CN203101582U - 一种任意波形发生器测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种任意波形发生器测试系统，包括：第一微处理器；静态存储器；第一同步动态随机存储器；第一数字式频率合成器；进行数模转换并产生初始差分信号波形的第一波形产生数模转换器；对差分信号中的一路进行滤波的第一滤波器电路；对差分信号中的另一路进行滤波的第二滤波器电路；将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第一差分转单端电路；对单端信号的幅度进行精调的第一幅度精调电路；对单端信号进行衰减放大的第一衰减放大电路；对单端信号的幅度进行直流偏移的第一幅度偏移电路；选择输出阻抗并输出最终波形的第一输出阻抗选择电路；对输出信号进行反馈调理的第一信号调理电路。

Description

一种任意波形发生器测试系统

技术领域

本实用新型涉及集成电路芯片测试领域，尤其涉及一种任意波形发生器测试系统。

背景技术

在实际的集成电路生产测试过程中，往往需要对模拟类或数模混合类芯片进行模拟量参数的测试测量，用以验证任意波形发生器设计功能性。而针对该类参数的测试测量需要产生与参数相对应的模拟波形激励信号，而目前还没有能够产生相应的模拟波形激励信号的专用仪器仪表设备，而用常规的方法检测既费时间又会无形增加企业的生产成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种任意波形发生器测试系统，旨在解决目前在验证任意波形发生器设计功能性的测试过程中，还没有能够产生相应的模拟波形激励信号的专用仪器仪表设备的问题。

本实用新型是这样实现的，一种任意波形发生器测试系统，包括检测输入输出信号的信号检测模块，还包括：

对整个任意波形发生器测试系统进行控制的第一微处理器；

与所述第一微处理器连接，对数据进行静态存储的静态存储器；

与所述第一微处理器连接，对数据进行同步动态存储的第一同步动态随机存储器；

与所述第一微处理器连接，进行频率控制的第一数字式频率合成器；

输入端与所述第一微处理器连接，进行数模转换并产生初始差分信号波形的第一波形产生数模转换器；

输入端与所述第一波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的一路进行滤波的第一滤波器电路；

输入端分别与所述第一滤波器电路的输入端以及所述第一波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的另一路进行滤波的第二滤波器电路；

输入端分别与所述第一滤波器电路的输出端以及第二滤波器电路的输出端连接，将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第一差分转单端电路；

输入端与所述第一差分转单端电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行精调的第一幅度精调电路；

输入端与所述第一幅度精调电路的输出端连接，对单端信号进行衰减放大的第一衰减放大电路；

输入端与所述第一衰减放大电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行直流偏移的第一幅度偏移电路；

输入端与所述第一幅度偏移电路的输出端连接，选择输出阻抗并输出最终波形的第一输出阻抗选择电路；

分别与所述第一衰减放大电路的输出端以及第一输出阻抗选择电路的输入端连接，对输出信号进行反馈调理的第一信号调理电路。

在本实用新型中，该任意波形发生器测试系统可以产生模拟波形激励信号，实现了对模拟类或数模混合类芯片进行模拟量参数的测试测量功能，主要可产生正弦波、方波、三角波、及任意组合波形等，在实际的生产使用中十分广泛，降低了企业生产成本，增加生产测试测量的灵活性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的任意波形发生器测试系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第一信号调理电路的具体结构图；

图3是本实用新型实施例提供的第二信号调理电路的具体结构图；

图4是本实用新型实施例提供的第一差分转单端电路；

图5是本实用新型实施例提供的第二差分转单端电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、原理及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型中，实现了对模拟类或数模混合类芯片进行模拟量参数的测试测量功能。

图1示出了本实用新型实施例提供的任意波形发生器测试系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。

本实用新型的目的在于提供一种任意波形发生器测试系统，包括检测输入输出信号的信号检测模块，还包括：

对整个任意波形发生器测试系统进行控制的第一微处理器1010；

与所述第一微处理器1010连接，对数据进行静态存储的静态存储器1000；

与所述第一微处理器1010连接，对数据进行同步动态存储的第一同步动态随机存储器1020；

与所述第一微处理器1010连接，进行频率控制的第一数字式频率合成器1030；

输入端与所述第一微处理器1010连接，进行数模转换并产生初始差分信号波形的第一波形产生数模转换器1040；

输入端与所述第一波形产生数模转换器1040的输出端连接，对差分信号中的一路进行滤波的第一滤波器电路1050；

输入端分别与所述第一滤波器电路1050的输入端以及所述第一波形产生数模转换器1040的输出端连接，对差分信号中的另一路进行滤波的第二滤波器电路1060；

输入端分别与所述第一滤波器电路1050的输出端以及第二滤波器电路1060的输出端连接，将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第一差分转单端电路1070；

