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一种ADC芯片测试电路和测试方法

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


一种ADC芯片测试电路和测试方法

技术领域

本发明涉及ADC芯片测试技术领域,具体是一种ADC芯片测试电路和测试方法。

背景技术

ADC是当前电信号采集系统及其关键的组成部分。随着近年SOC技术和电计量产业的迅猛发展,对ADC的性能和质量要求也越来越高。电计量类ADC由于可以同时达到宽电压、高精度和高可靠性的性能要求,已经广泛应用于智能电能表、充电桩以及能源控制器等电力和储能领域。

ADC的性能好坏直接影响整个系统指标的高低和性能好坏,从而使得ADC的性能测试变得十分重要。现有的ADC芯片在进行测试的时候,均采用的是单一的测量方式,容易造成测量过程中对ADC芯片的插拔耗费大量的时间,耽误ADC芯片测量的时间,并且无法实现对芯片进行多路的测量处理,以及不便于对ADC芯片的测量输入的模拟信号和测试量输出的数字信号进行检测,容易造成输出数字信号和设定的阈值存在误差,导致测试误差,因此,我们提出了一种ADC芯片测试电路来解决上述所提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ADC芯片测试电路和测试方法,以解决现有技术中采用单一的测量方式无法进行多路测量以及测试误差较大问题。

根据本发明的一方面,提供了一种ADC芯片测试电路,包括信号输入模块、并联电路模块、控制模块、至少两个测试模块和存储模块;所述信号输入模块用于接入模拟信号;所述并联电路模块的输入端连接所述信号输入模块,所述并联电路模块用于将接收的模拟信号转换为至少两路模拟信号,并将所述至少两路模拟信号通过至少两个输出端输出;所述至少两个测试模块连接所述并联电路模块的至少两个输出端,所述测试模块用于将输入的模拟信号接入待测ADC芯片中,并输出测试数据;所述存储模块连接所述测试模块,所述存储模块用于存储所述测试数据;所述控制模块连接所述存储模块,所述控制模块用于获取存储模块中的测试数据,并根据所述测试数据得到所述待测ADC芯片的参数。

可选的,所述ADC芯片测试电路还包括供电模块,所述供电模块用于接入供电电源,并根据所述供电电源输出第一工作电源、第二模拟工作电源和第二数字工作电源;其中,所述第一工作电源为所述控制模块供电,所述第二模拟工作电源用于作为所述模拟信号的基准电压,所述第二数字工作电源用于作为所述测试数据的基准电压。。

可选的,所述信号输入模块中包括有模拟信号放大器和模拟低通滤波器,所述模拟信号放大器的输入端连接所述信号输入模块的输入端,所述模拟低通滤波器的输入端连接所述模拟信号放大器的输出端,所述模拟低通滤波器的输出端连接所述信号输入模块的输出端,所述模拟信号放大器用于将输入的模拟信号进行放大处理,所述模拟低通滤波器用于对输入的模拟信号进行滤波处理。

可选的,所述供电模块包括第一电压转换单元、第二电压转换单元和第三电压转换单元;所述第一电压转换单元的输入端连接所述供电模块的输入端,所述第一电压转换单元用于将所述供电电源分别转换为所述第一工作电源和第二工作电源,所述第二电压转换单元的输入端与所述第一电压转换单元的第一输出端连接,所述第二电压转换单元用于将所述第二工作电源转换为所述第二模拟工作电源,所述第三电压转换单元的输入端与所述第一电压转换单元的第二输出端连接,所述第三电压转换单元用于将所述第二工作电源转换为所述第二数字工作电源。

可选的,当所述模拟信号放大器的增益大于0时,相应减小输入波形的幅值,所述模拟信号放大器的增益小于等于0时,增加输入波形的幅值,所述模拟信号放大器的增益根据计算得到保证,且计算公式如下:gain=20*log(V

可选的,所述模拟信号采样点数的计算包括:设定所述待测ADC芯片的采样时钟的频率为Fadc,所述待测ADC芯片在进行测试时,输入的正弦波频率为Fsign,计算公式如下:Fsign=Fadc*M/N,其中,M为循环的次数,N为采样点数。

