ST8105A實(shí)現(xiàn)AD688AQ測試

何江科，羅友哲，齊增亮，李 洋

（陜西省電子信息產(chǎn)品監(jiān)督檢驗(yàn)院 陜西 西安 710004）

隨著半導(dǎo)體集成器件產(chǎn)量日益增長，國內(nèi)測試行業(yè)利用國產(chǎn)的測試儀器進(jìn)行半導(dǎo)體集成器件測試已成為主流，如何快速的開發(fā)出適合儀器和檢測機(jī)構(gòu)需求的測試程序已成為檢測人員必須面對的問題，本文通過分析器件AD688AQ測試需求資源，并與測試儀器ST8105A可以提供的資源進(jìn)行對比，得出合理的硬件搭配，并利用軟件API進(jìn)行儀器編程，達(dá)到了快速開發(fā)測試程序的目的[1]。

1 數(shù)模混合集成電路測試儀器介紹

1.1 ST8105A介紹

ST8105A是一款數(shù)模混合測試儀器，其包含多種類別器件測試板，硬件資源對用戶開放，可對一些通用的模擬和混合器件進(jìn)行交、直流參數(shù)的測試。它提供填表式的編程方式，也有開放式的C語言編程環(huán)境。

1.2 開發(fā)工具介紹

Visual C++是一款應(yīng)用廣泛、功能強(qiáng)大的Windows應(yīng)用程序開發(fā)工具，它集程序的代碼編輯、編譯、鏈接、調(diào)試等于一體，給編程人員能提供了完整而又方便的開發(fā)界面。選擇Visual C++，也是由于ST8105A所支持的C語言編程環(huán)境決定的[2-3]。

2 測試原理及需要的測試硬件介紹

2.1 AD688測試參數(shù)及測試需求

AD688是一款高精度電壓基準(zhǔn)，其需要測試的參數(shù)包括基準(zhǔn)輸出電壓、誤差、線性調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率及電源電流[4]。

基準(zhǔn)輸出：AD688正常工作后由±10 V Out端輸出的電壓；誤差：其基準(zhǔn)輸出端對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出的誤差；

線性調(diào)整率：指AD688的VS電源變化引起的±10 V Out變化率；

負(fù)載調(diào)整率：指AD688施加負(fù)載后，負(fù)載變化引起的±10 V Out變化率；

電源電流：指AD688正常工作時Vs電源消耗的電流。

針對其所測的參數(shù)需求，外部測試電路需求可提供±13.5 V、±15 V、±18 V的電源，可以調(diào)節(jié)0～10 mA的電流負(fù)載兩路，可以提供測試電壓測試通道等。

2.2 測試儀器資源

ST8105A針對不同類型的器件提供了不同的類別板，且類別板資源對外開放，用戶可以根據(jù)自己的測試需求使用不同的資源。

針對AD688器件，使用電壓基準(zhǔn)類別板，需要的資源包括：提供正負(fù)電源的 PVI3、PVI2，提供負(fù)載的 PVI1、PVI0，他們完全滿足AD688需求的電壓和電流范圍，測試通道Out1、Out2。

由于AD688精度要求高，所以利用類別板的外接資源接口，使用外部AGILENT的34401A進(jìn)行電壓測量。

2.3 編程思想

測試儀器提供的資源完全符合器件的測試需求：ST8105A的PVI為四象限電源可提供±50 V電壓和10 A電流，并同時能進(jìn)行電流和電壓的測量，ST8105A可供使用的PVI電壓電流源有4路，且都可開放給用戶，它的硬件類別板可提供外接高精度數(shù)字萬用表AGILENT34401A，滿足器件的電壓測試高精度要求。

AD688基準(zhǔn)輸出及誤差測試需求資源：正、負(fù)電源和兩路輸出測量通道。正負(fù)電源可由PVI3、PVI2提供，測量通道可以連接到類別板上的輸出測試通道，進(jìn)而通過繼電器連接到外部高精度數(shù)字萬用表上。兩路基準(zhǔn)輸出可通過繼電器切換外部萬用表分時測量。

