專利名稱：一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及集成電路測(cè)試系統(tǒng)計(jì)量與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種適用于射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
[0002]集成電路測(cè)試系統(tǒng)是半導(dǎo)體集成電路的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用中進(jìn)行量值測(cè)量的設(shè)備。 作為一種測(cè)試系統(tǒng)，其本身的準(zhǔn)確性與可靠性將直接影響整個(gè)測(cè)試過(guò)程，只有計(jì)量過(guò)的集成電路測(cè)試系統(tǒng)才能確保其所復(fù)現(xiàn)的量值能通過(guò)一條不確定度已知的溯源鏈與基準(zhǔn)量值相聯(lián)系。一般集成電路測(cè)試系統(tǒng)都配有自檢軟件，但這些檢驗(yàn)都是封閉性的，未從系統(tǒng)溯源到國(guó)際或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只能驗(yàn)證測(cè)試系統(tǒng)功能正確與否但不能確定系統(tǒng)的測(cè)量誤差。目前使用的射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)越來(lái)越多，這類集成電路測(cè)試系統(tǒng)其頻段高端可至毫米波與亞毫米波，低端則可從直流開始。因此這類集成電路測(cè)試系統(tǒng)功能較為復(fù)雜，參數(shù)及計(jì)量單位也變化無(wú)窮。隨著集成電路測(cè)試設(shè)備的技術(shù)不斷更新，對(duì)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)量提出了新的要求，特別是射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)具有復(fù)雜性和多樣性，對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)及量值溯源面臨很大的壓力。因此，研究一種適合高端射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置，對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行精確計(jì)量并能溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有重要的眉、ο發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置，該裝置具有校準(zhǔn)參數(shù)種類多、校準(zhǔn)量程范圍廣、技術(shù)指標(biāo)高的特點(diǎn)，能夠滿足高端射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)精確計(jì)量的要求，并能溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，確保其所復(fù)現(xiàn)的量值能通過(guò)一條不確定度已知的溯源鏈與基準(zhǔn)量值相聯(lián)系。[0004]一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括外接標(biāo)準(zhǔn)儀器、LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)、校準(zhǔn)適配單元、連接電纜。校準(zhǔn)裝置與測(cè)試系統(tǒng)組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行校準(zhǔn)軟件對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)并進(jìn)行量值溯源。[0005]外接標(biāo)準(zhǔn)儀器采用進(jìn)口的分立臺(tái)式儀器，且其技術(shù)指標(biāo)高于被校集成電路測(cè)試系統(tǒng)3倍。外接標(biāo)準(zhǔn)儀器包括多功能校準(zhǔn)源、數(shù)字多用表、任意波形產(chǎn)生器、峰值電壓表、射頻信號(hào)源、測(cè)量接收機(jī)，采用局域網(wǎng)技術(shù)通過(guò)GPIB接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)儀器間的通信。外接標(biāo)準(zhǔn)儀器基于GPIB總線或RS232總線與LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)互聯(lián)；LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)與測(cè)試系統(tǒng)的工作站通過(guò)以太網(wǎng)建立TCP/IP連接，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的同步和數(shù)據(jù)的傳輸；校準(zhǔn)軟件由測(cè)試系統(tǒng)的工作站執(zhí)行；外接標(biāo)準(zhǔn)儀器通過(guò)接口及連接線纜與校準(zhǔn)適配單元連接；校準(zhǔn)適配單元在校準(zhǔn)時(shí)直接置于測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試頭上。校準(zhǔn)裝置與被校測(cè)試系統(tǒng)之間通過(guò) LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)儀器控制庫(kù)SICL控制LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)發(fā)送 SCPI標(biāo)準(zhǔn)儀器命令對(duì)GPIB/RS232儀器進(jìn)行編程以發(fā)出激勵(lì)或測(cè)量數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)軟件通過(guò)“校準(zhǔn)應(yīng)用程序”、“軟件接口 ”、“儀器驅(qū)動(dòng)程序”控制標(biāo)準(zhǔn)儀器。