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1、(10)申请公布号 CN 104280679 A (43)申请公布日 2015.01.14 CN 104280679 A (21)申请号 201310293454.8 (22)申请日 2013.07.12 G01R 31/28(2006.01) (71)申请人 上海精密计量测试研究所 地址 200031 上海市徐汇区永嘉路 570 号 (72)发明人 许伟达 徐导进 陶帅 (74)专利代理机构 上海航天局专利中心 31107 代理人 金家山 (54) 发明名称 基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路 (57) 摘要 本发明的基于 FLEX 的高速运算放大器测试 电路， 在高速运算放大器的反向。
2、输入端与测试系 统 MicroFLEX 的运放环反向输入端之间并联继电 器支路 ； 高速运算放大器的同向输入端分别通过 继电器支路与测试系统的运放环同向输入端、 视 频信号同向输出端、 中频信号同向输出端连接， 运 放环反向输入端和同向输入端的屏蔽层通过继电 器可选择与地相连 ； 高速运算放大器的同向输入 端串联继电器支路后接地 ； 高速运算放大器的反 向输入端与高速运算放大器的输出端之间并联多 个继电器支路 ； 高速运算放大器的输出端与地之 间并联多个负载支路 ； 高速运算放大器的输出端 分别通过继电器支路与测试系统的中频信号同向 测量端、 视频信号同向测量端、 运放环输出端连 接。 (51。
3、)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104280679 A CN 104280679 A 1/1 页 2 1. 基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 其特征在于， 采用测试系统 Micro FLEX 测 试高速运算放大器的电性能 ； 在待测高速运算放大器的反向输入端与测试系统Micro FLEX 的一运放环反向输入端之间并联至少两个继电器支路， 该运放环反向输入端的屏蔽层通过 继电器可选择与地相连 ； 待测高速运算放大器的同向输入端分。
4、别通过继电器支路与测试系 统Micro FLEX相应的运放环同向输入端、 视频信号同向输出端、 中频信号同向输出端连接， 该运放环同向输入端的屏蔽层通过继电器可选择与地相连 ； 待测高速运算放大器的同向输 入端还串联一继电器支路后接地 ； 待测高速运算放大器的反向输入端与待测高速运算放大 器的输出端之间并联多个继电器支路 ； 待测高速运算放大器的输出端与地之间并联多个负 载支路， 所述负载支路为继电器与电阻的串联电路 ； 待测高速运算放大器的输出端分别通 过继电器支路与测试系统 Micro FLEX 的中频信号同向测量端、 视频信号同向测量端、 运放 环输出端连接 ； 所述继电器支路为继电器或。
5、者继电器与电阻的串联电路。 2. 如权利要 1 所述的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 其特征在于， 待测高速运 算放大器的正电源端与地之间并联至少并联两个滤波电容。 3. 如权利要 1 或 2 所述的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 其特征在于， 待测高 速运算放大器的负电源端与地之间并联至少并联两个滤波电容。 4. 如权利要 1 所述的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 其特征在于， 待测高速运 算放大器为 AD8041。 权 利 要 求 书 CN 104280679 A 2 1/4 页 3 基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路 0001 技术领域 0002。
6、 本发明涉及集成电路测试技术， 尤其涉及一种基于 FLEX 的高速 （160Mhz 以上） 运 算放大器测试电路。 0003 背景技术 0004 AD8041 是低反馈电压、 高速运算放大器， 在航天型号中有广泛的应用。AD8041 电 性能传统测试方法速度慢、 精度不高， 为提高 AD8041 电性能测试方法的速度和精度， 迫切 需求寻找新的测试方法。 0005 大规模集成电路测试系统 Micro FLEX 具有高速、 高精度的测试功能， 且有比较完 善的窗口编辑界面， 恰当设计相关测试电路， 可将Micro FLEX用于AD8041此类高速运算放 大器的测试。 0006 发明内容 0007。
