數(shù)字測試儀下的參數(shù)測試單元的設(shè)計
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之前提到過為了提高參數(shù)測量的精度，采用了兩套精度校對方案分別從代碼校對和硬件控制兩個方面對測量過程進行監(jiān)控和校對。代碼校對是根據(jù)實際的測試經(jīng)驗來提高測試精度。硬件控制則具體分為兩個器件手冊說明，在測試流程中加入校準(zhǔn)參數(shù)步驟進行，第一個步驟是輸出過程中加入以比對為基礎(chǔ)的PID算法，將ADC回采的實際輸出電壓值和根據(jù)輸入數(shù)據(jù)得到的理論輸出值進行比較，然后進行相應(yīng)的補償，以保證輸出準(zhǔn)確。第二個步驟是采用Kelvin四線橋接技術(shù)，首先控制參數(shù)測量單元評估從測試儀輸出端到DUT的傳輸線阻抗，再在后級測試中進行屏蔽，從而提高整個系統(tǒng)的測試精度。具體的測試控制流程如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195864.htm
圖5 參數(shù)測試流程
2 測試流程
流程說明：測量單元進入測量模式，同時檢測是否得到FIPMU或者FVPMU命令，當(dāng)檢測到命令時，輸出對應(yīng)信號，同時根據(jù)PMUSETFILTER命令中的檢測次數(shù)，校驗輸出信號。經(jīng)過規(guī)定次數(shù)下的校驗無誤后，開啟相關(guān)測試通道進行后級測試。后級測試根據(jù)Kelvin原理，對測試通道的傳輸阻抗先進行預(yù)估。根據(jù)得到的預(yù)估值Z，校對測試電壓并最終得到在該測試通道下的準(zhǔn)確模擬參數(shù)V1。然后根據(jù)同樣的原理，對其他要求的通道進行預(yù)估，得到相應(yīng)的阻抗預(yù)估值Zn，從而最終得到各個測量通道的準(zhǔn)確測量參數(shù)。需要說明的一點是由于測試是一個連續(xù)的過程，因而每個測量通道阻抗的預(yù)估在一整套多芯片的測量中只需要一次。而不必對每個芯片引腳的測試通道反復(fù)預(yù)估，這樣可以節(jié)約測試時間和成本。
試驗分析
為了驗證參數(shù)測量單元在負(fù)載為小電阻情況下的工作情況，筆者在常溫環(huán)境下針對不同阻抗的待測單元，分別用無校準(zhǔn)IC參數(shù)測試單元和校準(zhǔn)后的參數(shù)測試單元進行測試比對，測試結(jié)果如表1所示：校準(zhǔn)后的測量單元借助Kelvin技術(shù)在小電阻測量的優(yōu)勢,能夠在低于50Ω的負(fù)載測量中，保持至少提升一個數(shù)量級的測量精度優(yōu)勢。而當(dāng)電阻提高越多，精度優(yōu)勢就越不明顯。
根據(jù)Kelvin技術(shù)的理論可以知道其優(yōu)勢主要在于可以有效評估傳輸線阻抗帶來的測量誤差。而當(dāng)傳輸線阻抗一定，負(fù)載增大時，傳輸線阻抗造成的壓降占總測試電壓的比例下降，測試精度的提升程度也會隨之下降。
結(jié)束語
針對數(shù)字測試中面臨的參數(shù)測試要求，本文提出了基于FPGA控制，32位PCI通信同時具備高精度輸出和采樣芯片的參數(shù)測量單元，并對實現(xiàn)過程中的具體問題進行了分析。
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