一種測量模擬開關電荷注入量的裝置及方法與流程

本發明屬于集成電路測試技術領域，涉及一種測量模擬開關電荷注入量的裝置，尤其是一種高精度應用領域中因模擬開關寄生電容電荷注入效應而導致的電平信號跳變量的測試裝置；本發明還涉及一種測量模擬開關電荷注入量的方法。

背景技術：

模擬開關是一種應用廣泛的通用電路，可采用CMOS、BICMOS、JFET等工藝實現單路、多路、雙向及數據選擇等功能，大多應用在信號轉換選擇領域，如音視頻監控、工業控制等。隨著前端環境感知、中端數據吞吐、后端信號處理能力的大幅提升，采用模擬開關進行系統設計時，設計者越來越關注模擬開關中涉及開關精度及速度的指標。現行92版國標所涵蓋的測試項及測試方法只能滿足舊工藝條件及早期模擬開關產品類型的測試要求，隨著產品技術更迭，使得采用現有國標進行測試提取的參數，無法適用于主流高速、高精度應用。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種測量模擬開關電荷注入量的裝置；能夠測量出模擬開關電路的電荷注入量，滿足了現在模擬開關在高精度應用領域內的測試需求。

本發明的目的還在于提供一種測量模擬開關電荷注入量的方法，用來表征模擬開關噪聲引發的輸出信號變化量；該測試方法將提升模擬開關在高精度相關技術領域的應用及發展，為該通用電路更好的服務于現代高新電子產業發展做好支撐。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

這種測量模擬開關電荷注入量的裝置，包括模擬電壓產生模塊，模擬電壓產生模塊與電壓檢測模塊連接，電壓檢測模塊與待測模擬開關的輸入端連接，待測模擬開關的輸出端并聯有雙蹤示波器和電容器，待測模擬開關還與電源連接，雙蹤示波器還與測試板模塊連接。

更進一步的，本發明的特點還在于：

其中待測模擬開關與電壓檢測模塊之間連接有隔離電阻。

其中待測模擬開關使能控制信號的切換，追蹤輸出端負載電容的電壓變化。

本發明的另一技術方案是，一種測量模擬開關電荷注入量的方法，包括以下步驟：步驟1，打開測試板模塊，獲取到使能控制信號期間待測模擬開關輸出信號電壓V_OUT1；步驟2，關閉測試板模塊，獲取到使能控制信號斷開期間待測模擬開關輸出信號電壓V_OUT2；步驟3，根據公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|計算出該待測模擬開關的電荷注入量Q_INJ，其中C_L為待測模擬開關輸出端負載電容值。

更進一步的，本發明的特點還在于：

其中步驟1中V_OUT1為獲取使能控制信號的使能脈沖由關閉狀態至最高信號電壓中間點50％時刻的待測模擬開關輸出信號電壓。

其中步驟2中V_OUT2為使能控制信號的使能脈沖由最高信號電壓至關閉狀態中間點50％時刻的待測模擬開關輸出信號電壓。

本發明的有益效果是：通過待測模擬開關使能控制信號的切換，并且追蹤輸出端負載電容的電壓變化，這種采用通用標準化測試設備構建的測試裝置，能夠滿足對待測模擬開關電荷注入量的測量，同時能夠覆蓋對國標規定的其他測試性進行測試，該裝置能夠最大程度的降低開發專用測試裝置的研制成本。

本發明的有益效果還在于：使用該方法獲取待測模擬開關在使能控制信號的不同狀態下的輸出信號電壓，該方法參數提取方式簡單、直觀，對測試裝置的精度要求和信號鏈路的完整性要求低，易于實現；同時該方法相較于常規模擬開關的告訴、高精度類指標測試系統，降低了測試系統的開發成本和周期，并且不依賴測試信號鏈路的高精度控制及匹配，能夠最大程度的發掘模擬開關在高精度應用領域的性能。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明測試波形圖及參數定義區間的示意圖。

其中：1為模擬電壓產生模塊；2為電壓檢測模塊；3為測試板模塊；4為待測模擬開關；5為電源；6為雙蹤示波器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

本發明一種測量模擬開關電荷注入量的裝置，如圖1所示，包括模擬電壓產生模塊1，模擬電壓產生模塊1與電壓檢測模塊2連接，電壓檢測模塊2通過隔離電阻與待測模擬開關4的輸入端連接；待測模擬開關4接入電源5，電源5向本裝置供電，使本裝置能夠正常工作；模擬電壓產生模塊1按照待測模擬開關4的參數要求設定模擬輸入電壓信號，并采用電壓檢測裝置2檢測電壓信號；阻值為0的隔離電阻能夠防止待測模擬開關的時鐘潰通效應引發的部分電荷量回注模擬開關輸入端，保證了測試結果的精度。

其中待測模擬開關4的輸出端與雙蹤示波器6的B端口連接，待測模擬開關4的輸出端與地相連接的負載電容C_L連接，雙蹤示波器6的A端口與測試板模塊3的導通使能信號端連接；測試板模塊3能夠產生使能控制信號并且接入待測模擬開關4中，使能控制信號能夠使待測模擬開關4在導通使能與斷開之間切換。

上述裝置能夠應用在待測模擬開關4工作頻率小于6GHz的測試中。

本發明還提供了一種測量模擬開關電荷注入量的方法，其具體過程是：步驟1，打開測試板模塊，獲取到使能控制信號期間待測模擬開關輸出信號電壓V_OUT1，其中V_OUT1為在使能控制信號的使能脈沖由關閉狀態至最高信號電壓中間點50％時刻的待測模擬開關輸出信號電壓；步驟2，關閉測試板模塊，獲取到使能控制信號斷開期間待測模擬開關輸出信號電壓V_OUT2，其中V_OUT2為在使能控制信號的使能脈沖由最高信號電壓至關閉狀態中間點50％時刻的待測模擬開關輸出信號電壓；步驟3，根據公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|計算出該待測模擬開關的電荷注入量Q_INJ，其中C_L為待測模擬開關輸出端負載電容值。

本發明的具體實施例為：待測模擬開關型號為美國ADI公司的ADG506，這是一種單通路型模擬開關器件。首先將待測模擬開關的供電端口分別接入5V電源及地，并設定模擬電壓產生模塊產生2V恒定電壓并接入待測模擬開關的信號輸入端，電壓檢測模塊與待測模擬開關的輸入端連接，監控輸入信號情況；將待測模擬開關的輸入端與模擬電壓產生模塊之間串接隔離電阻R_S，R_S的阻值為0；將待測模擬開關的輸出端與負載電容C_L(C_L＝1nF)的一端相連后與雙蹤示波器的B端口連接，負載電容C_L另一端接地；測試板模塊產生使能控制信號，并與待測模擬開關連接，使其產生讓待測模擬開關由不導通至導通狀態的使能控制信號，將雙蹤示波器的A端口與測試板模塊的控制信號線連接。

完成上述操作過程，然后按照圖2所述的波形輸出控制信號，觀察雙蹤示波器，記錄控制信號使能期間模擬開關輸出信號電壓V_OUT1(采樣時刻規定為控制信號使能脈沖由關斷狀態至最高信號電壓中間點50％時)、控制信號關斷期間模擬開關輸出信號電壓V_OUT2(采樣時刻規定為控制信號由最高信號電壓至關斷中間點50％的時刻點)，在確定模擬開關輸出端負載電容值C_L條件下，由公式Q_INJ＝C_L×|V_OUT1-V_OUT2|求出電荷注入量Q_INJ。