CN217213010U

CN217213010U - 芯片校准电路和电子设备

Info

Publication number: CN217213010U
Application number: CN202122395933.3U
Authority: CN
Inventors: 余锦泽; 黄立伟; 许锦海
Original assignee: Zhuhai Huge Ic Co ltd
Current assignee: Zhuhai Huge Ic Co ltd
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2031-09-30

Abstract

本申请实施例公开一种芯片校准电路和电子设备，涉及测试领域。芯片校准电路包括：控制单元、ADC芯片、低通滤波电路、信号调理电路、开关电路、电阻矩阵和芯片接口电路；所述芯片接口电路用于连接待校准芯片；其中，所述控制单元分别与所述信号调理电路、所述ADC芯片、所述开关电路和所述芯片接口电路相连；所述芯片接口电路分别与所述信号调理电路、所述开关电路和所述电阻矩阵相连；所述开关电路通过所述低通滤波电路与所述ADC芯片相连。本申请的芯片校准电路可以对芯片进行频率信号、电压信号和电流信号的校准，电路结构简单，测试成本较低。

Description

芯片校准电路和电子设备

技术领域

本实用新型涉及测试领域，尤其涉及一种芯片校准电路和电子设备。

背景技术

芯片测试分CP测试和FT测试两种，CP(Chip Probe)测试是在晶圆wafer 上用探针探查管脚，通过测试信号来判断芯片的好坏或修调，FT(Final Test)指的是芯片在封装完成以后，通过外面加测试信号是芯片进入某个测试态，把某些需要的测试信号送到管脚上测试并判断芯片好坏或修调。

芯片的量产校准过程，既可以在CP阶段进行，也可以在FT阶段进行，目前业界的芯片校准方法，不管在上述哪个阶段进行，都脱离不开大型的测试机台，芯片厂在量产阶段，需要依赖测试厂的测试机台进行芯片的校准流程，机台的使用时间成本，相当于芯片的封测成本，如果使用机台进行量产校准，会大大提高芯片制造成本。

实用新型内容

本申请实施例提供了的芯片校准电路和电子设备，可以解决相关技术中芯片校准的成本高的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种芯片校准电路，包括：

控制单元、ADC芯片、低通滤波电路、信号调理电路、开关电路、电阻矩阵和芯片接口电路；所述芯片接口电路用于连接待校准芯片；

其中，所述控制单元分别与所述信号调理电路、所述ADC芯片、所述开关电路和所述芯片接口电路相连；所述芯片接口电路分别与所述信号调理电路、所述开关电路和所述电阻矩阵相连；所述开关电路通过所述低通滤波电路与所述ADC芯片相连；

所述信号调理电路将来自所述待校准芯片的频率信号进行调理处理，然后将调理后的频率信号发送给所述控制单元，所述控制单元测量调理后的频率信号得到测量频率值，将所述测量频率值和预存储的理论频偏值进行对比得到频率误差，将所述频率误差发送给所述待校准芯片；或

所述控制单元控制所述开关电路开启所述ADC芯片中的一个电压通路，所述低通滤波电路将来自所述待校准芯片的电压信号进行低通滤波处理，然后通过选择的电压通路将处理后的电压信号发送给所述ADC芯片，所述ADC芯片对所述处理后的电压信号进行转换得到测量电压值，所述控制单元将所述测量电压值和预存储的理论电压值进行比较得到电压误差，将所述电压误差发送给所述待校准芯片；或

所述电阻矩阵将来自所述待校准芯片的电流信号转换为电压信号，所述控制单元控制所述开关电路选择ADC芯片中的一个电压通路进行开启，所述低通滤波电路将来自所述电阻矩阵的电压信号进行低通滤波处理，然后通过开启的电压通路将处理后的电压信号发送给所述ADC芯片，所述ADC芯片对所述处理后的电压信号进行转换得到测量电压值，对该测量电压值进行转换得到测量电流值，所述控制单元将所述测量电流值和预存储的理论电流值进行比较得到电流误差，将所述电流误差发送给所述待校准芯片。

第二方面，本申请提供了一种电子设备，包括：包括上述任意一种芯片校准电路。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

不需要专用的大型测试设备，只需要电路结构简单的芯片校准电路就能实现芯片的频率信号、电压信号和电流信号的校准。这种不需要借助专用设备进行校准的方式，既能保证芯片校准可靠性和准确性，又能大大降低芯片生产制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的芯片校准电路的结构框图；

