專(zhuān)利名稱(chēng)：用于測(cè)試射頻集成電路的系統(tǒng)和方法
用于測(cè)試射頻集成電路的系統(tǒng)和方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般地涉及半導(dǎo)體設(shè)備和方法并且更具體地涉及一種測(cè)試射頻(RF)集成電路的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)基于毫米波的RF系統(tǒng)的需求增加，已對(duì)應(yīng)地關(guān)注于在基于硅的集成電路上集成這些RF系統(tǒng)而不是使用基于III/V的分立半導(dǎo)體部件。毫米波頻率一般定義為在約30GHz與300GHz之間。針對(duì)基于毫米波的RF系統(tǒng)的常見(jiàn)應(yīng)用例如包括汽車(chē)?yán)走_(dá)和高頻通信系統(tǒng)。通過(guò)使用硅集成，可以用比基于分立部件的系統(tǒng)更低的成本制造更大量的這些 RF系統(tǒng)。
然而測(cè)試基于毫米波的系統(tǒng)是困難且昂貴的。例如在操作于IOGHz以上的系統(tǒng)中，用來(lái)測(cè)試這些系統(tǒng)的精度測(cè)試夾具和設(shè)備是昂貴的。這些測(cè)試夾具和設(shè)備的操作、校準(zhǔn)和維護(hù)是費(fèi)時(shí)的，并且用于測(cè)試的RF探針具有有限壽命并且隨時(shí)間磨損。物理變形(比如彎曲接觸)可能影響高頻匹配網(wǎng)絡(luò)，并且接觸和連接器的腐蝕可能降低測(cè)試裝置的衰減特性。另外，為了維護(hù)和操作這樣的高頻測(cè)試設(shè)備而需要的專(zhuān)業(yè)技能在大量半導(dǎo)體測(cè)試環(huán)境中經(jīng)常不可得到。照此，即使可以制造大量毫米波RF集成電路，測(cè)試集成電路仍然可能變成大的瓶頸。
圖1例如圖示了常規(guī)RF集成電路測(cè)試裝置100。具有RF電路104的RFIC 102封裝于封裝106中。RF測(cè)試夾具108耦合到封裝106。在這樣的系統(tǒng)中，RF測(cè)試夾具108在高頻執(zhí)行RFIC 102的RF測(cè)試。一種節(jié)省測(cè)試時(shí)間和成本的方式是通過(guò)不執(zhí)行RF信號(hào)路徑的完全測(cè)試。在一些系統(tǒng)(比如基于雷達(dá)的汽車(chē)碰撞警告系統(tǒng))中，可能需要完全和綜合測(cè)試以保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，一種測(cè)試射頻集成電路(RFIC)的方法包括使用片上測(cè)試電路來(lái)生成高頻測(cè)試信號(hào)、使用片上功率檢測(cè)器來(lái)測(cè)量信號(hào)電平并且使用低頻信號(hào)來(lái)控制和監(jiān)視片上測(cè)試電路。RFIC電路配置成在高頻操作，并且片上測(cè)試電路包括配置成在測(cè)試模式期間操作的頻率生成電路。
前文已相當(dāng)廣泛地概述本發(fā)明實(shí)施例的特征以便可以更好地理解以下的本發(fā)明的詳細(xì)描述。在下文中將描述本發(fā)明實(shí)施例的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以容易利用公開(kāi)的概念和具體實(shí)施例作為用于修改或者設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)或者過(guò)程的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這樣的等效構(gòu)造并未脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。


為了更完整理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參照結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述，在所述附圖中圖1圖示了常規(guī)RF集成電路測(cè)試裝置； 圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RF集成電路測(cè)試裝置； 圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RF集成電路； 圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明替代實(shí)施例的RF集成電路；并且圖5圖示了實(shí)施例內(nèi)置測(cè)試設(shè)備電路的框圖。
