CN213069006U - 芯片频率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种芯片频率测量装置，包括自动测试设备，自动测试设备包括多个电压电流源，所述装置还包括：多个频率电压转换器，包括周期信号输入脚和电压信号输出脚，用于将由周期信号输入脚输入的周期信号转换为电压信号并通过电压信号输出脚输出；每个频率电压转换器通过电压信号输出脚连接一电压电流源，每个频率电压转换器通过周期信号输入脚连接一被测芯片的频率输出端；其中，所述自动测试设备用于通过各所述电压电流源测试对应被测芯片输出的周期信号的频率。本实用新型能够同时测试大量芯片的周期信号的频率，解决了自动测试设备使用TMU测试芯片频率时同测数少的问题，实现了同测数和测试效率的提升。

Description

芯片频率测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量频率的装置，特别是涉及一种芯片频率测量装置。

背景技术

时间测量单元(TMU－Time Measure Unit)是常规模拟测试平台进行时间频率测量的基本模块。一种示例性的芯片频率测量方法的工作原理是使用ATE(Auto TestEquipment，自动测试设备)内部TMU的高速时钟进行窗口计数，从而测得芯片频率。但是在实际使用过程中被测器件(DUT)的同测数往往受限于TMU的数量。常规的ATE一般只具备2-4个TMU，那么由一台ATE组成的模拟测试平台只能同时测试2-4个芯片，因此严重制约了生产测试效率。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种芯片频率测量装置。

一种芯片频率测量装置，包括自动测试设备，所述自动测试设备包括多个电压电流源，还包括：多个频率电压转换器，包括周期信号输入脚和电压信号输出脚，用于将由所述周期信号输入脚输入的周期信号转换为电压信号并通过电压信号输出脚输出；每个所述频率电压转换器通过所述电压信号输出脚连接一所述电压电流源，且不同的频率电压转换器连接不同的电压电流源，每个所述频率电压转换器用于通过所述周期信号输入脚连接一被测芯片的频率输出端，且不同的频率电压转换器用于连接不同的被测芯片；其中，所述自动测试设备用于通过各所述电压电流源测试对应被测芯片输出的周期信号的频率。

在其中一个实施例中，所述频率电压转换器的总数与所述电压电流源相同，所述频率电压转换器与所述电压电流源一一对应连接。

在其中一个实施例中，所述自动测试设备的电压电流源的数量大于所述自动测试设备的时间测量单元的数量。

在其中一个实施例中，所述自动测试设备的电压电流源的数量为32。

在其中一个实施例中，所述频率电压转换器用于通过所述电压信号输出脚输出电压值与所述周期信号输入脚输入的频率成正比的电压。

在其中一个实施例中，所述频率电压转换器包括比较器、单触发电路、电流源、积分电路，所述比较器的一输入端连接所述周期信号输入脚，所述比较器用于在所述周期信号的每个周期通过比较器的输出端输出一次触发信号，所述单触发电路用于在每次接收到所述触发信号时将所述电流源接入所述积分电路的第一输入端，对所述积分电路充电积分时长，所述积分电路的输出端作为所述电压信号输出脚。

在其中一个实施例中，所述单触发电路24还包括接地的第一电容，所述积分时长由第一电容的电容值决定。

在其中一个实施例中，所述积分电路包括运算放大器和积分电容，所述积分电容接于所述运算放大器的第一输入端与所述运算放大器的输出端之间；所述单触发电路用于在每次接收到所述触发信号时将所述电流源接入该运算放大器的第一输入端所述积分时长；所述运算放大器的输出端作为所述电压信号输出脚。

在其中一个实施例中，所述积分电路还包括与所述积分电容并联的电阻支路，所述电阻支路包括相互串联的第一电阻和可变电阻。

在其中一个实施例中，所述频率电压转换器的型号为AD650。

上述芯片频率测量装置，利用频率电压转换器将被测芯片的频率输出端输出的周期信号转换为电压信号，再通过自动测试设备的电压电流源进行测量，从而充分利用自动测试设备的电压电流源数量多的优势，能够同时测试大量芯片的周期信号的频率，解决了自动测试设备使用TMU测试芯片频率时同测数少的问题，实现了同测数和测试效率的提升。

附图说明

为了更好地描述和说明这里公开的那些实用新型的实施例和/或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的实用新型、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些实用新型的最佳模式中的任何一者的范围的限制。

图1是一实施例中芯片频率测量装置的结构框图；

图2是一实施例中频率电压转换器的结构框图；

图3是一实施例中频率电压转换器的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本实用新型教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本实用新型的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

应该理解的是，虽然本申请各实施例中的各个步骤并不是必然按照步骤标号指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

图1是一实施例中芯片频率测量装置的结构框图。在图1所示实施例中，芯片频率测量装置包括自动测试设备10，自动测试设备10包括多个电压电流源(Voltage andcurrent standard source，简称VI源)12，芯片频率测量装置还包括多个频率电压转换器(Frequency-to-Voltage Converter，FVC)20。频率电压转换器20包括周期信号输入脚fin和电压信号输出脚Vo，用于将由周期信号输入脚fin输入的周期信号转换为电压信号并通过电压信号输出脚Vo输出。每个频率电压转换器20通过电压信号输出脚Vo连接一电压电流源12，且不同的频率电压转换器20连接不同的电压电流源12；每个频率电压转换器20用于通过周期信号输入脚fin连接一被测芯片(Decive Under Test，DUT)30的频率输出端Freq，且不同的频率电压转换器20用于连接不同的被测芯片30。自动测试设备10通过各电压电流源12测试对应被测芯片30输出的周期信号的频率。

