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高精度高摆幅多工位ADC测试系统设计
2023年电子技术应用第4期
王于波1，胡毅1，关媛1，王琨1，李大猛1，肖鹏程2
（1.北京智芯微电子科技有限公司， 北京 102200；2.复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室， 上海 201203）
摘要： 基于V93000 ATE设计了一种采用外加电源升压变换模块及可变增益仪器仪表运算放大器，以解决大输入摆幅高精度多工位ADC的量产测试需求的测试方案。理论分析和测试验证结果表明，该ADC测试系统可分别产生峰峰值超过29 V的Ramp波和正弦波测试信号，测试信号SNR优于105 dB、THD优于-103 dB，可以满足16 bit、±10 V甚至以上高输入摆幅多工位ADC的大批量量产测试需求。
中图分类号：TM933
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223110
中文引用格式： 王于波，胡毅，关媛，等. 高精度高摆幅多工位ADC测试系统设计[J]. 电子技术应用，2023，49(4)：44-51.
英文引用格式： Wang Yubo，Hu Yi，Guan Yuan，et al. Design of high precision and high swing multi-site ADC test system[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：44-51.
Design of high precision and high swing multi-site ADC test system
Wang Yubo1，Hu Yi1，Guan Yuan1，Wang Kun1，Li Dameng1，Xiao Pengcheng2
(1.Beijing Zhixin Microelectronics Co.， Ltd.， Beijing 102200， China； 2.State Key Laboratory of ASIC&System， Fudan University， Shanghai 201203， China)
Abstract： Based on V93000 ATE, a test system using external power boost conversion module and programmable gain instrumentation operational amplifier was designed to meet the requirements of mass production of multi-sites ADC with large-swing and high-precision. The theoretical and test results show that the ADC test system can generate 29.4 V ramp and 29.1 V sine wave signals with peak to peak value. The SNR of test signal is better than 105 dB and THD is better than -103 dB, which can meet the test requirements of 16 bit high-precision and ±10 V high input swing multi-sites ADC.
Key words : ATE；A/D converter；dynamic parametric testing；ADC final test

0　引 言

电力监控系统依赖于对瞬时电流、电压信号的测量实现电网线路或电力设备运行状态的采集，从而得以对电网运行状态进行实时监控。这种测量通常是通过模数变换器(ADC)采集电流变压器(CT)和电压变压器(PT)的输出来完成的，而CT或PT典型的输出为±5 V或±10 V。因此，电力及工业领域高精度ADC集成芯片测试通常需要能够满足高达±10 V甚至以上的高摆幅信号进行测试。而目前主流的自动测试设备(ATE)，其模拟波形发生模块测试信号输出幅度都达不到±5 V的输出范围，更别说高达±10 V甚至以上；另外，ATE设备通用的DPS电源板卡供电范围通常也在±7 V以内。

虽然目前ATE设备难以满足±10 V甚至以上的高摆幅测试信号输出要求，但市场上已有主流ATE系统，如Advantest公司的V93000、Teradyne公司的Ultraflex等SoC测试系统设备[7-10]，功能强大、性能稳定，并已形成一套稳定的测试程序开发流程和成熟规范的市场渠道，设备提供商可对设备的维护提供稳定的支持，从而为集成芯片产品的量产提供稳定保障，避免芯片量产中可能出现的风险。因此，在现有ATE系统基础上，通过开发项目所需的外加模块或器件以补充现有ATE测试系统性能或成本的不足，同时，又充分利用其强大功能、成熟开发流程、稳定的性能及维护支持，将是一种比较合理的解决方案。

本文正是基于这样的需求和思路，为了满足面向智能电网及其他工业应用领域需要高输入摆幅高精度ADC测试信号的需求，开发了一套基于现有主流V93000 ATE测试系统的最大输出信号峰峰值可高达29 V以上的ADC测试系统。




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作者信息：

王于波1，胡毅1，关媛1，王琨1，李大猛1，肖鹏程2

（1.北京智芯微电子科技有限公司， 北京 102200；2.复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室， 上海 201203）


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