[0006]本實(shí)用新型一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置的優(yōu)點(diǎn)是[0007](1)采用整體原位校準(zhǔn)，校準(zhǔn)程序由集成電路測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，其結(jié)果符合實(shí)際使用情況且校準(zhǔn)方便；[0008](2)標(biāo)準(zhǔn)儀器采用進(jìn)口的分立臺(tái)式儀器，能滿足高端集成電路測(cè)試系統(tǒng)高精度計(jì)量的要求；[0009](3)利用局域網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)主計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)儀器間的通信，具有組織結(jié)構(gòu)成簡(jiǎn)單， 容易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)；[0010](4)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)參考源從系統(tǒng)末端溯源到國(guó)家基準(zhǔn)，可以保證測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性和一致性。


[0011]圖1為本實(shí)用新型的校準(zhǔn)裝置構(gòu)建示意圖。[0012]圖2為本實(shí)用新型的校準(zhǔn)裝置網(wǎng)絡(luò)連接圖。[0013]圖3為本實(shí)用新型的校準(zhǔn)軟件結(jié)構(gòu)圖。[0014]圖4為本實(shí)用新型的分項(xiàng)校準(zhǔn)過(guò)程圖。
具體實(shí)施方式
[0015]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖來(lái)說(shuō)明本專利的具體實(shí)施方式
。[0016]本實(shí)用新型針對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)種類多、量程范圍廣、技術(shù)指標(biāo)高的特點(diǎn)，選擇進(jìn)口分立臺(tái)式儀器構(gòu)建校準(zhǔn)裝置并開發(fā)了校準(zhǔn)軟件，能夠?qū)Ω叨松漕l及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行全自動(dòng)、全量程精確計(jì)量。[0017]如圖1所示，一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，包括LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2、外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3、校準(zhǔn)適配單元4、接口及連接電纜5。校準(zhǔn)裝置與測(cè)試系統(tǒng)組成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行校準(zhǔn)軟件1對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)并進(jìn)行量值溯源。外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3包括多功能校準(zhǔn)源31、數(shù)字多用表32、任意波形產(chǎn)生器33、峰值電壓表 34、射頻信號(hào)源35、測(cè)量接收機(jī)36。外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3通過(guò)LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2與測(cè)試系統(tǒng)工作站連接，通過(guò)接口及連接線纜5與校準(zhǔn)適配單元4連接，校準(zhǔn)適配單元4在校準(zhǔn)時(shí)直接置于測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試頭上。[0018]如圖2所示，外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3采用進(jìn)口的分立臺(tái)式儀器，且其技術(shù)指標(biāo)高于被校集成電路測(cè)試系統(tǒng)3倍，測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3之間采用局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信。多功能校準(zhǔn)源31、任意波形產(chǎn)生器33、峰值電壓表34、射頻信號(hào)源35、測(cè)量接收機(jī)36之間通過(guò)GPIB接口用GPIB標(biāo)準(zhǔn)電纜連接在一起，基于GPIB總線與LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2互聯(lián)，數(shù)字多用表32基于RS232總線與LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2互聯(lián)，LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2與測(cè)試系統(tǒng)的工作站通過(guò)以太網(wǎng)建立TCP/IP連接，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的同步和數(shù)據(jù)的傳輸。[0019]如圖3所示，校準(zhǔn)軟件1由校準(zhǔn)應(yīng)用程序11、軟件接口 12、儀器驅(qū)動(dòng)程序13組成。 校準(zhǔn)軟件1由測(cè)試系統(tǒng)的工作站執(zhí)行，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)儀器控制庫(kù)SICL控制LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)2發(fā)送SCPI標(biāo)準(zhǔn)儀器命令對(duì)外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3進(jìn)行控制以發(fā)出激勵(lì)或測(cè)量數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)軟件1對(duì)外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3進(jìn)行控制時(shí)，首先根據(jù)外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3的編程手冊(cè)對(duì)儀器硬件底層進(jìn)行編程，針對(duì)儀器的控制和通信編寫相應(yīng)的儀器驅(qū)動(dòng)程序13。