具體實(shí)施方式
下文詳細(xì)討論當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)和使用。然而應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明提供可以在廣泛各種具體背景中體現(xiàn)的許多適用發(fā)明概念。討論的具體實(shí)施例僅說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明的具體方式而并未限制本發(fā)明的范圍。
將在具體背景(即一種用于測(cè)試RF集成電路的系統(tǒng)和方法)中關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明。然而本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它類(lèi)型的電路。
圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的RF集成電路測(cè)試裝置200。RFIC 202具有RF電路204和內(nèi)置自測(cè)試電路208。在實(shí)施例中，內(nèi)置自測(cè)試電路208配置成經(jīng)由測(cè)試連接212 來(lái)與低頻(LF)測(cè)試夾具210對(duì)接。在實(shí)施例中，RF電路可以是各種RF電路，包括但不限于比如RF接收器、發(fā)射器、雷達(dá)、RF通信系統(tǒng)、振蕩器、濾波器等這樣的電路。在一些實(shí)施例中，針對(duì)一些汽車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用，RF電路204在大于IOGHz的頻率、例如在約MGHz或者在約 77GHz操作。在替代實(shí)施例中，RF電路204或者RF電路204的部分在低于IOGHz的頻率操作。
在一些實(shí)施例中，RFIC IC在測(cè)試期間封裝于封裝206中。替代地，可以在封裝 206以外(例如在晶片測(cè)試期間作為裸管芯或者如果RFIC 204作為芯片裝配于板上則在板級(jí))測(cè)試RFIC 204。封裝206可以是如下各種封裝中的任何封裝包括但不限于塑料雙列直插封裝(PDIP)、陶瓷雙列直插封裝(CERDIP)、單列直插封裝(SIP)、小外形(SO)封裝、具有j彎曲引線的SO封裝(S0J)、具有c形引線的SO封裝(C0J)、收縮SO體尺寸(SS0P)、小型體尺寸(MS0P)、塑料方型扁平封裝(PQFP)、塑料無(wú)引線芯片載體(PLCC)、陶瓷方型扁平封裝(CERQUAD )、凸點(diǎn)芯片載體(BCC)或者球形柵格陣列(BGA)。
在實(shí)施例中，LF測(cè)試夾具210包括配置成在比RF電路204的標(biāo)稱(chēng)操作頻率更低的頻率操作的測(cè)試設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，在測(cè)試連接212的信號(hào)頻率處于DC和/或少于 IMHz0在其它實(shí)施例中，可以使用更高頻率。
圖3圖示了具有內(nèi)置測(cè)試設(shè)備(BITE)段302和RF電路段的實(shí)施例RFIC 300。在一個(gè)實(shí)施例中，RF電路段是用于調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)系統(tǒng)的接收器，該系統(tǒng)使用雙復(fù)零差降頻轉(zhuǎn)換器。RF電路段具有經(jīng)由功率分配器360接收本地振蕩器(LO)信號(hào)的兩個(gè)降頻轉(zhuǎn)換器塊340和350。每個(gè)降頻轉(zhuǎn)換器塊340和350具有LO緩沖器342、多相濾波器344、 混合器348和349以及低噪聲放大器(LNA)346。在實(shí)施例中，向中頻和/或基帶處理電路 (未示出)發(fā)送降頻轉(zhuǎn)換塊340的同相和正交輸出IFlI和IFlQ以及降頻轉(zhuǎn)換塊350的同相和正交輸出IF2I和IF2Q。然后向低頻測(cè)試器發(fā)送這些中頻和/或基帶處理電路的輸出。 降頻塊340和350的LNA 346分別經(jīng)由耦合器3；34和332耦合到RF輸入信號(hào)RFl和RF2。 替代地，可以使用開(kāi)關(guān)取代或者補(bǔ)充(addition to)耦合器334和332。應(yīng)當(dāng)理解，降頻轉(zhuǎn)換器塊340和350是實(shí)施例BITE塊可以測(cè)試的功能RF電路的例子。在更多實(shí)施例中，實(shí)施例BITE塊可以實(shí)施并且測(cè)試其它功能RF電路。
