一种测量模拟开关电荷注入量的装置及方法与流程

本发明属于集成电路测试技术领域，涉及一种测量模拟开关电荷注入量的装置，尤其是一种高精度应用领域中因模拟开关寄生电容电荷注入效应而导致的电平信号跳变量的测试装置；本发明还涉及一种测量模拟开关电荷注入量的方法。

背景技术：

模拟开关是一种应用广泛的通用电路，可采用CMOS、BICMOS、JFET等工艺实现单路、多路、双向及数据选择等功能，大多应用在信号转换选择领域，如音视频监控、工业控制等。随着前端环境感知、中端数据吞吐、后端信号处理能力的大幅提升，采用模拟开关进行系统设计时，设计者越来越关注模拟开关中涉及开关精度及速度的指标。现行92版国标所涵盖的测试项及测试方法只能满足旧工艺条件及早期模拟开关产品类型的测试要求，随着产品技术更迭，使得采用现有国标进行测试提取的参数，无法适用于主流高速、高精度应用。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种测量模拟开关电荷注入量的装置；能够测量出模拟开关电路的电荷注入量，满足了现在模拟开关在高精度应用领域内的测试需求。

本发明的目的还在于提供一种测量模拟开关电荷注入量的方法，用来表征模拟开关噪声引发的输出信号变化量；该测试方法将提升模拟开关在高精度相关技术领域的应用及发展，为该通用电路更好的服务于现代高新电子产业发展做好支撑。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种测量模拟开关电荷注入量的装置，包括模拟电压产生模块，模拟电压产生模块与电压检测模块连接，电压检测模块与待测模拟开关的输入端连接，待测模拟开关的输出端并联有双踪示波器和电容器，待测模拟开关还与电源连接，双踪示波器还与测试板模块连接。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中待测模拟开关与电压检测模块之间连接有隔离电阻。

其中待测模拟开关使能控制信号的切换，追踪输出端负载电容的电压变化。

本发明的另一技术方案是，一种测量模拟开关电荷注入量的方法，包括以下步骤：步骤1，打开测试板模块，获取到使能控制信号期间待测模拟开关输出信号电压V_OUT1；步骤2，关闭测试板模块，获取到使能控制信号断开期间待测模拟开关输出信号电压V_OUT2；步骤3，根据公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|计算出该待测模拟开关的电荷注入量Q_INJ，其中C_L为待测模拟开关输出端负载电容值。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤1中V_OUT1为获取使能控制信号的使能脉冲由关闭状态至最高信号电压中间点50％时刻的待测模拟开关输出信号电压。

其中步骤2中V_OUT2为使能控制信号的使能脉冲由最高信号电压至关闭状态中间点50％时刻的待测模拟开关输出信号电压。

本发明的有益效果是：通过待测模拟开关使能控制信号的切换，并且追踪输出端负载电容的电压变化，这种采用通用标准化测试设备构建的测试装置，能够满足对待测模拟开关电荷注入量的测量，同时能够覆盖对国标规定的其他测试性进行测试，该装置能够最大程度的降低开发专用测试装置的研制成本。

本发明的有益效果还在于：使用该方法获取待测模拟开关在使能控制信号的不同状态下的输出信号电压，该方法参数提取方式简单、直观，对测试装置的精度要求和信号链路的完整性要求低，易于实现；同时该方法相较于常规模拟开关的告诉、高精度类指标测试系统，降低了测试系统的开发成本和周期，并且不依赖测试信号链路的高精度控制及匹配，能够最大程度的发掘模拟开关在高精度应用领域的性能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明测试波形图及参数定义区间的示意图。

其中：1为模拟电压产生模块；2为电压检测模块；3为测试板模块；4为待测模拟开关；5为电源；6为双踪示波器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明一种测量模拟开关电荷注入量的装置，如图1所示，包括模拟电压产生模块1，模拟电压产生模块1与电压检测模块2连接，电压检测模块2通过隔离电阻与待测模拟开关4的输入端连接；待测模拟开关4接入电源5，电源5向本装置供电，使本装置能够正常工作；模拟电压产生模块1按照待测模拟开关4的参数要求设定模拟输入电压信号，并采用电压检测装置2检测电压信号；阻值为0的隔离电阻能够防止待测模拟开关的时钟溃通效应引发的部分电荷量回注模拟开关输入端，保证了测试结果的精度。

其中待测模拟开关4的输出端与双踪示波器6的B端口连接，待测模拟开关4的输出端与地相连接的负载电容C_L连接，双踪示波器6的A端口与测试板模块3的导通使能信号端连接；测试板模块3能够产生使能控制信号并且接入待测模拟开关4中，使能控制信号能够使待测模拟开关4在导通使能与断开之间切换。

上述装置能够应用在待测模拟开关4工作频率小于6GHz的测试中。

本发明还提供了一种测量模拟开关电荷注入量的方法，其具体过程是：步骤1，打开测试板模块，获取到使能控制信号期间待测模拟开关输出信号电压V_OUT1，其中V_OUT1为在使能控制信号的使能脉冲由关闭状态至最高信号电压中间点50％时刻的待测模拟开关输出信号电压；步骤2，关闭测试板模块，获取到使能控制信号断开期间待测模拟开关输出信号电压V_OUT2，其中V_OUT2为在使能控制信号的使能脉冲由最高信号电压至关闭状态中间点50％时刻的待测模拟开关输出信号电压；步骤3，根据公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|计算出该待测模拟开关的电荷注入量Q_INJ，其中C_L为待测模拟开关输出端负载电容值。

本发明的具体实施例为：待测模拟开关型号为美国ADI公司的ADG506，这是一种单通路型模拟开关器件。首先将待测模拟开关的供电端口分别接入5V电源及地，并设定模拟电压产生模块产生2V恒定电压并接入待测模拟开关的信号输入端，电压检测模块与待测模拟开关的输入端连接，监控输入信号情况；将待测模拟开关的输入端与模拟电压产生模块之间串接隔离电阻R_S，R_S的阻值为0；将待测模拟开关的输出端与负载电容C_L(C_L＝1nF)的一端相连后与双踪示波器的B端口连接，负载电容C_L另一端接地；测试板模块产生使能控制信号，并与待测模拟开关连接，使其产生让待测模拟开关由不导通至导通状态的使能控制信号，将双踪示波器的A端口与测试板模块的控制信号线连接。

完成上述操作过程，然后按照图2所述的波形输出控制信号，观察双踪示波器，记录控制信号使能期间模拟开关输出信号电压V_OUT1(采样时刻规定为控制信号使能脉冲由关断状态至最高信号电压中间点50％时)、控制信号关断期间模拟开关输出信号电压V_OUT2(采样时刻规定为控制信号由最高信号电压至关断中间点50％的时刻点)，在确定模拟开关输出端负载电容值C_L条件下，由公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|求出电荷注入量Q_INJ。