの測定精度と前記対応関係によって算出される前記電気抵抗の測定精度とが所定の許容範囲にない場合に、前記測定ステップと前記決定ステップとを複数回実行させることにより電気抵抗の変動分を算出し、前記電気抵抗の変動分が所定の許容範囲となったときに、前記電気抵抗を決定するステップをさらに備えるものでもよい。本発明によれば、電気抵抗の測定精度とが所定の許容範囲にない場合に、測定ステップを複数回繰り返すことにより測定精度を向上させることができる。 The present invention causes the measurement step and the determination step to be executed a plurality of times when the measurement accuracy in the measurement step and the measurement accuracy of the electrical resistance calculated by the correspondence relationship are not within a predetermined allowable range. The method may further comprise a step of calculating a variation in electrical resistance by determining the electrical resistance when the variation in electrical resistance falls within a predetermined allowable range. According to the present invention, when the measurement accuracy of the electrical resistance is not within a predetermined allowable range, the measurement accuracy can be improved by repeating the measurement step a plurality of times.
本発明によれば、1組のパッドに1組のプローブを接触させて、パルス波形のような信号波形の入出力によってデバイス、素子等の電気抵抗を求めることができる。 According to the present invention, a set of probes can be brought into contact with a set of pads, and the electrical resistances of devices, elements, and the like can be obtained by inputting and outputting signal waveforms such as pulse waveforms.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成には限定されない。 The best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described below with reference to the drawings. The configuration of the following embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the configuration of the embodiment.
《発明の骨子》
図11に示した電圧印加手段51からデバイス55に至る伝送線路を分配手段によって電気的に整合のとれた状態で分岐させる。分岐した伝送線路の一方を測定対象のデバイスに接続させる。また、分岐した伝送線路の他方を波形観測手段に接続する。この場合に、電圧観測手段では、電圧印加手段51から分配手段を介して直接到達する波形と、デバイス55で一旦反射された後、分配手段を介して到達する波形とが観測される。
<Outline of invention>
The transmission line from the voltage applying means 51 to the
この場合に、測定対象として標準抵抗を用いて、観測される反射電圧波形の振幅と標準抵抗の抵抗値との関係を事前に求めておく。そして、実際の測定対象であるデバイス55について、電圧観測手段で観測された反射電圧波形の振幅からデバイス55の抵抗を求める。
In this case, a standard resistor is used as a measurement target, and the relationship between the observed amplitude of the reflected voltage waveform and the resistance value of the standard resistor is obtained in advance. Then, for the
このような構成と手順により、デバイス55に設けた1組のパッドと、システムに設けた1組のプローブとによりデバイス55の電気抵抗が求められる。
With such a configuration and procedure, the electrical resistance of the
ゆえに、専用のパッド、複数のプローブが不要になる。基本的には、デバイス55にプローブを接触させ、そのときの反射波形振幅をオシロスコープ等で測定することで、デバイス55の抵抗値の評価が可能となり、デバイス開発期間を短縮できる。
Therefore, a dedicated pad and a plurality of probes are not required. Basically, when the probe is brought into contact with the
《第1実施形態》
図1から図4、および図7の図面により、本発明の第1実施形態に係る電気抵抗測定方法を説明する。
<< First Embodiment >>
The electric resistance measurement method according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG.
