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數(shù)字測試儀下的參數(shù)測試單元的設(shè)計

作者: 時間:2009-05-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,集成電路得到了廣泛的應(yīng)用,芯片已經(jīng)滲透到各個生產(chǎn)、生活的領(lǐng)域。與之相對應(yīng)的,各個領(lǐng)域?qū)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/數(shù)字">數(shù)字芯片的性能、穩(wěn)定性、可靠性也有了更高的要求。數(shù)字作為測試芯片性能最主要的技術(shù)正是在這樣的環(huán)境下迅速發(fā)展起來。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/195864.htm


整個數(shù)字通常包含了五大部件:電源模塊、通信模塊、測量單元、數(shù)字測量單元和主控制模塊。其中,測量單元和數(shù)字測量單元是整個數(shù)字測量儀的核心部件,測量單元直接決定著整個系統(tǒng)的模擬參數(shù)測量精度和應(yīng)用范圍。因此,設(shè)計出具備高精度、高速度的參數(shù)測量單元的數(shù)字測試儀具有很高挑戰(zhàn)性。


本文提出了一種高速度高精度的參數(shù)測量單元。該單元應(yīng)用于數(shù)字測試儀,具備16通道選通測試能力和可編程指令集,同時自帶的PID循環(huán)驗證和Kelvin四線連接技術(shù)可以有效提高整個模擬參數(shù)測量精度,使測量儀在低于50Ω的負(fù)載情況下仍能維持不超過千分之一的測試誤差。

數(shù)字測試儀框架
數(shù)字測試儀框架如圖1所示,采用Cyclone系列的FPGA作為主控制芯片。該芯片能夠有效控制各種高速并行D/A、A/D進(jìn)行測試;同時對大量的通道選通繼電器、存儲器陣列、數(shù)字信號采集芯片等進(jìn)行準(zhǔn)確控制。由圖1可以看出,測試儀的模塊很多,但需要指出的是模擬參數(shù)單元占到了整個面積和成本的三分之一以上,這也顯示了參數(shù)測量單元的重要性。

圖1 數(shù)字測試儀架構(gòu)圖

參數(shù)硬件設(shè)計
1 整體架構(gòu)
參數(shù)如圖2所示,總共包括了三大部分,第一部分參數(shù)測試通道主要由各種功能的通道組成,包含了16個參數(shù)測量通道用來測試芯片的16個引腳;以及多個輔助引腳,這些輔助引腳可以輔助Kelvin連接評估傳輸線阻抗和模擬總線交互功能。

圖2 參數(shù)測試單元架構(gòu)


這些測試通道由測量單元的第二部分:繼電器陣列組控制。繼電器除了對測試通道進(jìn)行開關(guān)控制外,還能夠控制該單元的功能操作和時序操作,對測試精度有很大的影響。同時,這些繼電器具備可編程功能,能夠根據(jù)用戶需求適時更改。提高了整個測試系統(tǒng)的靈活性,有助于系統(tǒng)以后的升級。


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