可选的,所述控制模块包括微型显示器、控制按键、复位电路和时钟晶振电路;所述微型显示器用于对数据信息进行显示,所述控制按键用于对系统进行调节控制,所述复位电路用于对故障重启,所述时钟晶振电路用于对系统输出的波形进行控制。

可选的,所述存储模块包括ROM存储器和RAM存储器,所述ROM存储器用于对系统的运行程序体进行存储,所述RAM存储器用于对测试数据信息进行存储。

根据本发明的另一方面,提供了一种ADC芯片测试方法,由所述ADC芯片测试电路执行,所述测试方法包括:

所述信号输入模块接入模拟信号;

所述信号输入模块将模拟信号进行放大处理和滤波处理;

所述并联电路模块将放大处理和滤波处理后的模拟信号进行分路处理;

在所述并联电路模块和所述测试模块之间构建反馈环路,并对分路和测试后的数据信息和基准电压值进行比较;

若并联电路模块分成多路的模拟信号与基准电压不匹配,进行反向调节;

ADC芯片测试的输出信号与第二数字工作电源设定基准电压进行比较,若输出信号与设定的基准电压相匹配,则测试合格。

本发明提供了一种ADC芯片测试电路,包括信号输入模块、并联电路模块、控制模块、至少两个测试模块和存储模块,能够解决数据实时存储困难的问题,以及有效可靠地自动化测试ADC的动态参数和静态参数,实现多路的测量处理;对ADC芯片的测量输入的模拟信号和测试量输出的数字信号同时进行检测,可以减小测试误差,同时通过在待测芯片的输出端和输入端之间构建反馈环路,提高测试输入信号的精度和稳定性,从而降低对模拟信号源的精度和稳定性要求。解决了现有技术中采用单一的测量方式无法进行多路测量以及测试误差较大问题。

应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种ADC芯片测试电路的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的另一种ADC芯片测试电路的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的供电模块的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的一种ADC芯片测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种ADC芯片测试电路,图1是本发明实施例提供的一种ADC芯片测试电路的结构示意图,如图1所示,ADC芯片测试电路包括信号输入模块110、并联电路模块120、控制模块130、至少两个测试模块140和存储模块150;信号输入模块110用于接入模拟信号;并联电路模块120的输入端连接信号输入模块,并联电路模块120用于将接收的模拟信号转换为至少两路模拟信号,并将至少两路模拟信号通过至少两个输出端输出;至少两个测试模块140连接并联电路模块120的至少两个输出端,测试模块140用于将输入的模拟信号接入待测ADC芯片中,并输出测试数据;存储模块150连接测试模块140,存储模块150用于存储测试数据;控制模块130连接存储模块150,控制模块130用于获取存储模块150中的测试数据,并根据测试数据得到待测ADC芯片的参数。

本实施例中,信号输入模块110用于输入模拟信号(即原始测试信号),并联电路模块120对原始测试信号进行分压处理后得到多路测试信号,并联电路模块的输出端设置为多个测试点,每一测试点对应ADC芯片的ADC支路的输入引脚设置。测试模块140是根据接入多路测试信号生成测试数据的模块,控制模块130是进行数据传输、数据处理的模块,控制模块130根据测试数据得到待测ADC芯片的静态参数和动态参数,其中,静态参数是指在低速或者直流流入ADC芯片测得的各种性能参数,动态参数包括信噪比、总谐波失真、无杂散动态范围等。

控制模块130中包括有用于实现对数据信息进行显示的微型显示器,包括有用于对系统进行调节控制的控制按键,包括有用于实现对故障重启的复位电路,包括有用于对系统进行控制波形输出的时钟晶振电路,存储模块150中包括有用于实现对系统的运行程序体进行存储的ROM存储器和用于对测试数据信息进行存储的RAM存储器,通过控制模块实现对整个测试系统进行控制调节,保持系统的稳定性运行,以及便于实现对系统进行操作和数据信息的显示,且能够实现异常重启和控制波形的稳定输出,以及采用多存储器进行存储,提高数据信息的存储和提取的效率,防止提取和存储发生混乱。