AD688線性調(diào)整率測試需求資源：可變換的正負(fù)電源和兩路輸出測量通道。完全與基準(zhǔn)輸出測試相同。

AD688負(fù)載調(diào)整率測試需求資源：正、負(fù)電源和兩路輸出負(fù)載及兩路輸出測量通道。正負(fù)電源可由PVI3、PVI2提供，兩路輸出負(fù)載分別由PVI1、PVI0提供，測量通道可以連接到類別板上的輸出測試通道，進(jìn)而通過繼電器連接到外部高精度數(shù)字萬用表上。兩路基準(zhǔn)輸出可通過繼電器切換外部萬用表分時測量。

AD688電源測試需求資源：正、負(fù)電源及可進(jìn)行正負(fù)電源電流測試的儀表。正負(fù)電源可由PVI3、PVI2提供，同時PVI3、PVI2具有電流測試功能。

根據(jù)資源需求的搭配，搭接適配器電路來連接器件與測試儀器提供的資源。通過軟件和硬件的配合，完成器件的參數(shù)測試[5]。

2.4 根據(jù)測試需求測試適配器原理圖

硬件連接原理如圖1所示。

圖1 AD688適配器原理圖Fig.1 AD688 adaptor circuit

為了測試穩(wěn)定性，可以在正負(fù)電源+Vs和-Vs對地加0.1 uF的電容[6]。

其中 PVI0、PVI1、PVI2、PVI3、Out1、Out2、GND 等分別對應(yīng)于測試儀器ST8105A的電壓基準(zhǔn)類別板上的資源引出端。

2.5 軟件編程

ST8105A編程分兩部分，PGS界面和底層C語言。

PGS界面主要提供底層C語言進(jìn)行硬件資源調(diào)用的相關(guān)參數(shù)，其編程相對簡單，不作過多介紹。

C語言編程，可以在Visual C++編程環(huán)境下，建立相應(yīng)的工程及工程文件（具體建立略）。軟件編程需要對外接表進(jìn)行讀寫，這部分的程序由儀器廠家提供API，可以直接調(diào)用。其他關(guān)于儀器硬件資源使用的API也已由廠家提供，用戶可以直接調(diào)用。

主要的編程內(nèi)容：

1）聲明資源的使用

PVI pvi0（PVI_CH0）； //提供電流負(fù)載

PVI pvi1（PVI_CH1）； //提供電流負(fù)載

PVI pvi3（PVI_CH3）； //提供正電源+15

PVI pvi2（PVI_CH2）； //提供負(fù)電源-15

//電源在使用前需要先進(jìn)行連接，然后才能使用。

2）參數(shù)編程[7]

基準(zhǔn)輸出測量（主要部分）

//從編程界面中獲取用戶設(shè)定的參數(shù)數(shù)據(jù)