然后以標(biāo)準(zhǔn)儀器控制庫(kù)SICL作為軟件接口 12，調(diào)用底層的儀器驅(qū)動(dòng)程序13來(lái)控制外接標(biāo)準(zhǔn)儀器3操作，實(shí)現(xiàn)儀器驅(qū)動(dòng)程序 13和校準(zhǔn)應(yīng)用程序11的連接。校準(zhǔn)應(yīng)用程序11在測(cè)試系統(tǒng)的編程環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)，按系統(tǒng)儀器操作功能劃分成多個(gè)模塊，模塊和模塊之間相互獨(dú)立，每一個(gè)模塊完成一個(gè)項(xiàng)目的計(jì)量校準(zhǔn)工作。每一個(gè)分項(xiàng)校準(zhǔn)的典型過(guò)程如圖4所示。[0020]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的直流電源測(cè)量部件校準(zhǔn)時(shí)，過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制多功能校準(zhǔn)源31發(fā)送穩(wěn)定的直流電壓Vsi或直流電流Isi，信號(hào)依次經(jīng)由接口及連接線纜5、校準(zhǔn)適配單元4，加載到射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的直流電源測(cè)量通道上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制直流電源測(cè)量該通道上的直流電壓為Vmi或直流電流為Imi，最后得到直流電壓測(cè)量誤差即為Vsi與Vmi的差值，直流電流測(cè)量誤差即為Isi與Imi 的差值。[0021]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的直流電源驅(qū)動(dòng)部件校準(zhǔn)時(shí)，過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)中的直流電源發(fā)出規(guī)定的直流電壓V5i2或直流電流IX2，信號(hào)依次經(jīng)由校準(zhǔn)適配單元4，接口及連接線纜5、加載到數(shù)字多用表32的測(cè)量端上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制數(shù)字多用表32測(cè)量直流電壓為Vs2或直流電流為 Is2，最后得到直流電壓驅(qū)動(dòng)誤差即為Vs2與Vx2的差值，直流電流驅(qū)動(dòng)誤差即為Is2與Ix2的差值。[0022]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的波形數(shù)字化儀部件校準(zhǔn)時(shí)，過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制任意波形產(chǎn)生器33發(fā)送幅度為Vs3、頻率為Fs3的交流信號(hào)，信號(hào)依次經(jīng)由接口及連接線纜5、校準(zhǔn)適配單元4，加載到射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的波形數(shù)字化儀測(cè)量通道上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制波形數(shù)字化儀測(cè)量該通道上的交流信號(hào)幅度為Vm3、頻率為Fm3，最后得到波形數(shù)字化儀幅度誤差即為Vs3與Vm3的差值，頻率誤差即為Fs3 與Fm3的差值。[0023]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的任意波形產(chǎn)生器部件校準(zhǔn)時(shí)， 過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)中的任意波形產(chǎn)生器發(fā)出幅度為Vx4、頻率為Fx4的交流信號(hào)，信號(hào)依次經(jīng)由校準(zhǔn)適配單元4，接口及連接線纜5、加載到峰值電壓表33的測(cè)量端上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制峰值電壓表33測(cè)量該信號(hào)的幅度為Vs4、頻率為Fs4，最后得到任意波形發(fā)生器幅度誤差即為Vs4與Vx4的差值，頻率誤差即為Fs4與Fx4 的差值。[0024]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的射頻測(cè)量部件校準(zhǔn)時(shí)，過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制射頻信號(hào)源35發(fā)送功率為Ps5、頻率為!^5的射頻信號(hào)，信號(hào)依次經(jīng)由接口及連接線纜5、校準(zhǔn)適配單元4，加載到射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的射頻測(cè)量通道上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制射頻測(cè)量部件測(cè)量該通道上的射頻信號(hào)的功率為Pm5、頻率為Fm5， 最后得到射頻測(cè)量部件功率測(cè)量誤差即為Ps5與Pm5的差值，頻率誤差即為Fs5與Fm5的差值。 對(duì)于射頻測(cè)量部件的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍也可以根據(jù)其參數(shù)的定義經(jīng)同樣的測(cè)量路徑由校準(zhǔn)軟件1控制射頻信號(hào)源35及測(cè)試系統(tǒng)的射頻測(cè)量部件測(cè)量相關(guān)參數(shù)得到。