一种通用的模数转换器测试装置的制作方法

1.本发明属于芯片测试领域，特别是涉及一种通用的模数转换器测试装置。


背景技术：

2.为适合各类型模数转换器(adc)的评价，如flash、sar、pipeline、sigma delta等等，一般传统的测试方法是采用通用的集成自动测试系统(ate)测试机台，这种机台主要针对晶圆(wafer)测试，如泰瑞达、ultraflex，advantest，安捷伦公司，虽然架构通用，硬件统一，但对于高精度高速adc测试，其性能测试难以真实体现ip的性能，因为通用机台的硬件是统一的，为了覆盖所用的测试项目，需要硬件的测试条件覆盖范围宽，其成本非常高。但在一些低压、高精度、高速测试中，其通用的测试通道的寄生参数将影响性能指标，如果换用高级探针和硬件配置，其成本又非常昂贵。面对差异化的adc测试，一种可扩展的定制化的测试平台在各种类别的ip测试中越来越重要。
3.另外一种通用的测试方案就是专用的封装测试系统，如美国国家仪器ni labview，提供了完整的解决方案，如dut测试板，专用的信号激励源、信号采集及处理单元。
4.还有一种评价方案就是国际大厂如adi,ti的专用adc评估系统，有比较系统的软硬件评估方案，主要是针对封装级的用户产品功能和性能演示。这些定制化的产品演示系统都经过了最优的单板电路设计。按照划分，这些产品公司会把adc的测试分为低速和高速两个级别，低速接口一般是cmos的串行或并行接口，其接口速率低于200mhz，高速接口一般是lvds，jesd204b/c transceiver接口，其速率已达12.5gbps。因此，一种灵活方便同时兼顾高速和低速adc测试的测试方案对于adc ip测试来说非常重要，即统一了硬件配置，维护又非常方便。
5.综上，为了进行最后的产品评价，特别是adc这类混合信号ip一般都会使用封装级测试，或者最终产品的应用级测试，因为这种方案考虑到了实际产品封装的影响，最后测试的性能也更接近真实环境的性能，因此，如何设计一种定制化的可扩展测试平台，可融合主流产品的评价方法，可融合高精度的仪器仪表，可实现自动化的测试，这种开放架构在实际工作中非常需要。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种通用的模数转换器测试装置，可以满足模块化设计、可融合所需的测试仪器仪表、可融合第三方评估系统，以增强或扩展不同工艺的模数转换器ip评价能力。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种通用的模数转换器测试装置，所述测试装置至少包括：模数转换器测试模块、多块测试接口板、测试主板、外部电源、信号发生器、及逻辑分析仪，所述模数转换器测试模块依次连接至所述测试接口板和所述测试主板，所述外部电源、所述信号发生器、及所述逻辑分析仪之间相连且均连接至所述模数转换器测试模块。
8.优选地，所述模数转换器测试模块包括信号调理单元、正弦波发生器单元、模数转换器、复用单元、电源管理单元、高速连接座单元、模块编码及标准样品单元，所述信号调理单元与所述信号发生器及正弦波发生器单元相连，用于调理所述信号发生器或正弦波发生器单元输出的信号，并将信号输出给所述模数转换器；所述复用单元与所述外部电源、所述信号调理单元、所述模数转换器、所述电源管理单元、及所述高速连接座单元均连接；所述电源管理单元与5v电源适配器相连；所述模数转换器通过所述高速连接座单元与fpga/逻辑分析仪接口及fpga/第三方评估板接口相连；所述模块编码与所述模数转换器及所述高速连接座单元相连。
9.优选地，所述高速连接座单元与所述模数转换器之间还连接有桥接电阻。
10.优选地，所述模数转换器包括信源输入、参考电源、ip电源、控制输入、数字输出及编码管脚；所述信源输入与所述信号调理单元连接，所述参考电源和所述ip电源与所述复用单元连接，所述控制输入和所述数字输出单元与所述高速连接座单元连接，所述编码管脚与所述模块编码连接。
11.优选地，所述模数转换器为flash模数转换器、sar模数转换器、pipeline模数转换器及sigma delta模数转换器中的一种。
12.优选地，所述外部电源为仪器外部电源和/或精密电压源。
13.优选地，所述测试装置还包括主控制计算机，所述主控制计算机与所述测试主板、所述模数转换器测试模块、所述外部电源、所述信号发生器相连，且所述主控制计算机还连接至网络服务器和数据处理服务器。
