一种dds专用芯片静态参数测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种DDS专用芯片静态参数测试方法，包括以下步骤：为DDS专用芯片提供主时钟，并使其输出慢速正弦波信号；捕获所述慢速正弦波信号，生成一正弦波数组；根据所述正弦波信号的幅值和偏移值，处理所述正弦波数组，并生成一斜波数组；对所述斜波数组进行解运算得出DDS专用芯片的静态参数。本发明的DDS专用芯片静态参数测试方法利用对正弦波采样数据进行反正弦等运算间接的测试DDS专用芯片的静态参数，突破了此类集成电路在自动测试系统上其静态参数不能测试的问题，测试过程可靠高效。
【专利说明】一种DDS专用芯片静态参数测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及芯片测试方法领域，特别是指一种DDS专用芯片静态参数测试方法。
【背景技术】
[0002] DDS专用芯片内部具有一个数模转换器（DAC模块），其静态参数的测试主要是基 于内部DAC模块。由于DDS专用芯片的自身特点，其只能输出一定频率的正弦波，测试开发 人员唯一能够控制的只有正弦波输出的频率。而传统测试DAC的方法是利用斜波法测量， 具体就是让DAC都依次输出每个电压转换点的电压，形成一个向上/向下的满量程斜波电 压，再利用曲线拟合方法求出静态性能参数。但由于不能让DDS专用芯片输出一段斜波电 压，其输出的正弦波电压是非线性的，所以这种方法并不能用于DDS专用芯片的静态参数 测试，只能依靠间接的方式测试。目前，行业内并没有一个统一的方法实现此类参数的测 试，也没有相关标准规定测试方法。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种准确、高效的DDS专用芯片静态参数测试 方法。
[0004] 基于上述目的本发明提供的一种DDS专用芯片静态参数测试方法，包括以下步 骤：
[0005] 为DDS专用芯片提供主时钟，并通过写入命令控制字使其输出慢速正弦波信号；
[0006] 捕获所述慢速正弦波信号，生成一正弦波数组；
[0007] 根据所述正弦波信号的幅值和偏移值，处理所述正弦波数组，并生成一斜波数 组；
[0008] 对所述斜波数组进行解运算得出DDS专用芯片的静态参数。
[0009] 优选的，所述生成斜波数组的步骤具体包括以下步骤：
[0010] 捕获所述慢速正弦波信号，抓取一个正弦波周期内的若干采样点，并将所述若干 采样点由小到大排列；
[0011] 将由小到大排列的所述若干采样点隔点取值，组成第一数组，并得出所述正弦波 信号的幅值和偏移值；
[0012] 将所述第一数组减去所述偏移值再除以所述幅值，得到第二数组；
[0013] 对所述第二数组进行反正弦运算，得到第三数组；
[0014] 将所述第三数组除以后做归一化处理，得到第四数组；
[0015] 其中，所述第三数组和第四数组均为斜波数组。
[0016] 优选的，所述采样点的个数为DDS专用芯片中数模转换器位数的二倍。
[0017] 优选的，将所述第一数组的最大值减去最小值并除二得到所述幅值；将所述第一 数组的最大值加上最小值并除二得到所述偏移值。
[0018] 优选的，于得到第四数组的步骤中，将所述第三数组先加上η/2再除以π后做归 一化处理。
[0019] 从上面所述可以看出，本发明提供的DDS专用芯片静态参数测试方法，利用对正 弦波采样数据进行反正弦等运算间接的测试DDS专用芯片的静态参数，突破了此类集成电 路在自动测试系统上其静态参数不能测试的问题，测试过程可靠高效。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明实施例的DDS专用芯片静态参数测试方法流程图；
[0021] 图2为本发明实施例中采集到的正弦波信号的波形图；
[0022] 图3为本发明实施例中第一数组的波形图；
[0023] 图4为本发明实施例中第二数组的波形图；
[0024] 图5为本发明实施例中第三数组的波形图；
[0025] 图6为本发明实施例中第四数组的波形图。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0027] 本发明实施例公开了一种DDS专用芯片静态参数测试方法，包括以下步骤：
