為了節(jié)約成本，半導(dǎo)體測(cè)試服務(wù)提供商在購(gòu)買測(cè)試儀時(shí)很少會(huì)將可選配置全部配齊。通常他們只會(huì)根據(jù)測(cè)試需求考慮選擇哪些配置，然后將測(cè)試儀中的可用資源與待測(cè)產(chǎn)品配對(duì)。以RF測(cè)試儀為例，此類測(cè)試儀僅用于測(cè)試RF器件，因此只包含RF資源和一些外圍支持資源，例如DC源、精密測(cè)量單元(PMU)、TMU和很少幾個(gè)數(shù)字管腳通道。

　　而另一方面，為了滿足現(xiàn)代RF應(yīng)用的需求，RF器件的性能在不斷提高。如今的RF器件已經(jīng)不只工作在RF頻段，還可以產(chǎn)生和/或捕獲中/低頻信號(hào)。因此，測(cè)試工程師在決定升級(jí)測(cè)試儀之前一定要仔細(xì)消化和理解器件的測(cè)試要求。例如，我們現(xiàn)在有一只待測(cè)的RF器件，需要測(cè)量其DC偏移，測(cè)量參數(shù)如下：頻率10 MHz、幅度300-600mV、輸出阻抗~300?、最大DC偏移1.5V ± 10%(見(jiàn)圖4)。

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　　圖4 ：帶DC偏移的AC信號(hào)及其測(cè)量參數(shù)限制

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　　表1 ：圖4所示的TMU設(shè)置和待測(cè)參數(shù)

　　當(dāng)然，對(duì)此例，最理想的測(cè)量方案是將測(cè)試儀升級(jí)為具備數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理(DSP)能力，但這樣會(huì)使測(cè)試成本變得非常高。于是我們會(huì)想到，如果RF測(cè)試儀本身就具備有限的一些資源能夠滿足以上要求呢?對(duì)此，我們做如下說(shuō)明：

　　PMU是用于精確DC測(cè)量的儀器，但它不能用于測(cè)量DC偏移。而且，用一個(gè)模擬濾波器濾除信號(hào)中的AC成分也會(huì)影響DC偏移。這些都會(huì)使測(cè)試板的設(shè)計(jì)和測(cè)試程序的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜。

　　RF測(cè)試儀中的RF數(shù)字轉(zhuǎn)換器也不能用，因?yàn)槠漭斎胱杩?50Ω或75Ω)太低，而被測(cè)件(DUT)為高阻輸出，這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)電平被拉跨，從而使測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。此時(shí)我們可以考慮在RF數(shù)字轉(zhuǎn)換器之前增加一級(jí)緩沖放大器，但前提是必須仔細(xì)評(píng)估該放大器的固有偏移，因?yàn)檫@也會(huì)使測(cè)試板設(shè)計(jì)與測(cè)試程序結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜。

　　在有其他選擇時(shí)，利用TMU測(cè)量DC偏移可能并非最佳方案，但卻絕對(duì)是最簡(jiǎn)單也最便宜的方案。我們將在下文中詳細(xì)介紹該方法。

　　利用TMU測(cè)量直流偏移

　　通常，TMU所帶的都是高阻輸入端口，這一點(diǎn)對(duì)圖4中所舉例子而言確實(shí)非常必要，因此，在輸入阻抗方面不存在問(wèn)題。采用這種方法時(shí)，只需在測(cè)試板上留出一條通道用以連接DUT的輸出管腳與TMU的輸入端口，無(wú)需其他外部元件與電路。某些測(cè)試儀甚至具備一條內(nèi)部總線，可用于連接TMU與其他資源。此時(shí)，連專門為DUT與TMU留通道都沒(méi)必要了。

　　該方法的基本思路是利用TMU中信號(hào)檢測(cè)器的功能。一旦檢測(cè)器檢測(cè)到達(dá)到感興趣的參數(shù)閾值和信號(hào)變化斜率的情況，就會(huì)向CPU發(fā)送一個(gè)觸發(fā)信號(hào)。該功能允許程序員利用折半查找法搜尋離信號(hào)峰值和谷值非常近的點(diǎn)，設(shè)搜尋結(jié)果為VMax和VMin點(diǎn)，那么DC偏移的幅度就可表示為：

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　　圖5所示為簡(jiǎn)化的VMax和VMin的搜索過(guò)程：

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　　圖5 ：簡(jiǎn)化的VMax和VMin搜索過(guò)程

　　當(dāng)然，該方法也可能存在一些局限性，例如：

　　1. TMU不能象數(shù)字轉(zhuǎn)換器一樣測(cè)量所有AC信號(hào)參數(shù)，例如噪聲電平、THD、SNR等;

　　2. 輸入信號(hào)的幅度必須非常穩(wěn)定，否則搜索結(jié)果永遠(yuǎn)不會(huì)收斂;

　　3.該方法不能用于任意信號(hào)，對(duì)正弦波信號(hào)采用該方法效果最好;

　　4.由于需要進(jìn)行折半查找，所以該方法耗時(shí)較長(zhǎng)，信號(hào)頻率越低，查找周期越長(zhǎng);

　　但我們可以想辦法減少查找的周期數(shù)，或者至少將查找周期數(shù)限制為一個(gè)固定值。

　　本文小結(jié)

　　采用TMU后，測(cè)試板的設(shè)計(jì)和測(cè)試程序都得到了極大簡(jiǎn)化，因?yàn)榇藭r(shí)無(wú)需向測(cè)試板上添加任何電路，也無(wú)需向測(cè)試程序中添加任何校準(zhǔn)程序。實(shí)際應(yīng)用也證明該方法可以在可接受的測(cè)試時(shí)間內(nèi)得到滿足要求的測(cè)試結(jié)果。