高速IC测试系统的信号完整性设计

随着高速数字电路如专用集成电路AISC、片上系统SOC和超高速混合信号处理电路ADC、DAC等集成电路数字端口的数据率提升,被测集成电路的电参数测试过程中常受到测试系统信号完整性问题的影响,导致实测电参数结果与其实际性能有较大差异。为了更真实的反映被测器件（DUT）的电性能,提出了通过仿真和结合良好的PCB设计来解决测试系统信号完整性问题的方法,分析并解决了测试系统信号完整性仿真中模型不完善的相关问题。通过对一款DUT测试系统的信号完整性设计和测试,验证了设计方法和建模的有效性。     

高速传输电连接器差分阻抗优化

针对高速传输电连接器研发样机中存在差分阻抗偏小及不连续等问题,基于信号完整性理论提出了更换介质材料和修改接触件及介质尺寸的优化方案。采用HFSS高频电磁场仿真软件优化了接触件引脚直径W_1和引脚与介质体的配合长度L_1,仿真结果表明当引脚直径W_1=1.1 mm时,此时连接器差分阻抗仿真值为100±10Ω,且介质体配合长度L_1对连接器差分阻抗仿真值影响较小。对优化前后的连接器进行了样机加工及差分阻抗测试,测试结果表明改进前连接器差分阻抗范围为84.46~90.68Ω,改进后为92.6~105.3Ω,改进后的连接器差分传输眼图满足典型高速传输电连接器信号完整性传输要求。     

微波多层电路过孔散射参数测量方法

过孔属于典型三维不连续结构,是微波多层电路层间互连的重要形式。通过测量获得过孔结构的散射参数是验证相应理论分析和设计方法必不可少的环节。文中提出一种测量过孔散射参数的方法,通过对被测过孔结构的二次加工和夹具的特殊设计,解决了被测件与夹具的连接问题,并且使用移动测量参考面的方法实现了校准件设计和后期测量结果去嵌入的处理。加工测量的频段从10MHz~20GHz,从实际测量与软件仿真结果的对比可以看出,测量连接和夹具的影响已被去除,得到了更准确的反映过孔特性的测量结果。     

泛华测控传感器测试系统再添新品——角位移传感器测试系统

中科泛华测控技术有限公司在深耕传感器测试领域又推出了新品——角位移传感器测试系统。该系统主要用于磁感式角位移传感器的校准和终检测试。角位移传感器测试系统可在稳定的环境温度范围内,采用通讯方式获取DUT原始数据,并对DUT进行校准和编程,最后测量DUT的输出信号进行验证测试。     

利用采样示波器FlexDCA软件进行仿真分析(二)

4仿真实验2:夹具嵌入和去嵌入4.1实验目的在很多情况下,无法连接仪表到实际被测信号位置,往往不得已需要一定测试夹具来实现测量,如图1 5所示.但是测试夹具虽然给实际测量带来了便利,也会引入一定的误差.通过测量平面的测试结果来获取真实关心的测试点的实际信号性能,本实验就是针对这一点利用FlexDCA软件进行的嵌入/去嵌入仿真研究.     

用于脉冲形状测量的矢量网络分析系统

传统意义上矢量网络分析仪被用来测量器件在连续波(CW信号)下的S参数性能,在这种情况下,矢量网络分析仪是一台窄带测量设备,矢网给被测器件发射一个已知频率的CW信号,并测量信号的响应.在有些情况下,加在器件上的信号必须是特定占空比和脉冲持续期的脉冲状态(打开/关断).除了测量脉冲条件下的频率或功率变化的S参数之外,用户经常需要知道DUT随着脉冲时间的变化特性.     

高速PCB中差分过孔分析与优化

信号完整性在高频高速电路中十分重要,差分过孔的不连续性会严重影响到信号的完整性,针对高速印制电路板(printed circuit board,PCB)中差分信号与共模信号对差分过孔的低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,首先建立差分过孔的等效物理模型与电路模型进行差分过孔的差分信号与共模信号的性能分析;然后在PCB层叠结构和布线模式设计的基础上运用三维电磁仿真软件HFSS设置不同的过孔中心距、反焊盘直径及地过孔数量,对差分过孔的时域阻抗、回波损耗、插入损耗进行仿真与分析,并利用S参数与时域内阻抗变化,分析过孔的差分性能和共模性能;最后通过仿真结果分析,得出过孔中心距38 mils(1 mil=0.025 4 mm)、反焊盘直径32 mils及使用双过孔地过孔的设置使差分信号和共模信号的性能最优,提出优化了差分过孔的性能的新思路,为高速差分过孔设计提供参考。     