图2是本实用新型提供的LED状态指示电路的结构示意图；

图3A和图3B是本实用新型提供的数码管驱动电路的结构示意图；

图4是本实用新型提供的声音提示电路的结构示意图；

图5是本实用新型提供的控制单元的外围电路示意图；

图6是本实用新型提供的信号调理电路的结构示意图；

图7是本实用新型提供的开关电路的结构示意图；

图8是本实用新型提供的低通滤波电路的结构示意图；

图9是本实用新型提供的芯片接口电路的结构示意图；

图10是本实用新型提供的电阻矩阵的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～图10，本实用新型提供实施例的一种芯片校准电路的结构示意图，芯片校准电路包括：控制单元1、ADC芯片2、低通滤波电路3、信号调理电路4、ADC通路开关电路5、电阻矩阵6和芯片接口电路7。芯片接口电路7 包括芯片插槽，芯片插座的类型与待校准芯片的封装方式匹配，芯片插槽用于连接待校准芯片。

其中，上述部件的连接关系为：控制单元1分别与ADC芯片2、信号调理电路4、开关电路5和芯片接口电路7相连，芯片接口电路7分别与信号调理电路4、开关电路5和电阻矩阵6相连；开关电路5与低通滤波电路3相连，低通滤波电路3与ADC芯片2相连。

本申请的芯片校准电路用于对待校准芯片的频率信号、电压信号和电流信号进行校准。

待校准芯片的频率信号校准的过程为：

待校准芯片通过IO端口向信号调理电路4发送频率信号，频率信号为单频信号，频率信号的类型可以为方波信号或正弦波信号等，例如：频率信号为占空比为50％的方波信号。信号调理电路4对来自待校准芯片的频率信号进行调理处理，以增加频率信号的驱动能力，防止频率信号在长距离传输过程中发生信号衰减，然后将处理后的频率信号发送给控制单元1。控制单元1测量接收到的频率信号的测量频率值，控制单元1预存储或预配置有理论频率值，控制单元1比较测量频率值和理论频率值之间的频率误差，根据频率误差计算频率校准值，将频率校准值发送给待校准芯片，以指示待校准芯片进行频率校准。

待校准芯片的电压信号的校准过程为：

待校准芯片通过IO端口发出直流的电压信号，ADC芯片2设置有多个电压通路，控制单元1控制ADC通路开关电路3选择ADC芯片2中的一个电压通路，低通滤波电路3对来自待校准芯片的电压信号进行低通滤波处理，以滤除电压信号中的高频分量，然后将滤波处理后的电压信号通过上述选择的电压通路发送给ADC芯片2，ADC芯片2对电压信号进行处理得到测量电压值，控制单元1预存储或预配置有理论电压值，比较测量电压值和理论电压值之间的电压误差，根据电压误差计算电压校准值，将电压校准值发送给待校准芯片，以指示待校准芯片进行电压校准。

待校准芯片的电流信号的校准过程为：

待校准芯片通过IO端口发出直流的电流信号，电阻阵列将电流信号转换为电压信号。控制单元1控制ADC通路开关电路3选择ADC芯片2中的一个电压通路，低通滤波电路3对来自待校准芯片的电压信号进行低通滤波处理，以滤除电压信号中的高频分量，然后将滤波处理后的电压信号通过上述选择的电压通路发送给ADC芯片2，ADC芯片2对电压信号进行处理得到测量电压值，将测量电压值换算为测量电流值，控制单元1预存储或预配置有理论电流值，比较测量电流值和理论电流值之间的电流误差，根据电流误差计算电流校准值，将电流校准值发送给待校准芯片，以指示待校准芯片进行电流校准。

需要说明的是，在同时对电流信号和电压信号进行校准时，电流信号和电压信号选择ADC芯片2的不同电压通路。

在一个或多个可能的实施例中，芯片校准电路还包括：

LED状态指示电路8，与控制单元1相连，用于发出提示光信号。

进一步的，参见图2所示，LED状态指示电路8包括两个并联的支路，两个并联的支路采用5V的直流电压供电，每个支路包括发光二极管LED和电阻，两个支路的发光二极管发出的光的颜色不同。例如：控制单元1在频率信号、电压信号和电流信号校验成功后，指示LED状态指示电路发出绿色的提示光信号；校验失败后，指示LED状态指示电路发出红色的提示光信号。