図1に、本実施形態の電気抵抗測定方法を適用するシステムの構成を示す。このシステムでは、電圧印加手段1の出力信号が、同軸ケーブル2を介して分配手段8の第1のポートに接続されている。分配手段8の第2のポートは、50オームの同軸ケーブル7を介してオシロスコープ4に接続される。このときオシロスコープ4の入力インピーダンスとしては50オームが選択される。
FIG. 1 shows the configuration of a system to which the electrical resistance measurement method of this embodiment is applied. In this system, the output signal of the voltage application means 1 is connected to the first port of the distribution means 8 via the
さらに分配手段8の第3のポートに50オームの同軸ケーブル3を介して入力インピーダンスが50オームのプローブ6を接続する。この50オームのプローブ6がデバイス5の測定パッドに接触する。
Further, the probe 6 having an input impedance of 50 ohms is connected to the third port of the distribution means 8 via the
ここで、分配手段8は、3つのポートを有し、どのポートから見てもインピーダンスが50オームとなる機能を有するものである。電圧印加手段1は、ファンクションジェネレータや任意波形発生器など、デバイス5に所定の信号を印加することができる波形発生器である。オシロスコープ4は、印加波形やデバイス5からの反射波形を観測したり計測したりすることができる装置である。
Here, the distribution means 8 has three ports, and has a function that the impedance is 50 ohms when viewed from any port. The voltage application means 1 is a waveform generator that can apply a predetermined signal to the
次に信号の流れについて説明する(破線で図示している)。電圧印加手段1から発生された信号101は、50オームの同軸ケーブル2を通り分配手段8の第1のポートに入力される。ここで、信号101の1/2のパワーはオシロスコープ4の側に(信号102で図示)、信号101の残り1/2のパワーは、50オームの同軸ケーブル3を通りデバイス5側に伝わる。
Next, the flow of signals will be described (illustrated by broken lines). The
同軸ケーブル7のインピーダンスとオシロスコープ4のインピーダンスとが50オームで整合がとれているので、オシロスコープ4に入る信号102は、反射をほとんど生じない。一方、デバイス5側の信号103は、50オームの同軸ケーブル3や50オームのプローブ6では整合がとれている。しかし、デバイス5部分ではデバイス5の抵抗値によって整合・不整合が変わる。すなわち、デバイスの抵抗値が50オームであれば整合がとれるので反射はない。しかし、デバイスの抵抗値が50オーム以外の値では反射が発生する。その場合には、反射波は、信号103の経路を信号104のように逆に進む。信号104は、分配手段8の部分にてさらに1/2に分配され、信号105となってオシロスコープ4に入力される。
オシロスコープ4の入力は、信号102=信号101×1/2;
デバイス5からの反射信号105=信号101×(1/2)×(1/2)×反射係数
=信号101×(1/4)×反射係数;となる。
Since the impedance of the
The input of the
図2に、入力パルス幅Tpwと、分配手段8からデバイス5までの遅延時間Td、およびデバイス5での反射係数ρの符号の関係を示す。反射波形は、入力波形に対し2Td(分配手段8とデバイス5との往復の遅延時間)だけ遅れたところに現れる。入力パルス幅Tpwが狭い場合には、反射波形は、入力波形と時間的に分離して観測できる。
FIG. 2 shows the relationship between the input pulse width Tpw, the delay time Td from the distributing
一方、入力パルス幅Tpwが2Tdより長いと入力波形と反射波形とが重なって観測される。その場合、反射係数が正の場合には入力波形に加算される。また、反射係数が負の場合には減算されたような波形となる。図2はこれを模式的表現し、条件に応じて分類した表である。 On the other hand, when the input pulse width Tpw is longer than 2Td, the input waveform and the reflected waveform are observed to overlap each other. In that case, when the reflection coefficient is positive, it is added to the input waveform. Further, when the reflection coefficient is negative, the waveform is a subtracted waveform. FIG. 2 is a table in which this is schematically expressed and classified according to conditions.
すなわち、図2において、Tpw<2Tdで、1>ρ>0の場合(図2の左上欄)では、入力波形振幅Vfに対して、2Td離れた位置に、反射波形振幅VrがVfと同一方向にVfより小さい振幅で観測されている。 That is, in FIG. 2, when Tpw <2Td and 1> ρ> 0 (upper left column in FIG. 2), the reflected waveform amplitude Vr is in the same direction as Vf at a position 2Td away from the input waveform amplitude Vf. At an amplitude smaller than Vf.
また、Tpw<2Tdで、0>ρ>−1の場合(図2の右上欄)では、入力波形振幅Vfに対して、2Td離れた位置に、反射波形振幅VrがVfと逆の負方向にVfより小さい振幅で観測されている。 When Tpw <2Td and 0> ρ> −1 (upper right column in FIG. 2), the reflected waveform amplitude Vr is in the negative direction opposite to Vf at a position 2Td away from the input waveform amplitude Vf. Observed with an amplitude smaller than Vf.