有源差分设备的新方法和非线性测量

1 简介许多无线设备的拓扑结构已经从传统的单端输入和输出转向平衡(或差分)输入驱动。过去的研究结果表明,对无源设备或在线性区域中工作的有源设备,测量平衡设备的各个单端响应、然后以数学方式综合测量结果、获得差分或平衡响应已经足够了。这里的线性区域是指信号足够小,这样设备操作不会随着信号电平变化而变化。但是,许多有源设备的行为并没有采用这种模式。例如,放大器可能会改变大信号和小信号之间的偏置电流。对这些设备,必需通过显示正确幅度和相位关系的实时信号驱动设备。必须在DUT的输入端口(+和-)上显示这些幅度相同、相位差为180度的驱动信号,以得到真正的差分信号。过去的研究结果表明,使用差模驱动和共模驱动(真实模式驱动)可能会给线性系统带来较低的不确定性,因为校准残余信号会堆叠在一起。对测试设备应用,可以使用混合系统生成这些信号,但可能很难从到电路连接的混合端口上控制和平衡这些信号。而在测试设备应用中,可能并不能充分地控制互连,来保持希望的平衡。对线性电路,这种不平衡是可以校正的,而对在非线性区域     

快速、可靠的认证和Logo测试方法 采用自动测试序列和测试套件的高端广播测试平台

正罗德与施瓦茨公司的全新RS BTC广播测试系统,单机即可提供非常完整的测试环境,几乎囊括所有的音频、视频及多媒体应用。其具有综合音频/视频分析功能的参考信号发生器,支持全球几乎所有的电视和广播标准,可以输出高质量的射频信号,并支持各类信号仿真。RS BTC也可以分析DUT的实时音频/视频功能。通过结合整套测试套件的集成、自动测试顺序控制,大大缩短了测试时间。     

快速、可靠的认证和Logo测试方法

罗德与施瓦茨公司的全新R＆SBTC广播测试系统,单机即可提供非常完整的测试环境,几乎囊括所有的音频、视频及多媒体应用.其具有综合音频/视频分析功能的参考信号发生器,支持全球几乎所有的电视和广播标准,可以输出高质量的射频信号,并支持各类信号仿真.R＆S BTC也可以分析DUT的实时音频/视频功能.通过结合整套测试套件的集成、自动测试顺序控制,大大缩短了测试时间.     

A potentially significant on-wafer high-frequency measurement calibration error

High accuracy radio-frequency (RF) measurements typically require a calibration to remove the undesired effects of the measurement apparatus. The calibration consists of measuring some combination of known standards such as short, open, load, through, and delay. When measurements are performed on-wafer for silicon RF integrated circuits (RFICs), a two-step calibration/de-embedding technique is typically used. First, the measurement system is calibrated to a reference plane located at the probe tips through measurement of calibration standards fabricated on an impedance-standard substrate. Second, on-wafer de-embedding standards are measured in an attempt to shift the reference plane to the terminals of the device under test (DUT). While significant effort has gone into the development of improved on-wafer de-embedding schemes, discrepancies between actual and de-embedded data still exist. In this article, we first discuss a specific case (a spiral inductor on silicon) for which there was a significant discrepancy between measurement and analysis. The problem is found to be with the measurement. This problem is detailed, and a technique we call "synthetic calibration" is described that can be used with any electromagnetic (EM) analysis to quantify calibration error for any proposed set of calibration standards. Due to the high expense and time required for wafer fabrication, it is important to successfully complete such a calibration validation prior to tape-out.     

开口同轴探头去嵌入技术的研究

开口同轴探头测量技术,由于可实现非破坏性测试,一直是众多科学家及工程技术人员关注的焦点。但对于同轴探头的误差分析,研究不够深入。相位补偿技术是最常用的同轴探头去嵌入技术,该技术假设同轴探头是理想器件,忽略了同轴探头加工精度带来的误差。为此,提出了一种更为精确的去嵌入技术,即基于传输线模型的开口同轴探头去嵌入技术,通过实测得到表征同轴探头误差的校准参量,从而量化同轴探头的误差模型,以去除在测量中同轴探头带来的误差。介绍了该技术的基本原理,并与相位补偿技术进行了对比,最终通过实测验证了该技术是有效可行的。     

非插入式器件的测量

利用矢量网络分析仪测试射频微波器件时,经常需要对非插入式器件进行测量,去除适配器的影响。介绍了一种去除适配器影响的测量方法,通过单端口测试未知特性的转接器,根据假设条件和算法,使级联后理论计算值接近实际测量值,进而确定转接器的真实值,最终得到被测件的准确值,并且验证得到正确的实验结果,从而去除转接器在测试中对被测件的影响。为进一步展开端口延伸和去嵌入技术的研究奠定理论基础。     

