电容输入测试方法技术

本发明专利技术提供了用于估算电容式传感器集成电路芯片的电容数字转换器（ＣＤＣ）的线性值的方法和系统。该估算使用了可以与ＣＤＣ一起位于片上的多个测试电容器，并且包括：获得所述多个测试电容器和所述电容数字转换器的第一输入Ａ和第二输入Ｂ的寄生电容的电容值；将多次排列的所述多个测试电容应用至所述第一输入Ａ和所述第二输入Ｂ，且对于至少一些排列中的每个排列而言，确定使用所获得的电容值的所述ＣＤＣ的期望输出和所述ＣＤＣ的实际测量输出之间的误差；以及使用对于将所述多个测试电容器应用至所述ＣＤＣ的所述第一输入Ａ和所述第二输入Ｂ的所述排列的所确定的误差来确定所述ＤＣＤ的线性误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及诸如互补金属氧化物半导体(CM0Q器件的电子器件的测试， 更具体地，涉及一种和用于电容式传感器信号的电容数字转换的精确测试。
技术介绍
诸如来自德国德雷斯顿(Dresden)的 Zentrum Mikroelektronik Dresden (ZMD)AG 的cLite 电容式传感器信号调节器(或cLite ASSP(专用标准产品))的电容式传感器信号调节集成电路包括电容数字转换器，并且能够将可选范围(例如，就cLite 信号调节器来说为2460pF)内的电容转换为相应的数字量。有利地，cLite 信号调节器当前提供14 位分辨率以及在宽范围电容和温度上非常高的准确性，并且可以用作微控制器或其它切换应用(switch application)。电容式传感器广泛用于众多MEMS的敏感元件中，诸如用于液压控制系统的压力传感器、湿度传感器和液面计。这样的传感器不能接触或直接接触被检测系统或器件，从而即使在恶劣或易爆环境条件下，这样的传感器也有利于工业的直线和角度位置传感器 (industrial linear and angular position sensors)以及___角虫式电 1 立I。电容数字转换器(⑶C)在生产中必须无缺陷，并且希望在生产过程中来验证这点。然而，由于现有的自动测试装置(ATE)不能直接获得或测量电容以便于测试操作，所以电容数字转换器的测试是困难的。
技术实现思路
总体上，可以使用在外部测试电路上的固定电容器来测试差分/单端 (single-ended)模式中的范围选择，这些固定电容器利用低生产量电容设计的模拟复用器在电容数字转换的输入上切换。可以使用精确电容器来得到这些绝对测量的合理精确性。 然而，即使有超精确电容器，但是当尝试测量电容数字转换器的线性值时，困难也会出现。 因此，本文中公开了用于COMS集成电路的，以用于测试电容式传感器信号的电容数字转换的线性值。在一个方面，现有技术中的缺点被克服，并且通过提供估算电容式传感器集成电路芯片的电容数字转换器的线性值的方法来提供其它优点。该方法包括提供多个测试电容器；获得所述多个测试电容器的电容值和所述电容数字转换器的第一输入A和第二输入B的寄生电容；将多次排列的(in multiple permutations)所述多个测试电容器应用 (apply)至所述电容数字转换器的所述第一输入A和所述第二输入B，且对于至少一些排列中的每个排列而言，确定使用所获得的电容值的所述电容数字转换器的期望输出与所述电容数字转换器的实际测量输出之间的误差；以及对于将所述多个测试电容器应用至所述电容数字转换器的所述第一输入A和所述第二输入B的所述至少一些排列使用所确定的误差来确定所述电容数字转换器的线性误差。在另一个方面，提供了一种估算电容数字转换器的线性值的测试系统。该测试系统包括处理器，用来估计将被选择性地应用至所述电容数字转换器的第一输入A和第二输入B的多个测试电容的电容值和所述电容数字转换器的所述第一输入A和所述第二输入 B的寄生电容。所述处理器进一步将多次排列的所述多个测试电容应用至所述电容数字转换器的所述第一输入A和所述第二输入B，且对于至少一些排列中的每个排列而言，确定使用所获得的电容值的所述电容数字转换器的期望输出与所述电容数字转换器的实际测量输出之间的误差。所述处理器针对将所述多个测试电容器应用至所述电容数字转换器的所述第一输入A和所述第二输入B的所述至少一些排列进一步使用所确定的误差来确定所述电容数字转换器的线性误差。通过本专利技术的方法了解其它特征和优点。本专利技术的其它实施例和方面在本文中详细描述，并且视为所要求的专利技术的一部分。