《電子技術(shù)應(yīng)用》
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高精度高擺幅多工位ADC測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2023年電子技術(shù)應(yīng)用第4期
王于波1，胡毅1，關(guān)媛1，王琨1，李大猛1，肖鵬程2
（1.北京智芯微電子科技有限公司， 北京 102200；2.復(fù)旦大學(xué)專(zhuān)用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201203）
摘要： 基于V93000 ATE設(shè)計(jì)了一種采用外加電源升壓變換模塊及可變?cè)鲆鎯x器儀表運(yùn)算放大器，以解決大輸入擺幅高精度多工位ADC的量產(chǎn)測(cè)試需求的測(cè)試方案。理論分析和測(cè)試驗(yàn)證結(jié)果表明，該ADC測(cè)試系統(tǒng)可分別產(chǎn)生峰峰值超過(guò)29 V的Ramp波和正弦波測(cè)試信號(hào)，測(cè)試信號(hào)SNR優(yōu)于105 dB、THD優(yōu)于-103 dB，可以滿足16 bit、±10 V甚至以上高輸入擺幅多工位ADC的大批量量產(chǎn)測(cè)試需求。
中圖分類(lèi)號(hào)：TM933
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223110
中文引用格式： 王于波，胡毅，關(guān)媛，等. 高精度高擺幅多工位ADC測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(4)：44-51.
英文引用格式： Wang Yubo，Hu Yi，Guan Yuan，et al. Design of high precision and high swing multi-site ADC test system[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：44-51.
Design of high precision and high swing multi-site ADC test system
Wang Yubo1，Hu Yi1，Guan Yuan1，Wang Kun1，Li Dameng1，Xiao Pengcheng2
(1.Beijing Zhixin Microelectronics Co.， Ltd.， Beijing 102200， China； 2.State Key Laboratory of ASIC&System， Fudan University， Shanghai 201203， China)
Abstract： Based on V93000 ATE, a test system using external power boost conversion module and programmable gain instrumentation operational amplifier was designed to meet the requirements of mass production of multi-sites ADC with large-swing and high-precision. The theoretical and test results show that the ADC test system can generate 29.4 V ramp and 29.1 V sine wave signals with peak to peak value. The SNR of test signal is better than 105 dB and THD is better than -103 dB, which can meet the test requirements of 16 bit high-precision and ±10 V high input swing multi-sites ADC.
Key words : ATE；A/D converter；dynamic parametric testing；ADC final test

0　引 言

電力監(jiān)控系統(tǒng)依賴(lài)于對(duì)瞬時(shí)電流、電壓信號(hào)的測(cè)量實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)線路或電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的采集，從而得以對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這種測(cè)量通常是通過(guò)模數(shù)變換器(ADC)采集電流變壓器(CT)和電壓變壓器(PT)的輸出來(lái)完成的，而CT或PT典型的輸出為±5 V或±10 V。因此，電力及工業(yè)領(lǐng)域高精度ADC集成芯片測(cè)試通常需要能夠滿足高達(dá)±10 V甚至以上的高擺幅信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。而目前主流的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)，其模擬波形發(fā)生模塊測(cè)試信號(hào)輸出幅度都達(dá)不到±5 V的輸出范圍，更別說(shuō)高達(dá)±10 V甚至以上；另外，ATE設(shè)備通用的DPS電源板卡供電范圍通常也在±7 V以?xún)?nèi)。

雖然目前ATE設(shè)備難以滿足±10 V甚至以上的高擺幅測(cè)試信號(hào)輸出要求，但市場(chǎng)上已有主流ATE系統(tǒng)，如Advantest公司的V93000、Teradyne公司的Ultraflex等SoC測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備[7-10]，功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定，并已形成一套穩(wěn)定的測(cè)試程序開(kāi)發(fā)流程和成熟規(guī)范的市場(chǎng)渠道，設(shè)備提供商可對(duì)設(shè)備的維護(hù)提供穩(wěn)定的支持，從而為集成芯片產(chǎn)品的量產(chǎn)提供穩(wěn)定保障，避免芯片量產(chǎn)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在現(xiàn)有ATE系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目所需的外加模塊或器件以補(bǔ)充現(xiàn)有ATE測(cè)試系統(tǒng)性能或成本的不足，同時(shí)，又充分利用其強(qiáng)大功能、成熟開(kāi)發(fā)流程、穩(wěn)定的性能及維護(hù)支持，將是一種比較合理的解決方案。

本文正是基于這樣的需求和思路，為了滿足面向智能電網(wǎng)及其他工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域需要高輸入擺幅高精度ADC測(cè)試信號(hào)的需求，開(kāi)發(fā)了一套基于現(xiàn)有主流V93000 ATE測(cè)試系統(tǒng)的最大輸出信號(hào)峰峰值可高達(dá)29 V以上的ADC測(cè)試系統(tǒng)。




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作者信息：

王于波1，胡毅1，關(guān)媛1，王琨1，李大猛1，肖鵬程2

（1.北京智芯微電子科技有限公司， 北京 102200；2.復(fù)旦大學(xué)專(zhuān)用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 201203）


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