高阻器件低频噪声测试技术与应用研究--测试技术介绍

3.3高阻样品噪声测试系统实现

3.3.1电压噪声测试系统实现

3.3.1.1测试系统的组成模块

电压噪声测试系统的实现是一套同时基于软件和硬件平台的测试系统。其中硬件平台由前端适配器、若干同轴电缆、放大电路、数据采集卡、计算机组成。软件平台由数据采集软件模块、数据分析模块、数据存储模块组成。硬件平台的各模块功能如下：

（1）前端适配器

前端适配器负责给样品施加电应力，以激发出器件中的低频噪声信号。我们采用自制的金属盒作为前端适配器。

（2）放大电路

放大电路将从前端适配器激发出的噪声电压信号充分放大，达到可以采集或分析的量级。本系统采用自行搭建的基于AD743的放大电路或SR560低噪声电压放大器。

（3）数据采集卡

数据采集卡的作用是对对放大后的噪声信号进行采集，通过模数转换将信号转换为计算机能识别的格式。本系统采用凌华的2010数据采集卡，可以达到最高200M/s的采样速率。

（4）计算机

计算机起到控制数据采集卡的作用，保证数据采集卡在高采样速率下的实时性。同时计算机平台还起到存储采集数据和对数据进行复杂运算的功能。

（5）同轴电缆

系统中信号在各个硬件模块之间的传输是通过同轴电缆实现的。同轴电缆对干扰的屏蔽能力强，这也是本系统选用它作为信号传输线的主要原因。

软件平台的各模块功能如下：

（1）数据采集模块

数据采集模块的软件代码起到程控数据采集卡实时进行信号采集的作用。本系统中的数据采集模块由Labview图形化语言编写。

（2）数据分析模块

数据分析模块包括傅里叶变换、爆裂噪声分析、宽带噪声分析、曲线拟合等各种子功能模块，为数据处理提供强大的支持。该模块由Matlab、C语言、Labview语言三种程序进行混合编程来实现。

（3）数据存储模块

数据存储模块负责将采集到的大量数据和分析后的结果数据保存到硬盘上。这部分功能由Labview语言编写。

3.3.1.2测试系统工作流程

本测试系统的操作由基于Labview软件平台开发的人机交互界面来完成，实现自动化操作。软件主要界面如下图所示：