CN116068450A - 测试方法以及测试系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及测试方法以及测试系统。一种测试方法包含以下操作：藉由一讯号产生器产生一多频讯号；藉由讯号产生器将多频讯号传输至一待测装置的一输入端；藉由一频谱分析器分别量测待测装置的输入端以及待测装置的一输出端以得到对应复数频率点的复数输入纹波强度以及复数输出纹波强度；以及藉由一控制装置依据该些输入纹波强度以及该些输出纹波强度产生对应该些频率点的复数电源抑制比。

Description

测试方法以及测试系统

技术领域

本揭示中是有关于一种测试技术。特别关于一种可快速进行测试的测试方法以及测试系统。

背景技术

电源抑制比(power supply rejection ratio，PSRR)是用以判断电源电路对输入纹波(ripple)抑制程度的重要参数。

在一些相关技术中，是利用示波器于时域上进行量测。然而，示波器只能量测到毫伏特等级的电压，因此示波器可量测到的电源抑制比范围有限(例如：40分贝至50分贝)。基于此，若一待测装置的电源抑制比超过此范围(例如：60分贝)，示波器将无法准确量测出此待测装置的电源抑制比。

发明内容

本揭示之一些实施方式是关于一种测试方法。测试方法包含以下操作：藉由一讯号产生器产生一多频讯号；藉由讯号产生器将多频讯号传输至一待测装置的一输入端；藉由一频谱分析器分别量测待测装置的输入端以及待测装置的一输出端以得到对应复数频率点的复数输入纹波强度以及复数输出纹波强度；以及藉由一控制装置依据该些输入纹波强度以及该些输出纹波强度产生对应该些频率点的复数电源抑制比。

本揭示之一些实施方式是关于一种测试系统。测试系统包含一讯号产生器、一频谱分析器以及一控制装置。讯号产生器用以产生一多频讯号且将多频讯号传输至一待测装置的一输入端。频谱分析器耦接待测装置且用以分别量测待测装置的输入端以及待测装置的一输出端以得到对应复数频率点的复数输入纹波强度以及复数输出强度。控制装置耦接频谱分析器且用以依据该些输入纹波强度以及该些输出纹波强度产生对应该些频率点的复数电源抑制比。

综上所述，本揭示可将多频讯号输入至待测装置，且利用频谱分析仪分别对输入端及输出端进行多频率点量测，以快速地量测出待测装置对应于不同频率点的电源抑制比。另外，由于本揭示是在频域上进行量测，因此可提高量测的动态范围。

附图说明

为让本揭示之上述和其他目的、特征、优点与实施例能够更明显易懂，所附图式之说明如下：

图1是依照本揭示一些实施例所绘示的一测试系统的示意图；

图2是依照本揭示一些实施例所绘示的图1中的待测装置的示意图；

图3是依照本揭示一些实施例所绘示的一测试方法的流程图；

图4是依照本揭示一些实施例所绘示的一反傅立叶变换的示意图；

图5A-图5B分别是依照本揭示一些实施例所绘示的输入纹波强度与输出纹波强度的示意图；

图6是依照本揭示一些实施例所绘示的产生电源抑制比的示意图；

图7是依照本揭示一些实施例所绘示的图3中的一操作的详细流程图；以及

图8是依照本揭示一些实施例所绘示的图3中的一操作的详细流程图。

具体实施方式

在本文中所使用的用词『耦接』亦可指『电性耦接』，且用词『连接』亦可指『电性连接』。『耦接』及『连接』亦可指二个或多个元件相互配合或相互互动。

参考图1。图1是依照本揭示一些实施例所绘示的测试系统100的示意图。测试系统100用以对待测装置DUT进行测试，以快速产生待测装置DUT的电源抑制比(power supplyrejection ratio)。在一些实施例中，待测装置DUT可为一电源芯片，而测试系统100可对电源芯片进行测试，以快速产生此电源芯片的电源抑制比。

