专利名称：表面贴装微波器件自动测试系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面贴装微波器件自动测试系统。
背景技术：
随着微波技术的发展，微带电路和系统的设计逐步变成传输线、单片微波集成电路和微波无源电路的设计和应用，表面贴装是目前微波器件发展的一个重要方面。小型化表面贴装微波器件系列产品主要包括功分器、耦合器、90度电桥等，满足无线通信、导航、雷达等电子设备的小型化、表面贴装及电性能需求，具有广阔的市场前景。一个表面贴装微波器件在出厂或投入使用前必须要经过严格的性能测试，表面贴装微波器件的主要测试设备是矢量网络分析仪，通过网络分析仪的测试，可以得到产品的S参数，通过转换最终得到产品的各项电性能参数。目前国内用于表面贴装微波器件的控制器主要采用两路互补差分信号(0V/-5V)进行控制，当需要对微波器件进行性能测试时，需要通过增加一些电平转换电路来实现。然而，由于此类控制器工作的特殊性，需要测试的参数又十分繁多，这导致测试工作量相当大。以数控衰减器为例，常用的数控衰减器为5位或6位，因此，一个频率点下就需要测试25或26个状态数据，测试工作量可想而知。此外，现有微波器件测试电路还存在测试系统复杂，设计和搭建成本高，增加了微波器件的测试成本；测试效率低且难以适用于批量测试；电流串扰现象严重，微波器件性能参数测量结果准确度低、可靠性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种表面贴装微波器件自动测试系统，以有效降低测试工作量，降低微波器件测试成本，提高测试效率和微波器件测试结果的准确性。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的表面贴装微波器件自动测试系统，它包括用于控制单端-差分信号转换电路中多个通道通断的微控制器MCU，用于将来自微控制器MCU的多个通道的单端TTL电压信号转换为互补的差分电压信号的单端-差分信号转换电路，和用于测量待测表面贴装微波器件各项技术参数的矢量网络分析仪；
微控制器MCU的单端TTL电压信号输出端与单端-差分信号转换电路的输入端连接，单端-差分信号转换电路的差分电压信号输出端与被测表面贴装微波器件的控制信号输入端连接，被测表面贴装微波器件的射频输入端与射频输出端分别与矢量网络分析仪相连。进一步地，表面贴装微波器件自动测试系统还包括用于向微控制器MCU下发测试指令的上位机，上位机与微控制器MCU连接。进一步地，表面贴装微波器件自动测试系统还包括用于为微控制器MCU和单端-差分信号转换电路提供供电的直流稳压电源，直流稳压电源分别与微控制器MCU和单端-差分信号转换电路的电源端相连。作为本发明的进一步优化，单端-差分信号转换电路包括第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103、电压源104和电流源105，第一晶体管101的栅极和漏极分别与电流输入Iin连接，电流输入Iin还与第二晶体管102的栅极相连，第一晶体管101、第二晶体管102和第三晶体管103共用一个公共源极，第二晶体管102的源极与第三晶体管103的源极之间并联有相互串联的电流源105和电压源104，电流源105通过电压源104与第三晶体管103的栅极相连，第二晶体管102的漏极为电流Iout N输出，第三晶体管103的漏极为电流Iout P输出。进一步地，第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均可采用NMOS晶体管。进一步地，第二晶体管102与第三晶体管103为差分晶体管对。进一步地，电压源104与电流源105之间接地。本发明的有益效果是
1)由单端-差分信号转换电路将直流稳压电源输出的单端TTL电压信号(0V/5V)转换为差分电压信号(0V/-5V)，通过微控制器MCU来控制差分信号的通断，从而实现了测试控制，通过矢量网络分析仪实现对微波器件性能的测试，大大提高了微波器件的测试效率，可适用于批量生产及批量测试，而且测试结果准确度高，可靠性好；
2)单端-差分信号转换电路不存在来自地电流和电流源之间的串扰，能够在更高的频率上(可高达200MHz)处理信号，进一步提高了微波器件性能参数测试结果的准确度；
3)本测试系统结构简单，设计和搭建成本低，有效控制了微波器件的测试成本。
图1为本发明测试系统结构示意框 图2为本发明单端-差分信号转换电路原理 图中，101-第一晶体管，102-第二晶体管，103-第三晶体管，104-电压源，105-电流源，G极-栅极，D极-漏极，S极-源极。
具体实施例方式下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，表面贴装微波器件自动测试系统，它包括用于控制单端-差分信号转换电路中多个通道通断的微控制器MCU，用于将来自微控制器MCU的多个通道的单端TTL电压信号转换为互补的差分电压信号的单端-差分信号转换电路，和用于测量待测表面贴装微波器件各项技术参数的矢量网络分析仪。微控制器MCU的单端TTL电压信号输出端与单端-差分信号转换电路的输入端连接，单端-差分信号转换电路的差分电压信号输出端与被测表面贴装微波器件的控制信号输入端连接，被测表面贴装微波器件的射频输入端与射频输出端分别与矢量网络分析仪相连。进一步地，表面贴装微波器件自动测试系统还包括用于向微控制器MCU下发测试指令的上位机，上位机与微控制器MCU连接。上位机可用来控制整个测试系统的工作方式，并可用于切换测试状态。进一步地，表面贴装微波器件自动测试系统还包括用于为微控制器MCU和单端-差分信号转换电路提供供电的直流稳压电源，直流稳压电源分别与微控制器MCU和单端-差分信号转换电路的电源端相连。直流稳压电源为整个测试电路提供供电，可以分别提供5V、-5V的电源，测试系统通过微控制器MCU来控制单端-差分信号转换电路中6个通道的通断，通断时序间隔及延时由写入微控制器MCU的程序来控制，可以通过改变微控制器MCU程序来调整测试过程中各个状态之间的时间间隔及延时，以便于更好地完成测试。