專利名稱：表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微波技術(shù)的發(fā)展，微帶電路和系統(tǒng)的設(shè)計逐步變成傳輸線、單片微波集成電路和微波無源電路的設(shè)計和應(yīng)用，表面貼裝是目前微波器件發(fā)展的一個重要方面。小型化表面貼裝微波器件系列產(chǎn)品主要包括功分器、耦合器、90度電橋等，滿足無線通信、導(dǎo)航、雷達(dá)等電子設(shè)備的小型化、表面貼裝及電性能需求，具有廣闊的市場前景。一個表面貼裝微波器件在出廠或投入使用前必須要經(jīng)過嚴(yán)格的性能測試，表面貼裝微波器件的主要測試設(shè)備是矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，通過網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試，可以得到產(chǎn)品的S參數(shù)，通過轉(zhuǎn)換最終得到產(chǎn)品的各項電性能參數(shù)。目前國內(nèi)用于表面貼裝微波器件的控制器主要采用兩路互補(bǔ)差分信號(0V/-5V)進(jìn)行控制，當(dāng)需要對微波器件進(jìn)行性能測試時，需要通過增加一些電平轉(zhuǎn)換電路來實現(xiàn)。然而，由于此類控制器工作的特殊性，需要測試的參數(shù)又十分繁多，這導(dǎo)致測試工作量相當(dāng)大。以數(shù)控衰減器為例，常用的數(shù)控衰減器為5位或6位，因此，一個頻率點下就需要測試25或26個狀態(tài)數(shù)據(jù)，測試工作量可想而知。此外，現(xiàn)有微波器件測試電路還存在測試系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)計和搭建成本高，增加了微波器件的測試成本；測試效率低且難以適用于批量測試；電流串?dāng)_現(xiàn)象嚴(yán)重，微波器件性能參數(shù)測量結(jié)果準(zhǔn)確度低、可靠性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，以有效降低測試工作量，降低微波器件測試成本，提高測試效率和微波器件測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，它包括用于控制單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路中多個通道通斷的微控制器MCU，用于將來自微控制器MCU的多個通道的單端TTL電壓信號轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)的差分電壓信號的單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路，和用于測量待測表面貼裝微波器件各項技術(shù)參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；
微控制器MCU的單端TTL電壓信號輸出端與單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的差分電壓信號輸出端與被測表面貼裝微波器件的控制信號輸入端連接，被測表面貼裝微波器件的射頻輸入端與射頻輸出端分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。進(jìn)一步地，表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)還包括用于向微控制器MCU下發(fā)測試指令的上位機(jī)，上位機(jī)與微控制器MCU連接。進(jìn)一步地，表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)還包括用于為微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路提供供電的直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源分別與微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的電源端相連。作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路包括第一晶體管101、第二晶體管102、第三晶體管103、電壓源104和電流源105，第一晶體管101的柵極和漏極分別與電流輸入Iin連接，電流輸入Iin還與第二晶體管102的柵極相連，第一晶體管101、第二晶體管102和第三晶體管103共用一個公共源極，第二晶體管102的源極與第三晶體管103的源極之間并聯(lián)有相互串聯(lián)的電流源105和電壓源104，電流源105通過電壓源104與第三晶體管103的柵極相連，第二晶體管102的漏極為電流Iout N輸出，第三晶體管103的漏極為電流Iout P輸出。進(jìn)一步地，第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管均可采用NMOS晶體管。進(jìn)一步地，第二晶體管102與第三晶體管103為差分晶體管對。進(jìn)一步地，電壓源104與電流源105之間接地。本發(fā)明的有益效果是
1)由單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路將直流穩(wěn)壓電源輸出的單端TTL電壓信號(0V/5V)轉(zhuǎn)換為差分電壓信號(0V/-5V)，通過微控制器MCU來控制差分信號的通斷，從而實現(xiàn)了測試控制，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實現(xiàn)對微波器件性能的測試，大大提高了微波器件的測試效率，可適用于批量生產(chǎn)及批量測試，而且測試結(jié)果準(zhǔn)確度高，可靠性好；
2)單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路不存在來自地電流和電流源之間的串?dāng)_，能夠在更高的頻率上(可高達(dá)200MHz)處理信號，進(jìn)一步提高了微波器件性能參數(shù)測試結(jié)果的準(zhǔn)確度；
3)本測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計和搭建成本低，有效控制了微波器件的測試成本。


圖1為本發(fā)明測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框 圖2為本發(fā)明單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路原理 圖中，101-第一晶體管，102-第二晶體管，103-第三晶體管，104-電壓源，105-電流源，G極-柵極，D極-漏極，S極-源極。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。如圖1所示，表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，它包括用于控制單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路中多個通道通斷的微控制器MCU，用于將來自微控制器MCU的多個通道的單端TTL電壓信號轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)的差分電壓信號的單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路，和用于測量待測表面貼裝微波器件各項技術(shù)參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。微控制器MCU的單端TTL電壓信號輸出端與單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的差分電壓信號輸出端與被測表面貼裝微波器件的控制信號輸入端連接，被測表面貼裝微波器件的射頻輸入端與射頻輸出端分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。進(jìn)一步地，表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)還包括用于向微控制器MCU下發(fā)測試指令的上位機(jī)，上位機(jī)與微控制器MCU連接。上位機(jī)可用來控制整個測試系統(tǒng)的工作方式，并可用于切換測試狀態(tài)。