[發(fā)明專利]用于電壓信號的測量與轉換裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910312250.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101726657A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 劉義芳
• 申請（專利權）人: 西安明泰半導體測試有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R31/28
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 羅笛

技術領域

本發(fā)明屬于集成電路測試測量技術領域，涉及一種用于電壓信號的測量 與轉換裝置。

背景技術

在集成電路自動化測試設備(ATE設備)中，特別是針對集成電路的最 終測試時，由于機械手(Handler)與ATE各自尺寸和外形的關系，無法將 被測器件(DUT)與ATE中板卡上的源/表進行直接對接，所以必須用一段 較長的引線將DUT與ATE相連，引線的長度短則1-2米，長的會達到5米。 由于長引線的引入，不可避免地帶來了引線誤差以及加劇了外界電磁場對被 測試信號的干擾。雖然ATE中采用的開爾文接線和電磁屏蔽的方法在一定 程序上可以減小了測量誤差，但是在有些情況下，仍然無法滿足測試要求， 如：測量精度要求在1毫伏或1毫伏以下；被測試信號的輸出比較大、阻抗 很大，為弱電勢。

如果不計長引線帶來的誤差，模擬ATE的測量精度基本可以達到毫伏， 而數(shù)字ATE的測試精度要在十幾毫伏以上。因此即使沒有長引線的引入， 以上兩種情況在測試中也無法滿足微伏級精度的測量要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于電壓信號的測量與轉換裝置，以實現(xiàn)集成 電路電壓信號的精確測量與轉換，使得ATE設備在有長引線影響的情況下 能準確地測試微伏級精度的信號。

本發(fā)明所采用的技術方案是，一種用于電壓信號的測量與轉換裝置，包 括差分PGA，差分PGA分別與輸入信號緩沖器和比較電壓發(fā)生器連接，比 較電壓發(fā)生器與微控制器連接，差分PGA的一個輸出端通過模數(shù)轉換器與 微控制器連接，輸入信號緩沖器、比較電壓發(fā)生器、微控制器、差分PGA、 模數(shù)轉換器分別由電源模塊供電，差分PGA的另一個輸出端與ATE設備連 接，微控制器輸出PGA控制信號，微控制器通過數(shù)字總線與ATE設備連接， 所述的比較電壓發(fā)生器由相連接的數(shù)模轉換器和電壓跟隨器組成，所述的 ATE設備是指集成電路自動化測試設備。

本發(fā)明的測量與轉換裝置，其特征還在于：

所述差分PGA的內(nèi)部結構是，由多路模擬開關I和多路模擬開關II、 差分運算放大器組成，差分運算放大器內(nèi)部包括一級放大器和二級放大器順 序連接而成，多路模擬開關II和多路模擬開關I順序連接，多路模擬開關II 的負極與一級放大器的+1N極連接，多路模擬開關II的輸出端分別與多路模 擬開關I的負極以及二級放大器的-1N極相連接，多路模擬開關I的輸出端 與二級放大器的輸出端相連接構成差分PGA的輸出端。

所述微控制器的通用輸入輸出口分別與撥碼開關I、撥碼開關II、撥碼 開關III連接。

本發(fā)明裝置的有益效果是，在幾乎不增加ATE設備的前提下，通過結 構的改進，使ATE設備的電壓測量精度提高兩個數(shù)量級以上，實現(xiàn)毫伏級 及毫伏以下信號的精確測量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明裝置的結構框圖；

圖2是本發(fā)明裝置中的比較電壓發(fā)生器的內(nèi)部結構示意圖；

圖3是本發(fā)明裝置中的差分PGA的內(nèi)部結構示意圖；

圖4是本發(fā)明裝置中的微控制器的內(nèi)部結構示意圖；

圖5是本發(fā)明裝置的工作流程示意圖。

圖中，1.ATE設備，2.輸入信號緩沖器，3.比較電壓發(fā)生器，4.微控制器， 5.差分PGA，6.模數(shù)轉換器，8.撥碼開關I，9.撥碼開關II，10.撥碼開關III， 11.數(shù)模轉換器，12.電壓跟隨器，13.多路模擬開關I，14.差分運算放大器， 15.多路模擬開關II，16.一級放大器，17.二級放大器。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

圖1是本發(fā)明裝置的結構框圖，包括差分PGA5，差分PGA5分別與輸 入信號緩沖器2和比較電壓發(fā)生器3相連接，比較電壓發(fā)生器3與微控制器 4連接，差分PGA5的一個輸出端通過模數(shù)轉換器6與微控制器4連接，輸 入信號緩沖器2、比較電壓發(fā)生器3、微控制器4、差分PGA5、模數(shù)轉換器 6分別由電源模塊供電，差分PGA5的另一個輸出端與ATE設備1連接，微 控制器4通過數(shù)字總線與ATE設備1連接。