一种模拟集成电路加速试验数据自动采集与分析评估系统

摘要

一种模拟集成电路加速试验数据自动采集与分析评估系统，它是由恒温干燥箱、模拟集成测试电路、系统控制机、多路选择开关和某型运算放大器组成；该模拟集成测试电路和系统控制机通过I²C总线连接，用于系统控制机和模拟集成测试电路的信号传输；多路选择开关和模拟集成测试电路通过14PIN插针连接，组成测试器件的测试电路；测试器件安装在多路选择开关上，放入高低温烤箱进行加速试验；本发明可以灵活增加或减少运算放大器的个数，灵活选择是否采用多路选择开关和恒温干燥箱；可以在常温或加速试验的条件下进行运算放大器的参数测试；操作方便，运行稳定，能有效保护器件，提高了系统的可靠性和安全性。本发明能满足多种型号的集成运算。

主权项

一种模拟集成电路加速试验数据自动采集与分析评估系统，其特征在于：它是由恒温干燥箱、模拟集成测试电路、系统控制机、多路选择开关和某型运算放大器组成；它们相互之间的连接关系是：该模拟集成测试电路和系统控制机通过I2C总线连接，用于系统控制机和模拟集成测试电路的信号传输；多路选择开关和模拟集成测试电路通过14PIN插针连接，组成测试器件的测试电路；测试器件安装在多路选择开关上，放入高低温烤箱进行加速试验；所述恒温干燥箱，是Yamato生产的DX312C干燥箱，使用温度范围为：室温+5～300℃，温度调节精度：±1℃，能实现定值运行、快速自动停止运行、自动停止运行、自动开始运行功能；所述模拟集成测试电路，为整个系统的核心，以220V AC供电，是由系统电源、某型适配器接口电路、继电器控制位电路、高压精密测量单元、程控电压源、系统接口电路、I²C总线、圆形3脚自复位平钮开关和圆形3脚自锁平钮开关组成；它们相互之间的连接关系是：系统电源分别为系统接口电路、高压精密测量单元、程控电压源和继电器控制位电路供电；某型适配器接口电路分别和系统接口电路、高压精密测量单元、程控电压源、继电器控制位电路连接；I²C总线将系统接口电路和安装了PCI转接卡的系统控制机连接；圆形3脚自复位平钮开关和系统电源连接；圆形3脚自锁平钮开关和继电器控制位电路连接；它用于连接系统控制机和多路选择开关，实现所测器件可放置在恒温干燥箱进行加速试验并与模拟集成测试电路相连接的功能，即实现在加速试验的环境下对多个所测器件进行参数测试的功能；模拟集成测试电路各组成部分的形状构造如下：该系统电源是AC/DC电源，用于为系统接口电路、高压精密测量单元、程控电压源和继电器控制位电路供电；该某型适配器接口电路是由适配器转接板、1个两排32针欧式插座、1个IC锁紧座16P组成；它们之间的连接关系是：两排32针欧式插座和IC锁紧座16P焊接在适配器转接板上；它用于将测试器件和模拟集成测试电路连接，实现测试器件的外接测量；该继电器控制位电路是由LF356N单运算放大器、OP07器件、16个G6H‑2型继电器、25KΩ精密可调电位器、15V DC开关电源、瓷片电容、正向输入电阻、负向输入电阻、正向输入分流电阻、负向输入分流电阻、电源保护电阻、并联电阻和反馈电阻组成；它们之间的连接关系是：①LF356N单运算放大器的1引脚、5引脚和7引脚和一只反馈电阻连接，3引脚与正向输入电阻和正向输入分流电阻的一端连接，正向输入电阻的引出端并联一只电容并连接到继电器M16的4引脚，2引脚与负向输入电阻的一端和电容的一端连接，负向输入电阻的另一端接地，6引脚与电容的另一端和OP07器件的3引脚连接，4引脚与‑15端连接，7引脚与+15端连接，‑15和+15的引出端各用一只电容器进行旁路并接地，该电容为陶瓷低感电容，作用是去电源耦合；继电器M15的3引脚和6引脚并联与正向输入分流电阻的另一端连接，2引脚和7引脚并联接地，4引脚和5引脚并联连接到两排32针欧式插座的PMU1端；该正向输入电阻和正向输入分流电阻是：普通引线式电阻；该负向输入电阻是：普通引线式电阻；该反馈电阻是：精密可调电位器，电阻值最大为25kΩ；②OP07器件的2引脚和6引脚并联，并连接到继电器M16的2引脚和7引脚，OP07器件的4引脚