专利名称：一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置的制作方法
技术领域：
一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置技术领域[0001]本发明涉及集成电路测试系统计量与测试技术领域，具体地说是一种适用于射频及混合信号集成电路测试系统的校准装置。
背景技术：
[0002]集成电路测试系统是半导体集成电路的设计、生产、使用中进行量值测量的设备。 作为一种测试系统，其本身的准确性与可靠性将直接影响整个测试过程，只有计量过的集成电路测试系统才能确保其所复现的量值能通过一条不确定度已知的溯源链与基准量值相联系。一般集成电路测试系统都配有自检软件，但这些检验都是封闭性的，未从系统溯源到国际或国家标准，只能验证测试系统功能正确与否但不能确定系统的测量误差。目前使用的射频及混合信号集成电路测试系统越来越多，这类集成电路测试系统其频段高端可至毫米波与亚毫米波，低端则可从直流开始。因此这类集成电路测试系统功能较为复杂，参数及计量单位也变化无穷。随着集成电路测试设备的技术不断更新，对集成电路测试系统的计量提出了新的要求，特别是射频及混合信号集成电路测试系统具有复杂性和多样性，对其进行校准及量值溯源面临很大的压力。因此，研究一种适合高端射频及混合信号集成电路测试系统的校准装置，对系统各项指标进行精确计量并能溯源到国家标准，具有重要的眉、ο发明内容[0003]本实用新型的目的是设计一种射频及混合信号集成电路测试系统的校准装置，该装置具有校准参数种类多、校准量程范围广、技术指标高的特点，能够满足高端射频及混合信号集成电路测试系统各项指标精确计量的要求，并能溯源到国家标准，确保其所复现的量值能通过一条不确定度已知的溯源链与基准量值相联系。[0004]一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置，其特征在于，包括外接标准仪器、LAN/GPIB网关、校准适配单元、连接电缆。校准装置与测试系统组成一个闭环系统，通过测试系统的计算机运行校准软件对测试系统进行自动校准并进行量值溯源。[0005]外接标准仪器采用进口的分立台式仪器，且其技术指标高于被校集成电路测试系统3倍。外接标准仪器包括多功能校准源、数字多用表、任意波形产生器、峰值电压表、射频信号源、测量接收机，采用局域网技术通过GPIB接口实现系统计算机和标准仪器间的通信。外接标准仪器基于GPIB总线或RS232总线与LAN/GPIB网关互联；LAN/GPIB网关与测试系统的工作站通过以太网建立TCP/IP连接，实现控制信号的同步和数据的传输；校准软件由测试系统的工作站执行；外接标准仪器通过接口及连接线缆与校准适配单元连接；校准适配单元在校准时直接置于测试系统的测试头上。校准装置与被校测试系统之间通过 LAN/GPIB网关进行网络连接，测试系统通过标准仪器控制库SICL控制LAN/GPIB网关发送 SCPI标准仪器命令对GPIB/RS232仪器进行编程以发出激励或测量数据。校准软件通过“校准应用程序”、“软件接口 ”、“仪器驱动程序”控制标准仪器。[0006]本实用新型一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置的优点是[0007](1)采用整体原位校准，校准程序由集成电路测试系统的计算机自动运行，其结果符合实际使用情况且校准方便；[0008](2)标准仪器采用进口的分立台式仪器，能满足高端集成电路测试系统高精度计量的要求；[0009](3)利用局域网技术实现主计算机和系统仪器间的通信，具有组织结构成简单， 容易实现等特点；[0010](4)通过标准参考源从系统末端溯源到国家基准，可以保证测试系统测量结果的准确性、可靠性和一致性。
[0011]图1为本实用新型的校准装置构建示意图。[0012]图2为本实用新型的校准装置网络连接图。[0013]图3为本实用新型的校准软件结构图。[0014]图4为本实用新型的分项校准过程图。
具体实施方式
[0015]下面结合说明书附图来说明本专利的具体实施方式