附图说明在说明书的结尾部分，特别指出了并且以权利要求书为例清楚地要求了本专利技术的一个或多个方面。结合附图，本专利技术前述的以及其它目的和优点在以下的详细描述中是显而易见的，在附图中图1是根据本专利技术的一个方面的自动测试装置(ATE)的方框图，该自动测试装置耦合至测试电容式传感器集成电路(IC)芯片用于测试该电容式传感器集成电路芯片；图2A是根据本专利技术的一个方面的用于便于估算其电容数字转换器(CDC)的线性值并入了片上测试电容器的电容式传感器集成电路(IC)芯片的一个实施例；图2B概念性地示出了根据本专利技术的一个方面的描述了多个可能的排列中的一个排列的多个测试电容器应用至电容数字转换器的第一输入A和第二输入B，；图3描述了根据本专利技术的一个方面的在电容数字转换器的线性值测试中使用三个片上测试电容器的一组示例性排列、输出公式、计算、测量和错误值；图4是根据本专利技术的一个方面的估算电容数字转换器的线性值的处理的一个实施方式的流程图；以及图5通过图表示出了根据本专利技术的一个方面的绘制了如图3所示的数据组的所确定的误差的线性误差曲线。具体实施例方式根据本专利技术的一个或多个方面，图1描述了与将被测试的电容式传感器集成电路(IC)芯片110耦合的自动测试装置(ATE)系统100。如图所示，ATE系统100包括处理器101，在一个实施例中，该处理器101可以实施下文中所描述的一个或一个以上的处理步骤。可选地，在下文中所描述的一个或一个以上的处理步骤可以通过嵌入在电容式传感器 IC芯片110内的处理器(未示出)来实施。如图2所示，在一个实施例中，通过一组片上测试电容器200使得线性测量变得容易，其中这一组片上测试电容器200将被选择性地切换(在芯片测试期间)为与电容数字转换器(⑶C)电路210的第一输入A或第二输入B并联。在图2A所示的实例中，片上电容 C1切换为与第一输入A的寄生电容Ca并联，而第二片上电容C2和第三片上电容C4切换为与电容数字转换器电路210的第二输入B的寄生电容Cb并联。举例来说，可以通过使用一组电容器使得线性测量变得容易，这一组电容器的电容从一个测试电容器到下一个测试电容器电容值大概变为两倍。因此，在图2A中所示的三个电容器可以包括例如C1为lpF、C2 为2pF和C4为4pF(或者可选地，C1为1. 5pF、C2为3pF和C4为6pF，或者C1为2pF、C2为 4F和C4SSpF)的数值。由于寄生电容的变化，实际的电容值将在一个电容器的实施和下一个电容器的实施之间变化，从而，不能得到精确值。值得注意的是，三个测试电容器足够 (在一个实施例中)用来估算CDC的线性值。图2A中的片上(也就是，在电容式传感器集成电路芯片110中)还示出了存储器 220。在一个实例中，该存储器可以包括板上非易失性EEPR0M，该板上非易失性EEPROM用于存储估算CDC电路的线性值后所建立的标定系数(calibration coefficients) 0因此，标定CDC电路以提高信号调节器(例如，上面指出的cLite ASSP调节器)的精度是可能的。为了实现在此描述的测量的最佳模式，测试电容器为片上电容器，也就是，位于包括被估算的CDC电路的电容式传感器集成电路芯片内。当选择性地将测试电容器与CDC的第一输入A或第二输入B并联连接时，这确保了短连接线的存在，从而，确保了绝对低的寄生电容，该寄生电容与将测试电容和第一输入A或第二输入B并联连接有关联。图2B示意性地示出了使多个测试电容器应用到电容数字转换器的第一输入A或第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种估算电容式传感器集成电路芯片的电容数字转换器的线性值的方法，所述方法包括：提供多个测试电容器；获得所述多个测试电容器和所述电容数字转换器的第一输入Ａ和第二输入Ｂ的寄生电容的电容值；将多次排列的所述多个测试电容器应用至所述电容数字转换器的所述第一输入Ａ和所述第二输入Ｂ，且对于至少一些排列中的每个排列而言，确定使用所获得的电容值的所述电容数字转换器的期望输出与所述电容数字转换器的实际测量输出之间的误差；以及使用将所述多个测试电容器应用至所述电容数字转换器的所述第一输入Ａ和所述第二输入Ｂ的所述至少一些排列的所确定的误差来确定所述电容数字转换器的线性误差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·科布伦斯基，
申请(专利权)人：核心微电子德累斯顿股份公司，
类型：发明
国别省市：DE