基于DSP的多频带混合信号测试系统

　　1 混合信号测试的特点和测试要求

　　随着数字化浪潮的深入，具有混合信号功能的芯片越来越多地出现在人们的生活中。通讯领域的MODEM(如ADSL)，CODEC和飞速发展的手机芯片，视频处理器领域的MPEG，DVD 芯片，都是具有混合信号功能的芯片，其特点是处理速度高、覆盖的频率范围宽，芯片的升级换代周期日益缩短。这就要求测试系统具有更高的性能和更宽的频带范围，而且需要灵活的架构来应对不断升级的芯片测试需求，以便有效降低新器件的测试成本。此外，混合信号芯片种类繁多，各种具有混合信号的芯片已经广泛运用到生产和生活的各个领域，而不同的应用领域，其工作的频率和所要求的精度也各不相同，这就要求在对混合信号进行测试时，抓住其共性来提出测试方案。所有混合信号芯片的一个最基本的共性就是其内部均具有AD/DA，一些混合信号芯片还包括PLL模块。本文所论述的混合信号测试仅涉及到ADC和DAC通路。

　　一般，对于ADC通路，测试系统需要通过波形发生器产生适当的激励信号，同时，通过自身的数字通道采集ADC的输出信号并进行运算以获得测试结果;对于DAC通路，测试系统需要通过数字通道产生适当的激励信号，同时，通过自身的波形采样器采集DAC的输出信号并进行运算获得测试结果。但无论对于 ADC还是DAC测试，都要求系统的模拟模块，即波形发生器和波形采样器，与系统的数字通道同步，才能确保测试的准确性。此外，系统还需提供丰富的内置函数，迅速完成对采集信号的运算，才能实现对ADC/DAC的静态和动态特性的测试。因此，在对混合信号芯片的测试过程中，一般需要数字通道、波形发生器、波形分析器、直流电源、时隙分析器、系统时钟等模块，其中波形发生器和波形分析器是决定系统速度和精度的关键环节，本文分别在这两个方面做较详尽的论述。

　　2 传统测试方法面临的挑战

　　传统的基于纯软件的测试方法已经难于应对新型混合信号器件的测试需求，对于混合信号器件，通常要通过测试其互调失真(IMD)、多音频功率比率 (MTPR)等参数，以获得器件的非线性特性，测试这些参数，需要采集大量的数据，并进行大量的运算，传统的测试仪器通常采用基于软件的方法在主机中实现，其缺点在于，一方面限制了运算速度的提高;另一方面，主机和测试台之间存在大量的数据交互，容易造成总线冲突，因而测试效率不高。针对这个情况，一种切实可行的方案是在测试系统前端建立本地仪器子系统，将原来基于软件的信号处理库移植到本地处理器中来完成，仪器子系统集成信号产生和采集的功能，并采用高速DSP进行大量的数学运算，以减少主机处理的时间，消除总线冲突。而且前端子系统与被测器件(DUT)间结构紧凑，可以取得很高的时钟频率，便于灵活地处理多种测试问题，例如，在传统测试系统中，要产生具有ADSL测试所需的动态范围的音频很困难，现在，使用基于DSP的任意波形发生器，这一任务就变得非常容易。这里最新研制的BC3192V50数模混合集成电路测试系统基于VXI总线设计，其最大优点是软件和硬件都具有开放性和标准化的结构，这种结构允许开发新的模块和子系统来加强系统的测试能力，以满足高速发展的集成电路产业的测试需求，针对多频带混合信号IC的测试需要，利用基于DSP的测试系统实现复杂的多频带混合信号芯片测试。