资源简介
湖北 省地 方计 量技 术规 范
JJF (鄂)181—2026
高速数字集成电路测试系统
校准规范
Calibration Specification for High-speed Digital Integrated
Circuit Testing Systems
2026-06-02 发布 2026-09-10 实施
湖北 省市 场监 督管 理局 发布
JJF(鄂)181—2026
高速数字集成电路测试系统
校准规范
Calibration Specification for High-speed Digital Integrated Circuit Testing Systems
JJF(鄂)181-2026
归口 单位：湖北省市场监督管理局
主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七〇九研究所
本规范委托中国船舶集团有限公司第七〇九研究所负责解释
JJF(鄂)181—2026
本规程主要起草人：
人：
丁超(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)郑锋(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)张明虎(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)
杨燕(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)刘倩(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)薄涛(中国船舶集团有限公司第七〇九研究所)
JJF(鄂)181—2026
目录
引言 II
1 范围 1
2 引用文件 1
3 概述 1
3.1 用途 1
3.2 原理 1
3.3 结构 2
4 计量特性 2
4.1 测试速率 2
4.2 数字通道间时间偏差 2
4.3 数字通道幅度输出 2
4.4 数字通道上升/下降时间 2
4.5 数字通道抖动输出 2
5 校准条件 2
5.1 环境条件 2
5.2 校准用设备 3
6 校准项目和校准方法 3
6.1 校准项目 3
6.2 校准方法 4
7 校准结果表达 8
8 复校时间间隔 9
附录 A 校准原始记录内页参考格式 10
附录 B 校准结果的测量不确定度评定 12
附录 C 校准证书内页格式 21
I
引言
本规范的编制依据 JJF1071-2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》、JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。
本规范为首次发布。
II
高速数字集成电路测试系统校准规范
1 范围
本规范适用于 8 Gbps~32 Gbps 测试速率范围内的高速数字集成电路测试系统校准。
2 引用文件
本规范引用了下列文件：
GB/T 17574 《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。
3 概述
3.1 用途
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。
3.2 原理
高速数字集成电路测试系统用于对高速数字芯片进行技术指标参数测试，验证其功能、时序、功耗等指标是否满足使用要求。
高速数字集成电路测试系统的测试资源由高速数字通道板卡、数字通道板卡、时间测试板卡、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。
波形
设置 ……
板卡
器件
测试接口板
高速数字集成电路测试系统
高精
度测
量板
卡
高速
数字
通道
板卡
数字
通道
板卡
时间
测试
板卡
系统
时间
板卡
夹具
图 1 高速数字集成电路测试系统示意图
1
JJF(鄂)181—2026
3.3 结构
高速数字集成电路测试系统的高速测试部分主要依托高速数字测试板卡， 目前最高速率为 32 Gbps，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一标准形式和同一接口形式，区别仅在于所使用的 CABLE 和 PogoPin 速率更高。高速数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)， PogoPin 与测试接口板相连，再通过夹具与被测器件建立信号连接。
高速数字集成电路测试系统结构图可简化为图2 所示：
测试 接口板
夹具
器件
+
OUT
-
+
IN
高速数字集成电路测试系统
高速数字板卡
CABLE
-
图 2 高速数字集成电路测试系统测试链路结构示意图
4 计量特性
4.1 测试速率
范围：8 Gbps~32 Gbps，最大允许误差：±2×10-5。
4.2 数字通道间时间偏差
不超过 100 ps。
4.3 数字通道幅度输出
范围：50 mV~4 V，最大允许误差：±(10%×测量值)。
4.4 数字通道上升/下降时间
不超过 50 ps。
4.5 数字通道抖动输出
范围：20 ps~100 ps，最大允许误差：±(10%×测量值+10ps)。
5 校准条件
5.1 环境条件
1)环境温度：(23±5)℃;
2
JJF(鄂)181—2026
2)相对湿度：30%～75%;
3)供电电源：(220±11)V，(50±1)Hz;
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，满足校准使用要求，并在有效期内。
