CN106990347A - 适用于毫米波分频器的在片测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种适用于毫米波分频器的在片测试系统，其结构包括处理器、探针台、信号源、扩频模块、频谱仪、电源、直流探卡、左探针系统、右探针系统；其测试方法，包括如下步骤：1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗；2）判断测试链路是否连接正常；3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作；4）采集数据；5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率；6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试。优点：1）实现了毫米波分频电路工作频率范围、输出功率的精确测试；2）实现了毫米波分频器的在片自动测试，提高了测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于毫米波分频器的在片测试系统及测试方法，所述的方法适用于毫米波分频器的相关测试，属于超高速芯片的测试领域。
背景技术
超高速分频器是数字电路最基本和常用的形式，也是最能体现工艺加工水平和数字系统速度的电路；分频器被广泛应用于信号处理、锁相环路和频率合成器中，在电子侦察、干扰、雷达、导弹、通信中具有广泛的应用。
随着器件水平的不断提升，分频器的极限工作频率也随之不断提高，甚至达到了仪器所能测试的极限频率；这也表明分频器是评估工艺及器件水平的标志性电路，毫米波分频器在片测试系统及测试方法也是目前该领域的关键技术，本发明提出一种适用于毫米波分频器在片测试系统及测试方法，实现该频段的在片测试效率提升，并确保测试精度。
发明内容
本发明提出的是一种适用于毫米波分频器的在片测试系统及测试方法，其目的旨在避免装架测试效率低下的问题，同时实现毫米波分频器工作频率范围，输出功率的准确测试。
本发明的技术解决方案：适用于毫米波分频器的在片测试系统，其结构包括处理器、探针台、信号源、扩频模块、频谱仪、电源、直流探卡、左探针系统、右探针系统；其中，处理器的第一信号输出/输入端与探针台的信号输入/输出端对应相接，处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接，处理器的第四信号输入/输出与电源的信号输入输出端相连，同时电源的另外一个电流输出端连接直流探卡的电流输入端，信号源的信号输出端连接扩频模块输入端，扩频模块输出端连接左探针系统输入端，右探针输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接待测件(DUT)，待测件(DUT)的另一个信号输入端接直流探卡的信号输出端。
其测试方法，包括如下步骤：
1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗；
2）判断测试链路是否连接正常；
3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作；
4）采集数据；
5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率；
6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试。
本发明的优点：
1）实现了毫米波分频电路工作频率范围、输出功率的精确测试；
2）实现了毫米波分频器的在片自动测试，提高了测试效率。
附图说明
附图1是搭建在片测试系统后在探针间连接直通件，测试芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗。
附图2 验证系统连接系统框图。
附图3 是搭建在片分频器测试系统框图。
附图4是对整个测试方法的流程图。
具体实施方式
对照附图，一种适用于毫米波分频器的在片测试系统，其结构包括处理器、探针台、信号源、扩频模块、频谱仪、电源、直流探卡、左探针系统、右探针系统；其中，处理器的第一信号输出/输入端与探针台的信号输入/输出端对应相接，处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接，处理器的第四信号输入/输出与电源的信号输入输出端相连，同时电源的另外一个电流输出端连接直流探卡的电流输入端，信号源的信号输出端连接扩频模块输入端，扩频模块输出端连接左探针系统输入端，右探针系统输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接待测件(DUT)，待测件(DUT)的另一个信号输入端接直流探卡的信号输出端。
所述左探针系统为同轴探针或S弯及波导探针；右探针系统为同轴探针。
所述右探针系统输出端与频谱仪的输入端之间还串接有一个隔直电容。
适用于毫米波分频器的测试系统的测试方法，包括如下步骤：
1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗；
2）判断测试链路是否连接正常；
3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作；
4）采集数据；
5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率；
6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试。
所述步骤1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗：如图1，先将处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接；暂时将扩频模块替换为一个隔直电容，信号源的信号输出端连接左侧隔直电容输入端，左侧隔直电容输出端连接左探针系统输入端，右探针输出端与右侧隔直电容输入端连接，右侧隔直电容输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接直通件；
为了实现分频器芯片输出功率的准确测试，需要测试出芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗，如图1连接测试系统，处理器利用数据传输线控制信号源输出功率并采集信号源输出一定功率P1时频谱仪检测到的功率值P2，则由于从信号源输出到直通件输入端与直通件输出端到频谱仪输入端的链路损耗完全一致，因此分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗为（P2-P1）/2。
所述步骤2）判断测试链路是否连接正常：当待测分频器芯片工作频率高于信号源主机输出频率时，需要在信号源上连接扩频模块以完成相应测试；如图2此时用于测试链路是否连接正常的测试系统如下：处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接；信号源的信号输出端连接扩频模块输入端，扩频模块输出端连接左探针系统输入端，右探针输出端与混频模块输入端连接，混频模块输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接直通件；
在左、右探针系统间连接直通件其主要作用是通过检测信号源在不同频点输出信号时频谱仪是否有对应谱线输出以判断测试链路是否连接正常。
