[发明专利]一种多通道相关的低频噪声测试装置及分析方法

说明书

本发明公开了一种多通道相关的低频噪声测试装置及分析方法，所述测试装置包括：待测器件模块，用于为待测器件提供外部的偏置电压，引入待测器件需要关注的噪声信号并输出；第一路噪声测试通路，用于将所述待测器件模块输出的第一路小信号噪声放大和数字化采样以得到第一路数字噪声信号；第二路噪声测试通路，用于将所述待测器件模块输出的第二路小信号噪声放大和数字化采样以得到第二路数字噪声信号；频谱分析模块，用于根据采样后的两路数据，对每个通路分别计算各通道的噪声谱情况，然后再进行两个通路之间的相关性分析或进行噪声消除。

技术领域

本发明涉及低频噪声测试技术领域，特别是涉及一种多通道相关的低频噪声测试装置及分析方法。

背景技术

随着电子设备精密程度不断提升，对器件的稳定性提出了更高的要求。器件内部噪声成为了制约高精密设备的关键因素。器件内部载流子的涨落形成了器件的主要噪声。为此，开展器件噪声测试分析成为了衡量器件好坏的关键手段之一，同时，器件的低频噪声特性与器件的可靠性之间具有紧密的联系，低频噪声已经成为了表征器件质量和可靠性的重要参数，开展器件低频噪声的测试和分析具有重要的意义。

低频噪声测试设备目前主要采用通用仪器构建，通过低噪声放大模块实现对关键信号的处理与识别。在低频噪声采集过程中影响低频噪声测量准确性的因素有两个：1、测量过程受低频噪声电压的随机性影响，导致测试结果有偏差；2、测试设备的噪声掩盖了低频噪声电压，无法识别噪声信号。在实际设备中，测量时间无法无限增长，设备噪底无法设计地非常低，因此，迫切需要提出新的有效手段解决该问题。

为了提升低频噪声的测量精度，传统通用仪器搭建的测试系统已经被逐渐完善，各类专用测试系统被构建出来，同时，提出了互谱法等多种手段降低测试过程中的噪声影响，但是这些手段均以单通道为监测目标，无法测量通道间低频噪声的情况。

典型结构的低频噪声测试系统如图1所示，其中包括器件适配器(与被测器件一体)、偏置器、低噪声放大器、数据采集卡和微型计算机五部分，器件适配器和偏置器主要是根据待测器件噪声测试的具体要求，提供偏置电压、偏置电流、源电阻，使之处于相应的测试状态。待测的噪声信号经过前置放大器和数据采集卡被送至微机进行数据的分析处理、存储和打印输出。

然而，这种传统的测试结构以单一模式，需要解决测量时间和设备如低噪声放大器噪底两个问题，这种低频噪声测试系统仅适用于测试目标噪声较大的器件。

现有技术也提出了采用相关方法来改进低频噪声测试系统结构，如图2所示，该改进的低频噪声测试系统采用了两个前置放大器模块(前放A和前放B)，通过在互谱模块对两个模块的采样结果进行互相关消除，能够消除测量过程中前置放大器引入的差模噪声，从而降低了对测试前置放大器的噪声要求。

这种低频噪声测试结构采用两个前置放大器结构，消除了通路间的差模噪声，但是，该系统只能测量单一通道，并未能考虑到多通道间的相关性。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种多通道相关的低频噪声测试装置及分析方法，以通过对两个通道分别进行噪声的测量，能够更好的分析噪声的产生阶段，有助于更好的提取频谱特性，同时通过利用频谱转移特性，实现对通道间共模噪声的消除，解决对传统测量过程中无法消除共模噪声的难题。

为达上述及其它目的，本发明提出一种多通道相关的低频噪声测试装置，包括：

待测器件模块，用于为待测器件提供外部的偏置电压，引入待测器件需要关注的噪声信号并输出；

第一路噪声测试通路，用于将所述待测器件模块输出的第一路小信号噪声放大和数字化采样以得到第一路数字噪声信号；

第二路噪声测试通路，用于将所述待测器件模块输出的第二路小信号噪声放大和数字化采样以得到第二路数字噪声信号；