數(shù)字測試儀下的參數(shù)測試單元的設(shè)計(jì)
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之前提到過為了提高參數(shù)測量的精度，采用了兩套精度校對方案分別從代碼校對和硬件控制兩個(gè)方面對測量過程進(jìn)行監(jiān)控和校對。代碼校對是根據(jù)實(shí)際的測試經(jīng)驗(yàn)來提高測試精度。硬件控制則具體分為兩個(gè)器件手冊說明，在測試流程中加入校準(zhǔn)參數(shù)步驟進(jìn)行，第一個(gè)步驟是輸出過程中加入以比對為基礎(chǔ)的PID算法，將ADC回采的實(shí)際輸出電壓值和根據(jù)輸入數(shù)據(jù)得到的理論輸出值進(jìn)行比較，然后進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償，以保證輸出準(zhǔn)確。第二個(gè)步驟是采用Kelvin四線橋接技術(shù)，首先控制參數(shù)測量單元評估從測試儀輸出端到DUT的傳輸線阻抗，再在后級(jí)測試中進(jìn)行屏蔽，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的測試精度。具體的測試控制流程如圖5所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/195864.htm
圖5 參數(shù)測試流程
2 測試流程
流程說明：測量單元進(jìn)入測量模式，同時(shí)檢測是否得到FIPMU或者FVPMU命令，當(dāng)檢測到命令時(shí)，輸出對應(yīng)信號(hào)，同時(shí)根據(jù)PMUSETFILTER命令中的檢測次數(shù)，校驗(yàn)輸出信號(hào)。經(jīng)過規(guī)定次數(shù)下的校驗(yàn)無誤后，開啟相關(guān)測試通道進(jìn)行后級(jí)測試。后級(jí)測試根據(jù)Kelvin原理，對測試通道的傳輸阻抗先進(jìn)行預(yù)估。根據(jù)得到的預(yù)估值Z，校對測試電壓并最終得到在該測試通道下的準(zhǔn)確模擬參數(shù)V1。然后根據(jù)同樣的原理，對其他要求的通道進(jìn)行預(yù)估，得到相應(yīng)的阻抗預(yù)估值Zn，從而最終得到各個(gè)測量通道的準(zhǔn)確測量參數(shù)。需要說明的一點(diǎn)是由于測試是一個(gè)連續(xù)的過程，因而每個(gè)測量通道阻抗的預(yù)估在一整套多芯片的測量中只需要一次。而不必對每個(gè)芯片引腳的測試通道反復(fù)預(yù)估，這樣可以節(jié)約測試時(shí)間和成本。
試驗(yàn)分析
為了驗(yàn)證參數(shù)測量單元在負(fù)載為小電阻情況下的工作情況，筆者在常溫環(huán)境下針對不同阻抗的待測單元，分別用無校準(zhǔn)IC參數(shù)測試單元和校準(zhǔn)后的參數(shù)測試單元進(jìn)行測試比對，測試結(jié)果如表1所示：校準(zhǔn)后的測量單元借助Kelvin技術(shù)在小電阻測量的優(yōu)勢,能夠在低于50Ω的負(fù)載測量中，保持至少提升一個(gè)數(shù)量級(jí)的測量精度優(yōu)勢。而當(dāng)電阻提高越多，精度優(yōu)勢就越不明顯。
根據(jù)Kelvin技術(shù)的理論可以知道其優(yōu)勢主要在于可以有效評估傳輸線阻抗帶來的測量誤差。而當(dāng)傳輸線阻抗一定，負(fù)載增大時(shí)，傳輸線阻抗造成的壓降占總測試電壓的比例下降，測試精度的提升程度也會(huì)隨之下降。
結(jié)束語
針對數(shù)字測試中面臨的參數(shù)測試要求，本文提出了基于FPGA控制，32位PCI通信同時(shí)具備高精度輸出和采樣芯片的參數(shù)測量單元，并對實(shí)現(xiàn)過程中的具體問題進(jìn)行了分析。
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