单端-差分信号转换电路将来自微控制器MCU的6通道单端TTL电平(6路)转换为6通道互补的差分信号(12路)输出。如图2所示，单端-差分信号转换电路包括第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103、电压源104和电流源105，第一晶体管101的栅极和漏极分别与电流输入Iin连接，电流输入Iin还与第二晶体管102的栅极相连，第一晶体管101、第二晶体管102和第三晶体管103共用一个公共源极，第二晶体管102的源极与第三晶体管103的源极之间并联有相互串联的电流源105和电压源104，电压源104与电流源105之间接地，无电流流入接地端，因为没有与地直接相连的部件，因此不存在来自地电流的串扰。电流源105通过电压源104与第三晶体管103的栅极相连，第二晶体管102的漏极为电流Iout N输出，第三晶体管103的漏极为电流Iout P输出。第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均采用NMOS晶体管。第二晶体管102与第三晶体管103为差分晶体管对，电压输入到第二晶体管102和第三晶体管103，该电压被转换为电流，产生差分电流输出。电流输入Iin被输入到单端-差分信号转换电路。第一晶体管101将Iin转换为电压，在第一晶体管101上有一电压降,使得在第一晶体管101、第二晶体管102和第三晶体管103共用的公共源极处的电压为1/2V (V为输入电压)。电流流经第一晶体管101，加到第二晶体管102的电流上，然后流经第三晶体管103的源极以Iout P输出。为产生Iout N, Iin流经第一晶体管101，加到第二晶体管102的电流上，然后在第二晶体管102的漏极处以Iout N输出。Iout N与Iout P为互补电流。单端-差分信号转换电路的一个优点是可以获得明显的电流增益。如果通过第二晶体管102的漏极与第一晶体管101的漏极的比值设为4:1，将第三晶体管103的漏极与第二晶体管102的漏极的比值设为4:1，则可获得8倍的电流增益，如果将第二晶体管102的漏极与第三晶体管103的漏极处的电位设置为比第一晶体管101的漏极处高4倍，则在第三晶体管103处即可获得4倍的电流增益，从而为差分信号提供8倍的总电流增益。
权利要求
1.表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于它包括用于控制单端-差分信号转换电路中多个通道通断的微控制器MCU，用于将来自微控制器MCU的多个通道的单端TTL电压信号转换为互补的差分电压信号的单端-差分信号转换电路，和用于测量待测表面贴装微波器件各项技术参数的矢量网络分析仪； 微控制器MCU的单端TTL电压信号输出端与单端-差分信号转换电路的输入端连接，单端-差分信号转换电路的差分电压信号输出端与被测表面贴装微波器件的控制信号输入端连接，被测表面贴装微波器件的射频输入端与射频输出端分别与矢量网络分析仪相连。
2.根据权利要求1所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于它还包括用于向微控制器MCU下发测试指令的上位机，上位机与微控制器MCU连接。
3.根据权利要求1所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于它还包括用于为微控制器MCU和单端-差分信号转换电路提供供电的直流稳压电源，直流稳压电源分别与微控制器MCU和单端-差分信号转换电路的电源端相连。
4.根据权利要求1所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于所述的单端-差分信号转换电路包括第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103、电压源104和电流源105，第一晶体管101的栅极和漏极分别与电流输入Iin连接，电流输入Iin还与第二晶体管102的栅极相连，第一晶体管101、第二晶体管102和第三晶体管103共用一个公共源极，第二晶体管102的源极与第三晶体管103的源极之间并联有相互串联的电流源105和电压源104，电流源105通过电压源104与第三晶体管103的栅极相连，第二晶体管102的漏极为电流Iout N输出，第三晶体管103的漏极为电流Iout P输出。
5.根据权利要求4所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于所述的第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管均采用NMOS晶体管。
6.根据权利要求4所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于所述的第二晶体管102与第三晶体管103为差分晶体管对。
7.根据权利要求4所述的表面贴装微波器件自动测试系统，其特征在于所述的电压源104与电流源105之间接地。
全文摘要
本发明公开了一种表面贴装微波器件自动测试系统，它包括微控制器MCU、单端-差分信号转换电路和矢量网络分析仪；微控制器MCU的单端TTL电压信号输出端与单端-差分信号转换电路连接，单端-差分信号转换电路的差分电压信号输出端与被测表面贴装微波器件连接，被测表面贴装微波器件的射频输入端与射频输出端分别与矢量网络分析仪相连。本发明由单端-差分信号转换电路将直流稳压电源输出的单端TTL电压信号转换为差分电压信号，通过微控制器MCU来控制差分信号的通断，通过矢量网络分析仪实现对微波器件性能的测试，大大提高了微波器件的测试效率，可适用于批量生产及批量测试，而且测试结果准确度高；结构简单，设计和搭建成本低。
文档编号G01R31/00GK103063957SQ20121058357
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者黄存根, 吴永清, 徐仁远 申请人:成都泰格微电子研究所有限责任公司