JJF(鄂) 181-2026 高速数字集成电路测试系统校准规范

JJF(鄂)181—2026校准规范2026-06-02发布2026-09-10实施JJF(鄂)181—2026高速数字集成电路测试系统校准规范主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七○九研究所JJF(鄂)181—2026丁超(中国船舶集团有限公司第七○九研究所)郑锋(中国船舶集团有限公司第七○九研究所)张明虎(中国船舶集团有限公司第七○九研究所)杨燕(中国船舶集团有限公司第七○九研究所)刘倩(中国船舶集团有限公司第七O九研究所)薄涛(中国船舶集团有限公司第七○九研究所)JJF(鄂)181—2026I 1范围 12引用文件 1 13.1用途 13.2原理 13.3结构 24计量特性 24.1测试速率 24.2数字通道间时间偏差 24.3数字通道幅度输出 24.4数字通道上升/下降时间 24.5数字通道抖动输出 25校准条件 25.1环境条件 25.2校准用设备 6.1校准项目 47校准结果表达 88复校时间间隔 9附录A校准原始记录内页参考格式 附录B校准结果的测量不确定度评定 附录C校准证书内页格式 JJF(鄂)181—2026Ⅱ本规范的编制依据JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF10JJF(鄂)181—20262引用文件GB/T17574《半导体器件集成电路第2部分：数字集成电路》凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用本规范。高速数字集成电路测试系统是高速芯片测试的主要设备，在测试接口板上外围电路的配合下形成完善的测试环境，按照被测集成电路数据手册的要求执行相应的电气指标测试项，测试结果是判定高速芯片能否满足使用要求的重要判据。高速数字集成电路测试系统用于对高速数字高速数字集成电路测试系统的测试资源由高测试板卡、系统时间板卡、高精度测量板卡、波形设置板卡等构成，如图1所示。器件器件夹具高速数字集成电路测试系统高速数字集成电路测试系统的高速测试部分主率为32Gbps,为差分结构。高速测试板卡板与普通数字通道板和电源板卡等一样均为统字芯片测试系统的高速数字通道差分输出端和差分输入端通过CABLE(一般为短同轴线),高速数字集成电路测试系统结构图可简化为图2所示：试接口夹具器件4计量特性4.3数字通道幅度输出范围：50mV~4V,最大允许误差：±(10%×测量值)。4.4数字通道上升/下降时间4.5数字通道抖动输出范围：20ps~100ps,最大允许误差：±(10%×JJF(鄂)181—202632)相对湿度：30%～75%;4)无影响仪器正常工作的电磁干扰及机械振动；5)校准过程应在静电安全区域进行。5.2测量标准及其他设备校准用设备应经过法定计量技术机构检定或校准，满足1)带宽：≥48GHz;2)幅度测量范围：50mV~5V,幅度测量最大允许误差优于±(2%×测量值);3)上升时间范围：≤10ps;4)通道偏差时间测量范围：20ps~100ps,最大允许误差优于±10ps;5)抖动测量本底：≤1ps。1)频率测量范围：≥17GHz,最大允6校准项目和校准方法JJF(鄂)181—2026序号校准项目1外观及工作正常性检查23数字通道间时间偏差4数字通道幅度输出5数字通道上升/下降时间6数字通道抖动输出6.2校准方法6.2.1外观及工作正常性检查被校测试系统的外观应完好，各开关、按键等调节正常，不应有影响电气性能的机械损伤，相关控制旋钮、按键等有明确的标志。被校测试系统应有说明书和配套附件，应配备相应的校准适配板。被校测试系统按技术说明书规定时间预热，预热后应显示正常；具备自校准功能的应先进行自校准(包括功能诊断、内部参考检查、自校准等),结果应正常。将测试结果记录到附录A表A.1中。按图3连接校准所需设备。频频率计板探针高速数字集成电板探针图3测试速率参数校准连接图a)将校准适配板安装到测试夹具上，调整探针在X、Y、Z方向上的位置，通过探针与同轴线缆将频率计与校准适配板上的数字通道接口接触，固定此时探针坐标；b)在被校测试系统中设置输出速率为vbv-s(本项中测试速率是指测试系统的数据传输速率，属于功能性指标，一般为被校测试系统的测试速率上限。信号传输速率为频率与每个周期中传输比特数的乘积)的数字信号到选取的数字通道上；c)利用频率计测量输出数字信号的频率值为fD-M;5d)数字信号的速率vDv-m为频率值读数的两倍(一个信号周期内含有两个数据e)按照公式(1)计算被校测试系统测试速率的误差，将测量结果及误差到附录A按图4连接校准所需设备。