输入端与所述第一差分转单端电路1070的输出端连接，对单端信号的幅度进行精调的第一幅度精调电路1100；

输入端与所述第一幅度精调电路1100的输出端连接，对单端信号进行衰减放大的第一衰减放大电路1090；

输入端与所述第一衰减放大电路1090的输出端连接，对单端信号的幅度进行直流偏移的第一幅度偏移电路1100；

输入端与所述第一幅度偏移电路1100的输出端连接，选择输出阻抗并输出最终波形的第一输出阻抗选择电路1110；

分别与所述第一衰减放大电路1090的输出端以及第一输出阻抗选择电路1110的输入端连接，对输出信号进行反馈调理的第一信号调理电路1120。

作为本实用新型一实施例，所述第一波形产生数模转换器1040采用两片数模转换器芯片实现。

作为本实用新型一实施例，所述任意波形发生器测试系统还包括：

输入端与所述第一输出阻抗选择电路1110的输出端连接，输出与所述最终波形同步的方波信号的第一同步输出电路1130，本AWG测试系统中，当最终波形是正弦波形的时候，第一同步输出电路1130会对应产生同一周期频率的方波信号，该方波信号为正弦波的TTL电平形式波形，可以作为许多应用的时钟源，且可以在任何时候通过软件来调整输出波形的占空比。如果正弦信号的周期为tp，伴随产生的方波信号的高电平持续时间tw，则占空比为(tw/tp)×100%。

作为本实用新型一实施例，所述第一滤波器电路1050和第二滤波器电路1060都包括一个有源滤波器和一个无源滤波器，所述有源滤波器和无源滤波器并联。

作为本实用新型一实施例，所述有源滤波器是椭圆滤波器或者贝塞尔滤波器，所述无源滤波器是低通滤波器。

作为本实用新型一实施例，所述第一幅度精调电路1100包括一个乘法器，所述乘法器的输入端作为所述第一幅度精调电路1100的输入端，所述乘法器的输出端作为所述第一幅度精调电路1100的输出端，用乘法器将输出信号和精调系数相乘就可以对输出信号幅度进行精调。

作为本实用新型一实施例，所述第一幅度精调电路1100包括一个数模转换器，通过改变数模转换器的控制字（或者是数模转换器的参考电压），来微调数模转换器输出信号的电流，从而实现信号的精调。

作为本实用新型一实施例，所述第一幅度偏移电路1100包括一个加法电路，所述加法电路的第一输入端作为第一幅度偏移电路1100的输入端，所述加法电路的输出端作为所述第一幅度偏移电路1100的输出端，所述加法电路的第二输入端输入偏移量。

作为本实用新型一实施例，所述第一输出阻抗选择电路1110的输出电阻是可选的（50Ω或者75Ω），大多数应用是使用50Ω的负载，但像一些视频设备需要75Ω的负载。具体在硬件电路中是通过继电器进行切换的。当输出电阻设为50Ω且衰减电路中的衰减系数设为0dB时，其输出电压可以达到5V。

图2示出了本实用新型实施例提供的第一信号调理电路1120的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。

作为本实用新型一实施例，所述第一信号调理电路1120包括：

输入端作为所述第一信号调理电路1120的输入端，分别与所述第一衰减放大电路1090的输出端以及第一输出阻抗选择电路1110的输入端连接，给输入的单端信号加上一个与所述第一幅度偏移电路1100方向相反大小相等的直流偏移量的第一偏置电路1121；

输入端与所述第一偏置电路1121的输出端连接，对输入的信号进行衰减放大的第二衰减放大电路1122，主要是考虑到后面模数转换器的输入电压范围的限制，本部分电路中使用了编程增益放大器来进行衰减放大；