在一个或多个可能的实施例中，芯片校准电路还包括：

数码管显示电路9，与控制单元1相连，用于显示电压通路的信号、频率误差、电压误差或电流误差。

进一步的，参见图3A和图3B所示，数码管显示电路9包括4个共阴数码管和数码管驱动电路，数码管驱动电路包括数码管驱动芯片TM1650和外围器件，数码管驱动芯片和外围器件之间的连接关系参见图3A和图3B所示，此处不再赘述。

在一个或多个可能的实施例中，芯片校准电路还包括：

声音提示电路10，与控制单元1相连，用于发出提示声音信号。

进一步的，参见图4所示，声音提示电路10包括：蜂鸣器BEEP、二极管 D1、三极管Q1、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

其中，蜂鸣器BEEP的正极分别与电源的正极相连以及与二极管D1的阴极相连，蜂鸣器的负极分别与二极管D1的阳极和电阻R2的一端相连，电阻R2 的另一端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极分别通过电阻R4与控制单元1以及电阻R5的一端相连，三极管Q1的射极分别与电阻R5的另一端以及接地。

在一个或多个可能的实施例中，参见图5所示，控制单元1包括微控制器(MicrocontrollerUnit，MCU)U1和电容C6，微控制器U1设置有20个IO引脚，为控制器U1的电源引脚与5V的直流电源相连，电容C6的一端与电源引脚相连，另一端接地，用于滤除直流电源中的交流分量。

在一个或多个可能的实施例中，参见图6所示，信号调理电路4包括芯片 U4、电容C1和电容C2，芯片U4的型号为MCP6021，上述各个部件的连接关系参见图6所示，此处不再赘述。

在一个或多个可能的实施例中，参见图7所示，开关电路5包括芯片U3、电容C4和电容C5，芯片U3的型号为ADG708，上述各个部件的连接关系参见图7所示，此处不再赘述。

在一个或多个可能的实施例中，参见图8所示，低通滤波电路3包括电容 C7和电阻R9，ADC芯片2的型号为MCP33151-05，上述各个部件的连接关系参见图8所示，此处不再赘述。

在一个或多个可能的实施例中，参见图9所示，芯片接口电路7包括芯片插槽，芯片插座用于插入待校准芯片。待校准芯片插入到芯片接口电路7后，芯片与主控单元1之间基于SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)协议进行通信。芯片插座与各个部件的连接关系参见图9所示，此处不再赘述。

在一个或多个可能的实施例中，参见图10所示，电阻矩阵6包括3个支路和选择开关(图10中未画出)，每个支路包括不同阻值的电阻，主控单元1通过控制选择开关选择其中的一个支路，将电流信号转换为电压信号。

本申请实施例提供的电子设备除包括上述的芯片校准电路之外，还可以包括：用于容纳各个部件的壳体、显示屏和输入装置(例如：键盘、鼠标或触摸屏)等。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种芯片校准电路，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的芯片校准电路，其特征在于，还包括：

LED状态指示电路，与所述控制单元相连，用于发出提示光信号。

3.根据权利要求2所述的芯片校准电路，其特征在于，所述LED状态指示电路包括两个并联的支路，每个支路包括一个发光二极管和一个电阻，各个支路包括的发光二极管的发光颜色不同。

4.根据权利要求1或2或3所述的芯片校准电路，其特征在于，还包括：

数码管显示电路，与所述控制单元相连，用于显示选择的电压通路的序号、所述频率误差、所述电压误差或所述电流误差。

5.根据权利要求4所述的芯片校准电路，其特征在于，所述数码管显示电路包括4个共阴数码管和数码管驱动电路。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的芯片校准电路，其特征在于，还包括：

声音提示电路，与所述控制单元相连，用于发出提示声信号。

7.根据权利要求6所述的芯片校准电路，其特征在于，所述声音提示电路包括：蜂鸣器BEEP、二极管D1、三极管Q1、电阻R3、电阻R4和电阻R5；

其中，蜂鸣器BEEP的正极分别与电源的正极相连以及与二极管D1的阴极相连，蜂鸣器的负极分别与二极管D1的阳极和电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的基极分别通过电阻R4与控制单元1以及电阻R5的一端相连，三极管Q1的射极分别与电阻R5的另一端以及接地。

8.根据权利要求7所述的芯片校准电路，其特征在于，所述电阻矩阵包括至少一个支路，各个支路包含不同阻值的电阻。

9.根据权利要求8所述的芯片校准电路，其特征在于，所述待校准芯片通过SPI协议与所述控制单元进行通信。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任意一种芯片校准电路。