以图1示例而言，测试系统100包含控制总线BUS、讯号产生器110、频谱分析器120、控制装置130、直流量测器140、滤波器150以及切换装置160。

讯号产生器110、频谱分析器120、控制装置130、直流量测器140 以及待测装置DUT分别耦接控制总线BUS。讯号产生器110耦接待测装置DUT的输入端IN。待测装置DUT的输出端OUT耦接负载Z。控制装置130耦接切换装置160。频谱分析器120耦接滤波器150。滤波器150耦接直流量测器140。切换装置160耦接待测装置DUT的输入端IN、待测装置DUT的输出端OUT、滤波器150以及频谱分析器140。

在一些实施例中，讯号产生器110与待测装置DUT之间的耦接以及待测装置DUT与负载Z之间的耦接可透过金属线(wire)实现。在一些实施例中，切换装置160与输入端IN之间的耦接以及切换装置160与输出端OUT之间的耦接可透过缆线(cable)或探针实现。在一些实施例中，控制装置130与切换装置160之间的耦接可透过另一控制总线实现。

控制装置130可为平板电脑、笔记型电脑、桌上型电脑或其他具有控制以及数据处理功能的电子装置。滤波器150可用以滤除直流成份，仅使交流成份通过以供频谱分析器120量测。切换装置160可为单轴双切(single pole double throw，SPDT)切换器。

参考图2。图2是依照本揭示一些实施例所绘示的图1中的待测装置 DUT的示意图。

如前所述，待测装置DUT例如为电源芯片，然本发明不限于此。以图2示例而言，待测装置DUT可包含参考电路210、放大电路220以及开关电路230。参考电路210耦接于输入端IN与地端GND之间。放大电路220的第一输入端(例如：负输入端)耦接参考电路210，且放大电路220的第二输入端(例如：正输入端)耦接输出端OUT。开关电路230的第一端耦接输入端IN，开关电路230的第二端耦接输出端OUT，且开关电路230的控制端耦接放大电路220的输出端。

在一些实施例中，待测装置DUT的输入端IN可用以接收直流输入电压V_IN(例如：5伏特)，且将直流输入电压V_IN进行电压转换(例如：降压)以产生直流输出电压V_OUT(例如：3.3伏特)。

然而，在一般的运作下，除了直流输入电压V_IN外，输入端IN可能存在输入纹波(ripple)RP1。由于待测装置DUT并非线性元件，因此输入端IN的输入纹波RP1经过待测装置DUT后会在输出端OUT造成输出纹波RP2。举例而言，假若输入纹波RP1具有基频(例如：1M赫兹)，输出纹波RP2则会包含多个倍频弦波(例如：2M赫兹、3M赫兹)。另外，由于路径P1-P3上可能存在噪声，这些噪声也会贡献为输出纹波RP2。

而图1中的测试系统100可用以量测输入端IN的输入纹波RP1以及输出端OUT的输出纹波RP2，以快速产生待测装置DUT的电源抑制比。如何快速产生待测装置DUT的电源抑制比将于后面段落进行详述。

一并参考图1以及图3。图3是依照本揭示一些实施例所绘示的测试方法300的流程图。在一些实施例中，测试方法300是应用于图1中的测试系统100，但本揭示不以此为限。测试方法300包含操作S310、操作 S320、操作S330以及操作S340。

在操作S310中，藉由讯号产生器110产生多频讯号MT。

在一些实施例中，讯号产生器110可在时域上将多个正弦波进行迭加以产生多频讯号MT，如下列公式(1)：

MT＝Asin(2πf₁t)+Asin(2πf₂t)+…Asin(2πf_Nt)…公式(1)

