某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)電阻校準(zhǔn)方法的研究

張海艷侯鳳媛王曉飛，沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 空軍駐沈陽地區(qū)軍事代表局（沈陽 004）

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某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)電阻校準(zhǔn)方法的研究

張海艷1侯鳳媛2王曉飛3
1，2沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司 3空軍駐沈陽地區(qū)軍事代表局（沈陽 110034）

摘 要為可靠校準(zhǔn)某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)自檢板電阻，本文簡(jiǎn)要介紹了某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)的自檢板電阻校準(zhǔn)方法，并對(duì)電阻校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)估。

關(guān)鍵詞集成電路；測(cè)試系統(tǒng)；電阻；校準(zhǔn)方法

某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)包括測(cè)試處理、測(cè)試數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、測(cè)試程序管理、測(cè)試框架自動(dòng)生成、多種功能集成在一起的測(cè)試設(shè)備，用于集成運(yùn)算放大器、比較器、模擬開關(guān)、音響電路、電話機(jī)電路、三端電源、A/D、D/A等模擬集成電路的直流參數(shù)、動(dòng)態(tài)功能及交流參數(shù)的測(cè)試。模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)的檢測(cè)主要通過自檢測(cè)試板完成，自檢測(cè)試板上的電阻測(cè)量在測(cè)試中占有重要的作用。這就要嚴(yán)格控制電阻的范圍。本文主要介紹某型集成電路測(cè)試系統(tǒng)電阻的校準(zhǔn)方法。

1 校準(zhǔn)條件

1.1 環(huán)境條件

環(huán)境條件為：

（1）環(huán)境溫度：22℃～26℃；

（2）相對(duì)濕度：30%RH～60%RH；

（3）供電電源：交流電壓220 V，允許誤差極限：±10%。

1.2 校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及其他設(shè)備

校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)經(jīng)過計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定（或校準(zhǔn)），滿足校準(zhǔn)使用要求，并在有效期內(nèi)。校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備也可采用其他等效校準(zhǔn)設(shè)備，其允許誤差極限絕對(duì)值與被校準(zhǔn)設(shè)備允許誤差極限絕對(duì)值之比應(yīng)不大于四分之一，測(cè)量范圍應(yīng)能覆蓋被測(cè)參數(shù)變化范圍。校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為數(shù)字多用表：

（1）電阻測(cè)量范圍：0.1 Ω～1 MΩ，允許誤差極限：±1.2×10-5；

（2）參考型號(hào)：34401A型數(shù)字多用表。

2 校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法

2.1 校準(zhǔn)項(xiàng)目

校準(zhǔn)項(xiàng)目為：

（1）外觀及工作正常性檢查；

（2）自檢校準(zhǔn)板電阻的校準(zhǔn)；

3）系統(tǒng)自檢測(cè)試。

2.2 校準(zhǔn)方法

2.2.1 外觀及工作正常性檢查

被校準(zhǔn)儀器應(yīng)結(jié)構(gòu)完整，無影響正常工作的機(jī)械損傷，開關(guān)靈活可靠，并應(yīng)有明晰的型號(hào)、出廠編號(hào)等，能夠進(jìn)行正常的電氣操作。

2.2.2 自檢校準(zhǔn)板電阻的校準(zhǔn)

2.2.2.1 自檢板電阻的技術(shù)要求

電阻輸入范圍：0.5 Ω，允許誤差極限：±5E-2；10 Ω～5 kΩ，允許誤差極限：±1E-3；50 kΩ～500 kΩ，允許誤差極限：±1E-4。

2.2.2.2 自檢板電阻的校準(zhǔn)過程

按圖1連接線路，分別將被校設(shè)備自檢校準(zhǔn)板的精密電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6一端與數(shù)字多用表的“HI”端相連接，另一端與數(shù)字多用表的“LO”端相連接。利用數(shù)字多用表的電阻測(cè)量功能分別記下測(cè)量值，其結(jié)果應(yīng)符合2.2.2.1的規(guī)定。

圖1 自檢校準(zhǔn)板電阻校準(zhǔn)連接圖

2.2.3 系統(tǒng)自檢測(cè)試

按圖2連接電路。將被校系統(tǒng)的主機(jī)與某型運(yùn)算放大器適配器連接，校準(zhǔn)合格的自檢校準(zhǔn)板插到某型運(yùn)算放大器適配器插口上。