5.2.1 数字示波器
1)带宽：≥48 GHz;
2)幅度测量范围：50 mV~5 V，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：20 ps~100 ps，最大允许误差优于±10 ps;
5)抖动测量本底：≤1ps。
5.2.2 频率计
1)频率测量范围：≥17 GHz，最大允许误差优于±(2×10-7 ×测量值)。
5.2.3 探针
1)带宽：≥20 GHz。
5.2.4 校准适配板
1)带宽：≥20 GHz;
2)阻抗：50 Ω± 1 Ω。
6 校准项目和校准方法
6.1 校准项目
校准项目见表1。
3
表1 校准项目一览表
序号
校准项目
校准方法条款
1
外观及工作正常性检查
6.2.1
2
测试速率
6.2.2
3
数字通道间时间偏差
6.2.3
4
数字通道幅度输出
6.2.4
5
数字通道上升/下降时间
6.2.5
6
数字通道抖动输出
6.2.6
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。
6.2.2 测试速率
按图3连接校准所需设备。
高速数字集成电路测试系统
校准
适配
板
频率 计
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vDV-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fDV-M ;
4
d)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位)，即vDV-M = 2fDV-M ;
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表A.2中：
5
ΔvDV = vDV-S _vDV-M
(1 )
式中：
ΔvDV ——系统测试速率的误差;
vDV-S ——系统设定输出数字信号的速率值，Gbps;
vDV-M ——经频率计测量后计算得出数字信号的速率值，Gbps。
6.2.3 数字通道间时间偏差
按图4连接校准所需设备。
高速数字集成电路测试系统
校准
适配
板
数字
示波
器
探针
探针
图 4 数字通道间时间偏差参数校准连接图
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，引出高速数字集成电路测试系统高速数字通道T1、T2、 ……Tn;
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T2接触，固定此时探针坐标;
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50%，ch1为参考通道，ch2为被测通道;
e)记录示波器DELAY的数值td 即为数字通道间时间偏差，将测量结果到附录A表A.3中;
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。
6.2.4 数字通道幅度输出
JJF(鄂)181—2026
按图5连接校准所需设备。
高速数字集成电路测试系统
校准
适配
板
数字
示波
器
探针
图 5 数字通道幅度输出参数校准连线图
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，固定此时探针坐标;
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录在附录 A 表 A.4 中：
(2 )
ΔU = US _UM
式中：
ΔU ——系统数字通道设置单元幅度输出的误差，V;
US ——系统数字通道设置的幅度值，V;
UM ——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。
6.2.5 数字通道上升/下降时间按图 6 连接校准所需设备。
6
JJF(鄂)181—2026
高速数字集成电路测试系统
校准
适配
板
数字
示波
器
探针
图 6 数字通道上升/下降时间参数校准连线图
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数字示波器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数字通道输出幅值为UDR-S (根据被校测试系统的技术手册选取典型值，如 1 V)、速率为vDR-S (一般选取被校测试系统能够达到的最大测试速率，如 32 Gbps)的方波信号。
c)如果被校测试系统输出的方波信号为单端信号，则选取数字示波器的某一个通道与校准适配板上的某个数字通道接口相连接;如果被校测试系统输出的方波信号为差分信号，则需要将数字示波器上的两个通道分别与校准适配板上的两个数字通道接口相连接;
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tr-s 和下降时间tf -s ;对于差分信号，则利用数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，测量处理后的信号波形的上升时间tr-D 和下降时间tf -D，将测量结果记录在附录 A 表A.5 中。
6.2.6 数字通道抖动输出
按图7连接校准所需设备。
高速数字集成电路测试系统
校准
适配
板
数字
示波
器
探针
图 7 数字通道抖动输出参数校准连线图
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
7
JJF(鄂)181—2026
