在半导体测试领域，自动化测试设备（ATE）机架中的各种电子子系统发挥着重要作用，其中电压 - 电流（VI）源卡用于进行半导体测试。VI 卡的功能是提供稳定的电压和电流源，并对半导体器件的电气特性进行测量。参数测量单元（PMU）负责为被测器件（DUT）生成激励（电压和电流），并检测相应的电压和电流。这种测量通过 PMU 的多路复用电压电流（MVIx）输出实现，而模数转换器（ADC）则用于测量响应。通过对这些测量结果的分析，可以确定器件的电气性能，并发现潜在的缺陷。
VI 卡包含多个子系统通道，更多的 VI 通道能够实现 DUT 的并行测试，从而有效减少测试时间和成本。
自动化测试设备应用中的 ADC
德州仪器的 ADS9813 ADC 是一款基于 18 位逐次逼近寄存器（SAR）架构的八通道、2MSPS / 通道同步采样数据采集（DAQ）系统。其高通道密度使得更多的 PMU 单元能够并行运行，大大减少了测试时间和成本。ADS9813 能够在所有模拟输入通道上同时对输入信号进行采样，这在测量对顺序采样引起的输入通道间相位延迟敏感的情况时尤为重要。
ADS9813 器件的完整集成模拟前端具备过压输入钳位、1MΩ 输入阻抗、独立的可编程增益放大器（PGA）、可编程低通滤波器（LPF）和 ADC 输入驱动器。此外，该 ADC 还拥有低漂移精密基准，并集成了一个输入缓冲器以用作外部基准。这些特性不仅减小了 ATE 应用中的信号链尺寸，而且由于减少了额外的外部元件，降低了 PMU 输出和 ADC 输入之间的误差贡献。
设计示例
在为 ATE 应用选择 ADC 时，需要确定以下关键参数：
测量精度
ADC 的测量精度可以使用总体未调误差（TUE）进行计算。完成系统级校准后，偏移误差和增益误差可以忽略不计，只需考虑偏移热漂移和增益热漂移。为了减少热漂移误差，可以使用散热器来降低 PMU 和 ADC 的温度变化。
为了提高精度，PMU 和 ADC 可以共享一个共同的基准电压。以这种比例方式配置基准电压可以消除基准漂移误差。
工作条件偏移热漂移增益热漂移
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快速通道选择
VI 卡的每个 PMU MVIx 输出都可以连接到 ADC 通道。此外，该子系统可以使用多路复用器将多个 PMU 输出连接到一个 ADC 通道。例如，每个 PMU 具有 8 个 MVIx 输出通道，这些通道经过多路复用后连接到一个 ADC 输入通道，这样可以为 VI 仪表卡实现更高的通道密度并降低成本。
使用多路复用器时，ADC 的模拟输入带宽必须更高，以便准确地捕获多路复用器输出切换时 PMU 输出信号的变化。ADS9813 具有两种用户可选的模拟输入带宽：低噪声模式下的带宽高达 22.7kHz，宽带宽模式下的带宽高达 700kHz。高带宽模式使 ADS9813 能够对多路复用的 PMU 输出信号进行采样，因为该器件可在 7.5s 中将信号阶跃稳定至满量程（FS）信号的 99.95%。在需要较少 PMU 输出测量的应用中，低噪声模式可以优化信号带宽与噪声性能。
带宽模式稳定时间性能表现
同步系统中的多个器件
当使用多个 ADS9813 器件同时对数据进行采样时，可以共享采样时钟以实现对所有 PMU 输出的同步采集。同时，每个单独 ADS9813 的数据输出和数据时钟必须一起路由到专用 FPGA 输入，以并行读取所有器件的数据。
