CN105974156A - 一种加速度计信号处理电路零偏测试方法 - Google Patents

一种加速度计信号处理电路零偏测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加速度计信号处理电路零偏测试方法，NI‑USB‑6281接口板通过SPI接口与测试台上的待测加速度计信号处理电路连接；通过PC机上的LABVIEW测试软件控制NI‑USB‑6281接口板和SPI接口，设置待测加速度计信号处理电路的参数，对待测加速度计信号处理电路的EEPROM进行擦、读或写操作，使待测加速度计信号处理电路的输出端发生变化，并将采集的待测加速度计信号处理电路的输出电压利用PC机上的MATLAB软件做艾伦方差计算得出零偏稳定性值。本发明的测试方法，有效的减少了测试时间，提高了测试效率。

Description

一种加速度计信号处理电路零偏测试方法
技术领域
本发明属于半导体集成电路中测试领域，尤其涉及一种加速度计信号处理电路零偏测试方法。
背景技术
目前开环加速度计信号处理电路（简称“加速度计电路”）的测试装置可以测试所有参数，但是由于一个测试装置每次只能测试一只电路，所以在测试某些多个温度点的指标时，效率很低。
如零偏稳定性这个指标，需要测试5个温度点，每个温度点需要采集数据一个小时，每次温度变化除了升温降温的时间以外，还需要每次半个小时的温度保持时间。测试一只电路光是数据采集和温度保持就需要7个小时 ，再加上升温和降温的时间，一只电路的一个指标就需要测试一天，测试效率太低。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种加速度计信号处理电路零偏测试方法，缩短了测试时间，提高了测试效率。
一种加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，NI-USB-6281接口板通过SPI接口与测试台上的待测加速度计信号处理电路连接；
通过PC机上的LABVIEW测试软件控制NI-USB-6281接口板和SPI接口，设置待测加速度计信号处理电路的参数，对待测加速度计信号处理电路的EEPROM进行擦、读或写操作，使待测加速度计信号处理电路的输出端发生变化，并将采集的待测加速度计信号处理电路的输出电压利用PC机上的MATLAB软件做艾伦方差计算得出零偏稳定性值。
测试台上的待测加速度计信号处理电路为单片电路或多片电路。
对输出电压端进行数据采集的采样频率为400Hz，采样时间为3600s。
将加速度计信号处理电路零偏稳定性的处理程序封装成一个面向测试人员的操作界面，多片电路的零偏稳定性测试时，通过输入前期多片电路稳定测试的零偏数据存储地址自动获得对应的多片电路的零偏稳定性指标。
承载多片电路的测试台根据温箱内部尺寸的大小设计，多片电路用来同时测试多个温度点指标。
分别在-40℃、-10℃、25℃、55℃和85℃五个温度下同时采集多路数据；对采集的多路数据同时进行计算，判断是否满足零偏稳定性≤10mg的指标要求。
待测加速度计信号处理电路为多片电路时，所述SPI接口由信号处理模块提供电压驱动信号。
信号处理模块为SPI接口提供两个频率相同、相位相反的方波驱动信号作为电压驱动信号。
本发明所达到的有益效果：
本发明的测试方法，有效的减少了测试时间，提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明所述单片电路测试原理图。
图2为本发明所述多片电路测试原理图。
图3为本发明所述信号处理模块原理图。
图4为本发明所述分压模块的真值表。
图5为本发明所述信号处理模块信号波形。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
单片电路的零偏稳定性测试方法：
采用单片专用测试台与NI-USB-6281接口板相结合的方式，通过PC机可以对电路的相关参数进行设置调整，使电路的相应输出端发生变化。NI-USB-6281接口板与电路通过SPI 接口进行连接，用PC机中的专用软件对电路EEPROM的擦、读和写操作。测试原理按图1所示。
在PC机上使用LABVIEW开发的专用测试软件控制NI-USB-6281接口板，通过SPI接口对电路的EEPROM进行操作。用电压表监测开环输出电压VOUT_OL端，通过软件中的Address 000调整参数TrimCap1和TrimCap2，使得VOUT_OL值为2.5±0.01V。
以虚拟仪器为平台，利用NI-USB-6281高速数据采集卡对VOUT_OL端进行数据采集，设置采样频率为400Hz，采样时间为3600s（1h），将采集后的数据利用MATLAB软件做艾伦方差计算得出零偏稳定性值。
实施例2
多片电路的零偏稳定性测试方法：
目前的测试软件部分由基于MATLAB进行单片处理，这就导致需要修改8次MATLAB程序才能处理完8片加速度计信号处理电路，测试过程复杂，之前的改造也收效甚微。为了提高测试效率，将加速度计信号处理电路零偏稳定性的处理程序封装成一个面向测试人员的操作界面，只要正确输入前期8偏加速度计电路稳定测试的零偏数据存储地址就能自动获得8片陀螺的零偏稳定指标。
