[發明專利]一種模數轉換器測試裝置和方法

在審

• 申請號: 202010007224.0
• 申請日: 2020-01-04
• 公開（公告）號: CN112311399A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 諶謙;王策;劉建明;楊超;杜超;李小虎;宋宇;張超;吳羿;彭磊;劉江;汪宇
• 申請（專利權）人: 成都華微電子科技有限公司
• 主分類號: H03M3/00
• 分類號: H03M3/00
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙) 11462
• 代理人: 宋磊

本發明涉及電路測試領域，特別涉及一種模數轉換器測試裝置和方法。其中，模數轉換器測試裝置包括自動測試系統和信號源；自動測試系統控制信號源以等間隔方式輸出模擬電壓信號給被測模數轉換器；自動測試系統控制被測模數轉換器對每個電壓信號進行多次轉換并采集轉換數據；被測模數轉換器將采集的轉換數據發送給自動測試系統；自動測試系統對接收的轉換數據進行處理，得到被測模數轉換器的線性度誤差。本發明的模數轉換器測試裝置結構簡單，無需額外連接信號電纜和通信數據總線，可以在自動測試系統上即插即用，拆卸方便，測試成本低，測試效率高。

技術領域

本發明涉及電路測試領域，特別涉及一種模數轉換器測試裝置和方法。

背景技術

在當前集成電路領域，高精度模數轉換器(ADC)是模擬類集成電路的一個重要分支，而現在△Σ型ADC分辨率最高已達到了32位。要對如此高精度ADC的線性度進行測試，其難度是不可想象的，不僅需要超高精度的信號源，而且采集的數據量也是非常龐大的。線性度作為高精度ADC的核心指標，隨著ADC分辨率的不斷提高，測試也越來越困難。目前在實驗室利用高性能的分立設備和采集板卡可以從全輸入范圍內得到高精度ADC的線性度曲線，這種方法雖可以精確的測出ADC的線性誤差，但是需要花費大量的測試時間，無法用于量產測試。

目前，業內對高精度ADC線性誤差的量產測試大多通過抽樣測試得到的，主要采用下面兩種手段來實現：一種是ATE+高精度萬用表的解決方案，利用高精度萬用表實時測量ATE的輸出信號并將測量值回傳至ATE電腦，再與ADC轉換的結果相比較，從而得出當前信號的誤差，多點測試之后取最大誤差值作為該ADC的線性誤差。另一種是ATE+高精度信號源的解決方案，ATE控制外掛的高精度信號源送出連續線性變化信號并采集ADC的轉換結果，通過end point或best fit方法得到ADC的線性誤差。兩種方案雖都可以解決ATE自身信號源精度不足的問題，但ATE和外設之間反復的握手、控制、采集等信號傳輸，會增加很多額外的測試時間，導致測試成本的急劇上升，測試效率低下。

目前，幾乎所有的集成電路都是用集成電自動測試系統(ATE)來進行量產測試的，高精度ADC也毫不例外。高精度ADC對信號源的性能要求非常高，例如一款24位的ADC，其線性度≥16位，典型值17位，按照源線性度至少比待測器件預期線性度高兩位的原則，所需信號源的線性度至少要達到19位的水平，而ATE是遠遠滯后于芯片發展速度的，比如常見的ATE泰瑞達J750的信號源僅有16位的線性度，已無法滿足高精度ADC線性度的測試需求。

現有高精度ADC線性誤差的測試裝置主要存在以下幾方面的缺點：

(1)成本高。外掛的高性能設備，一般都價格不菲，測試一只高精度ADC需要一臺高精度萬用表或高精度信號源，一臺安捷倫的8位半萬用表至少需要8萬元，一臺福祿克的8位半電壓源至少需要70萬元，而如要進行多片并行測試那采購成本將成倍數增加。

(2)結構復雜。首先PC要建立與外掛設備的通信，一般可通過GPI B、網口或USB等實現，其次外設和ADC要連接，同時ATE要能對ADC訪問，在PC上要用外設端口實現對外設和ADC的同步可控，并將ATE采集的數據分析計算，從而得到結果。整個測試平臺的結構十分的繁雜，拆卸和組裝都十分不便。

(3)速度慢。每測量一個電壓信號PC都須先與外設的通信，再控制ATE對ADC的轉換數據進行采集，整個測試過程是串行進行的，并且外設處理PC指令也需要一定時間，當一款產品的測試點達到成百上千的時候，測試時間將急劇增加。

因此，在現有ATE基礎上開發高精度ADC的測試平臺來解決量產測試，是最為可行的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的是降低測試成本、提高測試效率。

為達到上述目的，本發明提供了一種模數轉換器測試裝置和方法。