在半導體製程中，電阻和電容方面的延遲效應，是包括了導線間的「連接延遲」和「閘極延遲」。所謂導線間的連接延遲是指，訊號在經過長導線傳遞後的延遲現象。而閘極延遲是指訊號在閘極間轉態時所造成的延遲，藉由這些延遲效應的量測，可以得知半導體的製程或設計是否可以達到所要求的時脈以及訊號傳遞速度。
以時脈一個1GHz訊號為例子，延遲的時間必須小於1奈秒(1ns)。單就一個元件而言，要做這種短延遲時間的直接量測，就儀器設備而言是會有其相當的困難度。幸好目前可以利用所謂的環狀震盪器(Ring Oscillator)的結構來作一個間接的量測。
這種電路結構適合於此類型的量測，因為環狀震盪器的結構不算複雜，基本上是由一長串的反向器串聯而成的，圖1所示。其中值得注意的地方是，串接的反向器一定要是奇數個，然後再把回授訊號拉回到NOR閘，這樣就能讓震盪器起震。從理論上推算震盪頻率是所有串接反向器的閘極延遲所造成。串接的反向器越多、閘極延遲會越長、震盪頻率也就會變慢。所以要讓訊號變成方便量測，反向器必須串得夠多，因為頻率太高的訊號也是很不容易量測。因為必須要考慮靠電路高頻的效應，而且花費在量測設備上的成本也會相對地增高。
若是為了降低震盪頻率而串接了過多的反向器，反而會佔用晶片不少空間來作這項測試。這對晶片的有限空間而言是不合乎經濟效益的。另一個串接過多反向器的缺點是會造成耗電量的增加，而導致溫度上升使得電路特性容易不穩定。一般的測試系統的頻率響應是60MHz左右，所以只要把震盪頻率降到這個值以下就可以得到精確的量測值；當然有些設計者會把震盪頻率降到幾百KHz以降低高頻效應的產生，這麼一來就必須加入一些除頻器(Divider)以避免串接過多反向器所造成的缺點。
利用環狀震盪器也可用來量測長導線連接延遲效應(圖2)。這是利用內差的方法來找出導線連接延遲。圖2(A)和圖2(B)的電路在環狀震盪器部分是一樣的，唯一的差別就是多了一段長導線，如此一來量測值的差別就是這段長導線所造成的效應。
一般而言，我們都會在環狀震盪器的輸出端加一個緩衝器以加強驅動能力、降低輸出阻抗；這樣的設計使得可用於此類量測的儀器限制減少，因為儀器本身都有輸入阻抗和負載，有可能因為這些效應而使得環狀震盪器不是在工作區運作。
那麼如何選擇訊號量測的儀器呢?其實這個量測的重點是頻率。一般常用的儀器有頻譜分析儀，示波器以及頻率計數器。但是除了頻率之外，有時候我們還必須兩個訊號參數，「振幅」以及「諧波」。因此就純粹的頻率量測而言，頻率計數器絕對是以一項較理想的選擇。但是很可惜的，在理論和實際有差別的情況下，也就是輸出的波形有些變形的時候，頻率計數器就會造成誤判了。
而頻譜分析儀和示波器的最大的差異在於「頻域」和「時域」的量測結果。頻譜分析儀的量測是以頻率和振幅來作解析，示波器是以時間和振幅來解析，也就是頻譜分析儀對頻率的量測能力是比示波器來的好。此外，就在價格上而言頻譜分析儀是比示波器便宜的多。詳細地比較表可以參考表1。
當然使用頻譜分析儀也是要瞭解它的特性。一般最常被忽略的是50歐姆的輸入阻抗和500pF的電容性負載。也就是說在訊號量測時必須要同時考慮阻抗效應和負載效應，否則是會得到錯誤的結果。這是與示波器比較不一樣的地方，因?示波器的輸入阻抗是100萬歐姆(1M ohm)，電容性負載是20pF左右。所以示波器在這方面的電路效應比較不顯著。
通常在半導體廠的生產線中，不太可能?了這種量測而特地建造一種儀器的。最有經濟效益，也最方便的方式。就是在現行的測試機台加進這種量測方式，不管是前段或是後段的測試機台都可以輕易的達成這個量測目的。不過這種量測是比較偏向製程的監控和設計上的驗證，而不是做成晶片本身功能。所以放在前段測試機台會是比較合適。
安捷倫科技的直流參數測試系統(407X Series)已經把頻譜分析儀(E4411B)整合到測試機台裏。這台頻譜分析儀的頻率量測範圍可以從9KHz～1.5GHz，能夠提供量測頻率所需。整個測試系統可以在生產線或是研發部門中，為這種量測方式提供一個達到需求滿足的解決方案。