与同轴线缆将数字示波器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)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fDJ-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JDJ-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JDJ-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附录 A 表 A.6 中：
ΔJDJ = JDJ-S _ JDJ-M (3)
式中：
ΔJDJ ——系统驱动器抖动输出的误差，s;
JDJ-S ——系统驱动器抖动输出的设定值，s;
JDJ-M ——数字示波器测得的抖动值，s。
7 校准结果表达
校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：
(a)标题，如“校准证书”;
(b)实验室名称和地址;
(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;
(e)客户的名称和地址;
(f)被校对象的描述和明确标识;
(g)进行校准的日期;
(h)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号;
(i)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明;
(j)校准环境的描述;
(k)校准结果及其测量不确定度的说明;
(l)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作进行说明;
8
JJF(鄂)181—2026
(m)对校准规范的偏离的说明;
(n)校准证书和校准报告签发人的签名或等效标识;
(o)校准结果仅对被校对象有效的声明;
(p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。
8 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际使用情况自主决定复校时间间隔。
9
附录 A 校准原始记录内页参考格式
表 A.1 外观及工作正常性检查
项目
检查结果
外观
工作正常性
表 A.2 测试速率
系统设定值vDV-S/Gbps
频率实测值fDV-M/GHz
计算值 vDV-M/Gbps
误差
△vDV/Gbps
扩展不确定度
(k=2)
表 A.3 数字通道间时间偏差
通道
数字通道间同步偏差时间 td/ps
扩展不确定度(k=2)
表 A.4 数字通道幅度输出
频率设定值
fS/Hz
幅度设定值US/V
幅度实测值UM/V
误差△U/V
扩展不确定度
(k=2)
表 A.5 数字通道上升/下降时间
信号类型
信号参数
项目
实测值/s
系统设定值/s
误差/s
扩展不确定度
(k=2)
单端信号
幅度：
上升时间(tr-S )
速率：
下降时间(tf-S )
差分信号
幅度：
上升时间(tr-D )
速率：
下降时间(tf-D )
10
表 A.6 数字通道抖动输出
抖动输出频率fDJ- S/Hz
抖动设定值JDJ-S/s
抖动标准值JDJ-M/s
示值误差
△JDJ
扩展不确定度(k=2)
11
附录 B 校准结果的测量不确定度评定
B.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系统数字通道间同步偏差时间等参数的测量不确定度评定的程序。
B.2 数字通道间时间偏差测量不确定度评定参数
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，用数字示波器直接测量高速数字集成电路测试系统数字通道间输出延迟的时间数值。
B.2.2 测量模型
Td x = Td N (4)
式中：TdX-数字示波器测量值;
TdN-数字通道间时间偏差输出值;
B.2.3 不确定度来源及合成标准不确定度计算公式B.2.3.1 不确定度来源
经分析，引入的不确定度分量来源包括：
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.2.3.2 相对合成标准不确定度计算公式
以上不确定度分量互不相关，合成标准不确定度计算公式如下：
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 uB0(B 类评定)
校准适配器转接长度为 1.6 mm、转接孔径 0.125 mm，根据校准适配器高频传输特性测试数据，其引人的时间偏差小于 0.1 ps，远小于其他不确定度分量，故忽略不计。
12
2)测试探针接触稳定性引入的不确定度 uB1(B 类评定)
由通道切换装置在通道切换过程中，Z 轴行程导致测试探针变形，引入测量不确定度，通过设置 z 轴运动坐标，发现每移动 1 mm 距离测量结果变化 7 ps，视为均匀分布，u2=4.1 ps。
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时间测量精度 555 fs，视为均匀分布，即 uB2=0.4 ps。
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。测量结果数据如下：
次数
1
2
3
4
5
测量值(ps)
19.24
19.57
18.92
18.68
19.05
次数
6
7
8
9