其中A为振幅，f₁-f_N为不同频率点，t为时间点。

在一些其他实施例中，讯号产生器110亦可在频域上执行反傅立叶变换程序以产生多频讯号MT。参考图4。图4是依照本揭示一些实施例所绘示的反傅立叶变换的示意图。举例而言，若系统取样率为20M赫兹，频率点的数量为64，代表输出频率解析度为312.5K赫兹。在这个例子中，第一个频率点为312.5K赫兹，第二个频率点为625K赫兹，以此类推。以图4示例而言，若欲使时域输出的讯号具有第一个频率点 (312.5K赫兹)的成份，则将图4中的对应系数0填入「1」。若欲使时域输出的讯号不具有第二个频率点(625K赫兹)的成份，则将图4中的对应系数1填入「0」，以此类推。将所有对应系数填入适当的系数后，讯号产生器110即可依据这些对应系数执行反傅立叶变换程序以产生多频讯号MT。

再次参考图3。在操作S320中，藉由讯号产生器110将多频讯号MT 传输至待测装置DUT的输入端IN。在一些实施例中，讯号产生器110更用以将直流讯号DS与多频讯号MT的结合传输至待测装置DUT的输入端IN。需注意的是，直流讯号DS可视为直流输入电压V_IN，而多频讯号 MT可视为输入纹波RP1。而待测装置DUT可依据直流讯号DS与多频讯号MT的结合进行运作，以在输出端OUT产生直流输出讯号V_OUT与输出纹波RP2的结合。

在操作330中，藉由频谱分析器120分别量测待测装置DUT的输入端IN以及待测装置DUT的输出端OUT以得到的复数输入纹波强度以及复数输出纹波强度。在一些实施例中，藉由控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120耦接至输入端IN或耦接至输出端OUT。

参考图5A-图5B。图5A-图5B分别是依照本揭示一些实施例所绘示的输入纹波强度与输出纹波强度的示意图。以图5A示例而言，当控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120耦接至输入端IN时，频谱分析器120可量测待测装置DUT的输入端IN以得到该些输入纹波强度P_i1-P_iN。输入纹波强度P_i1-P_iN分别对应于多频讯号MT中的频率点f₁- f_N。相似地，以图5B示例而言，当控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120耦接至输出端OUT时，频谱分析器120可量测待测装置 DUT的输出端OUT以得到该些输出纹波强度P_o1-P_oN。输出纹波强度P_o1- P_oN亦分别对应于多频讯号MT中的频率点f₁-f_N。

再次参考图3。在操作S340中，藉由控制装置130依据输入纹波强度P_i1-P_iN以及输出纹波强度P_o1-P_oN产生对应频率点f₁-f_N的复数电源抑制比。

参考图6。图6是依照本揭示一些实施例所绘示的产生电源抑制比的示意图。

在一些实施例中，控制装置130可将对应于频率点f₁的输入纹波强度P_i1减去对应于频率点f₁的输出纹波强度P_o1以得到对应于频率点f₁的电源抑制比。基于相似原理，控制装置130可将对应于其他频率点的输入纹波强度减去对应于其他频率点的输出纹波强度以得到对应于其他频率点的电源抑制比。

在一些相关技术中，是利用示波器于时域上进行量测。然而，示波器只能量测到毫伏特等级的电压，因此示波器可量测到的电源抑制比范围有限(例如：40分贝至50分贝)。也就是说，若一待测装置的电源抑制比超过此范围(例如：60分贝)，示波器将无法准确量测出此待测装置的电源抑制比。

另外，在时域上进行量测还有噪声以及倍频弦波的问题。详细而言，由于输出讯号的非线性成分会造成多个倍频弦波。这些倍频弦波在同相(in-phase)的情况或在异相(out-phase)的情况将会迭加出不同的输出讯号。这也会影响到量测出来的输出讯号，进而影响到电源抑制比。

