半导体集成电路电压/频率和频率/电压转换器测试方法的基本原理

半导体集成电路电压/频率和频率/电压转换器测试方法的基本原理

国家标准 GB/T14114一93 半导体集成电路电压/频率和频率/电压 转换器测试方法的基本原理 GeneralprineiplesofmeasuringmethodsofV/F andF/Vconvertersforsemiconduetorintegratedeireuits 1993-01-21发布 1993-08-01实施 国家技术监督局 发布国家标准
GB/T14114一93 电深 被测器件 外接网络 图 4.13测试条件 测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; a. 电源电压; 外接网络(定赖定标网络); dd. 起始输出颗率; 满量程输入电压; 满量程输出频率 4.1.4测试程序 4.1.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 4.1.4.2接通规定的电源电压 414了调节直流输人电压,使被测器件输出颗率达到规定的起始值o读出这时的输入电压 4.1.4.4按式(1)计算对应于起始输出频率的理想输入电压Vn; V== 尤xV 式中;Vs-满量程输入电压 满程输出颜辜 Fs0 4.1.4.5按式(2)计算失调误差Bo: E=V1一V 4.2失调误差温度系数atgo 4.2.1目的 在规定的温度范围内,测试单位温度变化引起的器件失调误差的变化 4.2.2测试原理图 测试原理图如图2所示
GB/T14114-93 被测器件 ; 外接网络 图2 4.2.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度范围; 电源电压; b 外接网络(定频、定标网络); . 起始输出频率 d 满量程输入电压; 满量程输出频率 4.2.4测试程序 42.4.1将被测器件置于规定的环境温度T',,按规定条件接入测试系统中 4.2.4.2接通规定的电源电压,待稳定后按4.1.4.3~4.1.4.4条的程序测出T下的失调误差E (T) 42.43将被测器件置于另一规定温度丁.,得稳定后拨么.l43一4l.小4条的程序测出r,下的失 调误差Eo(T,). 4.2.4.4按式(3)计算失调误差温度系数a Eo(T一Eo(T' apo (3 4.3增益误差E 4.3.1目的 测试器件实际满量程输出颜率与规定的满量程输出频率的相对偏差 4.3.2测试原理图 测试原理图如图3所示
GB/T14114一93 电溪 被测器件 外接网络 图3 4.3.3测试条件 测试剔间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度 电源电压; b 外接网络(定频,定标网络,失调误差调节网络). d 输出逻辑电平， 满量程输入电压， 满量程输出频率 43.4测试程序 4341按规定条件将被测器件援入测试系统中 4342接通规定的电源电压 43.43调节失调误差,使失调误差为零 43.44调节直流输入电压,使被测器件输入电压为满量程电压V,测出这时的输出频率尸 4.3.4.5按式(4)计算增益误差Ea fs一f0 E - JFso 式中:frso 满量程输出频辜 4.4增益误差温度系数aEo 4.4.1目的 在规定的温度范围内,测试单位温度变化引起的器件增益误差的变化 4.4.2测试原理图 测试原理图如图4所示
GB/T14114一93 电源 被刚器件 外接网络 图4 4.4.3测试条件 测试期间.下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度范围; a 电源电压; 外接网络(定频、定标网络,失调误差调节网络); 输出逻辑电平; 满量程输入电压 满量程输出颗率 4.4.4测试程序 4.441将被测器件置于规定的环境温度,,按规定条件接入渊试系统中 4.4.4.2接通规定的电源电压,待稳定后调节失调误差,使失调误差为零 4.4.43按4.3.4.44.3.4.5条的程序测出T,下的增益误差Ea(T) 4444将被测器件置于另一规定温度r,待稳定后调节失竭误差,使失调误差为零 按a.小4- 4.3.4.5条的程序测出T下的增益误差Ea(T,) 4.4.45按式(5)计算增益误差温度系数aG E.T-A.T 5 aG= T T 4.5线性误差E 45.1目的 在失调误差和增益误差都调节到零后,测试器件转换饽性曲线与其最佳拟合直线间的最大相对偏 差 45.2测试原理图 测试原理图如图5所示
GB/T14114一93 电源 披洲淋件 外接网络 图5 4.53测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; a b 电源电压 外接网络(定频,定标网络,失调误差调节网络,增益误差调节网络), c. d 输出逻辑电平， 满量程输入电压; 满【程输出频率 4.5.4测试程序 45.41按规定条件将被测器件接入测试系统中 45.42接通规定的电源电压 45.43调节失调误差,使失阅误差为零 4544调节增登误差,使增盆峡差为零. 45.45调节直流输入电压,在规定的满缺程输入电压范围内,逐点测试输入电压v),并测出对应 于这些输入电压的铺出预率CD. 454.6根据4.反.4.5条的测试结果,确定最佳拟合直线 4547找出实际特性曲线与最佳拟合直线之间的最大偏差|.l 4.5.4.8 拨式(G计算线性误差A f. me E== (6 /rso 式中;f -满量程输出频率 4.6电源电压灵敏度K svs 4.6.1目的 测试单位电谭电压变化引起的器件输出颜率的相对变化 46.2测试原理图 测试原理图如图6所示