10
测量值(ps)
18.94
19.06
20.63
19.94
19.85
按 A 类评定， B.2.5 合成标准不确定度
标准不确定度各分量汇总见下表。
表 1 数字通道间时间偏差测量不确定度分量表
不确定度来源
不确定度分量
评定方法
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
uB1
B 类
均匀
3
4.1ps
数字示波器测量不确定度
uB2
B 类
均匀
3
0.4ps
偏差时间测量重复性引入不确
定度
uA
A 类
—
1.28ps
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：
13
B.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：
U = k . uc = 8.6ps (6)
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，用数字示波器直接测量高速数字集成电路测试系统输出不同的电压幅度。
B.3.2 测量模型
AX = AN (7)
式中：AX-示波器测量值;
AN-示波器校准仪输出值。
B.3.3 不确定度来源及合成标准不确定度计算公式
B.3.3.1 不确定度来源
经分析，引入的不确定度分量来源包括：
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
以上不确定度分量互不相关，合成标准不确定度计算公式如下：
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 uB0(B 类评定)
校准适配器转接长度为 1.6 mm、转接孔径 0.125 mm，根据高速信号传输原理以及相同条件下，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 0.05 mV 可忽略不计。
14
2)测试探针接触形变引入的不确定度 uB1(B 类评定)
由通道切换装置在通道切换过程中，Z 轴行程导致测试探针变形，引入测量不确定度，通过设置 z 轴运动坐标，发现每移动 1 mm 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，uBmV。
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，
uB2=5.0mV;
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 的校准证书和说明书得知，数字示波器垂直分辨率为 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% /、3 = 0.08%，按 B 类评定：幅度测试点 1 V 时，uB2=0.8 mV;
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
1
2
3
4
5
测量值(mV)
1012
1063
1045
1012
1008
次数
6
7
8
9
10
测量值(mV)
1055
1023
1045
1029
1048
按 A 类评定，。 B.3.5 合成标准不确定度
标准不确定度各分量汇总见下表。
表 2 数字通道幅度输出测量不确定度分量表
不确定度来源
不确定度分量
评定方法
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
uB1
B 类
均匀
3
31.8mV
15
数字示波器测量不准引入不确
定度
uB2
B 类
均匀
3
5.0mV
数字示波器垂直分辨率引入不
确定度
uB3
B 类
均匀
3
0.8mV
幅度测量重复性引入不确定度
uA
A 类
19.75mV
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：
U = k . uc = 75.6mV (9)
B.4 数字通道上升时间测量不确定度评定参数
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，用数字示波器直接测量高速数字集成电
路测试系统数字通道输出不同的上升时间。
B.4.2 测量模型
TrN (10)
式中：TrX-数字示波器上升时间测量值;
TrN-高速数字集成电路测试系统数字通道输出值;
TrB-数字示波器上升时间。
B.4.3 不确定度来源及合成标准不确定度计算公式
B.4.3.1 不确定度来源
经分析，引入的不确定度分量来源包括：
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.4.3.2 相对合成标准不确定度计算公式
以上不确定度分量互不相关，合成标准不确定度计算公式如下：
16
B.4.4 测量不确定度评定
下面以幅度为 0.5V、测试速率为 8Gbps 的数字信号为例计算。
1)校准适配器转接引入的不确定度 uB0(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试数据，其引人的时间偏差小于 0.1 ps，远小于其他不确定度分量，故忽略不计。
2)测试探针变形引入的不确定度 uB1(B 类评定)
由通道切换装置在通道切换过程中，Z 轴行程导致测试探针变形，引入测量不确定度，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， u2=3ps。
3)数字示波器跳变时间引入的不确定度分量 uB2(B 类评定)