相较于上述该些相关技术，本揭示的讯号产生器110可产生多频讯号MT，且将多频讯号MT与直流讯号DS的结合输入至待测装置DUT的输入端IN。接着，本揭示的控制装置130可(例如：透过控制切换装置 160)控制频谱分析器120分别耦接至待测装置DUT的输入端IN以及待测装置DUT的输出端OUT，使得本揭示的频谱分析器120可分别对输入端IN及输出端OUT进行多频率点量测。由于输入端IN或输出端OUT 皆仅需进行一次量测，即可快速地量测出待测装置DUT对应于不同频率点的电源抑制比，因此本揭示具有节省测试时间的优点。另外，由于本揭示是在频域上进行量测，因此可提高量测的动态范围。

在一些实施例中，控制装置130可依据在操作S340中所产生的该些电源抑制比产生结果报告。且于控制装置130的显示屏幕显示出来。如此，可供测试人员或电路设计者快速得知该些频率点f₁-f_N的电源抑制比，以对电路设计或相关参数进行调整。

参考图1以及图7。图7是依照本揭示一些实施例所绘示的图3中的操作S330的详细流程图，其包含操作S331A、操作S332A、操作S333A 以及操作S334A。

在操作S331A中，藉由控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120先耦接至输入端IN。如前所述，切换装置160可为单轴双切切换器。如图1所示，切换装置160可包含切换点T1、切换点T2以及切换点T3。控制装置130可控制切换点T3与切换点T1连接，以将频谱分析器120先耦接至输入端IN。

在操作S332A中，藉由频谱分析器120量测输入端IN以得到对应频率点f₁-f_N的输入纹波强度P_i1-P_iN，如图5A所示。

在操作S333A中，当频谱分析器120量测到输入纹波强度P_i1-P_iN后，藉由控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120耦接至输出端 OUT。控制装置130可控制切换点T3改与切换点T2连接，以将频谱分析器120耦接至输出端OUT。

在操作S334A中，藉由频谱分析器120量测输出端OUT以得到对应频率点f₁-f_N的输出纹波强度P_o1-P_oN，如图5B所示。

换句话说，在图7的例子中，频谱分析器120是先量测输入端IN的输入纹波强度P_i1-P_iN，接着再量测输出端OUT的输出纹波强度P_o1-P_oN。

参考图8。图8是依照本揭示一些实施例所绘示的图3中的操作S330 的详细流程图，其包含操作S331B、操作S332B、操作S333B以及操作 S334B。

在操作S331B中，藉由控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120先耦接至输出端OUT。控制装置130可控制切换点T3与切换点 T2连接，以将频谱分析器120先耦接至输出端OUT。

在操作S332B中，藉由频谱分析器120量测输出端OUT以得到对应频率点f₁-f_N的输出纹波强度P_o1-P_oN，如图5B所示。

在操作S333B中，当频谱分析器120量测到输出纹波强度P_o1-P_oN后，藉由控制装置130控制切换装置160以将频谱分析器120耦接至输入端IN。控制装置130可控制切换点T3改与切换点T1连接，以将频谱分析器120耦接至输入端IN。

在操作S334B中，藉由频谱分析器120量测输入端IN以得到对应频率点f₁-f_N的输入纹波强度P_i1-P_iN，如图5A所示。

换句话说，在图8的例子中，频谱分析器120是先量测输出端OUT 的输出纹波强度P_o1-P_oN，接着再量测输入端IN的输入纹波强度P_i1-P_iN。

在一些实施例中，当控制装置130控制切换点T3与切换点T1连接时，直流量测器140可藉由此连接关系量测输入端IN的输入直流成份讯号，以供控制装置130或其他分析装置进行直流特性分析。而当控制装置130控制切换点T3与切换点T2连接时，直流量测器140可藉由此连接关系量测输出端OUT的输出直流成份讯号，以供控制装置130或其他分析装置进行直流特性分析。

综上所述，本揭示可将多频讯号输入至待测装置，且利用频谱分析仪分别对输入端及输出端进行多频率点量测，以快速地量测出待测装置对应于不同频率点的电源抑制比。另外，由于本揭示是在频域上进行量测，因此可提高量测的动态范围。

