CN111130545A - 一种数模混合微系统dac/adc单元回环测试系统 - Google Patents

一种数模混合微系统dac/adc单元回环测试系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，属于集成电路测试领域；包括上位机和测试板；其中，测试板包括数模混合微系统和带通滤波模块；所述数模混合微系统包括ADC单元、DAC单元、FPGA单元、Flash模块、DSP单元和DDR2模块；其中，FPGA单元包括数字下变频模块和数字上变频模块；本发明通过微系统ADC单元采集由信号回环模块处理的输入信号，将输入信号由模拟信号转换为数字信号；微系统FPGA单元对微系统ADC单元采样输出数据进行采集、存储及处理，得出微系统ADC单元的回环数据。

Description

一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统
技术领域
本发明属于集成电路测试领域，涉及一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统。
背景技术
随着武器装备、空间系统和飞行器的小型化、低功耗和高可靠的需求日益强烈，采用分立电路单独封装，再进行板级互连的架构，无法满足新一代航天系统小体积、高精度、高密度、高可靠性的需求。集成DAC/ADC以及FPGA等功能的数模混合微系统已成为该领域发展趋势。随着封装集成密度的提高，微系统内部节点可访问性下降，如何实现微系统集成后高覆盖率的内部芯片的测试成为一个难题。DAC/ADC单元是数模混合微系统中的重要模块，作为模拟技术和数字技术的接口，DAC/ADC单元的性能直接决定了微系统性能的好坏，因此，对数模混合微系统中DAC/ADC性能的测试尤为重要。现有专利尚未开展数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试研究，而针对DAC/ADC采样数据大多采用上位机或ATE设备进行分析处理，测试结果不理想。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，通过微系统ADC单元采集由信号回环模块处理的输入信号，将输入信号由模拟信号转换为数字信号；微系统FPGA单元对微系统ADC单元采样输出数据进行采集、存储及处理，得出微系统ADC单元的回环数据
本发明解决技术的方案是：
一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，包括上位机和测试板；其中，测试板包括数模混合微系统和带通滤波模块；所述数模混合微系统包括ADC单元、DAC单元、FPGA单元、Flash模块、DSP单元和DDR2模块；其中，FPGA单元包括数字下变频模块和数字上变频模块；
上位机：生成数字低频测试信号；并将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的对比结果，进行显示和存储；
DSP单元：接收上位机传来的数字低频测试信号；将数字低频测试信号烧写至Flash模块中；再次上电后，从Flash模块读取数字低频测试信号，将数字低频测试信号写入DDR2模块中；并从DDR2模块读取数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至数字上变频模块；接收数字下变频模块传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号发送至DDR2模块；接收DDR2模块传来的对比结果；将对比结果发送至上位机；
Flash模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，存储；将数字低频测试信号发送至DSP单元；
DDR2模块：接收DSP单元写入的数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号与数字低频测试信号进行对比；将对比结果发送至DSP单元；
数字上变频模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，对数字低频测试信号进行上变频处理，将数字低频测试信号转换成数字高频信号，并将数字高频信号发送至DAC单元；
DAC单元：接收数字上变频模块传来的数字高频信号，进行数模转换处理，生成模拟高频信号，并将模拟高频信号发送至带通滤波模块；
带通滤波模块：接收DAC单元传来的模拟高频信号，对模拟高频信号依次进行隔离、滤波放大处理，生成模拟回环信号，并将模拟回环信号发送至ADC单元；
ADC单元：接收带通滤波模块传来的模拟回环信号，进行模数转换，生成数字回环信号，并将数字回环信号发送至数字下变频模块；
数字下变频模块：接收ADC单元传来的数字回环信号，对数字回环信号进行下变频处理，生成数字低频回环信号，并将数字低频回环信号发送至DSP单元。
在上述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，所述数字低频测试信号为线性调频LFM信号。
在上述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，所述数字上变频模块将数字低频测试信号转换成数字高频信号的同时，将低频采样率提高至系统要求的采样率。
在上述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，所述数字下变频模块采用数字混频处理将数字回环信号降频成数字低频回环信号，通过抽取、滤波完成信道提取任务。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明中利用微系统内部集成的FPGA单元来完成微系统DAC/ADC单元回环测试，解决了微系统内部节点可访问性差，不易开展测试的难题；
(2)本发明中除信号外部运放处理外，其它处理均在微系统内完成，相比以往先缓存再上传至上位机软件处理，减少了额外数据传输的开销以及信号间的干扰，该测试系统增强了测试数据的准确性和可靠性。
附图说明
图1为本发明回环测试系统示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，该测试系统包括上位机和测试板；上位机负责生成数字低频测试信号、接收测试结果并显示和存储；测试板负责通过DSP烧写、读取测试程序及存储发送数据，然后发送上位机生成的数字低频测试信号，测试信号先后经过FPGA数字上变频及DAC转换成模拟高频信号，之后测试信号通过外围回环电路形成回环信号，回环信号先后经过ADC及FPGA数字下变频转换成数字低频信号，DSP采集回环信号数据，与发送数据进行对比，最终得出测试结果并反馈至上位机。本发明充分利用微系统内部集成的DSP高速数据处理能力和FPGA协同处理能力，通过微系统对发送和回环数据进行采集、存储及处理，减少额外数据传输的开销以及信号间的干扰，系统可以对数模混合微系统的信号传输过程进行可靠准确的回环测试。
如图1所示，一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，主要包括上位机和测试板；其中，测试板包括数模混合微系统和带通滤波模块；所述数模混合微系统包括ADC单元、DAC单元、FPGA单元、Flash模块、DSP单元和DDR2模块；其中，FPGA单元包括数字下变频模块和数字上变频模块；
上位机：生成数字低频测试信号；并将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的对比结果，进行显示和存储；数字低频测试信号为线性调频LFM信号。
DSP单元：接收上位机传来的数字低频测试信号；将数字低频测试信号烧写至Flash模块中；再次上电后，从Flash模块读取数字低频测试信号，将数字低频测试信号写入DDR2模块中；并从DDR2模块读取数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至数字上变频模块；接收数字下变频模块传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号发送至DDR2模块；接收DDR2模块传来的对比结果；将对比结果发送至上位机；
Flash模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，存储；将数字低频测试信号发送至DSP单元；
DDR2模块：接收DSP单元写入的数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号与数字低频测试信号进行对比；将对比结果发送至DSP单元；
数字上变频模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，对数字低频测试信号进行上变频处理，将数字低频测试信号转换成数字高频信号，并将数字高频信号发送至DAC单元；数字上变频模块将数字低频测试信号转换成数字高频信号的同时，将低频采样率提高至系统要求的采样率。
DAC单元：接收数字上变频模块传来的数字高频信号，进行数模转换处理，生成模拟高频信号，并将模拟高频信号发送至带通滤波模块；
带通滤波模块：接收DAC单元传来的模拟高频信号，对模拟高频信号依次进行隔离、滤波放大处理，生成模拟回环信号，并将模拟回环信号发送至ADC单元；
ADC单元：接收带通滤波模块传来的模拟回环信号，进行模数转换，生成数字回环信号，并将数字回环信号发送至数字下变频模块；
数字下变频模块：接收ADC单元传来的数字回环信号，对数字回环信号进行下变频处理，生成数字低频回环信号，并将数字低频回环信号发送至DSP单元。数字下变频模块采用数字混频处理将数字回环信号降频成数字低频回环信号，通过抽取、滤波完成信道提取任务。
本发明还包括时钟产生模块，时钟产生模块为微系统模块提供时钟；微系统FPGA单元完成回环过程中数字信号的上下变频转换；微系统DAC单元把接收到的数字高频信号转换为模拟高频信号后发送给滤波模块；滤波模块对信号隔离、放大、滤波，从SMA接头输出；微系统ADC单元采集SMA接头输入的回环信号，将模拟高频信号转换为数字高频信号；微系统DSP单元对经过一系列转换的回环信号进行采集、存储及处理，与先前发送的测试信号数据进行对比，并将测试结果通过通信模块上传至上位机进行显示及存储。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (4)

