集成电路生产过程中检测和描述射频滤波器特性的新方法

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集成电路2
图2:归一化的线性调频信号

通过分析在频率范围内的信号特征我们可以知道频率响应是否符合预期的1kHz至100kHz的平坦的频谱特征,因为在这个扫描过程中,信号幅度保持不变。通过对线性调频信号进行快速傅里叶变换我们可以看到以下的频率响应(如图3); 一个平坦的频率响应可以提供一个新的频率范围,它能使相对测量值(如3dB值)变得更为准确。

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图3:线性调频信号的快速傅里叶变换

信号产生后的下一步是测量。为了方便比较,采样的点数和采样频率应与信号生成时一致。图4显示了利用单次量测获取的带通滤波器的曲线特征。通过使用数字信号处理器分析该结果,我们便可以计算出3dB点值。

 

集成电路4
图4:单次量测获取时间域

在完成对所获取的数组进行快速傅里叶变换后(如图5),过滤器的3dB点值便通过使用数字信号处理按照以下顺序准确的计算出来:
1) 取数组平滑区段的平均值,这可以确保数组没有急剧的变化。
2) 将获取的数组由伏特转为dBc。
3) 在整个数组中增加3dB值,此时,负3dB点的数值变为0dB。
4) 提取具有极小变量的数组段
5) 对所提取的数组段进行极值分析,确定低通3dB点的位置。
6) 颠倒数组段,将滤波器的高通部分放置在数组的起始位置。
7) 对颠倒的数组段进行极值分析,确定高通3dB点的位置。在这里必须记住,这个数值必须从所有点中减去。
8) 通过傅里叶频率分析法增加数组的位置,得到的结果是正负3dB点的频率值。
9) 两个3dB点的频率值相减就能得到滤波器的带宽。