在實(shí)施例中，BITE段302向RF電路段提供高頻測(cè)試功能。壓控振蕩器(VC0》06在 RF電路段的操作頻帶內(nèi)生成RF信號(hào)。例如在一個(gè)實(shí)施例中，VCO 306在約MGHz操作。在替代實(shí)施例中，可以使用其它頻率。在實(shí)施例中，使用變?nèi)荻O管調(diào)諧科耳皮茲(Colpitts) 振蕩器來(lái)實(shí)施VCO 306，并且數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)310用來(lái)執(zhí)行VCO 306的逐步頻率調(diào)節(jié)。在使用數(shù)控振蕩器的實(shí)施例中，無(wú)需外部提供的模擬調(diào)諧電壓。這樣的實(shí)施例最小化施加努力并且避免噪聲耦合到振蕩器的敏感調(diào)諧輸入。在其它實(shí)施例中，可以使用如下數(shù)字可編程振蕩器，這些振蕩器例如使用可切換儲(chǔ)能電路(tank)振蕩器段。在一些實(shí)施例中，使用串行外圍接口(SPI) 330來(lái)直接或者經(jīng)由DAC 310設(shè)置VCO頻率。
向可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)308、緩沖器312和分頻器塊314發(fā)送VCO 306的輸出信號(hào)。在實(shí)施例中，分頻器塊314具有高分頻比以提供頻率計(jì)數(shù)器和/或微處理器可以容易測(cè)量的低頻輸出信號(hào)。在圖3的所圖示實(shí)施例中，分頻器314具有分頻比22°以產(chǎn)生約23KHz 的輸出時(shí)鐘。在替代實(shí)施例中，可以使用其它分頻比和輸出頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，低頻測(cè)試設(shè)備使用分頻器314的低頻輸出以監(jiān)視和設(shè)置VCO 306的頻率。例如在一個(gè)實(shí)施例中， 外部低頻測(cè)試設(shè)備測(cè)量分頻器314的分頻輸出并且遞增和/或遞減DAC 310直至達(dá)到目標(biāo)頻率。
在實(shí)施例中，VGA 308經(jīng)由開(kāi)關(guān)318和功率分配器360生成用于接收器340和350 的降頻轉(zhuǎn)換混合器的LO驅(qū)動(dòng)。在測(cè)試期間，開(kāi)關(guān)318閉合。在一個(gè)實(shí)施例中，LO輸入端口到功率分配器360的信號(hào)在VGA 308提供LO信號(hào)時(shí)的測(cè)試期間由充分阻抗端接。另一方面，當(dāng)BITE 302未活動(dòng)時(shí)，開(kāi)關(guān)318將BITE 302從功率分配器360斷開(kāi)。VGA 308的輸出的幅度由功率傳感器316檢測(cè)，該傳感器提供DC輸出信號(hào)352作為對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，DC輸出信號(hào)352經(jīng)由復(fù)用器322而路由到輸出管腳ANALOG OUT。在替代實(shí)施例中，使用板上A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)來(lái)數(shù)字化DC輸出信號(hào)352并且可以使用SPI接口 330來(lái)輸出該DC輸出信號(hào)352。
在一些實(shí)施例中，使用雙極晶體管來(lái)實(shí)施開(kāi)關(guān)318。替代地，可以使用PIN二極管、 MOS晶體管或者其它器件來(lái)實(shí)施開(kāi)關(guān)318。
在實(shí)施例中，前有緩沖放大器312的混合器3 也耦合到VCO 306的輸出。緩沖放大器312將振蕩器芯與混合器隔離。然而在一些實(shí)施例中，可以省略緩沖放大器?；旌掀? 根據(jù)系統(tǒng)及其規(guī)格在一些實(shí)施例中在單邊帶(SSB)模式中操作或者在其它實(shí)施例中在雙邊帶(DSB)模式中操作。在一些實(shí)施例中，混合器3 在具有抑制載波的DSB模式中操作。
在實(shí)施例中，混合器3 將外部提供的低頻(LF)信號(hào)增頻轉(zhuǎn)換至RF域。在一些實(shí)施例中，這一 LF信號(hào)可以在約DC與約IMHz之間。替代地，可以使用其它頻率范圍。功率傳感器3M測(cè)量混合器326的輸出功率并且產(chǎn)生DC信號(hào)354，該信號(hào)提供對(duì)在混合器3 的輸出處的信號(hào)強(qiáng)度的指示。在一個(gè)實(shí)施例中，DC信號(hào)3M經(jīng)由模擬復(fù)用器322而路由到 ANALOG OUT。替代地，DC信號(hào)邪4可以經(jīng)由板上A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)數(shù)字化，其輸出可以經(jīng)由SPI 330或者其它接口使之以數(shù)字方式可得到。