7、 本发明的目的在于提供一种基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 测试速度快， 且测试精度高。 0008 为了实现上述目的， 本发明提供一种基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路， 采用 测试系统 Micro FLEX 测试高速运算放大器的电性能 ； 在待测高速运算放大器的反向输入 端与测试系统Micro FLEX的一运放环反向输入端之间并联至少两个继电器支路， 该运放环 反向输入端的屏蔽层通过继电器可选择与地相连 ； 待测高速运算放大器的同向输入端分别 通过继电器支路与测试系统 Micro FLEX 相应的运放环同向输入端、 视频信号同向输出端、 中频信号同向输出端连接， 该相运放环同。
8、向输入端的屏蔽层通过继电器可选择与地相连 ； 待测高速运算放大器的同向输入端还串联一继电器支路后接地 ； 待测高速运算放大器的反 向输入端与待测高速运算放大器的输出端之间并联多个继电器支路 ； 待测高速运算放大器 的输出端与地之间并联多个负载支路， 所述负载支路为继电器与电阻的串联电路 ； 待测高 速运算放大器的输出端分别通过继电器支路与测试系统 Micro FLEX 的中频信号同向测量 端、 视频信号同向测量端、 运放环输出端连接 ； 所述继电器支路为继电器或者继电器与电阻 的串联电路。 0009 其中， 待测高速运算放大器的正电源端与地之间并联至少并联两个滤波电容。 0010 其中， 待测。
9、高速运算放大器的负电源端与地之间并联至少并联两个滤波电容。 0011 其中， 待测高速运算放大器为 AD8041。 0012 与现有技术相比， 本发明的技术效果是 ： 解决了传统运算放大器测试电路测试速 度慢、 精度低的缺点， 充分考虑了在进行高速测试时， 继电器的开关速率对测试结果的影 说 明 书 CN 104280679 A 3 2/4 页 4 响， 采用合适的继电器和测试电路， 保证了测试的速度和精度， 实现了稳定的高速测试功 能。 0013 附图说明 0014 图 1 是本发明较佳实施例的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路图。 具体实施方式 0015 以下结合附图和具体实施例对本。
10、发明提出的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电 路作进一步详细说明。 0016 本发明较佳实施例以测试 AD8041 电性能为例， 详细说明本发明的基于 FLEX 的高 速运算放大器测试电路 ： 图 1 所示为本发明较佳实施例的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路图， 继电器 K17 的一端连接测试系统 Micro FLEX 的一个运放环反向输入端 II1 的屏蔽层， 另一端接地 ； 继 电器 K18 的一端连接测试系统 Micro FLEX 的一个运放环同向输入端 NII1 的屏蔽层， 另一 端接地。 0017 继电器 K6 串联电阻 R1 后与继电器 K5 并联， 该并联支路一端连接。
11、测试系统 Micro FLEX 的运放环反向输入端 II1， 该并联支路另一端与待测 AD8041 的反向输入端连接。根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R1 的阻值为 2K。 0018 测试系统 Micro FLEX 的运放环同向输入端 NII1 串联继电器 K3 后与待测 AD8041 的同向输入端 （即引脚 2） 连接。 0019 测试系统 Micro FLEX 的视频信号同向输出端 VHFAC SRCI+ 串联继电器 K2 后与 待测 AD8041 的同向输入端 （即引脚 3） 连接， 测试系统 Micro FLEX 的视频信号反向输出端 VHFAC SRCI-连接电阻R10后。