1.一种数模混合微系统DAC/ADC单元回环测试系统，其特征在于：包括上位机和测试板；其中，测试板包括数模混合微系统和带通滤波模块；所述数模混合微系统包括ADC单元、DAC单元、FPGA单元、Flash模块、DSP单元和DDR2模块；其中，FPGA单元包括数字下变频模块和数字上变频模块；
上位机：生成数字低频测试信号；并将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的对比结果，进行显示和存储；
DSP单元：接收上位机传来的数字低频测试信号；将数字低频测试信号烧写至Flash模块中；再次上电后，从Flash模块读取数字低频测试信号，将数字低频测试信号写入DDR2模块中；并从DDR2模块读取数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至数字上变频模块；接收数字下变频模块传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号发送至DDR2模块；接收DDR2模块传来的对比结果；将对比结果发送至上位机；
Flash模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，存储；将数字低频测试信号发送至DSP单元；
DDR2模块：接收DSP单元写入的数字低频测试信号；将数字低频测试信号发送至DSP单元；接收DSP单元传来的数字低频回环信号，将数字低频回环信号与数字低频测试信号进行对比；将对比结果发送至DSP单元；
数字上变频模块：接收DSP单元传来的数字低频测试信号，对数字低频测试信号进行上变频处理，将数字低频测试信号转换成数字高频信号，并将数字高频信号发送至DAC单元；
DAC单元：接收数字上变频模块传来的数字高频信号，进行数模转换处理，生成模拟高频信号，并将模拟高频信号发送至带通滤波模块；
带通滤波模块：接收DAC单元传来的模拟高频信号，对模拟高频信号依次进行隔离、滤波放大处理，生成模拟回环信号，并将模拟回环信号发送至ADC单元；
ADC单元：接收带通滤波模块传来的模拟回环信号，进行模数转换，生成数字回环信号，并将数字回环信号发送至数字下变频模块；
数字下变频模块：接收ADC单元传来的数字回环信号，对数字回环信号进行下变频处理，生成数字低频回环信号，并将数字低频回环信号发送至DSP单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，其特征在于：所述数字低频测试信号为线性调频LFM信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，其特征在于：所述数字上变频模块将数字低频测试信号转换成数字高频信号的同时，将低频采样率提高至系统要求的采样率。
4.根据权利要求3所述的一种基于数模混合微系统的信号回环测试系统，其特征在于：所述数字下变频模块采用数字混频处理将数字回环信号降频成数字低频回环信号，通过抽取、滤波完成信道提取任务。
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