输入端与所述第二衰减放大电路1122的输出端连接，测得信号波形正峰值与负峰值之差的第一峰峰值检测电路1123；

输入端与所述第一峰峰值检测电路1123的输出端连接，限制输入电压以防止过压对后面一级电路造成毁坏的第一过压保护电路1124，作为本实用新型一实施例使用二极管进行钳位；

输入端与所述第一过压保护电路1124的输出端连接，输出端作为所述第一信号调理电路1120的输出端，与所述第一微处理器1010连接，对输入信号进行模数转换的第一模数转换器1125。

作为本实用新型一实施例，所述任意波形发生器测试系统还包括：

与所述静态存储器1000连接，对整个任意波形发生器测试系统进行控制的第二微处理器2010；

与所述第二微处理器2010连接，对数据进行同步动态存储的第二同步动态随机存储器2020；

与所述第二微处理器2010连接，进行频率控制的第二数字式频率合成器2030；

输入端与所述第二微处理器2010连接，进行数模转换并产生初始差分信号波形的第二波形产生数模转换器2040；

输入端与所述第二波形产生数模转换器2040的输出端连接，对差分信号中的一路进行滤波的第三滤波器电路2050；

输入端分别与所述第三滤波器电路2050的输入端以及所述第二波形产生数模转换器2040的输出端连接，对差分信号中的另一路进行滤波的第四滤波器电路2060；

输入端分别与所述第三滤波器电路2050的输出端以及第四滤波器电路2060的输出端连接，将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第二差分转单端电路2070；

输入端与所述第二差分转单端电路2070的输出端连接，对单端信号的幅度进行精调的第二幅度精调电路2080；

输入端与所述第二幅度精调电路2080的输出端连接，对单端信号进行衰减放大的第三衰减放大电路2090；

输入端与所述第三衰减放大电路2090的输出端连接，对单端信号的幅度进行直流偏移的第二幅度偏移电路2100；

输入端与所述第二幅度偏移电路2100的输出端连接，选择输出阻抗并输出另一路最终波形的第二输出阻抗选择电路2110；

分别与所述第二幅度偏移电路2100的输出端以及第二输出阻抗选择电路2110的输入端连接，对输出信号进行反馈调理的第二信号调理电路2120。

作为本实用新型一实施例，所述任意波形发生器测试系统还包括：

输入端与所述第二输出阻抗选择电路2110的输出端连接，输出与所述另一路最终波形同步的方波信号的第二同步输出电路2130。

作为本实用新型一实施例，所述第三滤波器电路2050和第四滤波器电路2060都包括一个有源滤波器和一个无源滤波器，所述有源滤波器和无源滤波器并联。

作为本实用新型一实施例，所述第二幅度精调电路2080包括一个乘法器，所述乘法器的输入端作为所述第二幅度精调电路2080的输入端，所述乘法器的输出端作为所述第二幅度精调电路2080的输出端。

图3示出了本实用新型实施例提供的第二信号调理电路2120的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。

作为本实用新型一实施例，所述第二信号调理电路2120包括：

输入端作为所述第二信号调理电路2120的输入端，分别与所述第二衰减放大电路1122的输出端以及第二输出阻抗选择电路的输入端连接，给输入的单端信号加上一个与所述第二幅度偏移电路方向相反大小相等的直流偏移量的第二偏置电路2121；

输入端与所述第二偏置电路2121的输出端连接，对输入的信号进行衰减放大的第四衰减放大电路2122；

输入端与所述第四衰减放大电路2122的输出端连接，测得信号波形正峰值与负峰值之差的第二峰峰值检测电路2123；

输入端与所述第二峰峰值检测电路2123的输出端连接，限制输入电压以防止过压对后面一级电路造成毁坏的第二过压保护电路2124；

输入端与所述第二过压保护电路2124的输出端连接，输出端作为所述第二信号调理电路2120的输出端，与所述第二微处理器2010连接，对输入信号进行模数转换的第二模数转换器2125。