虽然本揭示已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本揭示，任何本领域具通常知识者，在不脱离本揭示之精神和范围内，当可作各种之更动与润饰，因此本揭示之保护范围当视后附之申请专利范围所界定者为准。

【符号说明】

100:测试系统

110:讯号产生器

120:频谱分析器

130:控制装置

140:直流量测器

150:滤波器

160:切换装置

210:参考电路

220:放大电路

230:开关电路

300:测试方法

DUT:待测装置

BUS:控制总线

IN:输入端

OUT:输出端

Z:负载

GND:地端

V_IN:直流输入电压

RP1:输入纹波

V_OUT:直流输出电压

RP2:输出纹波

DS:直流讯号

MT:多频讯号

T1,T2,T3:切换点

P1,P2,P3:路径

f₁-f_N:频率点

P_i1-P_iN:输入纹波强度

P_o1-P_oN:输出纹波强度

S310,S320,S330,S340,S331A,S332A,S333A,S334A,S331B,S332B,S 333B,S334B:操作。

Claims (10)

1.一种测试方法，包含：

藉由一讯号产生器产生一多频讯号；

藉由该讯号产生器将该多频讯号传输至一待测装置的一输入端；

藉由一频谱分析器分别量测该待测装置的该输入端以及该待测装置的一输出端以得到对应复数频率点的复数输入纹波强度以及复数输出纹波强度；以及

藉由一控制装置依据该些输入纹波强度以及该些输出纹波强度产生对应该些频率点的复数电源抑制比。

2.一种测试系统，包含：

一讯号产生器，用以产生一多频讯号且将该多频讯号传输至一待测装置的一输入端；

一频谱分析器，耦接该待测装置且用以分别量测该待测装置的该输入端以及该待测装置的一输出端以得到对应复数频率点的复数输入纹波强度以及复数输出纹波强度；以及

一控制装置，耦接该频谱分析器且用以依据该些输入纹波强度以及该些输出纹波强度产生对应该些频率点的复数电源抑制比。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其中该待测装置为一电源芯片。

4.根据权利要求2所述的测试系统，更包含：

一切换装置，其中该控制装置更用以控制该切换装置以将该频谱分析器耦接至该输入端或该输出端。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其中该控制装置用以控制该切换装置以将该频谱分析器耦接至该输入端，且该频谱分析器量测该输入端以得到对应该些频率点的该些输入纹波强度，其中当该频谱分析器量测到该些输入纹波强度后，该控制装置更用以控制该切换装置以将该频谱分析器耦接至该输出端，且该频谱分析器量测该输出端以得到对应该些频率点的该些输出纹波强度。

6.根据权利要求4所述的测试系统，其中该控制装置用以控制该切换装置以将该频谱分析器耦接至该输出端，且该频谱分析器量测该输出端以得到对应该些频率点的该些输出纹波强度，其中当该频谱分析器量测到该些输出纹波强度后，该控制装置更用以控制该切换装置以将该频谱分析器耦接至该输入端，且该频谱分析器量测该输入端以得到对应该些频率点的该些输入纹波强度。

7.根据权利要求2所述的测试系统，其中该控制装置更用以将对应于该些频率点中一对应频率点的一对应输入纹波强度减去该对应频率点的一对应输出纹波强度以产生该些电源抑制比中的一对应电源抑制比。

8.根据权利要求2所述的测试系统，其中该讯号产生器更用以将复数正弦波迭加以产生该多频讯号，其中该些正弦波分别对应该些频率点。

9.根据权利要求2所述的测试系统，其中该讯号产生器更用以执行一反傅立叶变换程序以产生该多频讯号。

10.根据权利要求2所述的测试系统，其中该讯号产生器更用以将该多频讯号与一直流讯号的一结合传输至该待测装置的该输入端。

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