某型模拟集成电路测试系统电阻校准方法的研究

张海艳侯凤媛王晓飞，沈阳飞机工业（集团）有限公司 空军驻沈阳地区军事代表局（沈阳 004）



某型模拟集成电路测试系统电阻校准方法的研究

张海艳1侯凤媛2王晓飞3
1，2沈阳飞机工业（集团）有限公司 3空军驻沈阳地区军事代表局（沈阳 110034）

摘 要为可靠校准某型模拟集成电路测试系统自检板电阻，本文简要介绍了某型模拟集成电路测试系统的自检板电阻校准方法，并对电阻校准结果的不确定度进行了评估。

关键词集成电路；测试系统；电阻；校准方法

某型模拟集成电路测试系统包括测试处理、测试数据显示、数据统计、测试程序管理、测试框架自动生成、多种功能集成在一起的测试设备，用于集成运算放大器、比较器、模拟开关、音响电路、电话机电路、三端电源、A/D、D/A等模拟集成电路的直流参数、动态功能及交流参数的测试。模拟集成电路测试系统的检测主要通过自检测试板完成，自检测试板上的电阻测量在测试中占有重要的作用。这就要严格控制电阻的范围。本文主要介绍某型集成电路测试系统电阻的校准方法。

1 校准条件

1.1 环境条件

环境条件为：

（1）环境温度：22℃～26℃；

（2）相对湿度：30%RH～60%RH；

（3）供电电源：交流电压220 V，允许误差极限：±10%。

1.2 校准用标准设备及其他设备

校准用的标准设备应经过计量技术机构检定（或校准），满足校准使用要求，并在有效期内。校准用的标准设备也可采用其他等效校准设备，其允许误差极限绝对值与被校准设备允许误差极限绝对值之比应不大于四分之一，测量范围应能覆盖被测参数变化范围。校准用的标准设备为数字多用表：

（1）电阻测量范围：0.1 Ω～1 MΩ，允许误差极限：±1.2×10-5；

（2）参考型号：34401A型数字多用表。

2 校准项目和校准方法

2.1 校准项目

校准项目为：

（1）外观及工作正常性检查；

（2）自检校准板电阻的校准；

3）系统自检测试。

2.2 校准方法

2.2.1 外观及工作正常性检查

被校准仪器应结构完整，无影响正常工作的机械损伤，开关灵活可靠，并应有明晰的型号、出厂编号等，能够进行正常的电气操作。

2.2.2 自检校准板电阻的校准

2.2.2.1 自检板电阻的技术要求

电阻输入范围：0.5 Ω，允许误差极限：±5E-2；10 Ω～5 kΩ，允许误差极限：±1E-3；50 kΩ～500 kΩ，允许误差极限：±1E-4。

2.2.2.2 自检板电阻的校准过程

按图1连接线路，分别将被校设备自检校准板的精密电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6一端与数字多用表的“HI”端相连接，另一端与数字多用表的“LO”端相连接。利用数字多用表的电阻测量功能分别记下测量值，其结果应符合2.2.2.1的规定。

图1 自检校准板电阻校准连接图

2.2.3 系统自检测试

按图2连接电路。将被校系统的主机与某型运算放大器适配器连接，校准合格的自检校准板插到某型运算放大器适配器插口上。

图2 系统自检测试连接图

打开被校系统主机电源，进入测试系统自检程序界面，如图3所示。鼠标点击桌面上的“选择测试项目”按钮，再点击“执行自检”按钮。

在图3“选择测试项目”栏中，选择需要自检的项目，例如选择对“VIS1”项目进行自检，首先在自检项目选择框中选中“VIS1”，然后单击 “执行自检”按钮，开始自检，自检过程在下方“结果”栏显示，在该选择项的右端显示 “Test”，自检完成后，显示该项“PASS”或“FAIL”，并将结果存储到SelfTest.TXT文件中。

图3 系统自检程序界面

其他参数自检方法同VIS1，如果要对所有项目进行自检，应在自检项目中选择“所有项目（ALL）”选项，然后单击“执行自检”按钮，开始自检，完成所有需要测试的参数。自检程序提供“系统复位”，如需要复位系统，按此按钮。自检完成后，单击“退出”按钮，退出自检程序。

3 自检板电阻校准的不确定度评定

3.1 建立数学模型

设数字多用表读数为RN，被检设备读数为RX，则有：

3.2 电阻校准的不确定度来源

某型模拟集成电路测试系统电阻校准的测量不确定度分量主要来源如表1所示。

表1 自检板电阻校准的测量不确定度分量

3.3 观测值的重复性引入的不确定度分量uA

按本校准规范2.2.2.2项步骤进行操作，由于环境条件不理想、仪器测试不稳定、接头连接的不牢固等各种随机因素，造成测量不重复性。用34401型数字多用表对被校自检板电阻进行校准，测量次数为六次。实测值分别为500.6 Ω、500.5 Ω、500.8 Ω、500.7 Ω、500.6 Ω、500.6 Ω。按公式（1）计算不确定度分量uA：

式中：

xi— 自检板电阻的单次测量结果，单位为Ω；

n— 测量次数；

uA— 观测值的重复性引入的不确定度。

3.4 数字多用表的不准确引入的不确定度分量uB

根据34401型数字多用表的准确度确定半宽度a 为0.05%，并按均匀分布考虑，包含因子为k=3，按公式（2）计算不确定度分量uB：

式中：

a— 标准仪器允许误差极限；

k— 包含因子；

uB—数字多用表准确度引入的不确定度。

3.5 合成标准不确定度uc

合成标准不确定度uc按公式（3）计算：

式中：

uc— 合成标准不确定度；uA— 观测值的重复性引入的不确定度；uB—数字多用表准确度引入的不确定度。

3.6 扩展不确定度U

取扩展因子为k=2，扩展不确定度U按公式（A.4）计算：

式中：

U—扩展不确定度；

k—扩展因子；

uc— 合成标准不确定度。

自检板电阻校准的扩展不确定度为：

4 结论

在日常检定或校准中，根据直流数字式欧姆表检定规程及某型模拟集成电路测试系统的工作原理，对其自检板电阻进行了校准，并对测量结果的不确定度进行了评定。实践结果表明，该校准方法切实可行，能较好的反映自检板电阻的准确与否。

参考文献

［1］国家质量监督检验检疫总局.通用计量术语及定义（JJF1001-2011）［S］.北京：中国质检出版社，2012

（责任编辑：文婷）

中图分类号：TP27

文献标识码：A

文章编号：1003-3319（2016）02-00001-02