14.优选地，所述测试装置还包括高低温控制箱，所述高低温控制箱与所述主控制计算机、所述模数转换器测试模块及所述测试接口板相连。
15.如上所述，本发明的通用的模数转换器测试装置，具有以下有益效果：
16.本发明提供的测试装置可模块化独立工作，可扩展性强，只需要简单的搭积木形式就可以实现不同的功能，在建立整个系统之前，每个部件可以单独运行，在需要的时候可以拼接而成，拼接的模块组件越多，所实现的功能就越强，为了尽量适应各种不同工艺，不同类型，不同工作条件的模数转换器的测试评价，也为了充分利用现有实验室的高级仪器设备资源，并没有设计复杂全面的系统，目的是简化模数转换器模组设计以提高模数转换器的系统性能，融合其它资源，快速建立系统的能力，完全达到模数转换器测试要求。
17.本发明提供的测试装置模块化、开放架构，适合不同等级的模数转换器芯片测试。
18.本发明提供的测试装置便宜，适应性强，整个架构不变，只需更换仪器仪表及测试板及可解决所有adc测试。
19.本发明提供的测试装置成本低，针对被测对象ip的改变，系统很容易特征化。
20.本发明提供的测试装置系统及被测对象dut的特殊编码，方便不同场景应用。
21.本发明提供的测试装置的测试流程标准化，便于系统管理和维护。
22.本发明提供的测试装置系统采用labview图像化语言，gpib接口、方便模块化调试和仪器系统的扩展。
附图说明
23.图1为本发明通用的模数转换器测试装置示意图。
24.图2为本发明通用的模数转换器测试装置中模数转换器测试模块的示意图。
25.图3为本发明通用的模数转换器测试装置中模数转换器测试模块的具体实施框图。
26.图4为本发明通用的模数转换器测试装置的硬件配置图。
27.元件标号说明
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模数转换器测试模块
[0029]
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信号调理单元
[0030]
12
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正弦波发生器单元
[0031]
13
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模数转换器
[0032]
14
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复用单元
[0033]
15
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电源管理单元
[0034]
16
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高速连接座单元
[0035]
17
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模块编码
[0036]
18
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标准样品单元
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测试接口板
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测试主板
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外部电源
[0040]
41
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仪器外部电源
[0041]
42
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精密电压源
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信号发生器
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逻辑分析仪
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主控制计算机
