半导体集成电路 直接数字频率合成器测试方法-编制说明

国家标准《半导体集成电路直接数字频率合成器的测试方

法》(征求意见稿)编制说明

1工作简况

1.1任务来源

《半导体集成电路直接数字频率合成器的测试方法》国家标准的制定任务由计划主管部门国标委下达，归口单位为全国集成电路标准化分技术委员会（SAC/TC78/SC2），项目计划号为20182276-T-339。标准主要起草单位为成都振芯科技股份有限公司、中国电子技术标准化研究院。

1.2起草单位简介

成都振芯科技股份有限公司成立于2003年6月，注册资本56000万元，是专业致力于集成电路芯片与系统设计开发，并按照业界标准流程进行技术研发、生产经营和管理的高速成长型企业。公司自参与军用集成电路科研生产任务以来，技术实力持续提升，现已成长为总装军用电子元器件骨干研制单位之一。

公司在高速DDS芯片研制上，有扎实的项目研制基础，目前已经形成了包括单通道300MSPS-5GSPS、多通道1GSPS-2.5GSPS完整的DDS系列产品，承担多项新品、预研、型谱、核高基DDS重大专项等纵向项目和若干横向项目。不仅弥补了国内抗辐照DDS、超高速大带宽DDS以及多通道DDS产品的空白，也为军用元器件的国产化以及打破军用高端器件的进口限制做出了突出的贡献，形成了一套直接数字频率合成器产品研发、生产和测试的完整流程。

在抗辐照DDS领域，公司是首家进行抗辐照DDS开发的单位，并且是目前唯一具有宇航级DDS 星载应用的单位，2015年，公司产品GMXXX完成了航天5院的宇航级CASTC认证，并提供航天2院203所、航天804所进行产品开发，目前已经在北斗XX上正常运行。在多通道DDS领域，我公司已具有4款多通道项目的前期积累，并基于十二五核高基建立了多通道DDS技术平台，该平台可以支持后续的单通道/多通道DDS系列产品开发。公司目前推出的1GHz 四通道12位DDS，1GHz 四通道14位DDS，4GHz单通道14位DDS、1.6GHz四通道12位DDS等产品已在中电14所、中电38所、中电35所、中电20所、兵器206所等单位批量应用，积累了大量的应用经验，为后续的产品的验证及推广提供保障。此外，公司DDS产品已广泛应用于航天产品及各大雷达系统，累积销售金额近5000万。

1.3主要工作过程

任务下达后，公司成立了标准编制组，落实了职责，制定了编标计划。根据直接数字频率合成器的特点，首先查找了包括IEC和美军标在内的国际国内通用规范和测试方法，均没有找到针对直接数字频率合成器的测试方法；项目组再尝试与国际主流的器件设计生产公司的技术人员沟

通，确认也没有可参考的测试标准；在此过程中，项目组还与目前全球主要测试设备供应商安捷伦、泰克、罗德与斯瓦茨及力科等大公司的高级技术人员进行了多次交流，也没有能用于直接数字频率合成器的标准测试方法。编制组收集了国内外相关标准和技术资料，主要有GB/T 17574-1998 《半导体器件集成电路第2部分:数字集成电路》和SJ 20961-2006 《集成电路AD和DA转换器测试方法的基本原理》，结合产品测试特点，经过公司内部多次分析讨论，最终确立了标准使用的范围，标准的内容提纲，编制组整理出《半导体集成电路直接数字频率合成器的测试方法》进行内部讨论，预计向用户单位、同行单位、检测机构发函咨询，征求对该标准的编制意见。