所述步骤3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作：如图3搭建在片分频器测试系统，将待测毫米波分频器芯片置于左、右探针系统之间， 直流探卡接触到分频器芯片的直流加电位置，由处理器通过数据传输线控制电源及直流探卡对待测芯片进行加电，具体电压值根据电路设计要求来定，使分频器正常工作。
所述步骤4）采集数据：由处理器控制信号源在电路工作频率范围内以一定步进输出一定功率（具体功率值由电路设计要求来定），并对电源加电后实际测试的电压、电流值及频谱仪的输出功率进行采集。
所述步骤5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率：根据信号源不同频点的频谱输出即可确定分频器芯片的工作范围，其输出功率为采集到的功率输出与步骤1中测试到的芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗（P2-P1）/2之和。
所述步骤6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试：根据实际测试需求判定，（是否需要进行其它分频器芯片的测试，若需要则利用处理器通过数据传输线程控移动探针台位置至另一个待测的分频器芯片处，重复4）-5）进行另一个待测芯片的测试，若不需要则结束测试。
实施例
根据本测试方法可实现毫米波分频器测试，具体以一个可工作于75GHz 的二分频电路为例：
1、将信号源连接扩频模块建立信号源输出功率与扩频模块输出功率间的对应关系；
GHz信号则频谱仪在20GHz有频谱输出，信号源输出频率与频谱仪显示频率完全一致，确定系统连接正常，同时处理器利用数据传输线控制信号源输出功率并采集信号源输出一定功率P1时频谱仪检测到的功率值P2建立各频点信号源及频谱仪显示功率间的对应关系；
3、如图2 连接分频器测试系统，控制电源加电使分频器正常工作；
4、由处理器控制信号源在电路工作频率范围内以输出-4dBm功率（根据电路设计要求及信号源与扩频模块之间的对应关系确定），并对电源加电后实际测试的电压、电流值及频谱仪的输出功率进行采集；
扩频模块输出频率为75GHz时检测到的频谱输出功率为：
根据以上数据判定该二分频电路输出频率为37.5GHz，功率为-8.03dBm，因此，该分频器可以工作至75GHz。
Claims (10)
1.适用于毫米波分频器的在片测试系统，其特征是包括处理器、探针台、信号源、扩频模块、频谱仪、电源、直流探卡、左探针系统、右探针系统；其中，处理器的第一信号输出/输入端与探针台的信号输入/输出端对应相接，处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接，处理器的第四信号输入/输出与电源的信号输入输出端相连，同时电源的另外一个电流输出端连接直流探卡的电流输入端，信号源的信号输出端连接扩频模块输入端，扩频模块输出端连接左探针系统输入端，右探针系统输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接待测件，待测件的另一个信号输入端接直流探卡的信号输出端。
2.根据权利要求1所述的适用于毫米波分频器的在片测试系统，其特征是所述左探针系统为同轴探针或S弯及波导探针；右探针系统为同轴探针。
3.根据权利要求1所述的适用于毫米波分频器的在片测试系统，其特征是所述右探针系统输出端与频谱仪的输入端之间串接有一个隔直电容。
4.如权利要求1所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是该方法包括如下步骤：
1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗；
2）判断测试链路是否连接正常；
3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作；
4）采集数据；
5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率；
6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试。
5.根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤1）测试分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗：先将处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接；暂时将扩频模块替换为左侧隔直电容，信号源的信号输出端连接左侧隔直电容输入端，左侧隔直电容输出端连接左探针系统输入端，右探针输出端与右侧隔直电容输入端连接，右侧隔直电容输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接直通件；
处理器利用数据传输线控制信号源输出功率并采集信号源输出一定功率P1时频谱仪检测到的功率值P2，则由于从信号源输出到直通件输入端与直通件输出端到频谱仪输入端的链路损耗完全一致，因此分频器芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗为（P2-P1）/2。
6.根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤2）判断测试链路是否连接正常：当待测分频器芯片工作频率高于信号源主机输出频率时，需要在信号源上连接扩频模块以完成相应测试；此时用于测试链路是否连接正常的测试系统如下：处理器的第二信号输出/输入端与信号源的信号输入/输出端对应相接，处理器的第三信号输入端与频谱仪的信号输出端对应相接；信号源的信号输出端连接扩频模块输入端，扩频模块输出端连接左探针系统输入端，右探针输出端与混频模块输入端连接，混频模块输出端与频谱仪的输入端相接，左、右探针系统间连接直通件；
在左、右探针系统间连接直通件其主要作用是通过检测信号源在不同频点输出信号时频谱仪是否有对应谱线输出以判断测试链路是否连接正常。
7. 根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤3）连接待测分频器芯片，控制电源加电使分频器正常工作：将待测毫米波分频器芯片置于左、右探针系统之间， 直流探卡接触到分频器芯片的直流加电位置，由处理器通过数据传输线控制电源及直流探卡对待测芯片进行加电，具体电压值根据电路设计要求来定，使分频器正常工作。
8.根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤4）采集数据：由处理器控制信号源在电路工作频率范围内以一定步进输出一定功率，具体功率值由电路设计要求来定，并对电源加电后实际测试的电压、电流值及频谱仪的输出功率进行采集。
9. 根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤5）处理器计算出待测分频器芯片的工作频率范围以及输出功率：根据信号源不同频点的频谱输出即可确定分频器芯片的工作范围，其输出功率为采集到的功率输出与步骤1中测试到的芯片输出端到频谱仪连接过程中的链路损耗（P2-P1）/2之和。
10.根据权利要求4所述适用于毫米波分频器的在片测试系统的测试方法，其特征是所述步骤6）判定是否需要进行其它分频器芯片的测试：根据实际测试需求判定是否需要进行其它分频器芯片的测试，若需要则利用处理器通过数据传输线程控移动探针台位置至另一个待测的分频器芯片处，重复4）-5）进行另一个待测芯片的测试，若不需要则结束测试。
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