在實(shí)施例中，混合器326的輸出使用功率分配器3 來(lái)分配并且分別經(jīng)由耦合器334和332路由到降頻轉(zhuǎn)換塊340和350的輸入。在實(shí)施例中，耦合器332和334在-IOdB 與-20dB之間衰減功率分配器328的輸出。替代地，可以使用其它耦合損耗。例如可以調(diào)節(jié)耦合器332和334的耦合損耗以向降頻轉(zhuǎn)換電路340和350提供所期望的輸入RF信號(hào)。 在一些實(shí)施例中，弱耦合的定向耦合器用來(lái)提供甚低電平RF輸入。在實(shí)施例中，耦合器332 和334為微帶耦合器。替代地，使用其它耦合器結(jié)構(gòu)(比如混合耦合器)來(lái)實(shí)施耦合器332 和334。在一些實(shí)施例中，可以省略耦合器332和334，并且混合器326的輸出可以經(jīng)由開(kāi)關(guān)、有源網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)源網(wǎng)絡(luò)而路由到降頻轉(zhuǎn)換塊340和350的輸入。在另一實(shí)施例中，也可以使用具有多個(gè)輸出的先前有源功能塊來(lái)消除功率分配器328。
在一些實(shí)施例中，可以在混合器326的路徑中提供附加衰減。在另一替代實(shí)施例中，緩沖器312可以用VGA替換。在另一替代實(shí)施例中，功率傳感器324和/或附加功率傳感器可以根據(jù)特定應(yīng)用及其規(guī)格而放置于測(cè)試電路的其它部分中(例如放置于降頻轉(zhuǎn)換器電路340和350的輸入)。在為單個(gè)RF輸入提供測(cè)試信號(hào)的替代實(shí)施例中，省略功率分配器3 和/或360并且使用單個(gè)耦合器332。
在實(shí)施例中，可以經(jīng)由串并接口(SPI)330來(lái)控制BITE 302的全部功能。替代地， 其它接口可以用來(lái)控制BITE 302 (包括其它串行和并行接口類(lèi)型)。
在實(shí)施例中，可以使用BITE電路302對(duì)降頻轉(zhuǎn)換器340和350執(zhí)行多個(gè)不同種類(lèi)的測(cè)量。例如通過(guò)執(zhí)行多個(gè)測(cè)量(在這些測(cè)量之間調(diào)節(jié)VGA 308的增益)來(lái)執(zhí)行實(shí)施例LO 功率掃描?？梢躁P(guān)于LO功率來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)換增益、噪聲指數(shù)等。功率傳感器316用來(lái)提供關(guān)于 LO驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。
在實(shí)施例中，通過(guò)改變?cè)谛盘?hào)LF_IN向混合器3 的輸入的幅度來(lái)執(zhí)行RF信號(hào)功率掃描。另外，可以測(cè)量降頻轉(zhuǎn)換器340和350的輸入壓縮和線性特性。例如，可以通過(guò)針對(duì)IdB壓縮點(diǎn)以數(shù)字方式或者在模擬域中掃描混合器3 的輸入功率并且監(jiān)視降頻轉(zhuǎn)換器 340和350的輸出來(lái)發(fā)現(xiàn)IdB壓縮點(diǎn)。例如在實(shí)施例中，通過(guò)將IF輸出幅度與功率傳感器的輸出相關(guān)來(lái)量化輸入壓縮作為對(duì)RF輸入功率的測(cè)量?？梢酝ㄟ^(guò)在混合器326的輸入處引入兩個(gè)音調(diào)(tone)來(lái)測(cè)量關(guān)于輸入功率測(cè)量的三階互調(diào)失真。然后在降頻轉(zhuǎn)換器340和 350的輸出處測(cè)量互調(diào)失真產(chǎn)物。
在實(shí)施例中，例如通過(guò)在LF_IN引入音調(diào)并且在降頻轉(zhuǎn)換器340和350的輸出處測(cè)量對(duì)應(yīng)音調(diào)的幅度來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)換增益。通過(guò)掃描在LF_IN的輸入的頻率來(lái)執(zhí)行RF和基帶頻率掃描。同樣地，通過(guò)經(jīng)由DAC 310掃描VCO 306的頻率并且在信號(hào)DIV_0UT測(cè)量分頻的LO頻率來(lái)執(zhí)行LO頻率掃描。