cB/T14114-93 电溪 该测器件 外接网络 图6 4.6.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; a b 电源电压范围 外接网络(定频、定标网络,失调误差调节网络,增益误差调节网络): c. 输出逻辑电平 d 输入电压 e 4.6.4测试程序 46.41拨规定条件将被测器件接入测试系统中 4.6.4.2接通规定的电源电压 46.43调节失调误差,使失调误差为零 46.44调节增益误差,使增益误差为零 46.45调节直流输入电压,使被测器件输入规定的渊试电压,,并测出对应的输出赖率Jd 46.46在规定的电源电压范围内,将电源电压变化4r,并测出对应的输出赖率.e 4.6.4.7按式(7)计算电源电压灵敏度K、 Svs fo2 O Ks= 了V 4.7静态电源电流 4.7.1目的 在空载和静态条件下,测试电源供给器件的电流 4.7.2测试原理图 测试原理图如图7所示
GB/T14114-93 电源 被渊器件 外接网络 图7 4.7.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; b 电源电压; 外接网络(定频,定标网络. c 4.7.4测试程序 47.41按规定条件将被测器件接入测试系统中 47.4.2接通规定的电源电压 47.43调节直流输入电压,使被测器件停止振荡 474 读出流经器件的电源电流即为 4.8满量程建立时间ts 48.1目的 在器件输入端尴加满量程阶跃电压,测试输出频率达到规定的满量程频率误差范围所需要的时间 48.2测试原理图 测试原理图如图8所示 测试波形图见图9. 电源 孩光器件 外接网络 图8
GB/T14114一93 图9 4.8.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; 电源电压; 满量程输入阶跃电压; d. 外接网络(定频、定标网络,增益误差调节网络); 输出逻辑电平; 满量程输出频率及误差范围 4.8.4测试程序 4.8.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 4.8.4.2接通规定的电源电压 4.8.4.3输入规定的满量程阶跃电压,调节增益误差,使输出为满量程频率 4.8.4.4再次输入规定的满量程阶跃电压,在波形记录仪的输出波形图上找出达到满量程输出频率误 差范围内的波形周期T(T所对应的频率为在误差范围内的满量程输出频率) 图9中的!即为满量程建立时间ts 频率/电压转换器参数测试 5.1失调误差Eo 5.1.1目的 测试器件输入频率为规定的起始值时的实际输出电压与理想输出电压之差， 5.1.2测试原理图 测试原理图如图10所示
GB/T14114一93 被测器件 表 外接网络 图10 5.1.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度 电源电压; b 输入信号波形及幅度; 起始输入频率 满量程输入频率 满量程输出电压; 外接网络(定频定标网络) g 5.1.4测试程序 5.1.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5.1.4.2接通规定的电源电压 5.1.4.3调节信号源频率,使之达到规定的起始值fi,测出这时的输出电压Vo 5.1.4.4按式(8)计算对应于f的理想输出电压vu vo ×Veso 一 A 式中:fs--满量程输入频率 Vs 满量程输出电压 5.1.4.5按式(9)计算失调误差Eo: E=vo一Vm 5.2失调误差温度系数ao 5.2.1目的 在规定的温度范围内,测试器件单位温度变化引起的器件失调误差的变化 5.2.2测试原理图 测试原理图如图11所示 10
GB/T14114一93 电源 被渊器件 外接网络 图11 5.2.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度范围 电源电压; 输入信号波形及幅度; 起始输入频率; 满量程输入频率; 满敏程输出电压 外接网络(定频、定标网络) g 5.2.4测试程序 5241将被测器件置于规定的环境温度T,按规定条件接入测试系统中 5.242接通规定的电源电压,待稳定后按5.1.43一5.l4.4条的程序测出T,下的失调误差E (r1). 5.243将被测器件置于另一规定温度r,待稳定后按5.l.4.3一5.1.44条测出,下的失调误差 Eo(T. 5.2.44按式(10)计算失调误差谢度系数eo.: E(T T aso 10 5.3增益误差E 5.3.1目的 测试器件实际满量程输出电压与规定的满量程输出电压的相对偏差 5.3.2测试原理图 测试原理图如图12所示 1
GB/T14114-93 电源 被测器件 瀑 外接网络 图12 5.3.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定: 环境温度 a b 电源电压; 外接网络(定频,定标网络,失调误差调节网络); c d 输入信号波形及幅度; 满量程输入频率; e. 满量程输出电压 5.3.4测试程序 5.3.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5.3.4.2接通规定的电源电压 5.3.4.3调节失调误差,使失调误差为零 5.3.4.4调节方波信号濒频率,使之达到满量程输入频率frs,测出这时的输出电压V'r0. 5.3.4.5按式(11)计算增益误差Eea V' Lso 'rso E，= Vrso 式中:Vrw 器件的满量程输出电压 5.4增益误差温度系数agG 5.4.1目的 在规定的温度范围内,测试单位温度变化引起的器件增益误差的变化 5.4.2测试原理图 测试原理图如图13所示 12