上述芯片频率测量装置，利用频率电压转换器20将被测芯片30的频率输出端Freq输出的周期信号转换为电压信号，再通过自动测试设备10的电压电流源12进行测量，从而充分利用自动测试设备10的电压电流源12数量多的优势，能够同时测试大量芯片的周期信号的频率，解决了自动测试设备10使用TMU测试芯片频率时同测数少的问题，实现了同测数和测试效率的提升。

在图1所示的实施例中，自动测试设备10具有32个电压电流源12，2个时间测量单元(TMU)。因此，如使用时间测量单元测量芯片的周期信号的频率只能同时测量2个芯片，而使用电压电流源12来测量芯片的周期信号则可以同时测试32个芯片。

在图1所示的实施例中，频率电压转换器20与电压电流源12的数量相同，频率电压转换器20与电压电流源12一一对应连接。在其他实施例中，也可以将部分电压电流源12另做他用而不测量芯片的频率，也就是一部分电压电流源12不连接频率电压转换器20，自动测试设备10的电压电流源12只有一部分连接频率电压转换器20。

在一个实施例中，频率电压转换器20的电压信号输出脚Vo输出的电压值与周期信号输入脚fin输入周期信号的频率成正比，即频率电压转换器20转换出的电压与输入的频率成正比。由此，通过自动测试设备10的电压电流源12就可以测量出芯片频率，进而判断芯片频率是否合格。

图2是一实施例中频率电压转换器20的结构框图，频率电压转换器20包括比较器22、单触发电路24、电流源I1及积分电路26。比较器22的一输入端连接周期信号输入脚fin，在周期信号的每个周期，比较器22的输出端输出一次触发信号。在图2所示实施例中，比较器22的另一个输入端连接一定值电压，从而可以在周期信号输入脚fin输入的周期信号每次越过该电压值时输出触发信号(触发信号仅在周期信号的上升沿触发或仅在周期信号的下降沿触发)。单触发电路24在每次接收到触发信号时将电流源I1接入积分电路26的第一输入端(该接入动作可以通过单刀双掷开关实现)，对积分电路26充电积分时长T，积分电路26的输出端作为频率电压转换器20的电压信号输出脚Vo。

在一个实施例中，单触发电路24通过一电容Cos接地，积分时长T由电容Cos的电容值决定。

在一个实施例中，积分电路26包括一运算放大器，该运算放大器的第一输入端与该运算放大器的输出端之间接有积分电容，单触发电路24在每次接收到触发信号时将电流源I1接入该运算放大器的第一输入端积分时长T。该运算放大器的输出端作为频率电压转换器20的电压信号输出脚Vo。

在一个实施例中，频率电压转换器20可以采用Analog Devices公司型号为AD650的芯片实现。图3是一实施例中频率电压转换器20的电路原理图。在该实施例中，比较器22的同相输入端接-0.6伏特的电压，反相输入端连接周期信号输入脚fin。用于对积分电路26充电的电流源为1mA的电流源，在充电时接入运算放大器OP AMP的反相输入端，不充电时接入运算放大器OP AMP的输出端。运算放大器OP AMP的输出端与反相输入端之间除了接有积分电容C_INT，还接有与积分电容C_INT并联的电阻支路。具体地，电阻支路包括相互串联的电阻R1和可变电阻R3。在图3所示的频率电压转换器20中，单位时间内电流源注入积分电路26的电荷量会随着周期信号输入脚fin输入的周期信号的频率增加而增加。当电流源注入积分电路26的平均电流等于电阻R1和可变电阻R3的泻放电流时，积分电容C_INT上的电压达到稳定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种芯片频率测量装置，包括自动测试设备，所述自动测试设备包括多个电压电流源，其特征在于，还包括：

多个频率电压转换器，包括周期信号输入脚和电压信号输出脚，用于将由所述周期信号输入脚输入的周期信号转换为电压信号并通过电压信号输出脚输出；每个所述频率电压转换器通过所述电压信号输出脚连接一所述电压电流源，且不同的频率电压转换器连接不同的电压电流源，每个所述频率电压转换器用于通过所述周期信号输入脚连接一被测芯片的频率输出端，且不同的频率电压转换器用于连接不同的被测芯片；

其中，所述自动测试设备用于通过各所述电压电流源测试对应被测芯片输出的周期信号的频率。

2.根据权利要求1所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述频率电压转换器的总数与所述电压电流源相同，所述频率电压转换器与所述电压电流源一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述自动测试设备的电压电流源的数量大于所述自动测试设备的时间测量单元的数量。

4.根据权利要求1所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述自动测试设备的电压电流源的数量为32。

5.根据权利要求1所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述频率电压转换器用于通过所述电压信号输出脚输出电压值与所述周期信号输入脚输入的频率成正比的电压。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述频率电压转换器包括比较器、单触发电路、电流源、积分电路，所述比较器的一输入端连接所述周期信号输入脚，所述比较器用于在所述周期信号的每个周期通过比较器的输出端输出一次触发信号，所述单触发电路用于在每次接收到所述触发信号时将所述电流源接入所述积分电路的第一输入端，对所述积分电路充电积分时长，所述积分电路的输出端作为所述电压信号输出脚。

7.根据权利要求6所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述单触发电路24还包括接地的第一电容，所述积分时长由第一电容的电容值决定。

8.根据权利要求6所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述积分电路包括运算放大器和积分电容，所述积分电容接于所述运算放大器的第一输入端与所述运算放大器的输出端之间；所述单触发电路用于在每次接收到所述触发信号时将所述电流源接入该运算放大器的第一输入端所述积分时长；所述运算放大器的输出端作为所述电压信号输出脚。

9.根据权利要求8所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述积分电路还包括与所述积分电容并联的电阻支路，所述电阻支路包括相互串联的第一电阻和可变电阻。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的芯片频率测量装置，其特征在于，所述频率电压转换器的型号为AD650。

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