在實(shí)施例中，通過(guò)測(cè)量降頻轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換增益并且測(cè)量降頻轉(zhuǎn)換器340和350的輸出噪聲密度來(lái)測(cè)量噪聲指數(shù)。通過(guò)在LF_IN引入音調(diào)并且以數(shù)字方式或者在模擬域中在降頻轉(zhuǎn)換器340和350的輸出處測(cè)量對(duì)應(yīng)音調(diào)的幅度來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)換增益測(cè)量。通過(guò)執(zhí)行時(shí)頻變換(比如如果A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)施于片上或者系統(tǒng)中的別處則為降頻轉(zhuǎn)換器340和350的數(shù)字化輸出的FFT)來(lái)測(cè)量降頻轉(zhuǎn)換器的輸出噪聲密度。替代地，頻譜分析器可以用來(lái)測(cè)量降頻轉(zhuǎn)換器340和350的噪聲輸出密度。然后根據(jù)本領(lǐng)域中已知的方法來(lái)計(jì)算噪聲指數(shù)。應(yīng)當(dāng)明白，本文中描述的測(cè)量方法是可以使用實(shí)施例系統(tǒng)和方法來(lái)進(jìn)行的多個(gè)測(cè)量的少數(shù)例子。
圖4圖示了具有BITE 372和如下RF電路的替代實(shí)施例系統(tǒng)400，該RF電路具有降頻轉(zhuǎn)換器340和350以及功率分配器360。在實(shí)施例中，BITE 372類(lèi)似于圖3中的BITE 302，除了噪聲源370而不是混合器3 用來(lái)向降頻轉(zhuǎn)換器340和350提供測(cè)試輸入。噪聲源370向降頻轉(zhuǎn)換器340和350的輸入提供已知的噪聲電平。可以通過(guò)確定降頻轉(zhuǎn)換器 340和350中的混合器348和349的輸出噪聲電平來(lái)進(jìn)行測(cè)量(比如噪聲指數(shù)(NF)和轉(zhuǎn)換增益)。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)使用其中接通和關(guān)斷噪聲源370的y因子方法來(lái)測(cè)量噪聲指數(shù)。在一些實(shí)施例中，以數(shù)字方式經(jīng)由使用跟隨有DSP (未示出)的A/D轉(zhuǎn)換器或者以模擬方式測(cè)量混合器348和349的輸出噪聲電平。
在實(shí)施例中，噪聲源370包括提供兩個(gè)輸出噪聲密度的過(guò)量噪聲比(ENR)源。在一個(gè)實(shí)施例中，使用雪崩擊穿二極管或者噪聲二極管來(lái)實(shí)施這一噪聲源。在另一實(shí)施例中， 可以使用其它噪聲源，例如電阻器或者提供放大的熱噪聲的電路。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)執(zhí)行如下兩個(gè)輸出噪聲測(cè)量來(lái)測(cè)試降頻轉(zhuǎn)換器340和350的噪聲性能用噪聲源370的第一噪聲密度輸出進(jìn)行一個(gè)測(cè)量，而用噪聲源370的第二噪聲密度輸出進(jìn)行另一測(cè)量。如本領(lǐng)域中已知的，然后使用y因子噪聲測(cè)量技術(shù)來(lái)計(jì)算降頻轉(zhuǎn)換器340和350的噪聲指數(shù)。
圖5圖示了實(shí)施例BITE芯電路500。電路500具有其頻率由DAC 512控制的VCO 502。VCO 502的一個(gè)輸出經(jīng)由VGA 504路由到信號(hào)L0_0UT，而VCO 502的另一輸出經(jīng)由緩沖器506路由到混合器508。功率傳感器514和516分別監(jiān)視VGA 504和混合器508的輸出。VCO 502的另一輸出路由到按照因子ζ將VCO 502的輸出分頻的分頻器510。在實(shí)施例中，BITE 500與RF電路(比如待測(cè)試的毫米波電路)一起位于集成電路上。在測(cè)試期間， L0_0UT耦合到RF電路的LO輸入，RF_0UT耦合到RF電路的輸入，LF_IN的輸入LF_IN在外部耦合到低頻信號(hào)源。DIV_0UT例如耦合到外部頻率計(jì)數(shù)器。
在一個(gè)例子中，VCO首先被編程為輸出MGHz的頻率。編程包括選擇用來(lái)設(shè)置VCO 502的初始DAC值。接著通過(guò)測(cè)量外部頻率計(jì)數(shù)器的DIV_0UT來(lái)測(cè)量VCO的頻率。如果分頻因子^=1，000, 000,則DIV_0UT將在VCO 502在MGHz操作時(shí)獲得MKHz的頻率。在一個(gè)實(shí)施例中，交互式調(diào)節(jié)DAC值直至DIV_0UT在目標(biāo)值范圍內(nèi)。