和7引脚分别连接到两排32针欧式插座的‑15端和+15端，‑15端和+15端的引出端各用一只电容器进行旁路并接地，该电容为陶瓷低感电容，作用是去电源耦合；继电器M16的3引脚和6引脚并联连接到两排32针欧式插座的PMU2端，4引脚和5引脚并联；③OP07器件的3引脚和LF356N单运算放大器的6引脚并联连接到两只反馈电阻的一端，两个反馈电阻的另一端分别连接继电器M14的2引脚和4引脚，两只反馈电阻是：普通引线式电阻，电阻两端分别并联一只0.1μF和10μF的电容器进行去耦；④继电器M14的5引脚和7引脚分别连接一只反馈电阻，反馈电阻的另一端并联接地，该反馈电阻是：普通引线式电阻；继电器M14的3引脚与输入电阻的一端、并联电阻的一端、继电器M11的2引脚和7引脚连接，继电器M11的3引脚、6引脚和并联电阻的另一端并联连接到继电器M1的5引脚；该输入电阻是：普通引线式电阻；该并联电阻是：普通引线式电阻；继电器M14的6引脚和继电器M12的连接方式与继电器M14的3引脚和继电器M11的连接方式相同，继电器M12的3引脚、6引脚和并联电阻的另一端并联连接到继电器M1的4引脚，两只输入电阻的另一端并联连接到继电器M13的3引脚和6引脚；继电器M13的2引脚和7引脚并联接地，4引脚和5引脚并联连接到两排32针欧式插座的PMU1端；⑤16个G6H‑2型继电器的1引脚和两排32针欧式插座的VCC端连接，8引脚分别连接两排32针欧式插座的BIT1～BIT16；继电器M1～M4的5引脚并联连接到M11的引脚3，4引脚并联连接到M11的引脚6；继电器M1～M4的6引脚分别连接到适配器转接板的1IN‑端、2IN‑端、3IN‑端、4IN‑端；继电器M1～M4的3引脚分别连接到适配器转接板的1IN+端、2IN+端、3IN+端、4IN+端；继电器M5～M10的4引脚和5引脚并联连接到继电器M16的4引脚；继电器M5～M8的3引脚和6引脚并联，分别连接到适配器转接板的1‑OUT端、适配器转接板的2‑OUT端、适配器转接板的3‑OUT端、适配器转接板的4‑OUT端、输出电阻一端和电源保护电阻的一端，输出电阻的另一端接地，电源保护电阻的另一端连接到适配器转接板的DSP2端，该输出电阻是：普通引线式电阻，该电源保护电阻是：普通引线式电阻，电源保护电阻两端并联一只电容器，进行去耦，继电器M1～M16是：G6H‑2型继电器；它由集成电路测试系统提供用于适配器上16个继电器的控制；该高压精密测量单元，包含2路高压精密测量单元，其作用是为被测器件提供电源，同时测量电压或电流，它们直接由某型适配器接口电路输出，既作为电压源、电流源，又能作为电压表、电流表，在作为源施加的同时完成电压及电流的测量；该程控电压源它包含2路电压源，其作用是为被测器件提供电压源；该系统接口电路的主要功能为测试系统总线信号的缓冲，产生系统总清信号、系统定时信号、继电器控制位的控制信号；该I²C总线是将PCI转接卡和模拟集成测试电路进行通信协议的信号电缆；该圆形3脚自复位平钮开关，用于控制整个模拟集成电路测试电路外部220V AC电源的供电；该圆形3脚自锁平钮开关，为系统提供一个能手动测试按键，系统进入外部测试模式后，每按一次测试按键，系统将对被测器件进行一次测试；所述系统控制机，以220V AC电源供电，由普通计算机、PCI转接卡、模拟集成电路测试软件组成；它们相互之间的连接关系是：PCI转接卡安装在普通计算机的PCI接口处；模拟集成电路测试软件安装在普通计算机上；它通过模拟集成电路测试软件，能输入所测器件的信息，设定参数采集的时间，读取所测器件的性能参数，并根据接收到的数据按照程序预定设置进行分析评估器件是否失效、计算通过率、显示器件性能参数的数据测试结果、实时查看数据曲线、导出测试数据等；系统控制机各组成部分的形状构造如下：该普通计算机，是以220V AC供电，操作系统采用Windows