图4示出了本实用新型实施例提供的第一差分转单端电路的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。

作为本实用新型一实施例，所述第一差分转单端电路1070包括：

电容C1071、电容C1072、电解电容C1073、电容C1074以及差分放大器U1071；

所述差分放大器U1071的反相输入端-IN作为所述第一差分转单端电路1070的第一输入端，与所述第一滤波器电路1050的输出端连接，所述差分放大器U1071的同相输入端+IN作为所述第一差分转单端电路1071的第二输入端，与所述第二滤波器电路1060的输出端连接，所述差分放大器U1071的参考电压端REF与参考电压连接，所述差分放大器U1071的的正电源端+V分别与正电源VCC、电解电容C1073的正极以及电容C1074的第一端连接，所述电解电容C1073的负极分别与电容C1074的第二端以及地连接，所述差分放大器U1071的负电源端-V分别与负电源-VCC、电容C1071的第一端以及电容C1072的第一端连接，所述电容C1071的第二端分别与电容C1072的第二端以及地连接，所述差分放大器U1071的输出端作为所述第一差分转单端电路1070的输出端，与所述第一幅度精调电路1080的输入端连接。

图5示出了本实用新型实施例提供的第二差分转单端电路的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下。

作为本实用新型一实施例，所述第二差分转单端电路2070包括：

电容C2071、电容C2072、电解电容C2073、电容C2074以及差分放大器U2071；

所述差分放大器U2071的反相输入端-IN作为所述第二差分转单端电路2070的第一输入端，与所述第三滤波器电路2050的输出端连接，所述差分放大器U2071的同相输入端+IN作为所述第二差分转单端电路2071的第二输入端，与所述第四滤波器电路2060的输出端连接，所述差分放大器U2071的参考电压端REF与参考电压连接，所述差分放大器U2071的的正电源端+V分别与正电源VCC、电解电容C2073的正极以及电容C2074的第一端连接，所述电解电容C2073的负极分别与电容C2074的第二端以及地连接，所述差分放大器U2071的负电源端-V分别与负电源-VCC、电容C2071的第一端以及电容C2072的第一端连接，所述电容C2071的第二端分别与电容C2072的第二端以及地连接，所述差分放大器U2071的输出端作为所述第二差分转单端电路2070的输出端，与所述第一幅度精调电路2080的输入端连接。在本实用新型中，可以产生模拟波形激励信号，实现了对模拟类或数模混合类芯片进行模拟量参数的测试测量功能，主要可产生正弦波、方波、三角波、及任意组合波形等，并且可以利用双通道产生差分信号，在实际的生产使用中十分广泛，降低了企业生产成本，增加生产测试测量的灵活性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种任意波形发生器测试系统，包括检测输入输出信号的信号检测模块，其特征在于，所述任意波形发生器测试系统包括：

对整个任意波形发生器测试系统进行控制的第一微处理器；

与所述第一微处理器连接，对数据进行静态存储的静态存储器；

与所述第一微处理器连接，对数据进行同步动态存储的第一同步动态随机存储器；

与所述第一微处理器连接，进行频率控制的第一数字式频率合成器；

输入端与所述第一微处理器连接，进行数模转换并产生初始差分信号波形的第一波形产生数模转换器；

输入端与所述第一波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的一路进行滤波的第一滤波器电路；

输入端分别与所述第一滤波器电路的输入端以及所述第一波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的另一路进行滤波的第二滤波器电路；

输入端分别与所述第一滤波器电路的输出端以及第二滤波器电路的输出端连接，将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第一差分转单端电路；

输入端与所述第一差分转单端电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行精调的第一幅度精调电路；

输入端与所述第一幅度精调电路的输出端连接，对单端信号进行衰减放大的第一衰减放大电路；

输入端与所述第一衰减放大电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行直流偏移的第一幅度偏移电路；

输入端与所述第一幅度偏移电路的输出端连接，选择输出阻抗并输出最终波形的第一输出阻抗选择电路；

分别与所述第一衰减放大电路的输出端以及第一输出阻抗选择电路的输入端连接，对输出信号进行反馈调理的第一信号调理电路。

2.如权利要求1所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述任意波形发生器测试系统还包括：

输入端与所述第一输出阻抗选择电路的输出端连接，输出与所述最终波形同步的方波信号的第一同步输出电路。

3.如权利要求1所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第一滤波器电路和第二滤波器电路都包括一个有源滤波器和一个无源滤波器，所述有源滤波器和无源滤波器并联。