[0025]本實(shí)用新型對(duì)射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的射頻驅(qū)動(dòng)部件校準(zhǔn)時(shí)，過(guò)程是由校準(zhǔn)軟件1控制射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的射頻驅(qū)動(dòng)部件發(fā)送功率為Px6、頻率為Fx6的射頻信號(hào)，信號(hào)依次經(jīng)由校準(zhǔn)適配單元4，接口及連接線纜5、加載到測(cè)量接收機(jī)36 的測(cè)量端上，隨后校準(zhǔn)軟件1控制測(cè)量接收機(jī)36測(cè)量該信號(hào)的功率為Ps6、頻率為Fs6，最后得到射頻驅(qū)動(dòng)部件功率驅(qū)動(dòng)誤差即為Ps6與Px6的差值，頻率誤差即為Fs6與Fx6的差值。對(duì)于射頻驅(qū)動(dòng)部件的諧波和相噪也可以根據(jù)其參數(shù)的定義經(jīng)同樣的測(cè)量路徑由校準(zhǔn)軟件1 控制測(cè)量接收機(jī)36及測(cè)試系統(tǒng)的射頻驅(qū)動(dòng)部件測(cè)量相關(guān)參數(shù)得到。 本實(shí)用新型不僅局限于上述具體實(shí)施方式
，可以采用其它多種具體實(shí)施方式
實(shí)施本實(shí)用新型，所以可組成多個(gè)實(shí)施例。
權(quán)利要求1.一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征在于包括LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)(2)、外接標(biāo)準(zhǔn)儀器(3)、校準(zhǔn)適配單元(4)、接口及連接電纜(5)；所述的外接標(biāo)準(zhǔn)儀器(3)包括多功能校準(zhǔn)源(31)、數(shù)字多用表(32)、任意波形產(chǎn)生器(33)、峰值電壓表(34)、射頻信號(hào)源(35)、測(cè)量接收機(jī)(36)；外接標(biāo)準(zhǔn)儀器(3)通過(guò)LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)(2)與測(cè)試系統(tǒng)工作站連接，通過(guò)接口及連接線纜(5)與校準(zhǔn)適配單元(4)連接，校準(zhǔn)適配單元(4)在校準(zhǔn)時(shí)直接置于測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試頭上。
2.根椐權(quán)利要求1所述的一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)校準(zhǔn)裝置，其特征還在于外接標(biāo)準(zhǔn)儀器(3)采用進(jìn)口的分立臺(tái)式儀器，且其技術(shù)指標(biāo)高于被校集成電路測(cè)試系統(tǒng)3倍，測(cè)試系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和外接標(biāo)準(zhǔn)儀器(3)之間采用局域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行通信，多功能校準(zhǔn)源(31)、任意波形產(chǎn)生器(33)、峰值電壓表(34)、射頻信號(hào)源(35)、測(cè)量接收機(jī)(36)之間通過(guò)GPIB接口用GPIB標(biāo)準(zhǔn)電纜連接在一起，基于GPIB總線LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)(2)互聯(lián)，數(shù)字多用表(32)基于RS232總線與LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)(2)互聯(lián)，LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)(2)與測(cè)試系統(tǒng)的工作站通過(guò)以太網(wǎng)建立TCP/IP連接，實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的同步和數(shù)據(jù)的傳輸。
專利摘要本實(shí)用新型是一種射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)的校準(zhǔn)裝置，用于對(duì)高端射頻及混合信號(hào)集成電路測(cè)試系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行精確計(jì)量并能溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。校準(zhǔn)裝置由外接標(biāo)準(zhǔn)儀器、LAN/GPIB網(wǎng)關(guān)、校準(zhǔn)適配單元、連接電纜組成，通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)運(yùn)行校準(zhǔn)程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)并進(jìn)行量值溯源。標(biāo)準(zhǔn)儀器采用進(jìn)口的分立臺(tái)式儀器，利用局域網(wǎng)技術(shù)通過(guò)GPIB/RS232接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和標(biāo)準(zhǔn)儀器間的通信。標(biāo)準(zhǔn)儀器通過(guò)接口及連接線纜、校準(zhǔn)適配單元與測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試頭連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的激勵(lì)與采集。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是校準(zhǔn)結(jié)果符合實(shí)際使用情況且校準(zhǔn)方便、能夠滿足高精度計(jì)量的要求、組織結(jié)構(gòu)成簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK202330688SQ20112048683
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者吳丹 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七〇九研究所