為了執(zhí)行需要LO調(diào)節(jié)的測(cè)量，改變VGA 504的增益并且經(jīng)由功率傳感器514測(cè)量它的對(duì)應(yīng)功率電平。為了執(zhí)行在RF_0UT需要有源信號(hào)的測(cè)量，在LF_IN引入并且增頻轉(zhuǎn)換低頻輸入。例如，如果LO設(shè)置成約MGHz的頻率并且在LF_IN引入IMHz音調(diào)，那么如果混合器508為DSB混合器，則對(duì)應(yīng)音調(diào)將出現(xiàn)于約24. OOlGHz和約23. 999GHz。如果混合器 508為SSB混合器，則輸出音調(diào)將處于約24. OOlGHz或約23. 999GHz。然后可以使用功率傳感器516來(lái)測(cè)量RF_0UT的幅度。應(yīng)當(dāng)明白，這些值為例子并且可以使用其它頻率和值。
在實(shí)施例中，信號(hào)L0_0UT和RF_0UT兩者均從VCO 502導(dǎo)出。由于LO和RF信號(hào)相關(guān)，所以小的頻率波動(dòng)未不利地影響毫米波接收器的測(cè)試。在一些實(shí)施例中，由混合器508 增頻轉(zhuǎn)換至RF域的LF_IN信號(hào)的頻率具有與測(cè)試的降頻轉(zhuǎn)換混合器輸出的頻率相同的頻率值。
本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括如下能力測(cè)試包括毫米波電路的高頻RF電路而未外部施加或者接收高頻RF信號(hào)。向電路的輸入和輸出信號(hào)可以是DC或者低頻信號(hào)。照此， 可以使用低頻測(cè)試夾具在生產(chǎn)期間對(duì)RF電路或者RF集成電路執(zhí)行全功能RF測(cè)試。另一優(yōu)點(diǎn)包括在最終系統(tǒng)應(yīng)用內(nèi)執(zhí)行片上RF電路的全功能測(cè)試的能力。執(zhí)行這樣的測(cè)試的能力就系統(tǒng)調(diào)試和/或驗(yàn)證而言是有利的。在與安全有關(guān)的系統(tǒng)中，執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)測(cè)試的能力允許更大程度的與安全有關(guān)的系統(tǒng)驗(yàn)證。
實(shí)施例的另一優(yōu)點(diǎn)包括使用片上DAC來(lái)調(diào)諧VCO的能力，因?yàn)樾酒珼AC可以穩(wěn)健地防止噪聲和激勵(lì)注入到測(cè)試信號(hào)路徑中。
盡管已參照說(shuō)明性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本說(shuō)明書(shū)并非旨在理解為限制意義。本領(lǐng)域技術(shù)人員在參考說(shuō)明書(shū)時(shí)將清楚說(shuō)明性實(shí)施例以及本發(fā)明其它實(shí)施例的各種修改和組合。因此旨在讓所附權(quán)利要求涵蓋任何這樣的修改或者實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試射頻集成電路(RFIC)電路的方法，所述RFIC電路包括RF電路，配置成在高頻操作；和片上測(cè)試電路，包括配置成在測(cè)試模式期間操作的頻率生成電路，所述方法包括使用所述片上測(cè)試電路來(lái)生成高頻測(cè)試信號(hào)； 使用片上功率檢測(cè)器來(lái)測(cè)量信號(hào)電平；并且使用低頻信號(hào)來(lái)控制和監(jiān)視所述片上測(cè)試電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高頻包括大于IOGHz的高頻，并且所述低頻信號(hào)包括少于IMHz的頻率。
3.一種測(cè)試射頻集成電路(RFIC)電路的方法，所述RFIC電路包括RF電路，配置成在高頻操作；和片上測(cè)試電路，包括配置成僅在測(cè)試模式期間操作的頻率生成電路，所述方法包括使用所述片上測(cè)試電路來(lái)生成所有高頻測(cè)試信號(hào)； 使用片上功率檢測(cè)器來(lái)測(cè)量信號(hào)電平；并且使用低頻信號(hào)來(lái)控制和監(jiān)視所述片上測(cè)試電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述高頻包括大于IOGHz的高頻，并且所述低頻信號(hào)包括少于IMHz的頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括僅使用低頻測(cè)試設(shè)備來(lái)測(cè)試所述RF電路的高頻信號(hào)路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述低頻測(cè)試設(shè)備的模擬接口僅使用少于IMHz的頻率來(lái)與所述RFIC通信。