4.如权利要求1所述的的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第一幅度精调电路包括一个乘法器，所述乘法器的输入端作为所述第一幅度精调电路的输入端，所述乘法器的输出端作为所述第一幅度精调电路的输出端。

5.如权利要求1所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第一信号调理电路包括：

输入端作为所述第一信号调理电路的输入端，分别与所述第一衰减放大电路的输出端以及第一输出阻抗选择电路的输入端连接，给输入的单端信号加上一个与所述第一幅度偏移电路方向相反大小相等的直流偏移量的第一偏置电路；

输入端与所述第一偏置电路的输出端连接，对输入的信号进行衰减放大的第二衰减放大电路；

输入端与所述第二衰减放大电路的输出端连接，测得信号波形正峰值与负峰值之差的第一峰峰值检测电路；

输入端与所述第一峰峰值检测电路的输出端连接，限制输入电压以防止过压对后面一级电路造成毁坏的第一过压保护电路；

输入端与所述第一过压保护电路的输出端连接，输出端作为所述第一信号调理电路的输出端，与所述第一微处理器连接，对输入信号进行模数转换的第一模数转换器。

6.如权利要求1所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述任意波形发生器测试系统还包括：

与所述静态存储器连接，对整个任意波形发生器测试系统进行控制的第二微处理器；

与所述第二微处理器连接，对数据进行同步动态存储的第二同步动态随机存储器；

与所述第二微处理器连接，进行频率控制的第二数字式频率合成器；

输入端与所述第二微处理器连接，进行数模转换并产生初始差分信号波形的第二波形产生数模转换器；

输入端与所述第二波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的一路进行滤波的第三滤波器电路；

输入端分别与所述第三滤波器电路的输入端以及所述第二波形产生数模转换器的输出端连接，对差分信号中的另一路进行滤波的第四滤波器电路；

输入端分别与所述第三滤波器电路的输出端以及第四滤波器电路的输出端连接，将经过滤波后的两路差分信号转换为一路单端信号的第二差分转单端电路；

输入端与所述第二差分转单端电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行精调的第二幅度精调电路；

输入端与所述第二幅度精调电路的输出端连接，对单端信号进行衰减放大的第三衰减放大电路；

输入端与所述第三衰减放大电路的输出端连接，对单端信号的幅度进行直流偏移的第二幅度偏移电路；

输入端与所述第二幅度偏移电路的输出端连接，选择输出阻抗并输出另一路最终波形的第二输出阻抗选择电路；

分别与所述第二幅度偏移电路的输出端以及第二输出阻抗选择电路的输入端连接，对输出信号进行反馈调理的第二信号调理电路。

7.如权利要求6所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述任意波形发生器测试系统还包括：

输入端与所述第二输出阻抗选择电路的输出端连接，输出与所述另一路最终波形同步的方波信号的第二同步输出电路。

8.如权利要求6所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第三滤波器电路和第四滤波器电路都包括一个有源滤波器和一个无源滤波器，所述有源滤波器和无源滤波器并联。

9.如权利要求6所述的的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第二幅度精调电路包括一个乘法器，所述乘法器的输入端作为所述第二幅度精调电路的输入端，所述乘法器的输出端作为所述第二幅度精调电路的输出端。

10.如权利要求6所述的任意波形发生器测试系统，其特征在于，所述第二信号调理电路包括：

输入端作为所述第二信号调理电路的输入端，分别与所述第二衰减放大电路的输出端以及第二输出阻抗选择电路的输入端连接，给输入的单端信号加上一个与所述第二幅度偏移电路方向相反大小相等的直流偏移量的第二偏置电路；

输入端与所述第二偏置电路的输出端连接，对输入的信号进行衰减放大的第四衰减放大电路；

输入端与所述第四衰减放大电路的输出端连接，测得信号波形正峰值与负峰值之差的第二峰峰值检测电路；

输入端与所述第二峰峰值检测电路的输出端连接，限制输入电压以防止过压对后面一级电路造成毁坏的第二过压保护电路；

输入端与所述第二过压保护电路的输出端连接，输出端作为所述第二信号调理电路的输出端，与所述第二微处理器连接，对输入信号进行模数转换的第二模数转换器。

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