12、接地。 根据AD8041产品手册的要求， 电阻R10的阻值为50。 0020 测试系统 Micro FLEX 的中频信号同向输出端 BBAC SRCI+ 串联继电器 K1 后与待 测 AD8041 的同向输入端连接， 测试系统 Micro FLEX 的中频信号反向输出端 BBAC SRCI- 连 接电阻 R9 后接地。根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R9 的阻值为 50。 0021 继电器 K4 与电阻 R2 串联后一端与待测 AD8041 的同向输入端连接， 另一端接地。 根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R2 的阻值为 50。 0022 测试系统 Micro FLEX。
13、 为待测 AD8041 供电。在待测 AD8041 的正电源端 （即引脚 7） 与地之间并联两个滤波电容， 根据 AD8041 产品手册的要求， 该两个滤波电容的电容值分别 为 0.1UF 和 10UF。在待测 AD8041 的负电源端 （即引脚 4） 与地之间亦并联两个滤波电容， 根据 AD8041 产品手册的要求， 该两个滤波电容的电容值分别为 0.1UF 和 10UF。测试系统 Micro FLEX 为待测 AD8041 的使能供电。 0023 继电器K8串联电阻R3， 该串联支路一端连接待测AD8041的反向输入端， 另一端连 接待测AD8041的输出端 （引脚6） ； 继电器K9串联。
14、电阻R4， 该串联支路一端连接待测AD8041 的反向输入端， 另一端连接待测AD8041的输出端 ； 继电器K10一端连接待测AD8041的反向 输入端， 另一端连接待测 AD8041 的输出端。根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R3 的阻值 为 1K， 电阻 R4 的阻值为 2K。 说 明 书 CN 104280679 A 4 3/4 页 5 0024 待测 AD8041 的输出端即串联继电器 K14 后连接到测试系统 Micro FLEX 的中频信 号同向测量端 BBAC CAP I+， 测试系统 Micro FLEX 的中频信号反向测量端 BBAC CAP I- 串 联电阻 。
15、R11 后接地。根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R3 的阻值为 2K。 0025 待测 AD8041 的输出端串联继电器 K15 后连接到测试系统 Micro FLEX 的视频信号 同向测量端 VHFAC CAP I+， 测试系统 Micro FLEX 的视频信号反向测量端 VHFAC CAP I- 接 地。 0026 待测 AD8041 的输出端串联继电器 K16 后连接到测试系统 Micro FLEX 的运放环输 出端 OUT1。 0027 继电器 K11 串联电阻 R5 后一端连接待测 AD8041 的输出端， 另一端接地。继电器 K12 串联电阻 R6 后一端连接待测 AD。
16、8041 的输出端， 另一端接地。继电器 K13 串联电阻 R7 后一端连接待测 AD8041 的输出端， 另一端接地继。电器 K19 串联电阻 R8 后一端连接待测 AD8041 的输出端， 另一端接地。根据 AD8041 产品手册的要求， 电阻 R5 的阻值为 50， 电阻 R6 的阻值为 1K， 电阻 R7 的阻值为 100， 电阻 R8 的阻值为 2K。 0028 本实施例 AD8041 电性能测试方法如下 ： 1、 增益带宽积 （GainBandwidth） ： 根据 AD8041 产品手册的要求， -3db 小信号带宽， Vo 0.5Vpp， 其中， Vo 为待测 AD8041 输。
17、出端的输出， Vpp 为峰值 ； 为测试待测 AD8041 的增益带宽积， 继电器 K2、 K4、 K10、 K15、 K19 闭合， 置 2K 负载， 使 电路变成正向增益 G=+1 ； VHFAC SRC1+ 送 0.2Vpp， 130MHz-160MHz 的正弦波 ； VHFAC CAP1+ 捕获 Vo ； 计算 GainBandwidth=（130-160MHz） *Vo/0.2。 0029 2、 输出电压转换速率 （Slew Rate） ： 继电器 K3、 K6、 K9、 K16、 K19 闭合， 置 2K 负载， 使电路变成反向增益 G=-1 ； 运放环反 向输入端 II1 脚利用。
18、测试系统 Micro FLEX 内部的 PLFunction 中的高速脉冲 HPD 产生 2V Step ； 设定上升起始电压 Vtl 及终点电压 Vth， 用测试系统 Micro FLEX 内部的 PLTime 测上 升时间 ； Slew Rate=（Vth-Vtl） / 上升时间。 0030 3. 总谐波失真 （THD） ： 继电器 K1、 K6、 K9、 K12、 K14 闭合， 使电路变成正向增益 G=+2， 负载为 1K， 利用 BBAC SRC， 向待测 AD8041 送出 1Mhz、 2Vpp 的正弦波 ； 利用测试系统 Micro FLEX 内部的 BBAC CAP 捕获波形 。