一种多端口矢量网络分析仪误差校准简化方法

本文提出了一种2n通道n端口矢量网络分析仪（VNA）误差模型和校准方法,在4n项误差模型的基础上根据矢量网络分析仪的实际硬件结构,引入了串话误差和开关误差,从而构造了更加符合实际情况的误差模型。本文给出了新引入误差项的校准方法和修正过程,最终推导出了矩阵形式的散射参数表达式及测量结果的修正公式。对一个四端口待测器件的散射参数（S参数）进行了实际测量,利用本文方法对原始数据进行校正,其结果与商用VNA进行对比,证明了本文方法的正确性。     

硅基射频螺旋电感的在片测试和剥离方法

使用无锡上华0.5μm（DPTM）标准CMOS工艺制备了螺旋电感芯片,利用矢量网络分析仪和探针台搭建了硅基螺旋电感测试装置,对该硅基螺旋电感进行了测试。采用两种去除电路寄生参数的剥离方法,分析了高频条件下各种测试寄生参量的影响。建立了基于0.5μm（DPTM）标准CMOS工艺在片螺旋电感的寄生参量单π等效电路模型,详细列出了在片螺旋电感测试和寄生参数的剥离步骤,测试结果在0.1~8.5 GHz范围内与三维电磁场（HFSS）仿真结果有很好的一致性,验证了此方法在片上螺旋电感测试中的有效可行性。     

基于ARM的GOOSE通信系统研究

为实现IEC61850协议下的GOOSE通信,首先分析GOOSE通信的映射方式、传输控制方法,然后提出一种基于ARM的GOOSE通信系统,介绍了系统的组成,阐明其硬件架构和软件设计。通过实验,详细分析GOOSE的协议数据单元,验证报文重发机制,测量通信时间。经测试,该系统能够满足IEC61850协议下GOOSE通信的实时性和可靠性要求,并且结构简单,成本低廉,在智能变电站领域有一定的应用前景。     

Microwave connector characterization

Coaxial connectors can be used either to probe the electrical properties of microwave circuits (e.g., microstrip, stripline) or as a permanent interface to the circuit. When used as a permanent interface, connectors can degrade circuit performance unless their electrical properties are characterized and accounted for during circuit design. Although it is more common to characterize microwave devices using scattering parameters (Collin, 1966) S_ij, we have chosen to utilize impedance parameters since they simplify the derivation of equations presented in this article. The proposed measurement-based method for connector characterization is exact in the sense that its theoretical foundation uses no approximations or assumptions     

Component-Level Measurement for Transient-Induced Latch-up in CMOS ICs Under System-Level ESD Considerations

To accurately evaluate the immunity of CMOS ICs against transient-induced latch-up (TLU) under the system-level electrostatic discharge (ESD) test for electromagnetic compatibility (EMC) regulation, an efficient component-level TLU measurement setup with bipolar (underdamped sinusoidal) trigger is developed in this paper. A current-blocking diode and a current-limiting resistance, which are generally suggested to be used in the TLU measurement setup with bipolar trigger, are investigated for their impacts to both the bipolar trigger waveforms and the TLU immunity of the device under test (DUT). All the experimental results have been successfully verified with device simulation. Finally, a TLU measurement setup without a current-blocking diode but with a small current-limiting resistance, which can accurately evaluate the TLU immunity of CMOS ICs with neither overestimation nor electrical-over-stress damage to the DUT during the TLU test, is suggested. The suggested measurement setup has been verified with silicon-controlled-rectifier test structures and real circuitry (ring oscillator) fabricated in 0.25-mum CMOS technology     

计及部分电容的接地回路高频电路模型

建立相对精确的接地回路电路模型,研究接地回路的阻抗频率特性,对研究接地回路的传导干扰具有重要意义.首先建立了一个大尺寸的接地回路实物模型,运用PEEC方法求出各部分参数并建立了考虑部分电容作用的等效电路模型.实测和仿真的阻抗频率特性非常吻合,证明用PEEC方法分析研究大尺寸接地回路的高频阻抗特性是可行的,拓展了PEEC方法的应用领域.另外,在用HP4395A阻抗分析仪测量高频阻抗频率特性时,为屏蔽外界电磁干扰,应该对被测模型加屏蔽罩并可靠接地.     

基于熵-盲数的贝叶斯渗流参数反演分析研究

已有的贝叶斯参数反演方法仅考虑反演过程中的随机性,忽略了渗流参数的灰色和未确知等不确定性,本文提出一种基于熵-盲数理论的贝叶斯渗流参数反演方法。该方法在反演模型中引入熵-盲数理论,将待反演参数视为盲数,充分考虑反演过程中的不确定性,采用差分进化自适应Metropolis（DREAM）算法对渗流参数的后验分布进行推导,利用响应面模型替代渗流场数值模拟的正演模型,解决传统贝叶斯渗流参数反演方法需要大量调用正演模型进行运算才能达到收敛、计算效率较低的问题。通过算例分析及某碾压混凝土坝坝基的渗透系数反演,验证了该方法的有效性和准确性。