器板a)将校准适配板安装到高速数字集成电路测试系统测试夹具上，引出高速数字集b)设定基准通道T₁调整两路探针在X、Y、Z方向上的位置，通过探针与同轴线缆将示波器ch1通道，ch2通道与校准适配板上的两个数字通道T1与c)在被校测试系统中设置频率为f,幅度为A的数字信号输出到选取的数字通道T1上；在被校测试系统中设置频率为f,幅度为A的数字信号输出到选取的数字通道T2上；d)设置示波器，时基20ps/div,开启示波器自动测量DELAY,测量幅度设定为e)记录示波器DELAY的数值ta即为数字通道间时间偏差，将测量结果到附录A表f)其他数字通道Tn与T₁间的时间偏差结果测试重复按上述方法进行。JJF(鄂)181—2026按图5连接校准所需设备。板板器a)将校准适配板安装到测试头上，调整探针在X、Y、Z方向上的位置，通过探针台与同轴线缆将校准适配板的数字通道接口与数字示波器的幅度测量通道连接b)将选取的数字通道作为幅度的信号输出通道，设置输出幅度为Us(一般为每50mv、1V、5V至少三个点)、频率为fs(一般为1kHz~100kHz)的方波信号。c)用数字示波器测量方波的幅度为UM;d)按照公式(2)计算被校测试系统数字通道幅度输出的误差，将测量结果及误差记Us——系统数字通道设置的幅度值，V;U——数字示波器测得的幅度值，V。e)重复a)~d)步骤，完成对其它数字通道设置单元幅度输出校准点的校准。按图6连接校准所需设备。JJF(鄂)181—2026板板示波器探针a)将校准适配板安装到测试夹具上，调整探针在X、Y、Z方向上的位置，通过探针d)根据使用说明书设置数字示波器的上升/下降时间测量的参数(如将上升时间定义的幅值变化区间设置为10%~90%);e)对于单端信号，直接测得其上升时间t,_和字示波器的数学函数功能对两通道的差分信号进行减法处理，示波器校准示波器校准适配板探针a)将校准适配板安装到测试夹具上，调整探针在X、Y、Z方向上的位置，通过探针JJF(鄂)181—20268b)根据数字通道抖动输出校准点，在被校测试系统中设置输出频率为fp-s(一般为每量程的最低点、中间点、最高点，至少三个点)、抖动值为JD-s(一般为每量程的最低点、中间点、最高点，至少三个点)的抖动信号到选取的数字通道接口上；c)用数字示波器的抖动测量功能(选用“确定性抖动DJ”测量功能)测量该数字通道接口上的抖动信号，读取数字示波器测得的确定性抖动值为JD-M;d)按照公式(3)计算被校测试系统驱动器抖动输出的误差，将测量结果及误差在7校准结果表达(c)进行校准的地点(如果与实验室的地址不同)。(d)证书或报告的唯一性标识(如编号),每页及总页数的标识；(1)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对校准过程中被校对象的设置和操JJF(鄂)181—202698复校时间间隔高速数字集成电路测试系统复校时间间隔一般不超过12个月。送校单位也可根据实JJF(鄂)181—2026附录A校准原始记录内页参考格式系统设定值外观工作正常性频率实测值表A.2测试速率计算值检查结果误差扩展不确定度数字通道间同步偏差时间ta/ps扩展不确定度(k=2)幅度设定值幅度实测值误差扩展不确定度信号类型实测值/s系统设定值/s误差/s扩展不确定度单端信号幅度：上升时间速率：下降时间差分信号幅度：上升时间速率：下降时间JJF(鄂)181—2026示值误差JJF(鄂)181—2026B.1测量不确定度评定参数高速数字集成电路测试系统参数校准项目有4项，本附录说明高速数字集成电路测试B.2.1测量方法数字通道间时间偏差校准采用直接测量的方法，用数字B.2.2测量模型B.2.3不确定度来源及合成标准不确定度计算公式1)校准适配器转接引入的不确定度uB₀;2)测试探针接触稳定性引入的不确定度uB1;3)数字实时示波器测量不确定度uB2;4)数字通道间时间偏差测量重复性引入不确定度uA。B.2.4测量不确定度评定下面以频率8Gbps、幅度为1V的数字方波信号为例计算。1)校准适配器转接引入的不确定度uBo(B类评定)JJF(鄂)181—20262)测试探针接触稳定性引入的不确定度uB₁(B类评定)通过设置z轴运动坐标，发现每移动1mm距离测量结果变化7ps,视为均匀分布，u2=4.1ps。3)数字示波器测量不确定度uB₂(B类评定)引用数字实时示波器MSO73304DX的说明书得知，影响偏差时间测量的因素为增量4)偏差时间测量重复性引入不确定度uA(A类评定)下面以频率8Gbps、幅度为1V的数字方波信号为例计算。用数字示波器对测试系统数字通道间偏差时间进行连续10次独立测量。