19、； 用测试系统 Micro FLEX 内部的 DSP 计算 THD。 0031 4. 直流性能测试 ： 在测试输入失调电压、 输入偏置电压、 输入失调电流、 开环增益时， 继电器 K3、 K5、 K16 闭合。 0032 5. 输入特性测试 ： 在测试输入电阻、 输入共模电压范围、 共模抑制比时， 继电器 K3、 K5、 K16 闭合。 0033 6. 输出特性 ： a.摆幅测试 ： 根据AD8041产品手册的要求， 当负载RL=10K时 （测试系统Micro FLEX 内置负载） ， 继电器 K3、 K5、 K16 闭合 ； 当负载 RL=1K 时， 继电器 K3、 K5、 K12、 K16。
20、 闭合 ； 当 负载 RL=50 时， 继电器 K3、 K5、 K11、 K16 闭合。待测 AD8041 的输入端送小信号， 测待测 AD8041的输出信号电平， 待测AD8041的输入端送反向小信号， 测待测AD8041的输出信号电 说 明 书 CN 104280679 A 5 4/4 页 6 平。 0034 b. 测输出电流 ： 通过测试系统 Micro FLEX 内置 0 的负载， 加电压测电流， 先加 0A 的电流测电压， 再加测到的电压值， 测电流值。所加电压、 电流均有测试系统 Micro FLEX 提供。 0035 c.短路电流测试 ： 通过测试系统Micro FLEX内置负载。
21、电阻/DC30设定， 加压测流， 先加 0A 电流， 测电压， 再加测到的电压值， 内置仪表继电器闭合， 加 0V 电压， 测电流值。所 加电压、 电流均有测试系统 Micro FLEX 提供。 0036 7. 电源 Power Supply ： 静态电流 Quiescent Current,DC30 通道加电压测电流 ； 使能关闭后的电流 Quiescent Current（Disable） ， DC30 通道送关闭电压给待测 AD8041 的第 8 引脚， 用 DC30 另外通道送 待测 AD8041 的电源脚 （即待测 AD8041 的第 4 引脚和第 7 引脚） ， 测电流。 0037。
22、 8. 使能特性 Disable Char ： 测试开关时间， 继电器 K3、 K4、 K6、 K9、 K16、 K19 闭合， 置 2K 负载， 使电路变成正向增 益 G=+2， 测试系统 Micro FLEX 内部的 DCFunction 送脉冲信号到待测 AD8041 的第 8 引脚， 运放环同向输入端 N送 2V 信号， 测待测 AD8041 的第 8 引脚与待测 AD8041 的第 6 引脚 （输出端） 之间 pin-to-pin 时间。测关断隔离 （Off Isolation） ， 继电器 K3、 K4、 K6、 K9、 K13 闭合， 置 100 负载 （R7） ， 使电路变成正。
23、向增益 G=+2， 待测 AD8041 的第 8 引脚给 -Vs， 运放 环同向输入端 N加 2Vpp， 5Mhz， 利用测试系统 Micro FLEX 内部的 PLCapture 或用 BBAC CAP1+ 捕获待测 AD8041 的输出端的输出 Vo， Isolation=20log(2Vpp/Vo)。 0038 本实施例的基于 FLEX 的高速运算放大器测试电路采用 Box Guard 进行测试， 在 测试小信号时， 采用屏蔽层 Guard 作屏蔽， 在进行高速测试时， 采用屏蔽层 Guard 接地作屏 蔽。考虑到满足高速测试的要求， 继电器的选定为 K2、 K4、 K10、 K15、 。
24、K19 带宽为 1Ghz， 继电 器 K1、 K3、 K6、 K9、 K12、 K16 带宽 100Mhz 以上， 每个继电器连接 USER POWER 12V 和 UDBxx， 继电器均选用 A 型继电器。组线 （连接运算放大器、 测试系统、 电阻、 继电器的导线） 的阻抗 为 50， 电阻精度 0.1%。输入输出采用对称的阻抗特性， 即源和捕获采用相同的阻抗。反 馈电路的设计采取了几组不同的阻抗， 根据产品详细规范的要求， 当输出负载不同时， 选用 不同的反馈电路。 说 明 书 CN 104280679 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 104280679 A 7 。