基于低端存储器测试平台的A/D转换器测试方案开发与实现

【摘要】：高性能的混合信号测试对测试设备的性能有着更高的要求,需要更长的测试时间,对混合信号的测试技术和成本提出了前所未有的挑战。目前市面上主流的混合测试机为惠瑞杰公司的93000、泰瑞达公司的J750和爱德万公司的T6系列,这些测试机虽然功能强劲但是价格昂贵,每个小时的价格都在上百美金甚至更高。 本文研究的课题是在低端的存储器测试机上实现A/D转换器的测试,以在保证测试性能的前提下,大幅度降低混合信号SoC芯片测试成本。由于存储器测试设备,结构简单成本低,并具有多个重复测试板卡的特性,可以实现多同测数,因此,基于存储器测试设备实现A/D转换器的测试,无论从测试机成本还是测试时间的角度,都将大大降低芯片的测试成本。 在低端的存储器测试机上实现A/D转换器测试的系统实现包括：运用存储器测试机的数据缓存存储器作为波形数据的存储,和高精度D/A转换器组成一个可以直接频率合成的信号发生器；运用存储器测试机的错误采集存储器作为A/D转换器的采样存储器,构成一个A/D转换器的测试系统。通过测试机的数字通道,给高精度D/A转换器加载斜坡电压信号的数字向量,从而产生斜坡电压；将A/D转换器的数字输出存入测试机的错误采集存储器,经过对A/D转换器数字输出的分析,计算积分非线性(INL)、微分非线性(DNL)、增益误差(GAIN ERROR)和失调误差(OFFSET ERROR),实现A/D转换器的静态参数测试。通过测试机的数字通道,给高精度D/A转换器加载单频正弦波的数字向量,并通过带通滤波器产生正弦波测试输入信号；将A/D转换器采样的结果存入测试机的错误采集存储器,经过对A/D转换器输出的数字序列进行傅里叶变换,计算信噪比(SNR)、信号与噪声谐波失真比(SINAD)、总谐波失真(THD)和有效位数(ENOB)等动态参数。从而完成了一个10比特的A/D转换器的静态参数和动态参数的测试。静态参数测试结果为INL=0.93LSB、 DNL=0.76LSB、Gain Error=22.87mV、Offset Error=0.74mV;动态参数测试结果为：SNR=59.82dB、SINAD=59.59dB、 THD=-73.64dB、ENOB=9.606。通过与台式测试仪的比较表明在低端的存储器测试机上可以实现A/D转换器的测试并达到测试要求。