また、Tpw>2Tdで、1>ρ>0の場合(図2の左下欄)では、入力波形振幅Vfの波形に重畳して、入力波形振幅Vfの立ち上がりから2Td離れた位置に、反射波形振幅VrがVfに加算する波形として観測されている。 When Tpw> 2Td and 1> ρ> 0 (lower left column in FIG. 2), the reflected waveform amplitude is superimposed on the waveform of the input waveform amplitude Vf at a position 2Td away from the rising edge of the input waveform amplitude Vf. Vr is observed as a waveform added to Vf.
また、Tpw>2Tdで、0>ρ>−1の場合(図2の右下欄)では、入力波形振幅Vfの波形に重畳して、入力波形振幅Vfの立ち上がりから2Td離れた位置に、反射波形振幅VrがVfを減算する波形として観測されている。 Further, when Tpw> 2Td and 0> ρ> −1 (lower right column in FIG. 2), it is superimposed on the waveform of the input waveform amplitude Vf and reflected at a position 2Td away from the rising edge of the input waveform amplitude Vf. The waveform amplitude Vr is observed as a waveform obtained by subtracting Vf.
いずれの場合でも、以下の式2によって、目的の抵抗Zを求めることができる。
In either case, the target resistance Z can be obtained by the following
Z = Z0×(Vf+2・Vr )/(Vf−2・Vr) (式2)
ここで、Z0は、同軸ケーブルのインピーダンス(50オーム)である。
図3に、式2から、入力波形振幅Vfをパラメータ(Vf1、Vf2,Vf3)として反射電圧Vrと電気抵抗との関係を計算した結果の例を示す。
Z = Z0 × (Vf + 2 · Vr) / (Vf−2 · Vr) (Formula 2)
Here, Z0 is the impedance (50 ohms) of the coaxial cable.
FIG. 3 shows an example of the result of calculating the relationship between the reflected voltage Vr and the electrical resistance from the
このようにして、入力波形振幅Vfと反射波形振幅Vrを測定すれば、図3の関係からそのときのデバイス5の抵抗を算出することができる。
Thus, if the input waveform amplitude Vf and the reflected waveform amplitude Vr are measured, the resistance of the
実際に反射波形振幅を測定し抵抗を求めると、反射係数が正の場合に理論計算とのずれが生じる。これは、図3のグラフで抵抗が大きくなるにしたがって傾きが小さくなるために誤差が大きくなることと、ケーブル・部品等の整合性、抵抗誤差などによるものと思われる。これらの要因をできるだけ排除するために、以下の二つの方法がある。
(1)予め必要な電圧測定精度を求めておき、オシロスコープで測定する場合にこの精度以下になるように測定すればよい。図7は、反射率係数と抵抗の関係、測定誤差をパラメータとした場合の抵抗と反射電圧の測定に必要な電圧分解能の関係を示している。反射係数曲線の傾きが小さい抵抗大の場合には、測定電圧分解能を小さくなり(より測定の精度が必要)、反射係数の傾きが大きい付近の抵抗では、測定分解能が大きくなることが分かる。よって凡その抵抗値と許容誤差の関係から測定する際の電圧測定精度が得られる。この電圧測定精度で測定されるよう測定時のオシロスコーブ等の加算平均回数を設定すれば良い。
(2)予め複数の既知の抵抗(基準抵抗)で入力波形振幅・反射波形振幅との関係を求めておき、測定された反射波形振幅を前記関係から補間等により求める、方法にすればよい。
When the reflection waveform amplitude is actually measured to determine the resistance, a deviation from the theoretical calculation occurs when the reflection coefficient is positive. This is presumably due to the fact that the slope becomes smaller as the resistance increases in the graph of FIG. 3 and the error becomes larger, the consistency of cables and parts, resistance error, and the like. In order to eliminate these factors as much as possible, there are the following two methods.
