CN112187573B - 一种通信类器件的信号带宽测试电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信类器件的信号带宽测试电路，包括：滤波电路和比较器电路；被测器件分别与滤波电路和比较器电路连接；滤波电路的输入端与被测器件的测试机台上的数字板卡连接，用于接收数字板卡生成的方波信号，并将方波信号转换为正弦波信号；被测器件接收正弦波信号，并根据正弦波信号输出相应幅度的电平信号；比较器电路接收被测器件输出的电平信号，并将被测器件输出的电平信号的幅度与预设阈值进行比较，若小于预设阈值，则判断被测器件的带宽不满足要求。本发明通过将测试机台上数字板卡输出的方波转换为正弦波，能够降低测试机台对信号带宽频率的采样率，在满足同等测试要求的前提下，大幅度降低芯片的测试成本。

Description

一种通信类器件的信号带宽测试电路
技术领域
本发明涉及电子元器件成品测试技术领域，更具体的说是涉及一种通信类器件的信号带宽测试电路。
背景技术
在半导体集成电路质量管控中，芯片成品测试作为质量管控的最后一个环节，其作用非常关键，也是产品成本结构中重要的组成部分。在这一环节，芯片测试成本与测试机台的成本成正向关系，如果机台成本高，则单位时间的收费就越高，所以在保证有效过滤出不良品的前提下，提高单位时间内测试效率，或者用更低端机台高质量完成产品测试，成为芯片测试环节改善成本最有效的手段。
在集成电路成品测试中，如果被测器件是通信类器件，如果需要有效测试出“信号带宽”这一指标，对机台的要求会很高，甚至是达到专用设备类性能。比方说，被测器件的信号带宽是40MHZ，为了保证测量精度，则需要机台达到160MHZ以上的采样率，市面上能满足该指标测试的机台成本一般在500万人民币以上，其测试成本非常高。集成电路的测试成本，是按照机时费来确定，如果测试机台的成本是A，则机时费约为（A+辅助设备成本）÷10。所以芯片测试成本与机台成本强相关。
因此，如何提供一种能够降低“信号带宽”指标测试对机台的要求，且能降低芯片的测试成本的信号带宽测试电路是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种通信类器件的信号带宽测试电路，通过将测试机台上数字板卡输出的方波转换为正弦波，能够降低测试机台对信号带宽频率的采样率，在满足同等测试要求的前提下，大幅度降低芯片的测试成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种通信类器件的信号带宽测试电路，其搭建于被测器件的测试机台上，包括：滤波电路和比较器电路；被测器件的输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与所述比较器电路的输入端连接；
所述滤波电路的输入端与所述测试机台上的数字板卡连接，用于接收所述数字板卡生成的方波信号，并将方波信号转换为正弦波信号；
被测器件接收所述正弦波信号，并根据所述正弦波信号输出相应幅度的电平信号；
所述比较器电路接收被测器件输出的电平信号，并将被测器件输出的电平信号的幅度与预设阈值进行比较，若小于预设阈值，则判断被测器件的带宽不满足要求。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明通过将被测器件连接于选频电路和放大电路之间，使测试机台输出方波信号；滤波电路将测试机台上的数字板卡输出的方波转换为正弦波，被测器件根据正弦波信号输出相应幅度的电平信号，比较器通过比较被测器件输出的电平信号，确定其是否满足通频带宽指标。由于普通的测试机台无法输出高频段的正弦波信号，只能输出高频段的正弦波信号，因此，无法对高带宽的被测器件进行测试。本发明只需将该电路搭建于普通的价格较低的测试机台上，通过滤波电路将测试机台产生的方波转换为正弦波，即可实现高带宽范围（通常指0~150MHZ）的信号放大器件的测试，能够大幅度减少被测器件的测试成本。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，所述比较器电路的输出端通过数字I/O接口接入所述数字板卡，所述数字板卡获取所述比较器电路的比较结果。本发明通过测试机台上的数字板卡接收比较器的判断结果，并进行显示，实施简单，且通用性和实用性均较高。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，所述数字板卡生成的方波信号根据被测器件的信号带宽范围设定多个频率点；所述比较器电路依次比较各个频率点下被测器件输出的电平信号幅度，并将各个频率点下的比较结果输出至所述数字板卡。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，当所述被测器件在各个频率点下的输出的电平信号幅度均大于预设阈值，则判断被测器件的带宽满足要求。本发明数字板卡的方波信号频率根据被测器件的通频带宽来设定，可由低到高设置多个频率点，如果被测器件的带宽满足要求，则给被测器件加信号激励，各个频率点下被测器件输出的电平信号幅度均在预设阈值内，则认为该被测器件满足同频带宽指标。判断结果同时显示在测试机台上。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，所述滤波电路为多阶带通滤波器。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，如果测试被测器件在频率x MHZ下的通频性能，则所述多阶带通滤波器通频带的中心频率为x MHZ。