数字示波器跳变时间是带宽的函数，在高斯激励响应的系统中，上升时间由“上升时间 =0.35/带宽”来给出，因此，48GHz 带宽对应的跳变时间为 7.3ps。考虑为均匀分布，选取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，测量结果数据如下：
次数
1
2
3
4
5
测量值(ps)
33.8
33.9
33.3
33.1
33.5
次数
6
7
8
9
10
测量值(ps)
33.7
33.4
33.2
33.6
33.7
按 A 类评定， B.4.5 合成标准不确定度
标准不确定度各分量汇总见下表。
17
表 3 数字通道上升时间测量不确定度分量表
不确定度来源
不确定度分量
评定方法
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
uB1
B 类
均匀
3
3ps
数字示波器跳变时间引入的不
确定度分量
uB2
B 类
均匀
3
4.2ps
数字示波器显示分辨力引入的不确定度分量
uB3
B 类
均匀
3
5.2ps
上升时间测量重复性引入不确
定度
uA
A 类
0.27ps
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.4.6 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：
U = k . uc = 14.8ps (12)
B.5 数字通道抖动输出测量不确定度评定
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，用示波器直接测量高速数字集成电路测
试系统输出不同的抖动的高速数字信号。
B.5.2 测量模型
TjX =TjN (13)
式中：TjX -示波器抖动测量值;
TjN-高速数字集成电路测试系统抖动输出值; B.5.3 不确定度来源及合成标准不确定度计算公式
B.5.3.1 不确定度来源
经分析，引入的不确定度分量来源包括：
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;
18
3)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
以上不确定度分量互不相关，合成标准不确定度计算公式如下：
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 1GHz)的抖动信号为例进行计算。
1)校准适配器转接引入的不确定度 u1(B 类评定)
校准适配器转接长度为 1.6mm、转接孔径 0. 125mm，根据高速信号传输原理以及相同条件下，对校准适配器输入同样信号进行测试。均显示该不确定度分量小于 0. 1ps 可忽略。
2)测试探针接触压力引入的不确定度 uB1(B 类评定)
由通道切换装置在通道切换过程中，Z 轴行程导致测试探针变形，引入测量不确定度，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， k1 = 3，uB1=3ps。
3)数字示波器时基误差引入的不确定度分量 uB2(B 类评定)
根据数字示波器手册，时基精度为：±1.5×10-6(初始精度)+每年老化<1×10-6。测量周期为 1ns(对应 1GHz 信号)，且校准周期为 1 年，则总时基误差为±2.5ps。考虑为均匀分布，选取k = 3，得出数字示波器时基误差引入的不确定度分量：uB ps。
4)数字示波器垂直噪声引入的不确定度分量 uB3
根据数字示波器的技术手册，在 50mV/div 档位下，垂直噪声为：0.56%满刻度(典型值)。垂直量程为 1V(20div)，则噪声 RMS 为：±0.56%×1V=±5.6mV。1GHz 信号的边沿斜率为 1V/1ns，则时间误差为：±5.6mV/(1V/1ns)=±5.6ps。按均匀分布考虑，选取k = 3，得出由垂直噪声引入的不确定度分量：uB ps。
5)抖动测量重复性引入不确定度 uA(A 类评定)
在相同条件下，测量 10 次。测量结果数据如下：
次数
1
2
3
4
5
19
测量值(ps)
98.632
96.945
97.558
97.541
98.635
次数
6
7
8
9
10
测量值(ps)
98.812
96.586
96.633
97.541
96.156
按 A 类评定，uA ps。 B.5.5 合成标准不确定度
标准不确定度各分量汇总见下表。
表 3 数字通道抖动输出测量不确定度分量表
不确定度来源
不确定度分量
评定方法
分布
k
标准不确定度
测试探针接触压力引入的不确
定度
uB1
B 类
均匀
3
3ps
数字示波器时基误差引入的不
确定度分量
uB2
B 类
均匀
3
1.5ps
数字示波器垂直噪声引入的不
确定度分量
uB3
B 类
均匀
3
3.3ps
抖动测量重复性引入不确定度
uA
A 类
0.94ps
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.5.6 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：
U = k . uc = 9.6ps (15)
20
附录 C 校准证书内页格式
表 C.1 外观及工作正常性检查
项目
检查结果
外观
工作正常性
表 C.2 测试速率
系统设定值vDV-S/Gbps
频率实测值fDV-M/GHz
计算值 vDV-M/Gbps
误差
△vDV/Gbps
扩展不确定度
(k=2)
表 C.3 数字通道间时间偏差
通道
评论