XP，控制软件是基于Windows的应用程序的设备；该PCI转接卡，是指安装在计算机PCI总线位置的驱动板，用来控制与测试机柜之间的信息交换，完成PCI总线与测试系统总线信号之间的缓冲及相互转换；该模拟集成电路测试软件，是以VB为编写语言的软件，每个系统资源都有一系列相对应的函数，函数的命名采取英文缩写的方式，便于记忆和理解；它安装在系统控制机上，能控制测试系统的全部操作，如用来对所测器件的性能参数进行设定，选择手动外部测试、定时自动在线测试、数据记录、数据结果分析和曲线实时数据显示；所述某型运算放大器，是采用双极工艺制作的单片集成电路，内部由四个独立工作的低功耗运算放大器组成，是一种低功耗四路运算放大器；其具有低失调、高增益、共模输入范围大、电源电压范围宽、内部频率补偿特点；所述多路选择开关，是由24针脚12档互锁琴键开关、3组DB37针双排D型串口座、6个14P老化测试座、1个自制14P插针和若干高温线组成；它们相互之间的连接关系是：①琴键开关的1档、3档、5档、7档、9档和11档即奇数档的2脚、5脚、8脚、11脚、23脚、20脚、17脚和14脚分别并联，并分别连接到自制14P插针的8脚(即3‑OUT)、9脚(即3‑IN‑)、10脚(即3‑IN+)、11脚(即AGND)、7脚(即2‑OUT)、6脚(即2‑IN‑)、5脚(即2‑IN+)、4脚(即DPS2)；琴键开关的2档、4档、6档、8档、10档和12档即偶数档的2脚、5脚、8脚、23脚、20脚和17脚分别并联，并分别连接到自制14P插针的12脚(即4‑IN+)、13脚(即4‑IN‑)、14脚(即4‑OUT)、3脚(即1‑IN+)、6脚(即1‑IN‑)和5脚(即1‑OUT)；即将琴键开关的相关引脚连接到一个自制14P插针；②琴键开关1档的3脚、6脚、9脚、12脚和琴键开关2档的3脚、6脚、9脚分别和串口座的插孔上排左侧的7针相连，琴键开关1档的22脚、19脚、16脚、13脚和琴键开关2档的22脚、19脚、16脚分别和串口座的插孔下排左侧的7针相连；琴键开关3档的3脚、6脚、9脚、12脚和琴键开关4档的3脚、6脚、9脚分别和串口座的插孔上排右侧的7针相连，琴键开关3档的22脚、19脚、16脚、13脚和琴键开关4档的22脚、19脚、16脚分别和串口座的插孔下排右侧的7针相连；琴键开关的5和6档、7和8档、9和10档、11和12档与串口座的插孔的连接方式和琴键开关1～4档与串口座的插孔的连接方式相同；即将琴键开关的相关引脚连接到3个DB37针双排D型串口座的插孔；③串口座的插孔和插针相对应安装，并将串口座插针双排左侧7针与一个14P老化测试座的双排引脚用高温线对应连接，串口座插针双排右侧7针也与一个14P老化测试座的双排引脚也用高温线对应连接；即将3个DB37针双排D型串口座的插孔用高温线连接到6个14P老化测试座，6个某型运算放大器对应安装在14P老化测试座上；它用于选择放在恒温干燥箱进行加速试验的6个器件中的其中一个进行参数测试；多路选择开关各组成部分的形状构造如下：该24针脚12档互锁琴键开关，是每档有24个针脚，每3个针脚为一组，作用为单刀双掷开关，即每档有8位单刀双掷开关，各档开关相互影响形成互锁，本发明采取每两档开关为一组控制一个测试器件，共能控制6组测试器件；该3组DB37针双排D型串口座，是由3只37针D型插孔和3只37针D型插座组成；该14P老化测试座，是间距2.54MM、最高承受温度为175℃的14脚测试座；该自制14P插针，是由2.54mm间距2*7P单排直针和与之等间距的切割面包板组成，用于连接多路选择开关和适配器接口电路；该高温线，是0.12mm²透明镀银高温线AF250，承受温度范围为‑65℃～200℃；本发明具有2路高压精密测量单元、2路程控电压源和16个控制位，本发明能测量6个器件，且每个器件含有4个测试通道，因此最多能实现24个通道的参数测试；本发明通过模拟集成测试电路，实现了对运算放大器的性能参数的在线测试，使用多路选择开关，能任意选择要测量的器件，更换适配器转接板实现不同型号的器件测试且测试器件放置在恒温干燥箱中进行加速试验的同时进行参数测量，避免器件在常温情况下测量性能参数产生误差，操作方便，抗干扰能力强，工作稳定，使用寿命长，大大提高了试验效率。