7.一種集成電路，包括 射頻(RF)電路，包括外部高頻接口，配置成在第一頻帶內(nèi)操作，所述外部高頻接口耦合到所述集成電路的輸出焊盤(pán)，和第一可切換內(nèi)部高頻接口，配置成在所述第一頻帶內(nèi)操作；以及測(cè)試電路，包括變頻振蕩器，耦合到開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)耦合到所述第一可切換內(nèi)部高頻接口，和外部低頻接口，配置成在第二頻帶內(nèi)操作，所述第二頻帶包括低于所述第一頻帶的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，其中所述外部低頻接口配置成耦合到低頻測(cè)試ο
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，其中 所述第一頻帶包括大于IOGHz的頻率；并且所述第二頻帶包括少于IMHz的頻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，其中所述測(cè)試電路還包括可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，具有耦合到所述變頻振蕩器的輸入和耦合到所述開(kāi)關(guān)的輸出；第一功率傳感器，具有與所述VGA的輸出耦合的輸入和與所述低頻外部接口耦合的輸出；混合器，具有與所述變頻振蕩器耦合的第一輸入和與所述RF電路的第二高頻接口耦合的輸出；以及第二功率傳感器，包括與所述混合器的所述輸出耦合的輸入和與所述低頻外部接口耦合的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中所述測(cè)試電路還包括耦合到所述外部低頻接口的溫度傳感器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中所述混合器還包括耦合到所述外部低頻接口的第二輸入。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中所述第一功率傳感器和所述第二功率傳感器經(jīng)由模擬復(fù)用器耦合到所述外部低頻接口。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中所述RF電路包括耦合到所述可切換內(nèi)部高頻接口的本地振蕩器(L0)輸入。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路，其中所述RF電路包括經(jīng)由定向耦合器來(lái)與所述混合器的所述輸出耦合的接收器。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路，還其中所述測(cè)試電路還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)， 耦合到所述變頻振蕩器的頻率控制輸入；以及分頻器，耦合于所述變頻振蕩器與外部低頻輸入之間。
17.一種半導(dǎo)體電路，包括RF電路，包括接收器，包括本地振蕩器(LO)輸入，和RF輸入，耦合到所述半導(dǎo)體電路的外部管腳；以及測(cè)試電路，包括 振蕩器，可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，耦合到所述振蕩器的輸出， 開(kāi)關(guān)，耦合于所述VGA的輸出與所述接收器的本地振蕩器輸入之間，其中所述 VGA的所述輸出在測(cè)試模式期間耦合到所述接收器，并且系統(tǒng)LO在正常操作模式期間耦合到所述接收器，第一功率傳感器，包括與所述VGA的所述輸出耦合的輸入和與所述測(cè)試電路的低頻外部接口耦合的輸出， 混合器，包括第一輸入，耦合到所述振蕩器， 第二輸入，耦合到所述外部低頻接口，和輸出，經(jīng)由耦合器耦合到所述接收器輸入，以及第二功率傳感器，包括與所述混合器的所述輸出耦合的輸入和與所述低頻外部接口耦合的輸出。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體電路，其中所述測(cè)試電路還包括分頻器，具有與所述振蕩器的所述輸出耦合的輸入和與所述低頻外部接口耦合的輸出；以及模擬復(fù)用器，具有與溫度傳感器耦合的第一輸入、與所述第一功率傳感器的所述輸出耦合的第二輸入、與所述第二功率傳感器耦合的第三輸入和與所述低頻外部接口耦合的輸出ο
