[發明專利]梯級電壓斜坡模塊、產生梯級電壓斜坡信號的方法及其應用

有效

• 申請號: 201310733964.2
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103905044B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 布魯斯·B·布希
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

本申請案涉及梯級電壓斜坡模塊、產生梯級電壓斜坡信號的方法及其應用。一種梯級電壓斜坡模塊(100)包括梯級電壓斜坡產生器電路(110)，所述梯級電壓斜坡產生器電路(110)包括經配置以接收數字數據信號(代碼117)及第一時鐘信號(116)且提供第一梯級電壓斜坡波形(118)的至少一個時鐘控制的第一數/模轉換器DAC(115)。可編程增益運算放大器op amp(120)具有經耦合以接收所述第一梯級電壓斜坡波形的輸入。為電流輸出倍增DAC的第二DAC(125)經定位以提供所述op amp的增益設定電阻。可改變所述第二DAC及op amp配置以提供增益或衰減或者兩者。所述op amp的輸出提供適合于包括測試具有10個或10個以上位的模/數轉換器ADC的應用的梯級電壓斜坡輸出(135)。

技術領域

所揭示的實施例涉及梯級電壓斜坡產生器。

背景技術

自動測試設備(ATE)是指對半導體裝置(稱為受測試的裝置(DUT))執行測試的設備。DUT通過稱為搬運器(handler)或探測器(prober)的機器人機器及經由定制接口測試適配器或調適ATE的測試資源以適應DUT的“夾具”物理連接到ATE。

可用于測試集成電路(IC)的ATE中的數者具有測試模/數轉換器(ADC)的能力。舉例來說，Teradyne/Eagle ETS-364(馬薩諸塞州北瑞丁的泰瑞達公司(Teradyne,Inc.,North Reading,MA))可測試ADC。所有代碼斜坡/直方圖方法通常用于測試ADC。對于所有代碼斜坡/直方圖方法，到ADC的模擬輸入梯級電壓斜坡必須為線性、準確的，且提供為非常小的電壓步長。然而，已知ATE資源對于測試8位以上ADC不足夠準確(即，具有充足線性及分辨率)。

舉例來說，12位ADC(其中每一個代碼30個分區(或每代碼的命中)及5V全尺度電壓范圍)需要比約5V/(2¹²)/30＝40.7μV好的輸入電壓分辨率。ATE的準確性必須比此40.7μV分辨率值(其等于≈4μV分辨率)好約至少10倍。然而，ETS-364測試者的各種儀器的分辨率為80μV，其對于12位ADC測試太過粗糲。如果輸入電壓不足夠準確，那么測試者將提供ADC的錯誤結果。需要用于準確地測試包括具有10個或10個以上位的ADC的裝置的線性、準確且精細粒度的梯級電壓斜坡的源。

發明內容

所揭示的實施例包括梯級電壓斜坡模塊，其具有包括提供第一梯級電壓斜坡波形的時鐘控制的第一數/模轉換器(DAC)的梯級電壓斜坡產生器電路。可編程增益運算放大器(op amp)級具有經耦合以接收所述第一梯級電壓斜坡波形的輸入。所述可編程增益op amp的增益經設定以補償在本文中所辨別的某些模/數轉換器(ADC)的縮短代碼長度測試以產生小于正在測試的ADC的目標結束電壓。

所述梯級電壓斜坡模塊包括第二DAC，其為電流輸出、倍增DAC(其不具有內部opamp)，其經定位以提供跨越op-amp連接的增益設定等效阻抗(在本文中稱作等效電阻或簡稱為電阻)。已發現作為增益設定電阻的電流輸出、倍增DAC實現op amp增益設定的良好分辨率，例如當使用16位DAC時在1與2的整數增益之間的32,768個增益選擇。

對于測試DAC，測試工程師通常需要使每數字輸入(代碼)的命中變化的能力，例如從20到26，到32或40或50，或一直到64。此意指梯級電壓產生器需要在其到達最后代碼之前停止的能力。在16位情形中，取決于所指定的“每代碼的命中”，所利用的電壓斜坡因此可在低于65,536(2¹⁶)的代碼處停止。如上所述，在本文中辨別縮短代碼長度以產生小于目標結束電壓。舉例來說，如果65,536個代碼產生+5.00VDC(其可為DAC的全指定的電壓范圍)，那么具有32,768的長度的梯級將僅產生+2.50VDC。所提供的所揭示軟件計算維持正在測試的ADC的全指定的電壓范圍所需的增益，其通過編程電流輸出、倍增DAC的等效電阻來實施以獲得維持目標結束電壓所需的增益，例如對于16位情形，在具有代碼長度32,768的梯級的情形中增益為2。