[0028] 为DDS专用芯片提供主时钟，并通过写入命令控制字使其输出慢速正弦波信号；
[0029] 捕获所述慢速正弦波信号，生成一正弦波数组；
[0030] 根据所述正弦波信号的幅值和偏移值，处理所述正弦波数组，并生成一斜波数 组；
[0031] 对所述斜波数组进行解运算得出DDS专用芯片的静态参数。
[0032] 由于目前并没有一个通用的方法对此类集成电路进行静态参数的测试，只是此类 集成电路的设计生产方会在设计阶段进行性能的验证，但在生产测试时并不做此类性能参 数的测试。故本发明实施例采用的方法是一种间接测试方法，即通过对DDS专用芯片输出 的正弦波信号进行采样，并对采样数据进行一系列的数据处理，并对处理后的数据进行解 运算以得出DDS专用芯片的静态参数。
[0033] 采用本发明实施例的方法测试时，使用一硬件测试系统为DDS专用芯片提供测 试资源，作为优选的，所述测试系统型号为Catalyst-200,测试硬件采用Catalyst-200测 试适配器与被测DDS专用芯片相连，所述测试适配器采用通用测试母板+专用测试子板 的形式，通过连接器以及母板、子板上的外围电路走线将测试系统的硬件资源转接至被测 DDS专用芯片；其中，通用测试母板用于转接测试系统的硬件资源，专用测试子板用于通 过相适应的连接器与被测DDS专用芯片相连；具体的，被测DDS专用芯片通过SMA插座与 Catalyst-200的测试系统相连，将测试系统Catalyst-200上的直流信号电压源、测量仪 表、交流信号源、数字管脚等资源信号连接到被测DDS专用芯片。
[0034] 参考图1，为本发明实施例的DDS专用芯片静态参数测试方法流程图。
[0035] 所述的DDS专用芯片静态参数测试方法，包括以下步骤：
[0036] 步骤101 :为DDS专用芯片提供主时钟，并通过写入命令控制字使其输出慢速正弦 波信号。
[0037] Catalyst-200测试系统的数字驱动信号接口与DDS专用芯片相连，其为DDS专用 芯片提供主时钟和数字控制信号，让其输出一个慢速的正弦波以便能让测试系统的模拟信 号捕获单元能够抓取到一个正弦波周期内足够多的采样点数。
[0038] 步骤102 :捕获所述慢速正弦波信号，抓取一个正弦波周期内的若干采样点，并将 所述若干采样点由小到大排列。
[0039] 参见图2,为本发明实施例中采集到的正弦波信号的波形图。
[0040] 专用测试子板上的SMA接口与系统SMA接口相连，测试系统将会通过SMA接口捕 捉DDS专用芯片的正弦波输出信号。其中，采样点数优选的为DDS专用芯片内部DAC位数 的2倍，如10位DAC，则需采集2048个点。
[0041] DDS专用芯片静态参数中的失调误差和增益误差可直接由本步骤中捕获到的正弦 波输出信号的最大值和最小值计算得出。
[0042] 将捕获到的正弦波的最大值设为max，最小值设为min ;则其幅值和偏移可分别由 下式求出：
[0043] 幅值（k) = (max-min)/2
[0044] 偏移（b) = (max-min)/2
[0045] 贝lj :
[0046] 增益误差（Gain error) = (k - VFS)/VFS
[0047] 或规格化到1LSB
[0048] 增益误差（Gain error) = (k - VFS)/VLSB
[0049] 失调误差（Offset error) = (b - 0)/VFS
[0050] 或规格化到1LSB
[0051] 失调误差（Offset error) = (b - 0)/VLSB
[0052] 其中，VFS为DDS输出正弦波的理论幅值；VlSB为一个LSB的电压值。
[0053] 步骤103 :将由小到大排列的所述若干采样点隔点取值，组成第一数组，并得出所 述正弦波信号的幅值和偏移值。
[0054] 参见图3,为本发明实施例中第一数组的波形图。
[0055] 结合步骤102中的采样点数量以及本步骤中的隔点取值是为了能够将正弦波数 据从最大值到最小值遍历到全部DDS专用芯片内部DAC的数字码并能够一一对应。第一数 组为一正弦波数组，其幅值由第一数组的最大值减去最小值并除二得到；其偏移值由第一 数组的最大值加上最小值并除二得到。
[0056] 步骤104 :将所述第一数组减去所述偏移值再除以所述幅值，得到第二数组。
