《電子技術(shù)應用》
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高精度高擺幅多工位ADC測試系統(tǒng)設(shè)計
2023年電子技術(shù)應用第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.復旦大學專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室， 上海 201203）
摘要： 基于V93000 ATE設(shè)計了一種采用外加電源升壓變換模塊及可變增益儀器儀表運算放大器，以解決大輸入擺幅高精度多工位ADC的量產(chǎn)測試需求的測試方案。理論分析和測試驗證結(jié)果表明，該ADC測試系統(tǒng)可分別產(chǎn)生峰峰值超過29 V的Ramp波和正弦波測試信號，測試信號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)測試需求。
中圖分類號：TM933
文獻標志碼：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測試系統(tǒng)設(shè)計[J]. 電子技術(shù)應用，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)依賴于對瞬時電流、電壓信號的測量實現(xiàn)電網(wǎng)線路或電力設(shè)備運行狀態(tài)的采集，從而得以對電網(wǎng)運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。這種測量通常是通過模數(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集成芯片測試通常需要能夠滿足高達±10 V甚至以上的高擺幅信號進行測試。而目前主流的自動測試設(shè)備(ATE)，其模擬波形發(fā)生模塊測試信號輸出幅度都達不到±5 V的輸出范圍，更別說高達±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以內(nèi)。

雖然目前ATE設(shè)備難以滿足±10 V甚至以上的高擺幅測試信號輸出要求，但市場上已有主流ATE系統(tǒng)，如Advantest公司的V93000、Teradyne公司的Ultraflex等SoC測試系統(tǒng)設(shè)備[7-10]，功能強大、性能穩(wěn)定，并已形成一套穩(wěn)定的測試程序開發(fā)流程和成熟規(guī)范的市場渠道，設(shè)備提供商可對設(shè)備的維護提供穩(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)的風險。因此，在現(xiàn)有ATE系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過開發(fā)項目所需的外加模塊或器件以補充現(xiàn)有ATE測試系統(tǒng)性能或成本的不足，同時，又充分利用其強大功能、成熟開發(fā)流程、穩(wěn)定的性能及維護支持，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)應用領(lǐng)域需要高輸入擺幅高精度ADC測試信號的需求，開發(fā)了一套基于現(xiàn)有主流V93000 ATE測試系統(tǒng)的最大輸出信號峰峰值可高達29 V以上的ADC測試系統(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.復旦大學專用集成電路與系統(tǒng)國家重點實驗室， 上海 201203）


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