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网络服务器
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数据处理服务器
[0047]
10
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高低温控制箱
具体实施方式
[0048]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0049]
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0050]
实施例1
[0051]
如图1所示，本实施例提供一种通用的模数转换器测试装置，所述测试装置至少包括：模数转换器测试模块1、多块测试接口板2、测试主板3、外部电源、信号发生器5、及逻辑分析仪6，所述模数转换器测试模块1依次连接至所述测试接口板2和所述测试主板3，所述
外部电源、所述信号发生器5及所述逻辑分析仪6之间相连且均连接至所述模数转换器测试模块1。
[0052]
如图1所示，所述测试装置还包括主控制计算机7，所述主控制计算机7与所述测试主板3、所述模数转换器测试模块1、所述外部电源、所述信号发生器5相连，且所述主控制计算机7还连接至网络服务器8和数据处理服务器9。
[0053]
如图1所示，所述测试装置还包括高低温控制箱10，所述高低温控制箱10与所述主控制计算机7、所述模数转换器测试模块1及所述测试接口板2相连。所述外部电源4为仪器外部电源41和/或精密电压源42。
[0054]
本发明通过所述网络服务器和数据处理服务器可以实现所有测试数据处理，分析并产生测试报告，负责外部网络服务。所述主控制计算机7通过gpib、以太网、usb、串口与仪器外部电源41、信号发生器5、精密电压源42、逻辑分析仪6、模数转换器测试模块1、测试主板3、高低温控制箱10实现通讯控制，完成整个系统的控制。所述主控制计算机的软件可以由labview图形化软件控制，软件编程更方便。
[0055]
具体地，如图2所示，所述模数转换器测试模块1包括信号调理单元11、正弦波发生器单元12、模数转换器13、复用单元14、电源管理单元15、高速连接座单元16、模块编码17及标准样品单元18。
[0056]
所述信号调理单元11与所述信号发生器5及正弦波发生器单元12相连，用于调理所述信号发生器5或正弦波发生器单元12输出的信号，并将信号输出给所述模数转换器1。更进一步地，本实施例采用dds正弦波发生器，方案简单，体积小，便于fpga系统控制。所述信号调理单元11可以是低通滤波器，实现正弦波信号或外部任意波形发生器的调理，如放大缓冲、抗混叠滤波，噪声降低等信号调理，目的是实现与模数转换器测试芯片最佳的匹配，所述信号调理单元有独立缓冲器(buffer)的正电源vdd，负电源vee，放大器的共模电源vcom，这些电源配置为手动可调，以满足模数转换器测试芯片的最佳输入信号幅度匹配，所述信号调理单元11除了有板载的正弦波发生器外，当信号质量不能满足模数转换器待测芯片的输入信号质量时，可使用外部的精密信号源，这种配置方式可满足不同ip测试精度的要求。
[0057]
所述复用单元14与所述外部电源4、所述信号调理单元11、所述模数转换器13、所述电源管理单元15、及所述高速连接座单元16均连接。
[0058]
所述电源管理单元15与5v电源适配器相连。所述电源管理单元15包括所述模数转换器13的电源配置、所述信号调理单元11的电源配置，以及正弦波发生器单12元、标准样品单元18的电源配置，为了适合不同类别的模数转换器待测芯片要求，系统预留了多组电源，为了最大化系统的性能，基本都选择线性调整电源噪声很低的ldo，rms噪声小于20uv，相当于1.8v的待测模数转换器芯片16bit精度，这几组电源都设置可调，以满足不同待测芯片要求，当板载电源不能满足待测芯片的输入信号质量时，可使用外部的精密电压电流源，这种配置方式非常灵活，可满足不同ip测试精度的要求。
[0059]
所述模数转换器13通过所述高速连接座单元16与fpga/逻辑分析仪接口及fpga/第三方评估板接口相连。所述高速连接座单元16是连接模数转换器测试芯片和fpga(可位于测试主板上)之间的接口，对于不同的工艺，会出现输入输出的io电压不同的情况，为了方便连接，fpga板上的io电源由模数转换器测试模块1提供，当ip不同时，只要改变模数转