2标准编制原则和确定主要内容的论据及解决的主要问题

2.1本标准制定原则

本标准依据GB/T 1.1-2009规则起草，确立了标准结构为范围、规范性引用文件、一般要求、详细要求、说明事项。

直接数字频率合成器主要包括相位累加器、波形ROM、D/A转化器等。它是利用数字方式累加相位，再以相位之和作为地址来查询正弦函数表，从而得到表示正弦波幅度的离散数字序列，最后经D/A变换得到模拟正弦波输出。该技术具有频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续、输出频率的带宽较大、可输出任意波形、易于集成，功耗低等特点。在军民应用领域，直接数字频率合成器采样率从数百兆到数千兆，已在通信、仪器仪表、雷达、电子对抗等各类设备中得到广泛应用。但项目组查阅了国军标、国标和行业标准，目前国内还没有一个相对完整的直接数字频率合成器标准测试方法。各公司都是采用自己总结的测试方法或者借鉴国外技术手册中的测试方法，同行业单位也急需要一个标准的直接数字频率合成器测试方法来参照，通过直接数字频率合成器电路测试方法标准的制定，对直接数字频率合成器电路的测试原理、测试程序、测试方法作出规定，统一测试方法形成标准。本标准的指标体系不仅涵盖了民用的参数，也覆盖了军用领域的参数指标，像输出宽带杂散、输出窄带杂散、通道隔离度、相位噪声等都是民用和军用产品非常关注的指标。其测试方法都是综合了TI、ADI等一些大厂的原芯片手册的测试方法，最终形成了这些参数的测试方法。。

本测试方法不仅适用于军品领域的测试，也适用于民品领域的测试。测试方法基本原理是相同的，区别只是体现在温度范围的测试，军温-55℃～125℃；民品-40℃～85℃，本公司采用本测试方法验证的直接数字频率合成器产品本公司采用本测试方法验证的直接数字频率合成器产品GM4940、GMD9852、GM4912年产量过千万片，已广泛应用于航天产品及各大雷达系统。

2.2标准的主要内容与依据

本标准的主要的技术内容包括：满幅输出电流、增益误差、通道间输出幅度匹配误差、输出

失调电流、电压适应范围、积分非线性、微分非线性、通道间相位差、时钟输入频率、时钟输入

幅度、时钟输入偏置电压、单频点功耗、输出宽带杂散、输出窄带杂散、通道隔离度、相位噪声

等参数测试方法。

本标准引用了测试方法参照GB/T 17574-1998《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电

路》及SJ 20961-2006 《集成电路AD和DA转换器测试方法的基本原理》标准术语和定义及部分测

试方法，分为静态参数和动态参数。规定了所有参数测试的方法、图表说明及波形说明。

本标准参照了TI、ADI、MAXIM等国外主流公司的直接数字频率合成器产品的数据手册，提取

了能表征直接数字频率合成器产品特性的主要参数作为研制内容，并在此基础上新增了通道间输

出幅度匹配误差等参数的测试方法。

2.3本标准解决的主要问题

本标准规定了直接数字频率合成器的术语，定义和参数说明。本标准考虑了行业产品的覆盖

性，同时综合考虑行业技术发展因素将对本标准的影响，既保证了标准的可操作性，也考虑了标

准的先进性。

直接数字频率合成器接口电路测试方法和半导体集成电路CMOS电路测试方法的基本原理相

似，国内的测试方法中，有与之相似的但不完全相同，项目组重点查找并借鉴了这方面的标准和

方法，主要包括：GB/T 17574-1998 《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路》。其中主

要参考国家标准GB/T 17574-1998 《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路测试方法》，

包括输入高电平电压、输入低电平电压、输出高电平电压、输出低电平电压、输入高电平电流、

输入低电平电流、输入电容、输出电容、建立时间、保持时间等指标，从定义到测试方法都可以

从中借鉴。部分动态参数如：增益误差（E G）、积分非线性（INL）、微分非线性（DNL）等测试

方法参照SJ 20961-2006 《集成电路AD和DA转换器测试方法的基本原理》。

本标准制定时结合了公司产品的特点，并借鉴了国外一些原产品的数据手册，制定了直接数

字频率合成器的静态参数和动态参数的测试方法。为了覆盖标准参数体系，进一步提升测试方法

的规范性，增加了通道隔离度、相位噪声的测试方法。

2.3.1增加参数如下

a）满幅输出电流 Full-scale Output Current

输入数码全为“1”时测得的最大输出电流。对于某些差分输出的转换器，若输入数码全为“1”时，正端输出满量程电流，则负端输出满量程电流时输入数码需全为“0”。

b）增益误差 Gain Error