重庆计量测时仪测量交流信号的直流偏移
来源: | 作者:proc22dfc | 发布时间: 2019-09-03 | 12 次浏览 | 分享到:
在现在的半导体范畴,要确认集成电路器材的功用性是否满意要求,往往需求对其进行多种电查验。其间一项便是器材的时序,这时有必要用到(TMU)。
是一种半导体自动查验设备(ATE),担任两次作业之间间隔的时刻或核算作业的个数。由于半导体工业中查验的杂乱度日益增大,并且IC规划师期望保证他们所规划的IC在速度和照应上能够满意规划要求,因而大多数测时仪在出售时内部都自带一台TMU。不论查验设备是用于查验仿照IC、数字IC还是混合信号IC,TMU都是必需的。
一般,TMU用于频率/周期、传输推迟、建立和坚持时刻、上升/下降沿、占空比和信号斜率等沟通参数。重庆计量校准
TMU主要由两部分组成:
1. 信号检测器
此部分用于在输入信号呈现后检测一次作业的发生。经过设置感兴趣的参数阈值(一般是电压参数)和信号改动的斜率(正或许负),检测器能够在输入信号抵达预先设置的阈值时触发计数器模块,使其开始计数或间断计数。开始计数和间断计数的触发信号能够由一个检测器发生,但现在大多数TMU制造商都会集成至少两个检测器,由于两个检测器能够检测到低于1mV的信号电压变化,并且无推迟地将触发信号送至计数器模块。
2. 计数器
在TMU中,核算作业发生次数或时刻间隔的中心是开始和间断触发器。对此部分而言,为了得到更精确的作用,分辨率和精度是最重要的因素。现在,TMU制造商能够轻易造出分辨率抵达皮秒(pico-second)或飞秒(femto-second)级的高速TMU,一起,计数器的最大可核算时刻仍坚持在几秒。
RF查验仪和RF器材
为了节约本钱,半导体查验服务提供商在购买查验仪时很少会将可选装备悉数配齐。一般他们只会依据查验需求考虑挑选哪些装备,然后将查验仪中的可用资源与待测产品配对。以RF查验仪为例,此类查验仪仅用于查验RF器材,因而只包含RF资源和一些外围支撑资源,例如DC源、精密丈量单元(PMU)、TMU和很少几个数字管脚通道。
而另一方面,为了满意现代RF运用的需求,RF器材的性能在不断提高。现在的RF器材现已不只作业在RF频段,还能够发生和/或捕获中/低频信号。因而,查验工程师在决议晋级查验仪之前一定要细心消化和了解器材的查验要求。例如,咱们现在有一只待测的RF器材,需求丈量其DC偏移,丈量参数如下:频率10 MHz、崎岖300-600mV、输出阻抗~300?、最大DC偏移1.5V ± 10%当然,对此例,最理想的丈量计划是将查验仪晋级为具有数字转化器和数字信号处理(DSP)才能,但这样会使查验本钱变得十分高。所以咱们会想到,假如RF查验仪自身就具有有限的一些资源能够满意以上要求呢?对此,咱们做如下阐明:
PMU是用于精确DC丈量的仪器,但它不能用于丈量DC偏移。并且,用一个仿照滤波器滤除信号中的AC成分也会影响DC偏移。这些都会使查验板的规划和查验程序的结构变得十分杂乱。
中在TMU输入端口送入一个崎岖为1V的正弦波。
检测器设置:
感兴趣的阈值电压=0.5V
感兴趣的信号改动斜率符号=正( positive,由低至高改动) 中能够看出,A点将被检测到两次,而B点则会被疏忽,由于B点的信号改动斜率为负(由高变低第一次和第2次检测到A点的时刻差便是输入信号的周期。
 数字IC的输入和输出管脚被送至TMU的输入端口。
设电压输入和输出的低电平(VIL和VOL)为0V,高电平((VIH和VOH)为5V,则表1给出了相应的TMU设置和待测参数。
逻辑波形时序的比如
RF查验仪中的RF数字转化器也不能用,由于其输入阻抗(50Ω或75Ω)太低,而被测件(DUT)为高阻输出,这会导致信号电平被拉跨,从而使丈量作用不精确。此时咱们能够考虑在RF数字转化器之前增加一级缓冲放大器,但条件是有必要细心点评该放大器的固有偏移,由于这也会使查验板规划与查验程序结构变得愈加杂乱。
在有其他挑选时,运用TMU丈量DC偏移或许并非最佳计划,但却肯定是最简略也最廉价的计划。咱们将在下文中具体介绍该办法。
当然,该办法也或许存在一些局限性,例如:
1. TMU不能象数字转化器相同丈量全部AC信号参数,例如噪声电平、THD、SNR等;
2. 输入信号的崎岖有必要十分安稳,否则查找作用永久不会收敛;
3.该办法不能用于任意信号,对正弦波信号选用该办法作用最好;
4.由于需求进行折半查找,所以该办法耗时较长,信号频率越低,查找周期越长;
但咱们能够想办法减少查找的周期数,或许至少将查找周期数限制为一个固定值。
运用TMU丈量
一般,TMU所带的都是高阻输入端口,这一点对图4中所举比如而言确实十分必要,因而,在输入阻抗方面不存在问题。选用这种办法时,只需在查验板上留出一条通道用以联接DUT的输出管脚与TMU的输入端口,无需其他外部元件与电路。某些查验仪甚至具有一条内部总线,可用于联接TMU与其他资源。此时,连专门为DUT与TMU留通道都没必要了。
该办法的基本思路是运用TMU中信号检测器的功用。一旦检测器检测抵抵达感兴趣的参数阈值和信号改动斜率的情况,就会向CPU发送一个触发信号。该功用答应程序员运用折半查找法查找离信号峰值和谷值十分近的点,设查找作用为VMax和VMin点,那么DC偏移的崎岖就可表示为:
查验工程师们只需细心了解查验要求,并充沛运用TMU解决法,就或许避免进行贵重的查验仪晋级。开发TMU的功用,将其用于丈量DC偏移便是一个很好的比如,它相同能够保证查验质量。而且,选用该办法后,查验板的规划和查验程序都得到了极大简化,由于此时无需向查验板上增加任何电路,也无需向查验程序中增加任何校准程序。实际运用也证明该办法能够在可接受的测试时刻内得到满意要求的查验作用。

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