换器测试模块1的vccio电源，对应的主控板电平转换器的对应电源也设置正确的值，这样就可以满足设计要求。所述fpga/逻辑分析仪接口用来连接fpga或外部仪器(如逻辑分析仪)，采集模数转换器的输出数据。所述fpga/第三方评估板接口用来连接测试接口板，可融合第三方评估系统(如ti、adi)，如连接ti、adi的同类别产品的评估系统，实现这个方案主要是通过一个fpga转换桥，将混合信号ip的输出信号连接到fpga，fpga按照ti或adi评估系统的接口转换ip的数字输入，可能会出现并转串，串转并，位数转换，格式转换、以及速率的转换，目的是实现正确的模数转换器的数据被采样。
[0060]
作为示例，所述高速连接座单元16与所述模数转换器1之间还连接有桥接电阻。当所述模数转换器测试模块1中有不使用的高速连接座的io口时，应当断开这个桥接电阻，以提高高速连接座的信号完整性。
[0061]
所述模块编码17与所述模数转换器13及所述高速连接座单元16相连。所述模块编码17是为了系统自动化测试时的模块识别、固件加载和自检而设定的，可以使用硬编码，也可以使用非易失性存储器保存测试模组的特征信息。所述模块编码17可位于模数转换器13内也可位于测试模块其他位置，在模数转换器13内一种方案就是使用有编码的电阻，不同的ip通过不同的编码电阻表示，如使用编码电阻值的大小区分，通过与外部电阻串联，得到不同的分压，系统控制器采集这个分压即可识别不同的ip，加载不同的应用。另外，需要说明的是，为了适应所有模数转换器的测试，把模数转换器按照ip速率分类，可分为低速和高速两种，这两种不同的模数转换器都可与高速连接座连接，每个模数转换器测试模块上都有一个所述模块编码，相当于自己的身份识别，在系统上电时，测试平台中的测试主控制计算机会先查询此板载模块编码的信息，并根据此信息选择需要的应用软件，配置系统合适的参数，这两种速度的模数转换器的测试方案基本相同，从硬件方面看，仅仅在于高速接口的连接通道的区别，低速和高速通过不同的接口连接，低速采用cmos电平的串行和并行接口，高速通过lvds，sstl等高速电气串行标准连接，目前超高速adc ip支持jesd204b/c串行收发器标准，jesd204b接口针对支持更高速转换器不断增长的带宽需求而开发，提供更高的通道速率(每通道高达12.5gbps)。该接口借助兼容开放市场fpga解决方案且可扩展的高性能转换器，可轻松传输大量待处理的数据，由于在本测试架构中的测试主板上包含fpga部分，因此非常方便构建高速adc ip测试平台。高速模数转换器与低速模数转换器测试除了接口不同外，其它的测试内容基本相同，如静态指标、动态指标、时序、功耗测试等。
[0062]
所述标准样本单元18是模数转换器13的标准件，或者是第三方同类产品件，目的是为了进行两者间的性能比对和用于环境检查验证测试比对。
[0063]
所述模数转换器测试模块1中还包括信号源接口、仪器仪表接口、电源接口，所述信号调理单元通11过所述信号源接口与所述信号发生器5连接，所述复用单元14通过所述仪器仪表接口与所述外部电源4连接，所述电源管理单元15通过所述电源接口与所述5v电源适配器相连接。
[0064]
更具体地，如图2所示，所述模数转换器13包括信源输入、参考电源、ip电源、控制输入、数字输出及编码管脚；所述信源输入与所述信号调理单元11连接，所述参考电源和所述ip电源与所述复用单元14连接，所述控制输入和所述数字输出单元与所述高速连接座单元16连接，所述编码管脚与所述模块编码17连接。
[0065]
所述信源输入v1 、v1-，也可能有多个通道。输入信号可为单端或双端差分输入，
信号幅度最大支持5v。
[0066]
所述模数转换器13还可以包括激励源，板载或外部可选，可扩展外部的精密信号源或仪表，最大化系统的测试能力。
[0067]
所述参考电源vref为板载精密参考源，可板载提供，若板载不能满足要求，可通过仪器仪表接口由外部的仪器仪表提供。
[0068]
所述ip电源用于提供模数转换器13的电源，可板载提供，若板载不能满足要求，可通过仪器仪表接口由外部的仪器仪表提供。
[0069]
所述控制输入din，如模数转换器的转换时钟或启动信号以及模式设置信号，整个测试单元由数字din控制，产生方式有多种，可由任意信号发生器产生，也可以由fpga产生。