double SampleTime=Vout->GetConditionCurSelDouble（"SampleTimeS"）；

double delaytime=Vout->GetConditionCurSelDouble（"DelayTime"）；

//根據(jù)硬件資源的使用情況，開關(guān)類別板上的繼電器

cbit.SetCBITOn（K3）； //接通地；

cbit.SetCBITOn（K33）； //接通；

cbit.SetCBITOn（K34）； //接通；

cbit.SetCBITOn（K30）； //接通 OUT1；

cbit.SetCBITOn（K22）； //接通表；

//提供芯片的供電電源

pvi3.SetModeFVMI （PVI_VRNG_20V， 15， PVI_IRNG_100MA， 20e-3， -20e-3）；

pvi3.Enable（）；

delay_ms（2）； //需要等待時間。

pvi2.SetModeFVMI （PVI_VRNG_20V， -15， PVI_IRNG_100MA， 20e-3， -20e-3）；

pvi2.Enable（）；

delay_ms（2）；

//設(shè)定外接表的量程

g_pMMSCPI->SetDCVoltage（DC_RANG_10V）；

delay_ms（delaytime）；

//外接表的接通和斷開由繼電器K22控制接通到OUT通道中

//所以當(dāng)由繼電器控制測量電路搭接好直接進(jìn)行電壓讀取

g_pMMSCPI->GetMMResult（&val[0]）；

delay_ms（100）；

//將測試結(jié)果通過函數(shù)傳遞給顯示界面

Vout->SetTestResult（0， 0， val[0]）；

//誤差計(jì)算

Err->SetTestResult（0， 0， （val[0]-10）*1000）；

//在測試結(jié)束后，將系統(tǒng)資源進(jìn)行釋放

cbit.Init（）；

pvi3.Disable（）；

pvi2.Disable（）；

return 0；

負(fù)載調(diào)整率測試（主要部分）

負(fù)載調(diào)整率測試需要施加電流負(fù)載，需要額外使用PVI1、PVI0作為輸出負(fù)載，程序如下：

pvi0.SetModeFIMV （PVI_IRNG_100MA， Iload1*1e-3，PVI_VRNG_10V， 11， -11）；

pvi0.Enable（）；

delay_ms（2）；

delay_ms（delaytime）；

g_pMMSCPI->GetMMResult（&val1[0]）；

pvi0.SetModeFIMV （PVI_IRNG_100MA， Iload2*1e-3，PVI_VRNG_10V， 11， -11）；

pvi0.Enable（）；

delay_ms（2）；

delay_ms（delaytime）；

g_pMMSCPI->GetMMResult（&val2[0]）；

電源電流測試（主要部分）

//提供芯片電流

pvi3.SetModeFVMI （PVI_VRNG_20V， 15， PVI_IRNG_100MA， 20e-3， -20e-3）； pvi3.Enable（）；

delay_ms（2）； //需要等待時間。

pvi2.SetModeFVMI （PVI_VRNG_20V， -15， PVI_IRNG_100MA， 20e-3， -20e-3）；

pvi2.Enable（）；

delay_ms（delaytime）；

//等待電源穩(wěn)定后進(jìn)行測量

pvi2.Measure（&val1[0]，SampleTime）；

pvi3.Measure（&val[0]，SampleTime）；

//將結(jié)果在界面中進(jìn)行顯示

Icc1->SetTestResult（0， 0， fabs（val[0]）*1000-0.025）；

Icc2->SetTestResult（0， 0， fabs（val1[0]）*1000-0.025）；

注意：雙電源器件在測試電流時，定要注意需要在雙電源同時加載后，并在穩(wěn)定情況下測量，否則有可能由于測試時機(jī)不正確而導(dǎo)致測量結(jié)果失效。

其他參數(shù)程序基本類似，此處略。

3 測試結(jié)果

實(shí)際測試結(jié)果如表1所示。

表1 AD688AQ測試結(jié)果Tab.1 AD688AQ test results

4 結(jié)束語

通過對器件AD688AQ測試需求資源及測試儀器ST8105A可以提供的資源進(jìn)行分析，并搭接硬件，利用軟件API進(jìn)行儀器編程，完成了器件的直流參數(shù)基準(zhǔn)輸出電壓、誤差、線性調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率及電源電流等的測試，并且測試結(jié)果完全符合精度要求。

使用測試儀器資源對可測試類別器件進(jìn)行編程測試，需要掌握測試儀器資源包括硬件和軟件資源，掌握編程方法，了解測試原理。合理規(guī)劃測試儀器可用資源，達(dá)到方便快捷實(shí)現(xiàn)器件測試目的。

[1]孫銑.提高測試系統(tǒng)測試精度的方法和技術(shù)[C]//2版.北京:華峰測控，2007.

[2]熊歆斌.Visual C++程序設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程[M].北京:清華大學(xué)出版社，2002.

[3]百度百科.Microsoft Visual C++.[EB/OL].2013-07-02.http://baike.com/view/2070966.htm?fromId=100377.

[4]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 17940-2000.半導(dǎo)體集成電路（第三部分）模擬集成電路[S].2000.

[5]RON Patton.軟件測試[M].2版.張小松，王鈺，曹躍，譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[6]劉建清，陳培軍，李鳳偉，等.從零開始學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社，2007.

[7]Deitel H M，Deitel P J.C程序設(shè)計(jì)教程 [M].2版.薛萬鵬，譯.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.