并联电路模块120具有一输入端以及多个输出端,并且将多个输出的模拟电压输送给多个ADC芯片的输入端一对一连接,通过并联电路模块120将输入的模拟信号进行分成多路,便于多个ADC芯片进行同步的检测,即每一路分出的模拟信号分别与一个ADC芯片进行连接,实现对ADC芯片进行输入模拟信号。

本实施例技术方案提供了一种ADC芯片测试电路,包括信号输入模块、并联电路模块、控制模块、至少两个测试模块和存储模块,能够解决数据实时存储困难的问题,以及有效可靠地自动化测试ADC的动态参数和静态参数,实现多路的测量处理;对ADC芯片的测量输入的模拟信号和测试量输出的数字信号同时进行检测,可以减小测试误差,同时通过在待测芯片的输出端和输入端之间构建反馈环路,提高测试输入信号的精度和稳定性,从而降低对模拟信号源的精度和稳定性要求。解决了现有技术中采用单一的测量方式无法进行多路测量以及测试误差较大问题。

图2是本发明实施例提供的另一种ADC芯片测试电路的结构示意图,如图2所示,信号输入模块110中包括有模拟信号放大器和模拟低通滤波器,模拟信号放大器的输入端连接信号输入模块的输入端,模拟低通滤波器的输入端连接模拟信号放大器的输出端,模拟低通滤波器的输出端连接信号输入模块的输出端,模拟信号放大器用于将输入的模拟信号进行放大处理,模拟低通滤波器用于对输入的模拟信号进行滤波处理。

本实施例中,模拟低通滤波器通过对输入的模拟信号进行滤波处理,提高了输入模拟信号的稳定性和精准度,信号输入模块在输入模拟信号的时候,通过模拟信号放大器实现对模拟信号进行放大处理,便于保持模拟信号在后续的处理过程中,能够与原始的模拟信号保持相同的参数,并且用过模拟低通滤波器的设定便于对模拟信号进行滤除杂波,防止杂波对测试的过程造成影响。

在上述实施例的基础上,ADC芯片测试电路还包括供电模块310,供电模块310用于将接入的供电电源转换为第一工作电源、第二数字工作电源和第二模拟工作电源,以向ADC芯片测试电路供电。图3是本发明实施例提供的供电模块的结构示意图,如图3所示,供电模块包括第一电压转换单元311、第二电压转换单元312和第三电压转换单元313;第一电压转换单元311用于将接入的供电电源转换输出第一工作电源和第二工作电源,第一工作电源用于对控制模块进行供电;第二电压转换单元312与第一电压转换单元311连接,用于将输出的第二工作电源转化为第二模拟工作电源,第二模拟工作电源用于作为模拟信号的基准电压,并且根据模拟信号进行输出模拟电压;第三电压转换单元313与第一电压转换单元311连接,用于将第二工作电源转换为第二数字工作电源,第二数字工作电源用于作为测试数据的基准电压,通过设定基准电压,实现对模拟信号和数字信号进行检测处理,提高测试的精准性。

本实施例中,第一电压转换单元311包括电源接入连接器、第一转换连接器、第一连接器、第一电压转换器和第二连接器,第二电压转换单元312包括第三连接器、第二电压转换器和第四连接器,第三电压转换单元313包括第五连接器、第三电压转换器和第六连接器。