GB/T14114-93 电源 被测器件 外接网络 5.43测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度范围; a 电源电压， b 外接网络(定频,定标网络,失调误差调节网络) c d 输入信号波形及幅度; 满量程入懒率; e. 满量程输出电压 5.4.4测试醒序 5.441将被测试器件置于规定的环境温度T,按规定条件接入测试系统中 5.442接通规定的电电压,待稳定后调节失调误差,使失调误差为零 5443按5.3.4.4一5.3.45条的程序测出T,下的增益误差剧c(T) 5.444将被测器件置于另一规定温度T.,待稳定后调节失调误差,使失调误差为零 按5.3.44 5.3.45条的程序剥出了下的增益误差B.(T. 5445按式(I2)计算增益误差温度系数a Ee(T EaT aEo 12 (T 5.5线性误差E 5.5.1目的 在失调误差和增益误差都调节到零后,测试器件转换特性曲线与其最佳拟合直线间的最大相对偏 差 5.5.2测试原理图 测试原理图如图14所示 13
GB/T14114-93 电课 被测器件 外接网络 图14 5.5.3测试条件 渊试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度; a 电源电压; b 外接网络(定频,定标网络,失调误差调节网络,增益误差调节网络) 输入信号波形及幅度 d. 满量程输入频率 满量程输出电压 f 5.5.4测试程序 5.5.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5.5.42接通规定的电源电压 5.5.4.3调节失调误差,使失调误差为零 5.5.4.4调节增益误差,使增益误差为零 5.545调节信号源,在规定的满量程输入频率范围内,逐点测试输入频率f(),并测出对应于这些 输入颗率的输出电压Vvo(). 5.5.46根据5.5.45条的测试结果,确定最佳拟合直线 5.5.47找出实际特性曲线与最佳拟合直线之间同的最大偏差|4Val 5.5.4.8按式(13)计算线性误差E AVo ans E (13 VSo 式中;Vys -满量程输出电压 5.6电源电压灵敏度K 5.6.1目的 洲试单位电源电压变化引起的器件输出电压的相对堂化. 5.6.2测试原理图 测试原理图如图15所示 14
GB/T14114-93 被测器件 外接两络 图15 5.6.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度 a b 电源电压范围 外接网络(定颗,定标网络,失调误差调节网络,增益误差调节网络); 输入信号频率 输入信号波形及幅度 5.6.4测试程序 5.6.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5642接通规定的电源电压 5.643调节失调误差,使失调误差为零 5.644调节增益误差,使增益误差为零 5.6.45调节信号源,使被测器件输入规定的测试频率,并测出对应的输出电压Van 5.64 在规定的电谋电压范围内,将电翠电压V,变化公',并测出对应的输出电压Ya 5.6.4.7按式(14)计算出电源电压灵敏度Kss H品 K、 svs一 14 5.7静态电源电流I 5.7.1目的 在空载和输入频率为零的条件下,测试电源供给器件的电流 5.7.2测试原理图 测试原理图如图16所示 15
GB/T14114一93 电源 被测器件 外接网络 图16 5.7.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度 a 电源电压， b 外接网络(定频、定标网络) c. 5.74测试程序 5.7.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5.7.4.2接通规定的电源电压 5.7.4.3调节信号源,使输入频率为零 5.7.4.4读出流经器件的电源电流即为lD 5.8输出纹波电压VoR 5.81目的 在规定的输入频率下,测试器件输出直流电平上的交流电压峰一蜂值 5.8.2测试原理图 测试原理图如图17所示 电源 被渊器件 外接网络 图17 16
GB/T14114-93 5.8.3测试条件 测试期间,下列测试条件应符合器件详细规范的规定 环境温度 书 电源电压 输入信号波形及幅度; d 输入信号频率; 外接网络(定频、定标网络,失调误差调节网络,增益误差调节网络); o 5.8.4测试程序 5.8.4.1按规定条件将被测器件接入测试系统中 5.8.42接通规定的电源电压 5.8.43调节失调误差,使失调误差为零 5.8.4.4调节增益误差,使增益误差为零 5.8.4.5调节信号源,使被测器件输入规定的测试频率 5.8.4.6读出输出电压交流分量的峰一-峰值即为vo
器 GB/T14114一93 附录 A 电参数符号与名称对照表 (补充件) 表A1 符 名 称 E 增益误差 线性误差 所 E 失调误差 静态电源电流 Ksys 电源电压灵敏度 ts(Fs 满量程建立时间 VoK 输出纹波电压 增益误差温度系数 apo 失调误差温度系数 aE0 附加说明 本标准由全国集成电路标准化分技术委员会提出 本标准由上海元件五厂负责起草 主要起草人洪运丰、高信龄,刘国荣