。[0016]本实用新型针对射频及混合信号集成电路测试系统参数种类多、量程范围广、技术指标高的特点，选择进口分立台式仪器构建校准装置并开发了校准软件，能够对高端射频及混合信号集成电路测试系统各项指标进行全自动、全量程精确计量。[0017]如图1所示，一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置，包括LAN/GPIB网关2、外接标准仪器3、校准适配单元4、接口及连接电缆5。校准装置与测试系统组成一个闭环系统，通过测试系统的计算机运行校准软件1对测试系统进行自动校准并进行量值溯源。外接标准仪器3包括多功能校准源31、数字多用表32、任意波形产生器33、峰值电压表 34、射频信号源35、测量接收机36。外接标准仪器3通过LAN/GPIB网关2与测试系统工作站连接，通过接口及连接线缆5与校准适配单元4连接，校准适配单元4在校准时直接置于测试系统的测试头上。[0018]如图2所示，外接标准仪器3采用进口的分立台式仪器，且其技术指标高于被校集成电路测试系统3倍，测试系统计算机和外接标准仪器3之间采用局域网技术进行通信。多功能校准源31、任意波形产生器33、峰值电压表34、射频信号源35、测量接收机36之间通过GPIB接口用GPIB标准电缆连接在一起，基于GPIB总线与LAN/GPIB网关2互联，数字多用表32基于RS232总线与LAN/GPIB网关2互联，LAN/GPIB网关2与测试系统的工作站通过以太网建立TCP/IP连接，实现控制信号的同步和数据的传输。[0019]如图3所示，校准软件1由校准应用程序11、软件接口 12、仪器驱动程序13组成。 校准软件1由测试系统的工作站执行，通过标准仪器控制库SICL控制LAN/GPIB网关2发送SCPI标准仪器命令对外接标准仪器3进行控制以发出激励或测量数据。校准软件1对外接标准仪器3进行控制时，首先根据外接标准仪器3的编程手册对仪器硬件底层进行编程，针对仪器的控制和通信编写相应的仪器驱动程序13。然后以标准仪器控制库SICL作为软件接口 12，调用底层的仪器驱动程序13来控制外接标准仪器3操作，实现仪器驱动程序 13和校准应用程序11的连接。校准应用程序11在测试系统的编程环境中进行开发，按系统仪器操作功能划分成多个模块，模块和模块之间相互独立，每一个模块完成一个项目的计量校准工作。每一个分项校准的典型过程如图4所示。[0020]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的直流电源测量部件校准时，过程是由校准软件1控制多功能校准源31发送稳定的直流电压Vsi或直流电流Isi，信号依次经由接口及连接线缆5、校准适配单元4，加载到射频及混合信号集成电路测试系统的直流电源测量通道上，随后校准软件1控制直流电源测量该通道上的直流电压为Vmi或直流电流为Imi，最后得到直流电压测量误差即为Vsi与Vmi的差值，直流电流测量误差即为Isi与Imi 的差值。[0021]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的直流电源驱动部件校准时，过程是由校准软件1控制射频及混合信号集成电路测试系统中的直流电源发出规定的直流电压V5i2或直流电流IX2，信号依次经由校准适配单元4，接口及连接线缆5、加载到数字多用表32的测量端上，随后校准软件1控制数字多用表32测量直流电压为Vs2或直流电流为 Is2，最后得到直流电压驱动误差即为Vs2与Vx2的差值，直流电流驱动误差即为Is2与Ix2的差值。[0022]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的波形数字化仪部件校准时，过程是由校准软件1控制任意波形产生器33发送幅度为Vs3、频率为Fs3的交流信号，信号依次经由接口及连接线缆5、校准适配单元4，加载到射频及混合信号集成电路测试系统的波形数字化仪测量通道上，随后校准软件1控制波形数字化仪测量该通道上的交流信号幅度为Vm3、频率为Fm3，最后得到波形数字化仪幅度误差即为Vs3与Vm3的差值，频率误差即为Fs3 与Fm3的差值。