测量结果数次数12345测量值(ps)次数6789测量值(ps)B.2.5合成标准不确定度不确定度来源分布k标准不确定度测试探针接触稳定性引入的不确定度均匀4.1ps数字示波器测量不确定度均匀偏差时间测量重复性引入不确定度一以上各项标准不确定度分量互不相关的，合成标准不确定度为：JJF(鄂)181—2026B.2.6扩展不确定度取包含因子k=2,扩展不确定度的计算公式为：B.3数字通道幅度输出测量不确定度评定参数B.3.1测量方法数字通道幅度输出校准采用直接测量的方法，用数字示B.3.2测量模型B.3.3不确定度来源及合成标准不确定度计算公式1)校准适配器转接引入的不确定度uB₀;2)测试探针接触形变引入的不确定度UB1;3)数字实时示波器测量不准引入不确定度UB2;4)数字示波器垂直分辨率引入不确定度uB3;5)幅度测量重复性引入不确定度UA。B.3.3.2相对合成标准不确定度计算公式B.3.4测量不确定度评定下面以频率8Gbps、幅度为1V的数字方波信号为例计算。1)校准适配器转接引入的不确定度uBo(B类评定)同条件下，对校准适配器输入同样信号进行测试，显示该不确定度分量小于0.05mV可忽JJF(鄂)181—20262)测试探针接触形变引入的不确定度uBI(B类评定)度，通过设置z轴运动坐标，发现每移动1mm距离测量结果变化5%×测量值+5mV,视为均匀分布，按B类评定，幅度测试点1V时，3)数字示波器测量不准引入不确定度uB₂(B类评定)引用数字实时示波器MSO73304DX的校准证书和说明书得知，影响幅度测量的因素为DC增益误差，DC增益的最大允许误差为0.86%,按B类评定，幅度测试点1V时，4)数字示波器垂直分辨率引入不确定度uB₃(B类评定)引用数字实时示波器MSO73304DX的校准证书和率为8bit引入误差为0.3%测量值，其半宽区间为0.15%测量值，按均匀分布考虑，选取k=√3,得出由分辨力引入的不确定度分量为：UB₃=0.15%1√3=0.08%,按B类评定：5)幅度测量重复性引入不确定度uA(A类评定)幅度测试点1V时，在相同条件下，测量10次。测量结果数据如下：次数12345测量值(mV)次数6789测量值(mV)B.3.5合成标准不确定度不确定度来源分布k标准不确定度测试探针接触稳定性引入的不确定度均匀JJF(鄂)181—2026数字示波器测量不准引入不确定度均匀数字示波器垂直分辨率引入不确定度均匀幅度测量重复性引入不确定度以上各项标准不确定度分量互不相关的，合成标准不确定度为：B.3.6扩展不确定度取包含因子k=2,扩展不确定度的计算公式为：B.4.1测量方法数字通道上升时间校准采用直接测量的方法，用数字示B.4.2测量模型B.4.3不确定度来源及合成标准不确定度计算公式1)校准适配器转接引入的不确定度uB₀;2)测试探针接触不稳定性引入的不确定度UB1;3)数字示波器跳变时间引入的不确定度分量uB2;4)高数字示波器显示分辨力引入的不确定度分量UB3;5)上升时间测量重复性引入不确定度uA。B.4.4测量不确定度评定1)校准适配器转接引入的不确定度uBo(B类评定)校准适配器转接长度为1.6mm、转接孔径0.125mm,根据校准适配器高频传输特性测2)测试探针变形引入的不确定度uB₁(B类评定)度，通过设置z轴运动坐标，发现每移动1mm距离测量结果变化5ps,视为均匀分布，3)数字示波器跳变时间引入的不确定度分量uB2(B类评定)k=√3,得出数字示波器跳变时间引入的不确定度分量：UB₂=4.2ps。4)数字示波器显示分辨力引入的不确定度分量uB3(B类评定)根据数字示波器的技术手册，上升时间测量的分辨力为9ps,按均匀分布考虑，选取k=√3,得出由分辨力引入的不确定度分量：UB₃=5.2ps。5)上升时间测量重复性引入不确定度uA(A类评定)利用数字示波器对测试系统驱动器单元输出的方波信号进行连续10次独立测量，测次数12345测量值(ps)次数6789测量值(ps)按A类评定，0B.4.5合成标准不确定度JJF(鄂)181—2026不确定度来源不确定度分量分布k标准不确定度测试探针接触稳定性引入的不确定度均匀数字示波器跳变时间引入的不均匀数字示波器显示分辨力引入的不确定度分量均匀上升时间测量重复性引入不确定度以上各项标准不确定度分量互不相关的，合成标准不确定度为：取包含因子k=2,扩展不确定度的计算公式为：B.5.1测量方法数字通道抖动输出校准采用直接测量的方法，用示波器B.5.2测量模型B.5.3不确定度来源及合成标准不确定度计算公式1)校准适配器转接引入的不确定度uB₀;2)测试探针接触压力引入的不确定度uB₁;JJF(鄂)181—20263)数字示波器时基误差引入的不确定度分量uB2;4)数字示波器垂直噪声引入的不确定度分量UB3;5)抖动测量重复性引入不确定度UA。B.5.3.2相对合成标准不确定度计算公式B.5.4测量不确定度评定以驱动器抖动输出100ps(基础信号频率为1