(1) Necessary voltage measurement accuracy may be obtained in advance, and when measuring with an oscilloscope, measurement may be performed so as to be less than this accuracy. FIG. 7 shows the relationship between the reflectance coefficient and the resistance, and the relationship between the resistance and the voltage resolution necessary for measuring the reflected voltage when the measurement error is used as a parameter. It can be seen that when the resistance of the reflection coefficient curve is small and the resistance is large, the measurement voltage resolution is small (more accurate measurement is required), and the resistance near the reflection coefficient is large, the measurement resolution is large. Therefore, the voltage measurement accuracy when measuring from the relation between the resistance value and the allowable error can be obtained. What is necessary is just to set the number of addition averages, such as an oscilloscope at the time of measurement, so that it may measure with this voltage measurement precision.
(2) A method may be used in which a relationship between the input waveform amplitude and the reflected waveform amplitude is obtained in advance using a plurality of known resistors (reference resistors), and the measured reflected waveform amplitude is obtained by interpolation or the like from the relationship.
図4は、基準抵抗により求めた曲線と、別の手段(デジタルマルチメータなど)で測定対象の抵抗値および図1の測定系で求めた反射波形振幅とを重ねてプロットした図である。基準抵抗に基づいて補間された曲線上に実際の測定対象の抵抗値がプロットされており、本方法の有効性が確認できる。ここで抵抗軸の最大値の測定点は、抵抗=∞(オープン)の測定値(反射電圧)をプロットしたものである。 FIG. 4 is a graph in which the curve obtained from the reference resistance is plotted with the resistance value to be measured by another means (such as a digital multimeter) and the reflected waveform amplitude obtained from the measurement system of FIG. The resistance value of the actual measurement target is plotted on the curve interpolated based on the reference resistance, and the effectiveness of the present method can be confirmed. Here, the measurement point of the maximum value of the resistance axis is a plot of the measurement value (reflection voltage) of resistance = ∞ (open).
なお、図3および図4に示されるように、抵抗値が大きな領域(例えば、図3で抵抗値がZ1で示される値より大きい領域)では、反射振幅のわずかの変化に対して、抵抗値の変化が極めて大きくなる。このような領域では、前述の通り予め必要な電圧測定精度から反射電圧を測定して抵抗値を算出する方法と、反射振幅の測定を繰り返して、算出される抵抗値が所定のバラツキ以内になるまで平均化処理とをすれば良い。 As shown in FIGS. 3 and 4, in a region where the resistance value is large (for example, a region where the resistance value is larger than the value indicated by Z <b> 1 in FIG. 3), the resistance value against a slight change in reflection amplitude The change of becomes extremely large. In such a region, as described above, the resistance value is calculated by measuring the reflected voltage from the required voltage measurement accuracy in advance and the measurement of the reflection amplitude, and the calculated resistance value is within a predetermined variation. Up to the averaging process.
