2.1　模拟IC测试系统

模拟信号主要是与离散的数字信号相对的连续的信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，例如，气温的变化。而数字信号则是人为抽象出来的在幅度取值上不连续的无穷个离散数字，如图2.1所示。

图2.1　离散数字

电学上的模拟信号主要是时间意义上连续信号，如图2.2所示。

图2.2　连续信号

常见的模拟电路如图2.3所示，有开关、比较器、反相放大器滤波器等。

图2.3　常见模拟电路

早期的模拟信号测试系统所采用的方法与现在实验室里的测量方法很类似，需要为被测电路提供电源、信号源、电压表、电流表等，稍有不同的是，早期模拟测试机制造商会把这些元件堆叠进一个“盒子”里，我们通常称之为白盒（White Box）。然后用一台计算机通过某种通信协议，如通用接口总线（General Purpose Interface Bus，GPIB）、RS232等，来控制各个仪表的动作与测量。要通过外部协议控制不同仪表的动作，需要不断地与仪表进行通信，从而延长了测试时间。另外，当被测器件的复杂程度提高后，需要的仪表数量也会大大增多。但是直到今天，针对某些特殊的应用需求，这种测试方式作为ATE的补充，仍然存在着。

随着小型计算机的发展，中央处理器（Central Processing Unit，CPU）可以直接控制信号发生或测量电路，而不必再用到外部通信协议。这种变化使得测试机制造商更容易开发通用的软件来控制不同单元的协作以完成电路测试，使得测试机更容易标准化。这类模拟测试系统的结构如图2.4所示，主要包括测试系统控制及电源、用户及系统接口、资源及芯片接口、开关矩阵和激励及测量资源等几大模块。

图2.4　模拟测试机系统图

其中，激励及测量资源中的交流测量单元可用来测量AC信号的频率、时延、幅值、相位等。

模拟器件测试需要精确地生成与测量电信号，经常会要求生成和测量微伏（μV）级的电压和纳安（nA）级的电流。相比于数字电路，模拟电路对很小的信号波动都很敏感，DC测试参数的要求也和数字电路不一样，需要更精确的测试单元。模拟器件需要测试的一些参数或特性包括增益、直流偏置、线性度、共模特性、供电、动态响应、频率响应、建立时间、过冲、谐波失真、信噪比、响应时间、串扰、邻近通道干扰、精度和噪声。

相较于数字信号，模拟信号电压电流通常跨度很大，为了满足不同的测试需求，模拟测试机厂商也会提供不同的信号给单元和测量单元，如低压模拟测试模块、高压模拟测试模块、大电流模块、皮安（pA）级小电流模块等。通常模拟测试中提供的资源（如参考电压、驱动电流等）精度或测量电压、电流的精度会高于数字测试机。另外，模拟测试机厂商也会提供一些低速低通道数的数字模块，以满足某些模拟芯片测试中对于数字控制信号的需求。

在数字测试系统中，测试机会为被测电路的每一个引脚（Per-Pin）分配测试资源（信号源或者测量单元）。模拟测试系统一般没有这样的资源，而是采取了矩阵开关（Cross-Point Matrix）的方式来实现被测器件与不同测试机资源的连接，其功能架构如图2.5所示。

图2.5　矩阵开关功能架构

通过不同的开关组合，可以使被测器件引脚与不同的测试机资源相连接，即时分复用。当然这种方式在节省测试机资源的同时，也会相应地拉长测试时间。但在工程世界里，没有“完美”，要考虑的是合理的折中。