脉冲电压测量单元设计
本文选题:脉冲电压 + LXI总线 ; 参考:《桂林电子科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:半导体器件广泛应用于航空航天、交通运输、电力等重点领域,而我国半导体的材料、制造工艺、生产技术等与美国等发达国家相比,仍有比较大的差距。为加快国内半导体器件工艺等技术的发展,需要研制脉冲电压测量装置,用来测试半导体器件的动态参数。本系统采用了LXI总线技术,因此能够快速地组建分布式测试系统。目前,国际上脉冲电压测量单元并不同时具备高速和高分辨率的功能特征,针对此现状,需要研制高速高精度的脉冲电压测量单元。本论文根据系统指标要求,讨论了脉冲电压测量单元的主要组成部分及其实现方式,通过分析和比较提出了脉冲电压测量单元的系统设计方案。本设计主要完成了模拟前端电路设计、信号采集存储与控制电路设计、LXI总线接口电路设计三大部分的工作。模拟前端电路主要是对模拟输入信号进行调理,使其能够在模数转换器输入信号的范围之内。该电路主要包括无源衰减网络电路、阻抗变换电路、后级放大电路、ADC驱动电路等。信号采集存储与控制电路采用采样率为160MSa/s的ADS4126作为模数转换器,采用FPGA对采样数据进行接收与缓存,设计并完成了脉冲电压信号的实时检测电路。LXI接口电路采用ARM芯片S3C2440作为网络接口电路的主控器,并在ARM中移植Linux操作系统。MAC层采用DM9000,而物理层采用芯片DP83640。系统的硬件电路设计完成后,对各组成部分电路及整机进行了测试验证。测试结果表明:该设备的各项功能和指标都能达到本课题的设计要求。
[Abstract]:Semiconductor devices are widely used in aerospace, transportation, electric power and other key fields. However, compared with the developed countries such as the United States, there is still a big gap in semiconductor materials, manufacturing technology and production technology in China. In order to accelerate the development of semiconductor device technology in China, it is necessary to develop a pulse voltage measuring device to test the dynamic parameters of semiconductor device. This system adopts LXI bus technology, so it can set up distributed test system quickly. At present, the pulse voltage measurement units in the world do not have the characteristics of high speed and high resolution at the same time. In view of this situation, it is necessary to develop high speed and high precision pulse voltage measurement units. In this paper, according to the requirements of the system, the main components of the pulse voltage measurement unit and its implementation are discussed, and the system design scheme of the pulse voltage measurement unit is put forward through analysis and comparison. This design mainly completes the design of analog front-end circuit, signal acquisition, storage and control circuit design and LXI bus interface circuit design. The analog front-end circuit mainly adjusts the analog input signal so that it can be within the range of the analog-digital converter input signal. The circuit mainly includes passive attenuation network circuit, impedance conversion circuit, rear amplifier circuit and ADC drive circuit. The signal acquisition, storage and control circuit uses ADS4126 with sampling rate of 160MSa/s as A / D converter, and uses FPGA to receive and cache the sampled data. The real time detection circuit of pulse voltage signal. LXI interface circuit uses ARM chip S3C2440 as the main controller of network interface circuit. The Linux operating system .MAC layer is transplanted to ARM using DM9000, while the physical layer adopts DP83640. After the hardware circuit design of the system is finished, the circuit and the whole machine are tested and verified. The test results show that the functions and specifications of the equipment can meet the design requirements of the subject.
【学位授予单位】:桂林电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN307
【参考文献】
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,本文编号:1930937
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