[发明专利]精密测量板卡

说明书

本发明公开了一种精密测量板卡，包括集成在一块板卡上的高速高精度精密测量模块、高精度时间测量模块、数字信号处理模块、精密电压源输出模块、通讯电路和FPGA，高速高精度精密测量模块与FPGA连接，用于精密测量被测电路的电压参数，高精度时间测量模块与FPGA连接、用于对电子器件的时间参数进行精密测量，高精度时间测量模块包括信号调理电路、波形整形电路和TDC时间测量芯片，精密电压源输出模块与FPGA连接、用于为被测电路提供电压输出，通讯电路与FPGA连接。实施本发明的精密测量板卡，具有以下有益效果：在精密测量的基础上提供精密电压输出、能节省测试电路的构造空间、避免多余线路对测试的干扰、能降低测试成本。

技术领域

本发明涉及半导体器件自动测试仪器领域，特别涉及一种精密测量板卡。

背景技术

随着科学技术的发展与进步，电子器件的功能也越加强大，越加复杂化。以微电子元器件中的集成电路为例，由于集成度和复杂度的大幅度提高，单个芯片上的引脚可达上百个之多，这些无疑都增大了测试难度，同时对测试的可靠性和测试精度的要求也越来越高。

现有的高精度测量的同类产品中一般只具有测量功能，不能同时提供精密电源输出，导致芯片测试时还需要另外外接供电电源和测量需要的激励源，测量电路构建难度增加，浪费空间，同时也增大了测试成本。且在时间测量中大多使用模拟测量方法，即利用电容的充放电电压与充放电时间函数的关系进行时间测量，由于电容量受温度影响非常大，所以该测量方法对测量系统的温度特性要求苛刻，对测试系统的散热要求较高；由于电容充放电过程中，充放电时间之间的关系不是绝对线性的，存在非线性现象，其大小大致为测量范围的万分之一，这就限制了测量范围，或者说随着测量范围的增加，精度会降低，且由于恒流源的稳定性，电容漏电，隔离放大器的性能以及充放电开关延迟等影响，测量误差的绝对精度会稍弱一些。另外，非常稳定的恒流源也是很难做到的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种在精密测量的基础上提供精密电压输出、能节省测试电路的构造空间、避免多余线路对测试的干扰、能降低测试成本的精密测量板卡。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种精密测量板卡，包括集成在一块板卡上的高速高精度精密测量模块、高精度时间测量模块、数字信号处理模块、精密电压源输出模块、通讯电路和FPGA，所述高速高精度精密测量模块与所述FPGA连接、用于精密测量被测电路的电压参数，所述高精度时间测量模块与所述FPGA连接、用于对电子器件的时间参数进行精密测量，所述高精度时间测量模块包括信号调理电路、波形整形电路和TDC时间测量芯片，所述信号调理电路的输入端连接所述被测电路的被测量端、用于接收所述被测电路传入的波形触发信号，所述波形整形电路的输入端与所述信号调理电路的输出端连接、用于将所述波形触发信号整形形成脉冲沿，所述TDC时间测量芯片的输入端与所述波形整形电路的输出端连接、用于采用TDC数字测量方法对电子器件的时间参数进行精密测量，所述TDC时间测量芯片的输出端与所述FPGA连接，所述数字信号处理模块与所述FPGA连接，所述精密电压源输出模块与所述FPGA连接、用于为所述被测电路提供电压输出，所述通讯电路与所述FPGA连接。

在本发明所述的精密测量板卡中，对于微秒级时间间隔的测量，所述TDC时间测量芯片采用数字插入法的延迟插入法进行测量，所述TDC时间测量芯片内置锁相环和门电路。

在本发明所述的精密测量板卡中，所述门电路为反相器。

在本发明所述的精密测量板卡中，对于毫秒级时间间隔的测量，所述TDC时间测量芯片采用数字脉冲计数法对所述电子器件的时间参数进行测量。

在本发明所述的精密测量板卡中，所述精密电压源输出模块包括高精度DAC、第一档位切换电路和驱动电路，所述高精度DAC的输入端与所述FPGA连接，所述第一档位切换电路的输入端与所述高精度DAC连接、用于进行电压激励档位的切换，所述驱动电路的输入端与所述第一档位切换电路的输出端连接、用于提供电压输出。