世界仍是模擬的（下）

　　在開(kāi)始對一個(gè)DAC進(jìn)行評估時(shí)，Munson和Colangelo采用了人工方法執行臺式測試設備。“我們需要首先理解器件是如何工作的，”Colangelo說(shuō)，“在這之后，我們才能進(jìn)行自動(dòng)化測試。我們也必須確保頻譜分析儀不會(huì )在我們的測量過(guò)程中增加失真。”為了得到盡可能最佳的性能，他們使用了兩臺頻譜分析儀來(lái)評估他們的DAC。“我們使用了一臺高達100MHz的Rohde Schwarz的頻譜分析儀，”Colangelo表示，“在100MHz以上，我們又轉而使用了一臺Agilent的儀器。”

　　Munson和Colangelo對元件功能及他們的評估板不會(huì )增加失真充滿(mǎn)信心，之后他們運行了一系列自動(dòng)測量。他們使用在National Instruments的LabView上編寫(xiě)的軟件來(lái)控制圖形發(fā)生器和頻譜分析儀。利用臺式測試設備，Munson和Colangelo將使用ATE系統進(jìn)行一系列溫度和電源電壓方面許多相同的測量。

　　ADC是ADI公司的另一類(lèi)核心產(chǎn)品，由產(chǎn)品工程師Chris Carney對該類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行評估。他對這些具有差分LVDS和單端CMOS數字輸出的ADC進(jìn)行測試。

　　“通常，350Msps是從CMOS到LVDS的轉折點(diǎn)，”Carney說(shuō)，“但是一些用戶(hù)甚至想要以更低的速度實(shí)現LVDS輸出。”那些在100Msps至200Msps速度條件下使用ADC的用戶(hù)可能寧愿使用LVDS，因為其差分輸出的電壓擺幅更小。

　　Carney的ADC評估板可連接到一個(gè)FIFO存儲器板上。兩種型號的存儲器分別為16KB和32KB，這使他可以全速運行ADC，并在將數據傳輸到電腦之后進(jìn)行脫機數據分析。像Munson和Colangelo一樣，Carney在進(jìn)行自動(dòng)測量之前，先在臺式設備上人工開(kāi)始運行他的評估程序。

　　他的FIFO板與被稱(chēng)為L(cháng)abAlyzer的自主ADC測試軟件一起運行，該軟件是利用LabView編寫(xiě)的可執行程序。利用LabAlyzer，Carney配置了一個(gè)ADC，它可以對數據進(jìn)行采集，并執行FFT來(lái)測量失真和積分非線(xiàn)性能力。他的任務(wù)之一是控制一個(gè)調節ADC輸入偏置電壓的寄存器。一旦他發(fā)現了最理想的偏置電壓，設計工程師就可以為待生產(chǎn)的器件芯片中的這個(gè)電壓進(jìn)行設置。


　　音頻CODEC

　　ADI公司也生產(chǎn)包括DAC、ADC、采樣率轉換器，以及運行若干音頻算法的數字信號處理器等的一系列音頻集成電路。在數字音頻產(chǎn)品工程設計經(jīng)理Steven Roy的指導下，產(chǎn)品工程師Chirag Patel對音頻CODEC進(jìn)行了評估。他評估的是適用于汽車(chē)音響系統的最新的AD1938。它包括4個(gè)立體聲DAC和2個(gè)立體聲ADC。該器件是AD1836A的升級型號，后者有3個(gè)立體聲DAC和2個(gè)立體聲ADC。新型汽車(chē)具有有8個(gè)揚聲器的音響系統，需要4個(gè)立體聲DAC。

　　從評估板開(kāi)始，Patel為具體運作模式配置了CODEC。他利用一個(gè)串行外設接口（SPI）端口將采樣率、串行數據格式和音量等寫(xiě)入了寄存器。該器件包括18個(gè)用戶(hù)寄存器，以及若干僅用于內部診斷的寄存器。該評估板通過(guò)一個(gè)USB端口與電腦進(jìn)行通信。

　　在首次調試一個(gè)新的元件時(shí)，Patel遇到了一些與他的同事Munson和Colangelo同樣的問(wèn)題——辨別噪聲的來(lái)源。“這是一個(gè)克服困難的過(guò)程，”Patel表示，“如果我看見(jiàn)了電源線(xiàn)上的噪聲，我就會(huì )使用一個(gè)外置電源，而不使用評估板的電源。”