本实施例中,信号输入模块用于接入模拟测试信号,并且对模拟测试信号进行预处理;并联电路模块用于将模拟信号的模拟电压进行多路输出,便于实现采用相同的模拟电压对多块ADC芯片进行同步测试处理,并将每一路的模拟电压输入到相应的ADC芯片的输入引脚,完成对ADC芯片进行测试。控制模块用于整个测试电路进行控制,并且实现输出稳定的系统控制波形,以及对ADC芯片的各项数据信息获取;测试模块用于将并联后的多种模拟电压分别接入到待测的ADC芯片中。供电模块用于接入供电电源并转换输出第一工作电源、第二模拟工作电源和第二数字工作电源,以向相应模块供电。存储模块用于存储测试数据信息,通过信号输入模块实现对模拟信号进行输入,并且对模拟信号进行预处理,便于模拟信号进行后续的分路处理,且并联电路模块将模拟信号进行分路处理,形成多路的模拟信号,便于实现对多个ADC芯片进行同步同时的测试处理,提高测试的效率,以及供电模块将供电电源并转换输出第一工作电源、第二模拟工作电源和第二数字工作电源,便于实现对系统进行供电,以及实现对模拟信号进行检测,最后实现对输出的数字信号进行检测,提高测试的精准度。

示例性的,信号输入模块的输入信号的幅值范围计算方式包括:若静态工作点为0.6V,幅值Vpp=0.4V是0db的信号幅度,即产生一个0.8V-0.4V的正弦波;此时,若信号输入模块中的模拟信号放大器的增益gain>0,相应减小输入波形,若信号输入模块中的模拟信号放大器的增益gain<=0,增加输入波形幅度,信号输入模块的设置需要根据计算得到保证;且计算公式如下:gain=20*log(V

信号输入模块输出的模拟信号在进行测试后的采集点计算如下:若模拟信号的频率Fpat=24Mhz,ADC芯片的采样时钟的频率为Fadc=24/12=2Mhz,并且若设定ADC芯片在进行测试的时候,输入的Sine波Fsign=0.9765625Khz,因此模拟信号的一个loop是24576cycles,即一个Fsign完整周期,若循环了15次,则ADC输出一共捕获了(24576/12)*15=30720个采样点;计算公式如下:Fsign=Fadc*M/N,其中M为循环的次数,N为采样点数,通过测量计算采样点数,便于对模拟信号的测试过后的采集进行计算处理,便于实现波形的确定。

本发明实施例还提供了一种ADC芯片测试方法,该方法由ADC芯片测试电路执行,图4是本发明实施例提供的一种ADC芯片测试方法的流程图,如图4所示,包括以下步骤:

S10、所述信号输入模块接入模拟信号。

S20、所述信号输入模块将模拟信号进行放大处理和滤波处理。

S30、所述并联电路模块将放大处理和滤波处理后的模拟信号进行分路处理。

S40、在所述并联电路模块和所述测试模块之间构建反馈环路,并对分路和测试后的数据信息和基准电压值进行比较。

S50、若并联电路模块分成多路的模拟信号与基准电压不匹配,进行反向调节

S60、ADC芯片测试的输出信号与第二数字工作电源设定基准电压进行比较,若输出信号与设定的基准电压相匹配,则测试合格。

本实施例中,反馈环路的构建包括以下步骤:构建数据比较模块,数据比较模块对原始数字码和待校验数字码进行逐位比较,并输出第一比较信号和第二比较信号;当原始数字码小于所述待校验数字码时,第一比较信号为逻辑1,第二比较信号为逻辑0,当原始数字码大于所述待校验数字码时,第一比较信号为逻辑0,第二比较信号为逻辑1,否则,第一比较信号和所述第二比较信号均为逻辑0。

在待测芯片的输出端和输入端之间构建反馈环路,还包括以下步骤:构建第一预处理模块,第一预处理模块检测原始数字码是否为极大值或极小值,并给数据比较模块发送第一补位使能信号和第二补位使能信号;当原始数字码和待校验数字码相等且均为极大值或极小值时,数据比较模块根据第一补位使能信号和第二补位使能信号的使能状态进行补位比;第一预处理模块包括第一或非门和至少一个第一与非门,第一与非门对原始数字码的各个位信号分组进行与非运算,第一或非门对第一与非门的运算结果进行或非运算,并输出第一补位使能信号。

本发明通过在待测芯片的输出端和输入端之间构建反馈环路,提高测试输入信号的精度和稳定性,从而降低对模拟信号源的精度和稳定性要求,在设计ADC测试电路时可以采用精度和稳定性较低的元器件,从而降低电路成本和测试成本。

以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术分类

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