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體電路，其中 所述接收器包括多個(gè)接收器；所述耦合器包括耦合于所述混合器的所述輸出與每個(gè)所述接收器的RF輸入之間的多個(gè)耦合器；第一功率分配器，耦合于所述開(kāi)關(guān)與所述多個(gè)接收器的LO輸入之間；以及第二功率分配器，耦合于所述混合器的所述輸出與所述多個(gè)耦合器之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體電路，其中所述RF電路在大于IOGHz的頻率操作， 所述低頻外部接口在低于IMHz的頻率操作。
21.一種測(cè)試射頻集成電路(RFIC)的方法，所述RFIC電路包括RF接收器和內(nèi)置測(cè)試電路，所述方法包括在測(cè)試模式中操作所述RFIC，在所述測(cè)試模式中操作所述RFIC包括將所述RF接收器的LO輸入耦合到所述內(nèi)置測(cè)試電路的測(cè)試振蕩器的輸出； 將所述RF接收器的RF輸入耦合到所述內(nèi)置測(cè)試電路的混合器的輸出，其中所述內(nèi)置測(cè)試電路的所述混合器包括與所述測(cè)試振蕩器的所述輸出耦合的第一輸入；并且向所述內(nèi)置測(cè)試電路的所述混合器的第二輸入施加來(lái)自所述內(nèi)置測(cè)試電路的低頻外部接口的測(cè)試頻率。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括將所述RFIC的操作模式從所述測(cè)試模式改變成正常模式，改變所述操作模式包括關(guān)斷所述測(cè)試振蕩器；并且將所述內(nèi)置測(cè)試電路的所述測(cè)試振蕩器的所述輸出從所述RF接收器的所述LO輸入去華禹合。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括設(shè)置LO信號(hào)功率、設(shè)置LO功率，設(shè)置所述LO 功率包括經(jīng)由第一功率檢測(cè)器測(cè)量耦合于所述測(cè)試振蕩器與所述LO輸入之間的測(cè)試VGA的輸出電平，所述第一功率檢測(cè)器包括與所述內(nèi)置測(cè)試電路的所述低頻外部接口耦合的輸出； 并且基于所述測(cè)量來(lái)調(diào)節(jié)測(cè)試VGA的增益以提供目標(biāo)LO信號(hào)電平。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括確定轉(zhuǎn)換增益，確定轉(zhuǎn)換增益包括經(jīng)由第二功率檢測(cè)器測(cè)量在所述混合器的所述輸出處的第一信號(hào)電平，所述第二功率檢測(cè)器包括與所述內(nèi)置測(cè)試電路的低頻接口耦合的輸出； 測(cè)量在所述接收器的輸出處的第二信號(hào)電平；并且基于測(cè)量所述第一信號(hào)電平和測(cè)量所述第二信號(hào)電平來(lái)確定轉(zhuǎn)換增益。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括設(shè)置所述測(cè)試振蕩器的頻率，設(shè)置所述頻率包括將所述振蕩器的輸出頻率分頻；向所述低頻外部接口提供所分頻的振蕩器頻率；并且測(cè)量所分頻的振蕩器頻率；并且基于所述測(cè)量來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)所述測(cè)試振蕩器的頻率設(shè)置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述頻率包括向數(shù)模(DAC)轉(zhuǎn)換器寫(xiě)入值， 所述DAC轉(zhuǎn)換器包括與所述測(cè)試振蕩器的頻率控制輸入耦合的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于測(cè)試射頻集成電路的系統(tǒng)和方法。在實(shí)施例中，一種測(cè)試射頻集成電路(RFIC)的方法包括使用片上測(cè)試電路來(lái)生成高頻測(cè)試信號(hào)；使用片上功率檢測(cè)器來(lái)測(cè)量信號(hào)電平；并且使用低頻信號(hào)來(lái)控制和監(jiān)視片上測(cè)試電路。RFIC電路配置成在高頻操作，并且片上測(cè)試電路包括配置成在測(cè)試模式期間操作的頻率生成電路。
文檔編號(hào)G01R31/28GK102540052SQ20111037553
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者J-P.福斯特納 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司