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，所述滤波电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，电感L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9和电阻R3；电容C1的一端接入所述数字板卡，另一端依次与电感L1、电感L2、电容C2、电感L3、电容C3、电感L4、电容C4、电感L5和电容C5的一端串联；电容C6和电感L6相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电感L1和电感L2之间；电容C7和电感L7相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C2和电感L3之间；电容C8和电感L8相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C3和电感L4之间；电容C9和电感L9相并联，且其并联后的一端接地额，另一端接入电容C4和电感L5之间；电容C5的另一端分别与电阻R3的一端和被测器件的输入端连接；电阻R3的另一端接地。
优选的，在上述一种通信类器件的信号带宽测试电路中，所述比较器电路包括比较器U2、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C10、电容C11、电容C12和稳压源U3；比较器U2的同相输入端分别与电阻R13的一端和电阻R14的一端连接；电阻R13的另一端分别与电容C10的一端、稳压源U3的阴极和电阻R12的一端连接；电阻R14的另一端、电容C10的另一端和稳压源U3的另一端均接地；电阻R12的另一端与磁珠FB2的一端连接；比较器U2的V+端分别与电容C12的一端、电容C11的一端和磁珠FB1的一端连接；FB1的另一端与FB2的另一端连接；C12的另一端和电容C11的另一端均接地；比较器U2的V-端接地；比较器U2的反相输入端通过电阻R15接入被测器件的输出端；比较器U2的输出端与所述数字I/O接口连接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种通信类器件的信号带宽测试电路的结构框图；
图2附图为本发明提供的滤波电路的结构示意图；
图3附图为本发明提供的滤波电路的仿真结果；
图4附图为本发明提供的比较器电路的结构框图；
图5附图为本发明提供的比较器电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例公开了一种通信类器件的信号带宽测试电路，其搭建于被测器件的测试机台上，包括：滤波电路和比较器电路；被测器件的输入端与滤波电路的输出端连接，输出端与比较器电路的输入端连接；
滤波电路的输入端与被测器件的测试机台上的数字板卡连接，用于接收数字板卡生成的方波信号，并将方波信号转换为正弦波信号；
被测器件接收正弦波信号，并根据正弦波信号输出相应幅度的电平信号；
比较器电路接收被测器件输出的电平信号，并将被测器件输出的电平信号的幅度与预设阈值进行比较，若小于预设阈值，则判断被测器件的带宽不满足要求。
本发明将被测器件连接于选频电路和放大电路之间，使测试机台输出方波信号，滤波电路将测试机台上的数字板卡输出的方波转换为正弦波，被测器件根据正弦波信号输出相应幅度的电平信号，比较器通过比较被测器件输出的电平信号，确定其是否满足通频带宽指标；只需将该电路搭建于普通的价格较低的测试机台上，即可实现高带宽范围（通常指0~150MHZ）的信号放大器件的测试，能够大幅度减少被测器件的测试成本。
在一个实施例中，比较器电路的输出端通过数字I/O接口接入数字板卡，数字板卡获取比较器电路的比较结果。
数字板卡生成的方波信号根据被测器件的信号带宽范围设定多个频率点；比如被测器件的通信带宽频率为0~40MHZ，则可选择1MHZ、20MHZ和40MHZ三个频率点。比较器电路依次比较三个频率点下被测器件输出的电平信号幅度与预设阈值进行比较，并将各个频率点下的比较结果输出至数字板卡。当被测器件在各个频率点下的输出的电平信号幅度均大于预设阈值，则判断被测器件的带宽满足要求；比如被测器件在通频带宽内输出的电平信号幅度为2V，则设定比较器电路的阈值为1.5V（-3db*2V），若被测器件的通频带宽不满足要求，即信号衰减超过-3db，比较器电路输出为低电平，则认为被测器件不满足性能指标要求；若被测器件的通频带宽满足要求，即信号衰减低于-3db，比较器电路输出为高电平，数字板卡接收到比较器电路翻转后的高电平，则认为被测器件满足性能指标要求。
在一个实施例中，滤波电路为多阶带通滤波器。如果测试被测器件在频率x MHZ下的通频性能，则所述多阶带通滤波器通频带的中心频率为x MHZ。