《第2実施形態》
図5、および図6の図面に基づいて本発明の第2実施形態に係る電気抵抗測定装置を説明する。上記第1実施形態では、分配手段8で分岐した伝送線路において、電圧印加手段1からの出力信号をオシロスコープ4で観測することにより、デバイス5の電気抵抗を測定する方法を説明した。
<< Second Embodiment >>
An electrical resistance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In the first embodiment, the method of measuring the electrical resistance of the
本実施形態では、第1実施形態の方法によりデバイス5の電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置について説明する。この電気抵抗測定装置は、CPUの制御により、電圧を印加し、反射波振幅を計測する。そして、計測された反射波振幅に基づく抵抗値が表示される。他の構成および作用は、第1実施形態の場合と同様である。そこで、同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
In the present embodiment, an electrical resistance measurement apparatus that measures the electrical resistance of the
図5に、本電気抵抗測定装置の構成図を示す。図5のように、電気抵抗測定装置は、電圧印加手段1、電圧印加手段1に接続される同軸ケーブル2、同軸ケーブル2の信号101を分岐して同軸ケーブル3(信号103)および同軸ケーブル7(信号102)に分配する分配手段8、同軸ケーブル3からの信号103を測定対象のデバイス5に入力するとともに、反射波(信号104)を検知するプローブ6、同軸ケーブル7の信号(信号102、および分配手段により信号104から分岐した信号105)の振幅を測定する測定器4Aと、電圧印加手段1と、測定器4Aとを制御するとともに、メモリ12のデータを参照してデバイス5の抵抗値を決定するCPU11、およびCPU11の出力を表示する表示装置13を有している。
In FIG. 5, the block diagram of this electrical resistance measuring apparatus is shown. As shown in FIG. 5, the electrical resistance measuring apparatus includes a
このように、図5の構成は、基本的には、図1に示した構成と同様である。ただし、図5の構成では、電圧印加手段1は、CPU11からの制御にしたがって、信号波形を同軸ケーブル2に出力する。CPU11は、信号波形出力のオンオフのタイミング、出力信号の波形形状(矩形パルス波形の場合、パルス幅、およびデューティ比、ノコギリ波の場合、波形の傾きを含む)、周波数、信号振幅等を制御する。
Thus, the configuration of FIG. 5 is basically the same as the configuration shown in FIG. However, in the configuration of FIG. 5, the
また、図5では、図1のオシロスコープ4に代えて、測定器4Aが備えられている。測定器4Aは、同軸ケーブル7とのインピーダンスの整合がとれた入力端子と、入力端子に入力された信号を増幅する増幅器と、増幅された信号をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル変換器と、変換されたデジタルデータを蓄積する記憶手段(あるいは、バッファ記憶)とを有している。測定器4Aは、CPU11の指示により、測定を開始し、測定された信号の波形振幅を示すデータをCPU11に読み取らせる。
In FIG. 5, a measuring
メモリ12は、例えば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク装置等である。メモリ12は、図4に示した反射電圧Vrに対する測定対象の抵抗値の対応関係が記憶されている。
The
この対応関係は、事前に、抵抗値が既知の複数の標準抵抗をプローブ6に接続し、CPU11の制御によって測定器4Aからの測定データを記憶し、補間曲線を求めることによって算出される。
This correspondence is calculated in advance by connecting a plurality of standard resistors with known resistance values to the probe 6, storing measurement data from the measuring
なお、このような対応関係は、電気抵抗測定装置内の不図示の標準抵抗接続端子に予め標準抵抗を接続しておき、CPU1からの制御によってプローブ6への接続先をスイッチで切り替えて測定するようにしてもよい。プローブの接続先を切り替えるスイッチとしては、例えば、同軸リレーのような高周波スイッチを用いることができる。
Note that such a correspondence relationship is measured by connecting a standard resistor in advance to a standard resistance connection terminal (not shown) in the electrical resistance measuring apparatus, and switching the connection destination to the probe 6 with a switch under the control of the
この場合には、複数の標準抵抗の値は、予め、CPU11が実行する制御プログラム内に固定的に設定しておけばよい。このような機能(測定器校正モード)を備えることにより、ユーザ所望の時点で、電気抵抗測定装置を校正することが可能となる。
In this case, the values of the plurality of standard resistances may be fixedly set in advance in the control program executed by the
また、標準抵抗の値自体を固定しない場合には、各標準抵抗接続端子に接続する標準抵抗の抵抗値を設定する設定テーブルに、ユーザが標準抵抗の値を設定するようにしてもよい。そして、CPU11は、設定テーブルに設定された標準抵抗の値を用いて、測定器4Aで観測された反射波振幅と抵抗値との関係から図4と同様の補間曲線を求めればよい。
When the standard resistance value itself is not fixed, the user may set the standard resistance value in a setting table for setting the resistance value of the standard resistance connected to each standard resistance connection terminal. And CPU11 should just obtain | require the interpolation curve similar to FIG. 4 from the relationship between the reflected wave amplitude observed by the measuring
補間曲線を示すデータについては、所定の分解能にて、テーブル形式で反射波振幅Vrと、抵抗値Ztとの関係が記憶されるようにすればよい。また、補間曲線にフィットする実験式Zt=f(Vr)を求め、実験式の係数をメモリ12に保持するようにしてもよい。