[0070]
所述数字输出dout，用于模数转换器转换控制后的码值输出，主要有8，10，12，14，16，18bit。
[0071]
在模数转换器的信源输入端输入模拟信号，参考电源vref，在数字输入端din即时序的控制下产生转换的对应模拟电平的数字码值输出，这种模数转换器可能是不同电压，不同精度的待测芯片，可以有多个模拟输入通道，待测模数转换器也可为不同类别的芯片，如flash模数转换器、sar模数转换器、pipeline模数转换器、sigma delta模数转换器等等。
[0072]
另外，本实施例中，信号源接口是外部必选，如标准函数发生器，或者标准任意信号发生器。仪器仪表接口是外部可选，在高精度宽范围的ip测试中，可能需要外部提供，这样大大提高环境的测试能力。电源接口是外部可选电源接口，若板载电源不能满足要求，一般需要外部提供，这样大大提高环境的测试能力。如果进行边界性能测试，还需要宽范围的电源，宽范围的模拟输入信号。如何保持在宽范围信号的指标要求，对测试装置也提出了挑战。在测试过程中，为了能满足不同精度、速度和接口的模数转换器ip的测试需求，现有单板的工作条件不能完全覆盖ip的测试需求，为了覆盖所有的条件测试，采用这种可扩展的接口大大增强了ip的评价广度和深度。
[0073]
本发明的通用的模数转换器测试装置具有兼容高低速硬件接口能力，接口信号电平自动与模数转换器相连，与模数转换器共用高速连接座，不同工艺的接口电压也不相同，由于工艺的不同，芯片的核心和io电压不同，从14nm到55nm，可支持电压在0.7v到5.5v电源之间。这样不同工艺ip的io电压非常容易匹配，也可适合国际标准高速adc接口jesd204b/c电路，不同速率的接口使用不同的硬件连接管脚。lvds高速信号可连接到高速模数转换器测试板，单端输入输出可连接到低速模数转换器测试板，vccio是连接主板电平转换器和模数转换器io电平的电源信号，电源信号是提供给模数转换器的电源信号，在整个系统中，模数转换器的转换控制和转换输出需要与数据采集和控制单元连接，这些信号实际上是通过主控板的电平转换器转换到合适的电压后提供给fpga，为了方便，并没有把主控板侧的电平转换器的电源固定，而是与模数转换器模块的vccio相匹配，这样无论待测单元的io电压如何，都能保证主控板的输入输出与模数转换器的电平相同，这样很好的解决了电平匹配的问题。
[0074]
本发明的测试装置可模块化独立工作，可扩展性强，只需要简单的搭积木形式就可以实现不同的功能，在建立整个系统之前，每个部件可以单独运行，在需要的时候可以拼接而成，拼接的模块组件越多，所实现的功能就越强，为了尽量适应各种不同工艺，不同类型，不同工作条件的模数转换器的测试评价，也为了充分利用现有实验室的高级仪器设备
资源，并没有设计复杂全面的系统，目的是简化模数转换器模组设计以提高模数转换器的系统性能，融合其它资源，快速建立系统的能力，典型的几种模块组合可实现的功能如下：
[0075]
方案一：主控板(测试主板) 模数转换器测试模块 5v电源适配器，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试(可能部分性能)，不能实现功耗测试，可作为ip演示，原型系统验证。
[0076]
方案二：测试主板 模数转换器测试模块 信源(可选) 外部电源(可选)，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试，dc测试。
[0077]
方案三：测试主板 模数转换器测试模块 5v电源适配器 第三方ip评估板(测试接口板)，融合测试功能，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试(可能部分性能)，不能实现功耗测试，可作为ip演示。
[0078]
方案四：测试主板 模数转换器测试模块 信源(可选) 外部电源(可选) 第三方ip评估板(测试接口板)，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试，dc测试，测试比对。
[0079]
方案五：模数转换器测试模块 5v电源 外部信源 码型发生器(pattern发生器) 逻辑分析仪 数据分析处理软件，可手动完成模数转换器的测试功能，测试比对。
[0080]