進(jìn)一步地，表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)還包括用于為微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路提供供電的直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源分別與微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的電源端相連。直流穩(wěn)壓電源為整個測試電路提供供電，可以分別提供5V、-5V的電源，測試系統(tǒng)通過微控制器MCU來控制單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路中6個通道的通斷，通斷時序間隔及延時由寫入微控制器MCU的程序來控制，可以通過改變微控制器MCU程序來調(diào)整測試過程中各個狀態(tài)之間的時間間隔及延時，以便于更好地完成測試。單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路將來自微控制器MCU的6通道單端TTL電平(6路)轉(zhuǎn)換為6通道互補(bǔ)的差分信號(12路)輸出。如圖2所示，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路包括第一晶體管101、第二晶體管102、第三晶體管103、電壓源104和電流源105，第一晶體管101的柵極和漏極分別與電流輸入Iin連接，電流輸入Iin還與第二晶體管102的柵極相連，第一晶體管101、第二晶體管102和第三晶體管103共用一個公共源極，第二晶體管102的源極與第三晶體管103的源極之間并聯(lián)有相互串聯(lián)的電流源105和電壓源104，電壓源104與電流源105之間接地，無電流流入接地端，因為沒有與地直接相連的部件，因此不存在來自地電流的串?dāng)_。電流源105通過電壓源104與第三晶體管103的柵極相連，第二晶體管102的漏極為電流Iout N輸出，第三晶體管103的漏極為電流Iout P輸出。第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管均采用NMOS晶體管。第二晶體管102與第三晶體管103為差分晶體管對，電壓輸入到第二晶體管102和第三晶體管103，該電壓被轉(zhuǎn)換為電流，產(chǎn)生差分電流輸出。電流輸入Iin被輸入到單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路。第一晶體管101將Iin轉(zhuǎn)換為電壓，在第一晶體管101上有一電壓降,使得在第一晶體管101、第二晶體管102和第三晶體管103共用的公共源極處的電壓為1/2V (V為輸入電壓)。電流流經(jīng)第一晶體管101，加到第二晶體管102的電流上，然后流經(jīng)第三晶體管103的源極以Iout P輸出。為產(chǎn)生Iout N, Iin流經(jīng)第一晶體管101，加到第二晶體管102的電流上，然后在第二晶體管102的漏極處以Iout N輸出。Iout N與Iout P為互補(bǔ)電流。單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的一個優(yōu)點是可以獲得明顯的電流增益。如果通過第二晶體管102的漏極與第一晶體管101的漏極的比值設(shè)為4:1，將第三晶體管103的漏極與第二晶體管102的漏極的比值設(shè)為4:1，則可獲得8倍的電流增益，如果將第二晶體管102的漏極與第三晶體管103的漏極處的電位設(shè)置為比第一晶體管101的漏極處高4倍，則在第三晶體管103處即可獲得4倍的電流增益，從而為差分信號提供8倍的總電流增益。
權(quán)利要求
1.表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于它包括用于控制單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路中多個通道通斷的微控制器MCU，用于將來自微控制器MCU的多個通道的單端TTL電壓信號轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)的差分電壓信號的單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路，和用于測量待測表面貼裝微波器件各項技術(shù)參數(shù)的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀； 微控制器MCU的單端TTL電壓信號輸出端與單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的差分電壓信號輸出端與被測表面貼裝微波器件的控制信號輸入端連接，被測表面貼裝微波器件的射頻輸入端與射頻輸出端分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于它還包括用于向微控制器MCU下發(fā)測試指令的上位機(jī)，上位機(jī)與微控制器MCU連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于它還包括用于為微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路提供供電的直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源分別與微控制器MCU和單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的電源端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述的單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路包括第一晶體管101、第二晶體管102、第三晶體管103、電壓源104和電流源105，第一晶體管101的柵極和漏極分別與電流輸入Iin連接，電流輸入Iin還與第二晶體管102的柵極相連，第一晶體管101、第二晶體管102和第三晶體管103共用一個公共源極，第二晶體管102的源極與第三晶體管103的源極之間并聯(lián)有相互串聯(lián)的電流源105和電壓源104，電流源105通過電壓源104與第三晶體管103的柵極相連，第二晶體管102的漏極為電流Iout N輸出，第三晶體管103的漏極為電流Iout P輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述的第一晶體管、第二晶體管和第三晶體管均采用NMOS晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述的第二晶體管102與第三晶體管103為差分晶體管對。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，其特征在于所述的電壓源104與電流源105之間接地。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面貼裝微波器件自動測試系統(tǒng)，它包括微控制器MCU、單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路和矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；微控制器MCU的單端TTL電壓信號輸出端與單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路連接，單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路的差分電壓信號輸出端與被測表面貼裝微波器件連接，被測表面貼裝微波器件的射頻輸入端與射頻輸出端分別與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀相連。本發(fā)明由單端-差分信號轉(zhuǎn)換電路將直流穩(wěn)壓電源輸出的單端TTL電壓信號轉(zhuǎn)換為差分電壓信號，通過微控制器MCU來控制差分信號的通斷，通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀實現(xiàn)對微波器件性能的測試，大大提高了微波器件的測試效率，可適用于批量生產(chǎn)及批量測試，而且測試結(jié)果準(zhǔn)確度高；結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計和搭建成本低。
文檔編號G01R31/00GK103063957SQ20121058357
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者黃存根, 吳永清, 徐仁遠(yuǎn) 申請人:成都泰格微電子研究所有限責(zé)任公司