For the data indicating the interpolation curve, the relationship between the reflected wave amplitude Vr and the resistance value Zt may be stored in a table format with a predetermined resolution. Alternatively, an empirical formula Zt = f (Vr) that fits the interpolation curve may be obtained, and the coefficient of the empirical formula may be stored in the
図6に、電気抵抗測定時にCPU11が実行する処理のフローチャートを示す。この処理では、CPU11は、まず、電圧印加手段1に指示し、信号波形を同軸ケーブル2に出力させる(S1)。
FIG. 6 shows a flowchart of processing executed by the
次に、CPU11は、測定器4Aによって測定された反射波振幅の測定結果を読み取る(S2)。
Next, the
次に、CPU11は、反射波振幅と電気抵抗との関係をメモリ12から参照し、反射波振幅に対する電気抵抗を決定する(S3)。なお、反射波振幅と電気抵抗との関係が実験式で得られている場合には、反射波振幅に対する電気抵抗を実験式から決定すればよい。
Next, the
次に、CPU11は、決定された電気抵抗を表示装置13に表示する(SA)。
Next, the
以上述べたように、本実施形態の電気抵抗測定装置によれば、1組のプローブ6を測定対象のデバイス5に接触させることによって、予め標準抵抗を用いて測定し記憶しておいた、反射波振幅と電気抵抗との関係からデバイス5の抵抗値を決定できる。
As described above, according to the electrical resistance measuring apparatus of the present embodiment, a set of probes 6 is brought into contact with the
したがって、第1実施形態の場合と同様、デバイス5に専用のパッドを2組設ける必要がない。また、プローブ5として電圧印加用と反射波検出用との2組を設ける必要がない。したがって、微細なデバイス5についても、1組のプローブでパルス等の信号波形印加時の電気抵抗を測定できる。
《その他》
本実施形態は、以下の発明の態様(以下、付記という)を開示する。
(付記1)
信号波形が伝搬する信号線路と、
電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力部と、
前記信号波形と前記測定対象からの反射信号とを前記信号線路上で分岐する分岐部と、
前記分岐された反射信号を測定する測定部と、
前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定部と、を備える抵抗測定装置。(1)
(付記2)
前記入力される信号波形の信号振幅が所定の値である場合における前記反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との対応関係を記録する対応関係記憶部をさらに備え、
前記決定部は、前記測定された反射信号の振幅に対応する前記電気抵抗の値を前記対応関係から求める付記1に記載の抵抗測定装置。(2)
(付記3)
前記測定部の測定精度と前記対応関係とによって算出される前記電気抵抗の測定精度が所定の許容範囲にない場合に、前記測定部による測定と前記決定部による電気抵抗の決定とを複数回実行させることにより電気抵抗の変動分を算出し、前記電気抵抗の変動分が所定の許容範囲となったときに、前記電気抵抗を決定する制御部をさらに備える付記1または2に記載の抵抗測定装置。(3)
(付記4)
信号波形が伝搬する信号線路と前記信号線路上で信号波形を分岐する分岐部とを用いた電気抵抗の測定方法であり、
電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力ステップと、
前記分岐部で分岐された反射信号を測定する測定ステップと、
前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定ステップと、を備える電気抵抗の測定方法。(4)
(付記5)
前記測定対象として電気抵抗の値が既知である基準抵抗を用いて、前記入力される信号波形の信号振幅が所定の値である場合における前記反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との関係を記録するステップをさらに備える付記4に記載の電気抵抗の測定方法。(5)
(付記6)
前記基準抵抗を用いた場合の前記反射信号の振幅と前記電気抵抗の値との関係から、基準抵抗以外の測定対象に信号波形が入力されたときの反射信号の振幅とその測定対象の電気抵抗の値との関係を補完により求めるステップをさらに備える付記5に記載の電気抵抗の測定方法。
(付記7)
前記信号波形がパルス波形であり、
前記測定ステップは、
前記信号波形が前記分岐部から前記測定対象に至るまでの伝搬時間と前記反射信号が前記測定対象から前記分岐部に至るまでの伝搬時間とによる遅延時間が前記パルス幅よりも大きい場合に、前記入力信号と前記反射信号とを分離して、信号波形と反射信号それぞれの信号振幅を測定するステップと、
前記遅延時間が前記パルス幅よりも小さい場合に、前記信号波形と前記反射信号とを重ね合わせた重畳信号にて信号振幅を測定するとともに重畳信号中の信号振幅の変化から前記反射信号振幅を求めるステップと、を有する付記4から6のいずれかに記載の電気抵抗の測定方法。
(付記8)
前記測定ステップでの測定精度と前記対応関係によって算出される前記電気抵抗の測定精度とが所定の許容範囲にない場合に、前記測定ステップと前記決定ステップとを複数回実行させることにより電気抵抗の変動分を算出し、前記電気抵抗の変動分が所定の許容範囲となったときに、前記電気抵抗を決定するステップをさらに備える付記4から7のいずれかに記載の電気抵抗の測定方法。
Therefore, as in the case of the first embodiment, it is not necessary to provide two sets of dedicated pads on the
<Others>
This embodiment discloses the following aspects of the invention (hereinafter referred to as supplementary notes).
(Appendix 1)
A signal line through which the signal waveform propagates;
An input unit for inputting a signal waveform propagated through the signal line to a measurement object whose electrical resistance is to be measured;
A branching section for branching the signal waveform and the reflected signal from the measurement object on the signal line;
A measuring unit for measuring the branched reflected signal;
A resistance measurement apparatus comprising: a determination unit that determines an electrical resistance of the measurement target from an amplitude of the measured reflected signal. (1)
(Appendix 2)
A correspondence storage unit that records a correspondence between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the signal amplitude of the input signal waveform is a predetermined value;
The resistance measuring apparatus according to
(Appendix 3)