[0057] 参见图4,为本发明实施例中第二数组的波形图。
[0058] 经过本步骤中的处理，第一数组变为一个从-1到+1递增的正弦波数组，即第二数 组，因为标准正弦波信号的值为-1到+1，所以这里需要一个从-1到+1递增的第二数组，以 便后续进行计算处理。
[0059] 步骤105 :对所述第二数组进行反正弦运算，得到第三数组。
[0060] 参见图5,为本发明实施例中第三数组的波形图。
[0061] 第二数组为正弦波数组，经过反正弦运算后，得到一以弧度为变量的斜波数组，即 第三数组。
[0062] 步骤106 :将所述第三数组除以π后做归一化处理，得到第四数组。
[0063] 参见图6,为本发明实施例中第四数组的波形图。
[0064] 作为优选的，将所述第三数组先加上π/2再除以π后做归一化处理。由于前述 步骤中得到的第二数组的正弦波幅值为-1到+1，其对应的角度为-η /2到π /2,故先经过 反正弦运算再加上η/2后得到的第三数组包含的是0到π的角度信息；再经过本步骤中 的归一化处理，得到的第四数组为一从0到1变化的斜坡数组。
[0065] 步骤107 :对所述第四数组进行解运算得出DDS专用芯片的静态参数。
[0066] 本步骤中，将斜坡数组第四数组进行解运算能够得到DDS专用芯片的两个静态参 数：差分非线性DNL和积分非线性INL。经过步骤101到步骤106的处理，将DDS专用芯片 输出正弦波的幅值信息转换成了线性斜坡的角度信息，并且转换后的角度信息能够反映所 对应的正弦波的幅值；这样，利用传统DAC非线性参数的测试方法来对上述线性斜坡的角 度信息进行解算就能够间接的求出DDS专用芯片内部DAC的差分非线性DNL和积分非线性 INL。
[0067] 对于差分非线性DNL :DNL描述的就是DAC编码间间隔大小一致性的参数，DNL曲 线代表了编码间步幅的误差，用误差与最低有效位LSB的比值表示。传统DAC的DNL的测 试方法就是使DAC依次从数字编码{0，1，2，……2N-1}进行转换，采集到其转换后的电压 值后，每相邻两点都依次做差，再减去LSB值，再除以LSB值就得到规格化结果的DNL曲线， 最后取最大的DNL(i)值就为DAC的DNL，具体的公式如下：
[0068]
【权利要求】
1. 一种DDS专用芯片静态参数测试方法，其特征在于，包括以下步骤： 为DDS专用芯片提供主时钟，并通过写入命令控制字使其输出慢速正弦波信号； 捕获所述慢速正弦波信号，生成一正弦波数组； 根据所述正弦波信号的幅值和偏移值，处理所述正弦波数组，并生成一斜波数组； 对所述斜波数组进行解运算得出DDS专用芯片的静态参数。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成斜波数组的步骤具体包括以下 步骤： 捕获所述慢速正弦波信号，抓取一个正弦波周期内的若干采样点，并将所述若干采样 点由小到大排列； 将由小到大排列的所述若干采样点隔点取值，组成第一数组，并得出所述正弦波信号 的幅值和偏移值； 将所述第一数组减去所述偏移值再除以所述幅值，得到第二数组； 对所述第二数组进行反正弦运算，得到第三数组； 将所述第三数组除以η后做归一化处理，得到第四数组； 其中，所述第三数组和第四数组均为斜波数组。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样点的个数为DDS专用芯片中数模 转换器位数的二倍。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述第一数组的最大值减去最小值并 除二得到所述幅值；将所述第一数组的最大值加上最小值并除二得到所述偏移值。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，于得到第四数组的步骤中，将所述第三数 组先加上η/2再除以π后做归一化处理。
【文档编号】G01R31/28GK104155592SQ201410394690
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月12日 优先权日:2014年8月12日
【发明者】刘路扬 申请人:航天科工防御技术研究试验中心