数模转换器全码测试模块和数模转换器全码测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及测试技术，尤其涉及数模转换器的测试系统。
【背景技术】
[0002] 数模转换器是指把数字信号转换为模拟电压或电流信号的集成电路，也叫DA转 换器或DAC。全码测试，顾名思义就是要测试到数模转换器所有的输入数码经过转换后产生 的输出信号。
[0003] 早先测试数模转换器多采用是DSP(数字信号处理芯片）的方法，由通用的电压源 仪表提供器件的工作电源，用DSP芯片产生控制信号和输入数码，搭配上适当的外围电路， 使其能正常工作，再用通用仪表高精度的电压表测量输出电压，同时记录每个数码对应的 电压表读数，将这些电压表读数经过一系列的计算得到被测指标。其中DSP芯片、电压源、 电压表为分立的组成部分，电压表读数需要人工记录，被测指标需要人工计算。数模转换器 测试采用DSP的方法，需要将输入数码与输出电压测量值一一对应的记录下来，不仅速度 慢，而且可靠性差，容易出现人为错误，不可能用于大规模生产测试。
[0004] 目前国内已经涌现出多款数模混合信号的数模转换器集成电路测试系统（简称 ATE)，大多具备了数模转换器的基本测试能力。ATE内具有电压源模块提供被测数模转换器 的电压源，然后用ATE内的图形向量模块设置好输入数码，然后ATE发出控制信号，使被测 的数模转换器工作，再由ATE内部电压表测试输出电压。数码转换器每一次转换都需要ATE 改变一次图形向量，至少需要2n次向量的变化（n是数模转换器的位数），最后计算分析测 试的电压数据，得到数模转换器的微分非线性误差、积分非线性误差等参数。数模转换器测 试采用目前国内的ATE，虽然可以测试数模转换器，解决了DSP方法测试的不足，但是也都 有其缺点。比如转换点测试数量不够、测试所有转换点时间过长、测试输出电压精度过低以 及测试数模转换器的位数低、速率低等问题。数模转换器测试的转换点数量不够，不能测试 到所有输入数码的转换电压，也就不能准确的得到微分非线性误差、积分非线性误差等参 数，测试结果不可靠。对于位数较高的数模转换器，其全码测试所需的图形向量将会很大， 目前国内的方法虽然测试点完整、数据准确，但是测试速度慢、数据量大，测试时间很长，不 利于大规模测试。还有国内ATE的电压测试精度也有待提高，这样才能测试更高位数的数 模转换器。国内ATE已经不能适应现有数模转换器的测试需求，亟需对其进行改进。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种数模转换器全码测试模块和数模转换器全码测 试系统，其可以使数模转换器全码测试系统的测试程序的编写得到简化并提高系统的测试 性能。
[0006] 本实用新型的数模转换器全码测试模块，用于数模转换器的测试，包括：码型发生 器，用于产生数模转换器的输入数码；波形分析模块，用于测试并存储数模转换器的模拟输 出数据。
[0007]其中，还包括程控电压基准，用于提供数模转换器所需的第一基准电压。
[0008]其中，所述码型发生器包括：计数器，计数输出，作为数模转换器的输入数码；第 一存储器，存储有控制计数器的指令文件，所述指令文件可被图形向量文件调用。
[0009]其中，所述码型发生器的工作模式包括单次模式和全码模式.
