数模转换器全码测试模块和数模转换器全码测试系统的制作方法_2

文档序号:9977565阅读:来源:国知局
图2是码型发生器;
[0024] 图3是波形分析器;
[0025] 图4是本实用新型的数模转换器全码测试系统的简单框图;
[0026] 图5是数模转换器AD669的管脚分布图;
[0027] 图6是数模转换器AD669的测试工装原理图。
【具体实施方式】
[0028] 本实用新型是基于ATE(例如JC-3165数模混合ATE)的,ATE可测试数字电路、模 拟电路和混合信号电路,其包括:图形控制器,主要作用是控制测试图形向量的顺序流向; 定时产生器,用于设定测试图形向量的周期、前沿、后沿和比较沿等参数。
[0029] 1基本原理
[0030] 本实用新型提供一种数模(DA)转换器全码测试模块,如图1所示,包括码型发生 器、波形分析模块。码型发生器用于产生数模转换器的输入数码;波形分析模块用于测试并 存储数模转换器的模拟输出数据。
[0031] 优选的,所述数模转换器全码测试模块还包括一程控电压基准,用于提供待测试 的数模转换器所需的基准电压(第一基准电压)。所述程控电压基准是考虑到下述因素而 设置的:有些数模转换器没有内部或自带电压基准,而其要正常工作必须要电压基准。所述 数模转换器全码测试模块中所包括的程控电压基准可以为被测数模转换器提供所需的基 准电压。第一基准电压是被测器件所需的电压基准,需要多大就设置多大。
[0032] 数模转换器全码测试模块的关键是数模转换器输出模拟信号的测试采集及输入 数码与转换控制信号(下称控制信号)的同步。用ATE中的测试图形向量作为数模转换器 控制信号是最有效、最快捷的方法,所以考虑将数模转换器全码测试模块建立在ATE技术 之上,本实用新型的数模转换器全码测试模块的开发优选在JC-3165集成电路测试系统上 来实现。本实用新型的数模转换器全码测试模块通过同步ATE的图形控制器、定时产生器, 实现待测试的数模转换器的输入数码与控制信号以及输出模拟信号测试采集的同步,将全 码测试过程简化。
[0033] L1码型发生器
[0034] 参加图2,数模转换器全码测试模块中的码型发生器主要由第一存储器(未绘 示)、计数器组成。
[0035] 第一存储器主要用于存储控制计数器的指令文件,包括加减、循环和中断等指令, 以及计数器初始值装载指令。调用这些指令是在图形向量文件里设置的,计数器初始值装 载由"L"表示,计数加一由" + "表示,计数减一由""表示,计数循环由"RPT"表示,计数器 中断由"H"表示。首先用"L"指令给计数器装载初始计数值,计数器的位数在测试源程序 里设定,然后使用" + "或指令使计数器计数输出,即为数模转换器的输入数码,具体加 减计数次数由"RPT"指令控制,最后"H"指令可使计数器中断。
[0036] 计数器优选为24位并行输出的可控计数单元,还包含最高输出16位串行数据的 模块。
[0037] 码型发生器的工作模式包括单次模式和全码模式,其输出数码为被测数模转换器 的输入数码。单次模式工作时,由图形向量文件内的"L"指令直接设定码型发生器的输出 数码;全码模式时,先选择并行或串行输出,然后设定码型发生器的输出位数,再设定输出 数码的起始码和结束码(一般按顺序从全零到全一),最后由ATE引入起始信号,与数模转 换器的控制信号同步启动,码型发生器向被测数模转换器输出数码。
[0038] 1. 2波形分析模块
