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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图5:图4中数组的频域特性

如果上述测试方法是健壮的,那么从实验室获得的结果与生产测试人员获得的结果之间会有一个确切的相关性。这里列出的一个例子表明,上限截止频率的测量结果一般都稳定在84.3kHz,标准偏差为36Hz(如图6)。

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图6:40kHz带通滤波器上限截止频率的重复性


图7表明,实验结果和生产测试人员获得的结果极其接近。结合稳定性的数据,表明上述的测试方案是RF芯片生产测试的理想方法。

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图7:40kHz过滤器实验结果的相关性

文章开篇介绍了奥地利微电子公司研究该测试方法的目的是为了找到一种测试方案,能使IP在多个测试项目中反复使用。重复使用的策略是建立在一个归一化的波形,该波形以1kHz的增速由1kHz增长至100kHz。由于归一化频率为1kHz,按比例增加任意波形发生器的采样频率就可以方便地改变波形的分辨率。

例如,采用1kHz的傅里叶频率的线性调频来测试一个40kHz的过滤器,它的3dB值要求适度精确。同样的一个波形,如果它已经被放置在任意波形发生器的存储器里,通过增加Fs,这个波形便可用于其它滤波器的测试,以此节省任意波形发生器的内存。例如,某应用中滤波器的中心频率为550kHz,高频部分的3dB点约为800kHz。Fs乘以10产生傅里叶频率为10kHz而非1kHz的波形;线性调频将从10 kHz开始并在1MHz结束。如图8所示,这种测试方法产生相关性较高的测试结果。

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图8:550kHz滤波器实验结果的相关性


通过将测试结果和源波形进行比较我们可以看到,误差比源波形的分辨率要小(分辨率为10kHz,误差为3kHz)。这是因为选取的数组段以与插值类似的方式运作。

使用一个合适的傅里叶频率分辨率的线性调频信号可以得到一个好的相关性,因此可用于对芯片进行特征描述。采用这种方法设计的信号可产生归一化的波形,因此通过改变任意波形发生器的采样频率,能以更低的分辨率获得更高的频率。这样一来,这种方法就显得非常灵活,可适用于多种不同设备。