在所有的方案中，可对标准样品单元进行性能评估，可验证测试环境是否符合设计要求，与标准样品单元之间的性能比对，可进一步分析研究芯片间的差异。通过labview或pc软件实现自动化测试，所有的测试项目流程基本相同，模数转换器测试装置通用程序流程图如下：
[0081]
首先，系统根据测试项目确定测试仪器的外围电源、仪器的状态并完成测试环境的准备工作；
[0082]
然后，测试项目通过上位机发送测试命令到下位机，系统主控制处理器或fpga接收上位机的测试命令，分析命令并产生相应的控制信号给模数转换器测试模块；
[0083]
接着，模数转换器测试模块产生相应的动作，如正弦波发生器，继电器响应等，待测单元根据输入激励并产生输出响应；
[0084]
最后，测试控制主板采集数据并计算结果后保存，或者传输原始数据给上位机分析处理，保存结果或原始数据。
[0085]
实施例2
[0086]
本实施例提供一种通用的模数转换器测试装置，如图3所示，该装置中与实施例一的区别是，对所述模数转换器测试模块1中各个单元的型号和单元电路等进行进一步列举。
[0087]
如图3所示，所述模数转换器测试模块1包括信号调理单元11、正弦波发生器单元12、模数转换器13、复用单元14、电源管理单元15、高速连接座单元16、模块编码17及标准样品单元18。
[0088]
所述信号调理单元11与所述信号发生器5及正弦波发生器单元12相连，用于调理所述信号发生器5或正弦波发生器单元12输出的信号，并将信号输出给所述模数转换器13。本系统方案采用dds正弦波发生器，方案简单，便于控制。如美国adi公司，高集成度频率合成器ad9850内含可编程dds系统和高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成。可编程dds系统的核心是相位累加器，它由一个加法器和一个n位相位寄存器组成，n一般为24～32，查询表把输入地址的相位信息映射成正弦波幅度信号，然后驱动dac以输出模式量。
[0089]
所述信号调理单元11可实现正弦波信号或外部任意波形发生器的调理，如放大缓
冲、抗混叠滤波，噪声降低等信号调理，目的是实现与模数转换器测试芯片最佳的匹配，信号调理单元有独立的缓冲器(buffer)的正电源vdd，负电源vee，放大器的共模电源vcom，这些电源并没有完全固定，而是配置为手动可调，以满足测试芯片的最佳输入信号幅度匹配，信号调理单元除了有板载的正弦波发生器外，还可使用外部的精密信号源，信号调理的差分放大器采用ti公司ths4551产品，这种配置方式可满足ip测试精度的要求，低噪声、精密、150mhz、全差分放大器，差分输入电压噪声：3.3nv/√hz，18位稳定时间：4v阶跃，《500ns，适合16位至20位差分高速逐次逼近寄存器(sar)驱动器，ths4551全差分放大器可在单端与差分输出之间提供一个简单的接口，从而满足各类高精度模数转换器(adc)的需求，此器件兼具优异的直流精度、低噪声以及稳健的容性负载驱动能力，非常适用于具有高精度要求的数据采集系统；同时在放大器与adc协同作用下，可获得出色的信噪比(snr)与无杂散动态范围(sfdr)。
[0090]
所述复用单元14与所述外部电源4、所述信号调理单元11、所述模数转换器13、所述电源管理单元15、及所述高速连接座单元16均连接。
[0091]
所述电源管理单元15与5v电源适配器相连。所述电源管理单元15包括所述模数转换器13的电源配置、所述信号调理单元11的电源配置，以及正弦波发生器单元12、标准样品单元18的电源配置，为了适合不同类别的模数转换器待测芯片要求，系统预留了多组电源，为了满足16位高精度要求，选择ti tlv75801pdbvr ldo，可调输出0.55v to 5.5v，这几组电源都设置可调，以满足不同待测芯片要求，当电源不能满足待测芯片的输入信号质量时，可使用外部的精密电压电流源，这种配置方式非常灵活，可满足不同ip测试精度的要求。
[0092]
所述模数转换器13通过所述高速连接座单元16与fpga/逻辑分析仪接口及fpga/第三方评估板接口相连。所述高速连接座单元16选择samtec qth/qsh系列180pin连接件，性能可靠，型号qth-090-07-f-d-a所述高速连接座单元是连接模数转换器测试芯片和fpga(可位于测试主板上)之间的接口，对于不同的工艺，会出现输入输出的io电压不同的情况，为了方便连接，fpga板上的io电源由模数转换器测试模块提供，当ip不同时，只要改变模数转换器测试模块的vccio电源，对应的主控板电平转换器的对应电源也设置正确的值，这样就可以满足设计要求。