[0039] 数模转换器全码测试模块中的波形分析模块用于测试数模转换器的输出模拟电 压(电流型数模转换器需要将电流转化为电压才能测试)。当数模转换器正常工作时,输入 数码从全零到全一按ILSB分辨率依次递增,其输出电压将呈现出一条线性波形(绝大多数 情况为一条有一定斜率的直线),故为测试输出电压波形特提出波形分析的概念。波形分析 模块包括电压测试模块和用于数据存储的数据存储模块(第二存储器),如图3所示。电压 测试模块主要用于快速采集电压值,根据ATE的起始信号、ATE中定时产生器的比较沿与输 入数码同步并确定顺序关系。数据存储模块将采集的电压值按上述顺序关系记录保存。针 对高精度的数模转换器,本实用新型提出测试输出电压与基准电压(第二基准电压)之差 的方法,即差分测试。第二基准电压可预先校准,其设定值为被测数模转换器输出电压的理 想值。对于差分测试,第二存储器还按顺序关系记录保存了采集的电压值与第二基准电压 之差。作为一个实施例,所述第二基准电压可以由比被测数模转换器更高精度的数模转换 器来提供,该更高精度的数模转换器设置于波形分析模块中,其输入与被测数模转换器相 同,其输出为第二基准电压,通过对被测数模转换器与该更高精度的数模转换器两者的输 出电压进行高精度差分运放和高精度电压测试,来进行差分测试,并将电压之差按顺序关 系记录保存在第二存储器中。第二存储器所存储的测试数据将被读出到主控计算机。
[0040] 1. 3工作流程
[0041] 数模转换器全码测试模块的工作流程:
[0042] 1.按图1连接好测试电路,将全码测试模块的码型发生器接到数模转换器的数码 输入端,用程控电压基准提供第一基准电压,波形分析模块连接被测器件的模拟输出端,在 测试工装上接好必要的外围电路,再由ATE提供其他信号。
[0043] 2.根据被测数模转换器的转换控制要求,编写好图形向量(图形向量为被测数模 转换器的所有数字端与ATE的数字通道板上数字通道的对应关系和所有数字端所需的输 入信号)。图形向量预先装载到ATE的数字通道板内,以备在全码测试时被图形控制器调 用。
[0044] 设定好ATE的定时产生器的周期、前沿、后沿和比较沿参数,定时产生器的周期参 数即为图形向量每一行持续的时间;比较沿为全码测试模块中波形分析模块测试和存储的 时间,为每个周期中的某一时刻。
[0045] 其中,待测的数模转换器包括:
[0046] 数码输入端,连接本实用新型全码测试模块中的码型发生器,输入数码(全码模 式);
[0047] 其他数字端,连接现有的ATE,输入图形向量(由现有的ATE在其图形控制器的控 制下进行输出)作为控制信号。
[0048] 图形向量文件内的每一行包含全码测试模块的指令调用和输入数码以及除数码 端外其他数字端的输入值。数码输入端的输入和其他数字端的输入同步通过现有的ATE的 定时产生器模块实现。根据主控计算机发出的全码测试指令,ATE的图形控制器启动图形 向量输出时,码型发生器、定时产生器同步启动,根据定时产生器时钟,图形向量调用计数 器指令控制码型发生器输出,实现两者同步输出。
[0049] 3.正式全码测试时,主控计算机发出全码测试指令,总线控制器收到后,同时下发 到ATE的图形控制器、数字通道板、定时产生器和数模转换器全码测试模块,在图形控制器 的控制下,开始数字图形输出,同时启动数模转换器全码测试模块的码型发生器,其数码一 般预设全零,以ILSB数码递增直到全一。图形向量周期设定在数模转换器可工作范围之 内,通常以其最快工作速率为准,以便同时测试芯片的时间参数。同时调用图形向量给出数 模转换器的数字输入控制信号,电压测试模块采集电压值,并用定时产生器的比较沿把数 模转换器输出数据锁存到数模转换器第二存储器中。第二存储器工作周期等于图形向量的 周期,也等于波形分析器每点的测试间隔周期。为了消除噪声的干扰,提高采样结果的准确 度,可以增加采样的点数,通常是按被测数模转换器全码数的倍数增加。
[0050] 4.图形向量运行结束后,将第二存储器中的测试数据读出(从测试系统转移到主 控计算机内存
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