[0010] 其中，所述波形分析模块包括：电压测试模块，采集数模转换器的输出电压值；第 二存储器，将电压测试模块采集的电压值按顺序存储。
[0011] 其中，所述第二存储器存储电压测试模块采集的电压值与一第二基准电压的电压 之差。
[0012] 根据本实用新型的一个实施例，在所述波形分析模块中，设置一比被测数模转换 器更高精度的数模转换器，以提供第二基准电压，并设置一高精度差分运算放大器和一高 精度电压测试器，以对被测数模转换器的输出电压与第二基准电压进行高精度差分运放和 高精度电压测试，并将该两电压之差按顺序关系记录保存在第二存储器中。
[0013] 本实用新型的数模转换器全码测试系统，是在ATE上结合数模转换器全码测试模 块，所述ATE，存储有图形向量文件，包括：图形控制器，控制输出图形向量作为数模转换器 的控制信号；定时产生器，设定图形向量的周期、前沿、后沿和比较沿，所述数模转换器全码 测试模块包括：码型发生器，用于产生数模转换器的输入数码，包括：计数器，计数输出，作 为数模转换器的输入数码；第一存储器，存储有控制计数器的指令文件，所述指令文件可 被图形向量文件调用；波形分析模块，用于测试并存储数模转换器的模拟输出数据，包括： 电压测试模块，采集数模转换器的输出电压值；第二存储器，将电压测试模块采集的电压值 按顺序存储。
[0014]其中，所述数模转换器全码测试模块还包括程控电压基准，用于提供数模转换器 所需的第一基准电压。
[0015]其中，所述第二存储器存储由电压测试模块采集的被测数模转换器的输出电压与 一第二基准电压的电压之差。
[0016] 本实用新型的有益效果如下。
[0017] 本实用新型用于数模转换器的全码测试，其可以测试到数模转换器所有输入数码 的转换电压（电流也要转换为电压来测试），通过计算分析测试的电压就可以很方便地得 到数模转换器的微分非线性误差DNL、积分非线性误差INL等重要指标参数。
[0018] 与基于DSP的测试方法相比，本实用新型采用的是计算机控制，实时通信，芯片自 动测试，可自动记录及计算分析测试数据，速度快，数据记录准确，可靠性好。
[0019]安装本实用新型数模转换器全码测试模块的ATE与国内其他ATE相比，它是通过 函数指令使模块自身产生从全零到全一的数码，不需要图形向量提供被测数模转换器的输 入数码，图形向量内只需要循环设置数字的控制信号即可，简化了图形向量和测试程序编 写。此全码测试模块具有与ATE的定时产生器同步的功能，控制信号、输入数码和测试输出 电压的速率都由定时产生器来控制，可同步测试每一个数码的输出电压，加快测试速率。
[0020] 本实用新型可以增加目前国产ATE所测试的数模转换器的位数，扩大所测试的数 模转换器的芯片种类，提高输出电压测试的精度，加快测试速率，简化测试程序的编写和测 试适配器的开发，增强测试稳定性，将大幅提升国产ATE数模转换器测试方面的能力，有利 于增强国产ATE与国际同类产品的竞争力。国产ATE装备数模转换器全码测试模块后，可 在现有ATE的基础上自主开发测试程序，大大降低测试费用。集成电路生产线上的国产ATE装备数模转换器全码测试模块后，将加快测试芯片的速度，减少测试时间，增加单位时间的 测试数量，降低测试费用，且由于测试精度提高，可以提高失效分析的准确性，提高良率，还 可以研发更多类型的数模转换器芯片，提升我国在国际集成电路产业的竞争力。
[0021] 全码测试模块中的码型发生器通过简单的加一或减一指令，再结合循环指令，即 可实现数码从全零到全一的计数，直接输入到被测器件的数码端，使用起来简单方便，但如 果单纯用图形向量的方式来提供所有的数码，至少需要2n行图形向量，增加图形向量的编 写难度。全码测试模块中的波形分析模块，具有同步测试功能，可实时测试被测器件的模拟 输出，整个过程快速准确，加快测试速率，且由于可以采用测试被测器件的模拟输出与第二 基准电压（第二基准电压值为被测器件模拟输出理论值）之差的方式，可提高测试精度，这 样就能测试更高位数的数模转换器，扩大测试数模转换器的种类。
【附图说明】
[0022] 图1是本实用新型的数模转换器全码测试模块结构框图；
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