When the measurement accuracy of the electrical resistance calculated by the measurement accuracy of the measurement unit and the correspondence relationship is not within a predetermined allowable range, the measurement by the measurement unit and the determination of the electrical resistance by the determination unit are executed a plurality of times The resistance measuring device according to
(Appendix 4)
A method for measuring electrical resistance using a signal line through which a signal waveform propagates and a branching part that branches the signal waveform on the signal line,
An input step for inputting a signal waveform propagated through the signal line to a measurement object whose electrical resistance is to be measured;
A measurement step of measuring a reflected signal branched by the branching unit;
A determination step of determining an electrical resistance of the measurement object from an amplitude of the measured reflected signal. (4)
(Appendix 5)
The relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the signal amplitude of the input signal waveform is a predetermined value using a reference resistance whose electrical resistance value is known as the measurement target The electrical resistance measurement method according to
(Appendix 6)
Based on the relationship between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the reference resistor is used, the amplitude of the reflected signal when the signal waveform is input to the measurement target other than the reference resistance and the electrical resistance of the measurement target The electrical resistance measurement method according to
(Appendix 7)
The signal waveform is a pulse waveform;
The measuring step includes
When the delay time due to the propagation time from the branching part to the measurement target and the propagation time from the measurement target to the branching part is larger than the pulse width, the signal waveform Separating the input signal and the reflected signal and measuring the signal waveform and the signal amplitude of each reflected signal;
When the delay time is smaller than the pulse width, the signal amplitude is measured with a superimposed signal obtained by superimposing the signal waveform and the reflected signal, and the reflected signal amplitude is obtained from a change in the signal amplitude in the superimposed signal. And measuring the electrical resistance according to any one of
(Appendix 8)
When the measurement accuracy in the measurement step and the measurement accuracy of the electrical resistance calculated by the correspondence relationship are not within a predetermined allowable range, the measurement step and the determination step are performed a plurality of times. The electrical resistance measurement method according to any one of
1 電圧印加手段
2、3、7 同軸ケーブル
5 デバイス
8 分配器
4 オシロスコープ
4A 測定器
6 プローブ
11 CPU
12 メモリ
13 表示装置
DESCRIPTION OF
12
Claims (5)
電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力部と、
前記信号波形と前記測定対象からの反射信号とを前記信号線路上で分岐する分岐部と、
前記分岐された反射信号を測定する測定部と、
前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定部と、を備える抵抗測定装置。 A signal line through which the signal waveform propagates;
An input unit for inputting a signal waveform propagated through the signal line to a measurement object whose electrical resistance is to be measured;
A branching section for branching the signal waveform and the reflected signal from the measurement object on the signal line;
A measuring unit for measuring the branched reflected signal;
A resistance measurement apparatus comprising: a determination unit that determines an electrical resistance of the measurement target from an amplitude of the measured reflected signal.