[0093]
所述fpga/逻辑分析仪接口用来连接fpga或外部仪器(如逻辑分析仪tek tla6103)，采集模数转换器的输出数据，其中，逻辑分析仪只能采集模数转换器的输出数据，不能计算结果，fpga可直接完成数据采集及运算。所述fpga/第三方评估板接口用来连接测试接口板，可融合第三方评估系统ti ads7057evm，这是一个14bit sar 2m采样率的adc，实现这个方案主要是通过一个fpga转换逻辑提供adc ip与ti ads7057evm之前的桥接作用，将模数转换器ip的输出信号连接到fpga，fpga根据ti ads7057evm的接口需求转换模数转换器ip的数字输入，实现正确的模数转换器的数据被采样。
[0094]
所述高速连接座单元16与所述模数转换器13之间还连接有桥接电阻。
[0095]
所述模块编码17与所述模数转换器13及所述高速连接座单元16相连。所述模块编码17可位于模数转换器13内也可位于测试模块其他位置，在模数转换器13内一种方案就是使用不同大小的电阻r_die来区分，通过与外部电阻rup串联，得到不同的分压，系统控制器采集这个分压即可识别不同的ip，加载不同的应用，r_die的实现可以使用有源或无源器件。
[0096]
所述标准样本单元18是模数转换器13的标准件，或者是第三方同类产品件，目的是为了进行两者间的性能比对和用于环境检查验证测试比对。
[0097]
更具体地，如图3所示，所述模数转换器13包括信源输入、参考电源、ip电源、控制输入、数字输出；所述信源输入与所述信号调理单元11连接，所述参考电源和所述ip电源与所述复用单元14连接，所述控制输入和所述数字输出单元与所述高速连接座单元16连接。
[0098]
所述信源输入v1 、v1-的信号选择由tek afg3102c 14bit精度或者adi ad5791 20bit dac评估板经过调理后获得。
[0099]
所述参考电源vref为板载精密参考源选择ti ref1925aiddcr，若板载不能满足要求，可通过外部仪器仪表，如gs200提供。
[0100]
所述ip电源(vcc)用于提供模数转换器的电源，可板载ti tlv75801pdbvr可调ldo提供，范围为0.55v～5.5v，若板载不能满足要求，可由外部的仪器仪表，如keysight n6075b/c提供。
[0101]
所述控制输入din，如模数转换器的转换时钟或启动信号以及模式设置信号，整个测试单元由数字din控制，在sar模数转换器中，din包括时钟信号sclk，启动控制信号stc，模式设置mode setting信号，产生方式有多种，本系统由fpga可编程逻辑产生，fpga选择xilinx spartan xc6slx16。
[0102]
所述数字输出dout，用于模数转换器转换控制后的码值输出，信号包括转换结束信号etc，数字输出信号dout[n:0]，n值主要有8，10，12，14，16，18bit，本实施例由fpga可编程逻辑产生，fpga选择xilinx spartan xc6slx16。
[0103]
在模数转换器的信源输入端输入模拟信号，参考电源vref，在数字输入端din即时序的控制下产生转换的对应模拟电平的数字码值输出，这种模数转换器可能是不同电压，不同精度的待测芯片，可以有多个模拟输入通道，待测模数转换器也可为不同类别的芯片，如flash模数转换器、sar模数转换器、pipeline模数转换器、sigma delta模数转换器等等。
[0104]
另外，本实施例中，信号源接口是可选件，仪器仪表接口、外部电源接口是必选件。如果进行边界性能测试，还需要宽范围的电源，宽范围的模拟输入信号。如何保持在宽范围信号的指标要求，对测试装置也提出了挑战。在测试过程中，为了能满足不同精度、速度和接口的模数转换器ip的测试需求，现有单板的工作条件不能完全覆盖ip的测试需求，为了覆盖所有的条件测试，采用这种可扩展的接口大大增强了ip的评价广度和深度。
[0105]
