高阻器件低频噪声测试技术与应用研究--测试技术介绍

首先，将待测高阻样品放入前端适配器，并检查各硬件模块之间的连接线是否连接正确。然后给器件施加直流信号来激发噪声信号。接下来，根据信号幅值的大小将放大器调至合适的放大倍数。之后，在软件界面上激活频谱采集功能。信号采集结束后，选择信号分析模块对信号进行各种定量分析。最后，将采集的数据和分析后的数据存盘。该测试系统的流程如图3.17所示：该系统涉及到多个仪器和计算机的协同工作，并且要求多个设备之间能够实现数据传输。软件由本实验室自行开发，同时利用了Labview和C语言的混合编程、Labview和Matlab的混合编程已实现软件多样的功能。该软件系统可以实现数据时域到频域的转换、曲线拟合、根据数据筛选样品、自动生成测试报告等多种功能。拟合分为直线拟合及曲线拟合两种方式，可以通过拟合计算噪声信息白噪声幅度，1/f噪声幅度，转折频率，1/f噪声指数因子γ等参数。

3.3.2电流噪声测试系统实现

3.3.2.1测试系统组成模块

电流噪声测试系统的实现同样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、电流放大器、锁相放大器、数据采集卡、计算机组成。软件平台由放大器传输曲线采集模块、数据采集模块、数据分析模块、数据存储模块组成。

硬件平台的各模块与3.3.1节中所述的模块基本相同，区别在于：硬件模块组成中加入了锁相放大器来获取放大器幅频特性曲线I（f），该模块的基本原理请参见图3.14.本系统选用了DSP7265锁相放大器。

软件平台的各模块也与3.3.1节中所述的模块基本相同，但是系统中增加了一个传输函数采集模块。该模块起到控制锁相放大器采集电流放大器幅频特性曲线并将曲线数据输送入计算机的作用。数据通信采用RS232串口通信方式。

3.3.2.2测试系统工作流程

本测试系统的操作同样基于Labview软件平台开发的人机交互界面，通过计算机软件平台控制电流放大器、锁相放大器。操作流程主要分为数据采集和归一化曲线获取两部分。

首先，将待测高阻样品放入前端适配器，并检查各硬件模块之间的连接线是否连接正确。然后给器件施加直流信号来激发噪声信号。接下来，根据信号幅值的大小将放大器调至合适的放大倍数。之后，在软件界面上激活频谱采集功能。

采集结束后，利用锁相放大器获取放大器在该放大倍数下的传输函数。这一步按如下流程操作：

（1）设此时的电流放大器放大倍数为A 0。设置锁相放大器高精度交流正弦信号源输出端电压有效值V 0，将一标准电阻器R 0的一端串接入交流信号源输出端，此时若电阻器另一端也串接入交流信号源输出端，则可得到流经电阻器的电流有效值为I₀ = V₀/ R₀.