圖2 系統(tǒng)自檢測(cè)試連接圖

打開被校系統(tǒng)主機(jī)電源，進(jìn)入測(cè)試系統(tǒng)自檢程序界面，如圖3所示。鼠標(biāo)點(diǎn)擊桌面上的“選擇測(cè)試項(xiàng)目”按鈕，再點(diǎn)擊“執(zhí)行自檢”按鈕。

在圖3“選擇測(cè)試項(xiàng)目”欄中，選擇需要自檢的項(xiàng)目，例如選擇對(duì)“VIS1”項(xiàng)目進(jìn)行自檢，首先在自檢項(xiàng)目選擇框中選中“VIS1”，然后單擊 “執(zhí)行自檢”按鈕，開始自檢，自檢過程在下方“結(jié)果”欄顯示，在該選擇項(xiàng)的右端顯示 “Test”，自檢完成后，顯示該項(xiàng)“PASS”或“FAIL”，并將結(jié)果存儲(chǔ)到SelfTest.TXT文件中。

圖3 系統(tǒng)自檢程序界面

其他參數(shù)自檢方法同VIS1，如果要對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行自檢，應(yīng)在自檢項(xiàng)目中選擇“所有項(xiàng)目（ALL）”選項(xiàng)，然后單擊“執(zhí)行自檢”按鈕，開始自檢，完成所有需要測(cè)試的參數(shù)。自檢程序提供“系統(tǒng)復(fù)位”，如需要復(fù)位系統(tǒng)，按此按鈕。自檢完成后，單擊“退出”按鈕，退出自檢程序。

3 自檢板電阻校準(zhǔn)的不確定度評(píng)定

3.1 建立數(shù)學(xué)模型

設(shè)數(shù)字多用表讀數(shù)為RN，被檢設(shè)備讀數(shù)為RX，則有：

3.2 電阻校準(zhǔn)的不確定度來源

某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)電阻校準(zhǔn)的測(cè)量不確定度分量主要來源如表1所示。

表1 自檢板電阻校準(zhǔn)的測(cè)量不確定度分量

3.3 觀測(cè)值的重復(fù)性引入的不確定度分量uA

按本校準(zhǔn)規(guī)范2.2.2.2項(xiàng)步驟進(jìn)行操作，由于環(huán)境條件不理想、儀器測(cè)試不穩(wěn)定、接頭連接的不牢固等各種隨機(jī)因素，造成測(cè)量不重復(fù)性。用34401型數(shù)字多用表對(duì)被校自檢板電阻進(jìn)行校準(zhǔn)，測(cè)量次數(shù)為六次。實(shí)測(cè)值分別為500.6 Ω、500.5 Ω、500.8 Ω、500.7 Ω、500.6 Ω、500.6 Ω。按公式（1）計(jì)算不確定度分量uA：

式中：

xi— 自檢板電阻的單次測(cè)量結(jié)果，單位為Ω；

n— 測(cè)量次數(shù)；

uA— 觀測(cè)值的重復(fù)性引入的不確定度。

3.4 數(shù)字多用表的不準(zhǔn)確引入的不確定度分量uB

根據(jù)34401型數(shù)字多用表的準(zhǔn)確度確定半寬度a 為0.05%，并按均勻分布考慮，包含因子為k=3，按公式（2）計(jì)算不確定度分量uB：

式中：

a— 標(biāo)準(zhǔn)儀器允許誤差極限；

k— 包含因子；

uB—數(shù)字多用表準(zhǔn)確度引入的不確定度。

3.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc按公式（3）計(jì)算：

式中：

uc— 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度；uA— 觀測(cè)值的重復(fù)性引入的不確定度；uB—數(shù)字多用表準(zhǔn)確度引入的不確定度。

3.6 擴(kuò)展不確定度U

取擴(kuò)展因子為k=2，擴(kuò)展不確定度U按公式（A.4）計(jì)算：

式中：

U—擴(kuò)展不確定度；

k—擴(kuò)展因子；

uc— 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

自檢板電阻校準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度為：

4 結(jié)論

在日常檢定或校準(zhǔn)中，根據(jù)直流數(shù)字式歐姆表檢定規(guī)程及某型模擬集成電路測(cè)試系統(tǒng)的工作原理，對(duì)其自檢板電阻進(jìn)行了校準(zhǔn)，并對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)定。實(shí)踐結(jié)果表明，該校準(zhǔn)方法切實(shí)可行，能較好的反映自檢板電阻的準(zhǔn)確與否。

參考文獻(xiàn)

［1］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.通用計(jì)量術(shù)語及定義（JJF1001-2011）［S］.北京：中國質(zhì)檢出版社，2012

（責(zé)任編輯：文婷）

中圖分類號(hào)：TP27

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）02-00001-02