前記決定部は、前記測定された反射信号の振幅に対応する前記電気抵抗の値を前記対応関係から求める請求項1に記載の抵抗測定装置。 A correspondence storage unit that records a correspondence between the amplitude of the reflected signal and the value of the electrical resistance when the signal amplitude of the input signal waveform is a predetermined value;
The resistance measuring apparatus according to claim 1, wherein the determining unit obtains the value of the electrical resistance corresponding to the measured amplitude of the reflected signal from the correspondence relationship.
電気抵抗を測定すべき測定対象に、前記信号線路を伝搬した信号波形を入力する入力ステップと、
前記分岐部で分岐された反射信号を測定する測定ステップと、
前記測定された反射信号の振幅から前記測定対象の電気抵抗を決定する決定ステップと、を備える電気抵抗の測定方法。 A method for measuring electrical resistance using a signal line through which a signal waveform propagates and a branching part that branches the signal waveform on the signal line,
An input step for inputting a signal waveform propagated through the signal line to a measurement object whose electrical resistance is to be measured;
A measurement step of measuring a reflected signal branched by the branching unit;
A determination step of determining an electrical resistance of the measurement object from an amplitude of the measured reflected signal.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009204443A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kyoto Prefecture | Response characteristic measuring device |
| WO2010050673A3 (en) * | 2008-10-30 | 2010-06-24 | 한국표준과학연구원 | Resistance measuring apparatus and measuring method |
| JP2019074520A (en) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | キーサイト テクノロジーズ, インク. | System and method for separating and measuring two signals present simultaneously on signal line |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5599078A (en) * | 1979-01-23 | 1980-07-28 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Automatic measuring apparatus for parameter employing measurement of reflection coefficient |
| JPH054041U (en) * | 1991-06-27 | 1993-01-22 | 横河メデイカルシステム株式会社 | Load impedance detector |
| JPH08146057A (en) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Toa Denpa Kogyo Kk | Insulation resistance measurement method |
-
2006
- 2006-03-08 JP JP2006062941A patent/JP2007240320A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5599078A (en) * | 1979-01-23 | 1980-07-28 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Automatic measuring apparatus for parameter employing measurement of reflection coefficient |
| JPH054041U (en) * | 1991-06-27 | 1993-01-22 | 横河メデイカルシステム株式会社 | Load impedance detector |
| JPH08146057A (en) * | 1994-11-18 | 1996-06-07 | Toa Denpa Kogyo Kk | Insulation resistance measurement method |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009204443A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kyoto Prefecture | Response characteristic measuring device |
| WO2010050673A3 (en) * | 2008-10-30 | 2010-06-24 | 한국표준과학연구원 | Resistance measuring apparatus and measuring method |
| KR100974650B1 (en) | 2008-10-30 | 2010-08-06 | 한국표준과학연구원 | Resistance measuring device and measuring method |
| JP2019074520A (en) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | キーサイト テクノロジーズ, インク. | System and method for separating and measuring two signals present simultaneously on signal line |
| JP7360789B2 (en) | 2017-10-12 | 2023-10-13 | キーサイト テクノロジーズ, インク. | System and method for separating and measuring two signals that exist simultaneously on a signal line |
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