[0023]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的任意波形产生器部件校准时， 过程是由校准软件1控制射频及混合信号集成电路测试系统中的任意波形产生器发出幅度为Vx4、频率为Fx4的交流信号，信号依次经由校准适配单元4，接口及连接线缆5、加载到峰值电压表33的测量端上，随后校准软件1控制峰值电压表33测量该信号的幅度为Vs4、频率为Fs4，最后得到任意波形发生器幅度误差即为Vs4与Vx4的差值，频率误差即为Fs4与Fx4 的差值。[0024]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的射频测量部件校准时，过程是由校准软件1控制射频信号源35发送功率为Ps5、频率为!^5的射频信号，信号依次经由接口及连接线缆5、校准适配单元4，加载到射频及混合信号集成电路测试系统的射频测量通道上，随后校准软件1控制射频测量部件测量该通道上的射频信号的功率为Pm5、频率为Fm5， 最后得到射频测量部件功率测量误差即为Ps5与Pm5的差值，频率误差即为Fs5与Fm5的差值。 对于射频测量部件的灵敏度和动态范围也可以根据其参数的定义经同样的测量路径由校准软件1控制射频信号源35及测试系统的射频测量部件测量相关参数得到。[0025]本实用新型对射频及混合信号集成电路测试系统的射频驱动部件校准时，过程是由校准软件1控制射频及混合信号集成电路测试系统的射频驱动部件发送功率为Px6、频率为Fx6的射频信号，信号依次经由校准适配单元4，接口及连接线缆5、加载到测量接收机36 的测量端上，随后校准软件1控制测量接收机36测量该信号的功率为Ps6、频率为Fs6，最后得到射频驱动部件功率驱动误差即为Ps6与Px6的差值，频率误差即为Fs6与Fx6的差值。对于射频驱动部件的谐波和相噪也可以根据其参数的定义经同样的测量路径由校准软件1 控制测量接收机36及测试系统的射频驱动部件测量相关参数得到。 本实用新型不仅局限于上述具体实施方式
，可以采用其它多种具体实施方式
实施本实用新型，所以可组成多个实施例。
权利要求1.一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置，其特征在于包括LAN/GPIB网关(2)、外接标准仪器(3)、校准适配单元(4)、接口及连接电缆(5)；所述的外接标准仪器(3)包括多功能校准源(31)、数字多用表(32)、任意波形产生器(33)、峰值电压表(34)、射频信号源(35)、测量接收机(36)；外接标准仪器(3)通过LAN/GPIB网关(2)与测试系统工作站连接，通过接口及连接线缆(5)与校准适配单元(4)连接，校准适配单元(4)在校准时直接置于测试系统的测试头上。
2.根椐权利要求1所述的一种射频及混合信号集成电路测试系统校准装置，其特征还在于外接标准仪器(3)采用进口的分立台式仪器，且其技术指标高于被校集成电路测试系统3倍，测试系统计算机和外接标准仪器(3)之间采用局域网技术进行通信，多功能校准源(31)、任意波形产生器(33)、峰值电压表(34)、射频信号源(35)、测量接收机(36)之间通过GPIB接口用GPIB标准电缆连接在一起，基于GPIB总线LAN/GPIB网关(2)互联，数字多用表(32)基于RS232总线与LAN/GPIB网关(2)互联，LAN/GPIB网关(2)与测试系统的工作站通过以太网建立TCP/IP连接，实现控制信号的同步和数据的传输。
专利摘要本实用新型是一种射频及混合信号集成电路测试系统的校准装置，用于对高端射频及混合信号集成电路测试系统各项指标进行精确计量并能溯源到国家标准。校准装置由外接标准仪器、LAN/GPIB网关、校准适配单元、连接电缆组成，通过测试系统的计算机运行校准程序对系统进行自动校准并进行量值溯源。标准仪器采用进口的分立台式仪器，利用局域网技术通过GPIB/RS232接口实现系统计算机和标准仪器间的通信。标准仪器通过接口及连接线缆、校准适配单元与测试系统的测试头连接，实现信号的激励与采集。本实用新型的优点是校准结果符合实际使用情况且校准方便、能够满足高精度计量的要求、组织结构成简单、容易实现。
文档编号G01R35/00GK202330688SQ20112048683
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者吴丹 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇九研究所