如图2所示，滤波电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，电感L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9和电阻R3；电容C1的一端接入数字板卡，另一端依次与电感L1、电感L2、电容C2、电感L3、电容C3、电感L4、电容C4、电感L5和电容C5的一端串联；电容C6和电感L6相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电感L1和电感L2之间；电容C7和电感L7相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C2和电感L3之间；电容C8和电感L8相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C3和电感L4之间；电容C9和电感L9相并联，且其并联后的一端接地额，另一端接入电容C4和电感L5之间；电容C5的另一端分别与电阻R3的一端和被测器件的输入端连接；电阻R3的另一端接地。以数字板卡输出30MHZ方波信号为例，本发明滤波电路滤掉30MHZ的谐波，将方波转换为正弦波，如图3所示，为滤波电路输出波形的仿真结果。
如图4-图5所示，比较器电路包括比较器U2、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C10、电容C11、电容C12和稳压源U3；比较器U2的同相输入端分别与电阻R13的一端和电阻R14的一端连接；电阻R13的另一端分别与电容C10的一端、稳压源U3的阴极和电阻R12的一端连接；电阻R14的另一端、电容C10的另一端和稳压源U3的另一端均接地；电阻R12的另一端与磁珠FB2的一端连接；比较器U2的V+端分别与电容C12的一端、电容C11的一端和磁珠FB1的一端连接；FB1的另一端与FB2的另一端连接；C12的另一端和电容C11的另一端均接地；比较器U2的V-端接地；比较器U2的反相输入端通过电阻R15接入被测器件的输出端；比较器U2的输出端与所述数字I/O接口连接。稳压源U3的具体型号为TL431。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种通信类器件的信号带宽测试电路，其搭建于被测器件的测试机台上，其特征在于，包括：滤波电路和比较器电路；被测器件的输入端与所述滤波电路的输出端连接，输出端与所述比较器电路的输入端连接；
所述滤波电路的输入端与所述测试机台上的数字板卡连接，用于接收所述数字板卡生成的方波信号，并将方波信号转换为正弦波信号；
被测器件接收所述正弦波信号，并根据所述正弦波信号输出相应幅度的电平信号；
所述比较器电路接收被测器件输出的电平信号，并将被测器件输出的电平信号的幅度与预设阈值进行比较，若小于预设阈值，则判断被测器件的带宽不满足要求；
所述数字板卡生成的方波信号根据被测器件的信号带宽范围设定多个频率点；所述比较器电路依次比较各个频率点下被测器件输出的电平信号幅度，并将各个频率点下的比较结果输出至所述数字板卡；当所述被测器件在各个频率点下的输出的电平信号幅度均大于预设阈值，则判断被测器件的带宽满足要求。
2.根据权利要求1所述的一种通信类器件的信号带宽测试电路，其特征在于，所述比较器电路的输出端通过数字I/O接口接入所述数字板卡，所述数字板卡获取所述比较器电路的比较结果。
3.根据权利要求1所述的一种通信类器件的信号带宽测试电路，其特征在于，所述滤波电路为多阶带通滤波器。
4.根据权利要求3所述的一种通信类器件的信号带宽测试电路，其特征在于，如果测试被测器件在频率x MHZ下的通频性能，则所述多阶带通滤波器通频带的中心频率为x MHZ。
5.根据权利要求1所述的一种通信类器件的信号带宽测试电路，其特征在于，所述滤波电路包括电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，电感L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9和电阻R3；电容C1的一端接入所述数字板卡，另一端依次与电感L1、电感L2、电容C2、电感L3、电容C3、电感L4、电容C4、电感L5和电容C5的一端串联；电容C6和电感L6相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电感L1和电感L2之间；电容C7和电感L7相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C2和电感L3之间；电容C8和电感L8相并联，且其并联后的一端接地，另一端接入电容C3和电感L4之间；电容C9和电感L9相并联，且其并联后的一端接地额，另一端接入电容C4和电感L5之间；电容C5的另一端分别与电阻R3的一端和被测器件的输入端连接；电阻R3的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的一种通信类器件的信号带宽测试电路，其特征在于，所述比较器电路包括比较器U2、磁珠FB1、磁珠FB2、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C10、电容C11、电容C12和稳压源U3；比较器U2的同相输入端分别与电阻R13的一端和电阻R14的一端连接；电阻R13的另一端分别与电容C10的一端、稳压源U3的阴极和电阻R12的一端连接；电阻R14的另一端、电容C10的另一端和稳压源U3的另一端均接地；电阻R12的另一端与磁珠FB2的一端连接；比较器U2的V+端分别与电容C12的一端、电容C11的一端和磁珠FB1的一端连接；FB1的另一端与FB2的另一端连接；C12的另一端和电容C11的另一端均接地；比较器U2的V-端接地；比较器U2的反相输入端通过电阻R15接入被测器件的输出端；比较器U2的输出端与所述数字I/O接口连接。
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