采用多片专用测试台与NI-USB-6281接口板相结合的方式，通过PC机可以对加速度计信号处理电路的相关参数进行设置调整，使电路的相应输出端发生变化。NI-USB-6281接口板与电路通过SPI 接口进行连接，经过信号处理模块进行处理后，用PC机中的专用软件对电路EEPROM的擦、读和写操作。测试原理按图2所示。
原来一天测试一只电路，通过本发明的这种方式，可以一天测试8只电路。如某种电路40只，需要测试5个温度点的零偏稳定性。原来需要40天才能测完，实施本发明的方案后只需要5天就能测完，节省35天。这样有效的减少了测试时间，提高了测试效率。此方法也可以在其他需要测试多温度点的电路的测试中加以推广使用。
硬件部分根据温箱内部尺寸的大小，设计专门用来测试多温度点指标的测试台，在测试台上放置8个测试夹具，可以同时测量8只电路。以虚拟仪器为平台，利用NI-USB-6281接口板的高速数据采集卡经过信号处理模块对引出8个端口分别连接在测试板上对VOUT_OL端进行数据采集。分别在-40℃，-10℃，25℃，55℃和85℃五个温度下对采集软件进行设置，可以同时采集8路输出的数据；对采集的8组数据同时进行计算得出测试结果，看是否满足零偏稳定性≤10mg的指标要求。实现每次对多只加速度计电路的全温范围实时数据采集，然后进行相关的数据处理，完成测试。
其中，信号处理模块主要功能是为SPI接口的信号提供电压驱动信号，开关电路由两相不交叠时钟CLK0、CLK1控制，最终产生两个频率相同、相位相反的方波驱动信号SDLO、SDHI。图3所示是信号处理模块电路原理图，在Trim调制端的控制下分压模块通过对2.5V基准信号VREF分压产生不同的低电平驱动信号，而且以2.5V为基准镜像产生一个高电平驱动信号。最后在开关的控制下，高低电平在时钟不同相位接通输出产生两个方波驱动信号SDLO、SDHI。
电路的Trim端控制由寄存器输出数据的低三位控制，不同的控制信号对应不同的分压。我们用SDHI和SDLO分别代表驱动信号的高低电平，图4所示为分压模块的真值表。由表可知电路一共能产生6组不同的有效高低电平驱动信号。图5所示为在不同控制信号下产生的不同驱动信号波形。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1. 一种加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，NI-USB-6281接口板通过SPI接口与测试台上的待测加速度计信号处理电路连接；
通过PC机上的LABVIEW测试软件控制NI-USB-6281接口板和SPI接口，设置待测加速度计信号处理电路的参数，对待测加速度计信号处理电路的EEPROM进行擦、读或写操作，使待测加速度计信号处理电路的输出端发生变化，并将采集的待测加速度计信号处理电路的输出电压利用PC机上的MATLAB软件做艾伦方差计算得出零偏稳定性值。
2.根据权利要求1所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，测试台上的待测加速度计信号处理电路为单片电路或多片电路。
3.根据权利要求1所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，对输出电压端进行数据采集的采样频率为400Hz，采样时间为3600s。
4.根据权利要求2所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，将加速度计信号处理电路零偏稳定性的处理程序封装成一个面向测试人员的操作界面，多片电路的零偏稳定性测试时，通过输入前期多片电路稳定测试的零偏数据存储地址自动获得对应的多片电路的零偏稳定性指标。
5.根据权利要求2所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，承载多片电路的测试台根据温箱内部尺寸的大小设计，多片电路用来同时测试多个温度点指标。
6.根据权利要求5所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，分别在-40℃、-10℃、25℃、55℃和85℃五个温度下同时采集多路数据；对采集的多路数据同时进行计算，判断是否满足零偏稳定性≤10mg的指标要求。
7.根据权利要求2所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，待测加速度计信号处理电路为多片电路时，所述SPI接口由信号处理模块提供电压驱动信号。
8.根据权利要求7所述的加速度计信号处理电路零偏测试方法，其特征是，信号处理模块为SPI接口提供两个频率相同、相位相反的方波驱动信号作为电压驱动信号。
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