　　Patel利用來(lái)自一臺音頻精度測試儀的單音和多音信號，對CODEC的IMD、THD＋噪聲、線(xiàn)性、信噪比（SNR）和串擾進(jìn)行了測量。在THD＋噪聲測試中，他通常使用在器件最大輸入電平之下的1dB振幅的1kHz正弦波形，而對二次和三次諧波的測量使用的是音頻測試儀。

　　Patel最初進(jìn)行評估和調試的器件大約有50個(gè)。作為其臺式評估的一部分，Patel以盡可能多的運行模式對器件的功能進(jìn)行檢查。在臺式測試之后，Patel使用ATE系統以進(jìn)一步描述器件的特征，以發(fā)現主要數字接口的時(shí)序限制。

　　數字時(shí)序特征描述可以包括與彼此有關(guān)的相位差數字信號，這是Patel組織測量和把握時(shí)間的關(guān)鍵。他描述了給定溫度范圍、電源電壓和晶圓制造過(guò)程中的變化對CODEC特征的影響。如果元件滿(mǎn)足了規范要求，他就會(huì )在A(yíng)TE系統上對大約500個(gè)元件進(jìn)行統計學(xué)評估。根據統計，他可以為數據資料提供元件的典型值和保證值。這種統計學(xué)測量包括模擬特征的THD＋噪聲和SNR。

　　“我們通常會(huì )在試生產(chǎn)運行中保留大約50%的加工晶圓，以防我們需要做出臨時(shí)的改變，”Patel說(shuō)，“如果這種變化只是CODEC邏輯電路，那么，新的原型元件可以在大約3個(gè)星期內準備完畢。如果這種變化需要的是模擬電路器件，這個(gè)變化可能需要花12個(gè)星期。”


　　RF器件

　　ADI公司還生產(chǎn)RF和光學(xué)元件，這些元件是由RF及無(wú)線(xiàn)（RFW）組的工程師進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測試的。高級產(chǎn)品工程師Tom Kelly對RF產(chǎn)品，例如功率檢波器、放大器、乘法器和調制器，以及對數檢測器（log detector）等光學(xué)元件進(jìn)行評估。RFW組有若干自動(dòng)測試臺，Kelly使用其中之一測試AD8349，這是一種用于GSM和CDMA移動(dòng)電話(huà)的700MHz至2.7GHz的正交調制器。

　　在對AD8349進(jìn)行評估期間，Kelly利用圖3所示的測試裝置測量了噪聲、相鄰頻道功率泄漏比（ACLR）和邊頻帶。Aeroflex信號發(fā)生器可產(chǎn)生I和Q調制信號。為了測量調制器的性能，Kelly用一臺Rohde Schwarz頻譜分析儀對調制器的輸出頻譜進(jìn)行了測量。

　　圖4顯示了對一個(gè)雙載波101 W-CDMA信號進(jìn)行的ACLR測量。為了進(jìn)行測量，Kelly調制了兩個(gè)以頻率隔開(kāi)的W-CDMA通道，以使一個(gè)通道將它們分開(kāi)。然后，他在未用通道中看到了信號泄漏，以及頻率上下的雙載波。在這種情況下，可以發(fā)現這個(gè)無(wú)線(xiàn)電連接調制器（AD_RLM）與AD8349之間相鄰頻道的差值約為4dB。圖5顯示了這一邊頻帶測量。

校準在測量邊頻帶抑制時(shí)至關(guān)重要。“傳統上，我們都是使用一只HP矢量電壓表進(jìn)行信號校準，”Kelly解釋道，“自從這種設備不再生產(chǎn)以來(lái)，我們正在嘗試使用VNA或高速示波器。”

　　Kelly擔心如何校準將會(huì )影響一個(gè)調制器I和Q基帶輸入信號。如果該信號的振幅和正交并不相等，Kelly將會(huì )看到一個(gè)不希望得到的邊頻帶。即使有完美的振幅匹配，正好為1U的相位誤差也會(huì )引起-40dBc的不希望得到的邊頻帶。1U相位和0.5dB的振幅誤差可產(chǎn)生-30dBc的不需要的邊頻帶。

　　ADI公司的工程師要花幾個(gè)星期的時(shí)間利用臺式設備、實(shí)驗室自動(dòng)測試臺和生產(chǎn)ATE系統對新型集成電路設計進(jìn)行評估。用于生產(chǎn)的一種產(chǎn)品必須得到一位產(chǎn)品工程師的批準，產(chǎn)品工程師會(huì )向設計人員提供有價(jià)值的反饋。