本发明的通用的模数转换器测试装置具有兼容高低速硬件接口能力，接口信号电平自动与模数转换器相连，与模数转换器共用高速连接座，不同工艺的接口电压也不相同，由于工艺的不同，芯片的核心和io电压不同，从14nm到55nm，可支持电压在0.7v到5.5v电源之间。这样不同工艺ip的io电压非常容易匹配，也可适合国际标准高速adc接口jesd204b/c电路，不同速率的接口使用不同的硬件连接管脚。lvds高速信号可连接到高速模数转换器测试板，单端输入输出可连接到低速模数转换器测试板，vccio是连接主板电平转换器和模数转换器io电平的电源信号，电源信号是提供给模数转换器的电源信号，在整个系统中，模数转换器的转换控制和转换输出需要与数据采集和控制单元连接，这些信号实际上是通过主控板的电平转换器转换到合适的电压后提供给fpga，为了方便，并没有把主控板侧的电平转换器的电源固定，而是与模数转换器模块的vccio相匹配，这样无论待测单元的io电压如何，都能保证主控板的输入输出与模数转换器的电平相同，这样很好的解决了电平匹配
的问题。
[0106]
本实施例的测试装置可模块化独立工作，可扩展性强，只需要简单的搭积木形式就可以实现不同的功能，在建立整个系统之前，每个部件可以单独运行，在需要的时候可以拼接而成，拼接的模块组件越多，所实现的功能就越强，为了尽量适应各种不同工艺，不同类型，不同工作条件的模数转换器的测试评价，也为了充分利用现有实验室的高级仪器设备资源，并没有设计复杂全面的系统，目的是简化模数转换器模组设计以提高模数转换器的系统性能，融合其它资源，快速建立系统的能力，典型的几种模块组合可实现的功能如下：
[0107]
方案一：主控板(测试主板) 模数转换器测试模块 5v电源适配器，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试(可能部分性能)，不能实现功耗测试，可作为ip演示，原型系统验证。
[0108]
方案二：主控板 模数转换器测试模块 信源(afg3102可选) 外部电源(gs200可选)，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试，dc测试。
[0109]
方案三：主控板 模数转换器测试模块 5v电源适配器 第三方ip评估板(ads9100evm)，融合测试功能，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试(可能部分性能)，不能实现功耗测试，可作为ip演示。
[0110]
方案四：主控板 模数转换器测试模块 信源(afg3102可选) 外部电源(gs200可选) 第三方ip评估板(ads9100evm)，可实现功能：ip完整功能测试，性能测试，dc测试，测试比对。
[0111]
方案五：模数转换器测试模块 5v电源 外部信源 控制信号发生awg5014c 逻辑分析仪 数据分析处理软件，可手动实现模数转换器的测试功能。
[0112]
如图4所示为模数转换器模块硬件配置图。系统hstc高速接口(高速连接座单元)是连接到堆叠的pcb中，与接口的输出信号都连接了串联电阻并靠近插口(socket)侧，当不使用时，为了提高测试系统性能，需要焊接取掉。
[0113]
如图4所示，该实施例的流程方案如下：
[0114]
方案一，模数转换器adc ip 电阻 fpga_hstc fpga pc(计算机)，可实现模数转换器adc测试。
[0115]
方案二，模数转换器adc ip 电阻 fpga_hstc fpga 电阻 j1/j2到合适位置 ti evm capature board socket ti evm pc，可融合实现ti系统评估。
[0116]
在所有的方案中，可对标准样品进行性能评估，可验证测试环境是否符合设计要求，与标准样品之间的性能比对，可进一步比对分析。通过labview或pc软件实现自动化测试，所有的测试项目流程基本相同，下面是具体的模数转换器动态性能指标测试流程示例，其它项目测试流程相同。
[0117]
首先，系统根据测试项目确定测试仪器的外围电源、仪器的状态并完成测试环境的准备工作；
[0118]
然后，测试模块接收上位机的测试命令；
[0119]
接着，实现信号激励如正弦波产生，和模数转换器ip的工作模式设置；
[0120]
接着，控制主板的fpga采集模数转换器ip的模拟转换后的数字编码；
[0121]
接着，主控板或者pc完成连续采集数据点数后，通过fft计算测试指标。
[0122]
最后，测试结果及原始数据保存，
[0123]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。