專利名稱：一種帶通濾波器測(cè)試電路及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試電路，尤其涉及一種帶通濾波器測(cè)試電路及其設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
目前，連續(xù)時(shí)間的低頻帶通濾波器被運(yùn)用在各種測(cè)試電路中，如紅外信號(hào)接收電 路。在CMOS工藝中，由于工藝的波動(dòng)，帶通濾波器的中心頻率會(huì)發(fā)生較大的變動(dòng)，因而需要 首先測(cè)定帶通濾波器的中心頻率，然后通過熔絲來調(diào)節(jié)中心頻率，使得帶通濾波器的中心 頻率滿足設(shè)計(jì)的要求。由于此連續(xù)時(shí)間的帶通濾波器內(nèi)置在測(cè)試電路內(nèi)部，其前級(jí)輸入為放大器等結(jié) 構(gòu)，會(huì)對(duì)輸入信號(hào)造成限幅等影響，后級(jí)輸出包含解調(diào)電路，從而無法正常從輸出端口測(cè)試 其中心頻率，因而需要采用特殊的帶通濾波器測(cè)試電路。如圖1所示，傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試電路連接關(guān)系IN是信號(hào)輸入端口，其后是依 次相連的帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)PRE BLOCK、可控增益放大器VGA、帶通濾波器BPF、帶通濾波 器后級(jí)結(jié)構(gòu)POST BLOCK等模塊。T2PAD通過一個(gè)Tl信號(hào)控制的傳輸門連接到可控增益放 大器VGA模塊，T3PAD通過一個(gè)Tl信號(hào)控制的傳輸門連接到帶通濾波器BPF的輸出。Tl信 號(hào)通過一個(gè)反相器產(chǎn)生TlN信號(hào)，控制兩個(gè)傳輸門。傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試電路正常工作 模式及測(cè)試模式如下。正常工作模式信號(hào)從IN輸入PRE BLOCK模塊，經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入VGA進(jìn)行增益調(diào) 整，VGA的增益由電路自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。經(jīng)過增益調(diào)整后的信號(hào)輸入帶通濾波器，濾除帶外信 號(hào)。帶通濾波器輸出的信號(hào)經(jīng)過POST BLOCK的處理，由OUT輸出。測(cè)試模式T1信號(hào)為低電平時(shí)，電路進(jìn)入測(cè)試模式，連接T2和T3的傳輸門打開。 信號(hào)從IN輸入，經(jīng)過PRE BLOCK處理后進(jìn)入VGA。VGA的增益由T2提供的電平?jīng)Q定。經(jīng)過 VGA增益調(diào)整的信號(hào)，進(jìn)入BPF帶通濾波器。BPF的輸出通過連接T3的傳輸門，從T3輸出。 通過在輸入端IN加載不同載波頻率的測(cè)試信號(hào)，檢測(cè)T3輸出信號(hào)在不同頻率下的衰減，可 以有效的檢測(cè)出BPF的中心頻率。通過熔絲等手段的調(diào)節(jié)，可以將BPF的中心頻率調(diào)整到 需要的數(shù)值。由上述內(nèi)容可知，傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試電路為設(shè)置3個(gè)測(cè)試PAD，Tl、T3、T3。 TlPAD輸入的電平信號(hào)控制測(cè)試電路進(jìn)入測(cè)試模式、T2PAD輸入的電平信號(hào)控制輸入帶通 濾波器的測(cè)試信號(hào)的增益、T3PAD用于輸出通過帶通濾波器的輸出信號(hào)而進(jìn)行測(cè)試。因而， 傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試方法需要添加3個(gè)測(cè)試PAD，從而導(dǎo)致增加測(cè)試電路芯片面積、提高 生產(chǎn)成本的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)試輸入點(diǎn)少的帶通濾波器測(cè)試電路及其設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明提供一種帶通濾波器測(cè)試電路，它包含依次相連的帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)、 可控增益放大器、帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)。其中，測(cè)試電路還包含與帶通濾波器及帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)相連接的多路復(fù)用器，多路復(fù)用器用于直接輸出從帶通濾波器輸出的信號(hào)。作為本發(fā)明帶通濾波器測(cè)試電路的進(jìn)一步改進(jìn)，測(cè)試電路還包含基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電 路，該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路用于控制可控增益放大器的增益。本發(fā)明還提供一種帶通濾波器測(cè)試電路的設(shè)計(jì)方法，測(cè)試電路包含依次相連的帶 通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)、可控增益放大器、帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)及多路復(fù)用器，利用多路復(fù)用器 直接輸出從所述帶通濾波器輸出的信號(hào)。采用本發(fā)明的帶通濾波器測(cè)試電路及其設(shè)計(jì)方法，多路復(fù)用器可以直接將帶通濾 波器輸出的信號(hào)直接輸出到測(cè)試電路的輸出端口進(jìn)行測(cè)試，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn) 信號(hào)用于控制可控增益放大器的增益而無需測(cè)試電路外部輸出電壓電平控制可控增益放 大器的增益。因而，通過采用多路復(fù)用器及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，可有效減少傳統(tǒng)帶通濾波器 測(cè)試電路的測(cè)試輸入點(diǎn)，達(dá)到減少測(cè)試電路芯片面積、降低生產(chǎn)成本的效果。


圖1是傳統(tǒng)的帶通濾波器的測(cè)試電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具體實(shí)施方式
中采用的第一種帶通濾波器的測(cè)試電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是具體實(shí)施方式
中采用的第二種帶通濾波器的測(cè)試電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是具體實(shí)施方式
中采用的第三種帶通濾波器的測(cè)試電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是具體實(shí)施方式
中采用的第四種帶通濾波器的測(cè)試電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明圖2、圖4、圖5中多路復(fù)用器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式針對(duì)上述傳統(tǒng)帶通濾波器的測(cè)試電路的各種缺陷，本發(fā)明則提供多種帶通濾波器 的測(cè)試電路。如圖2表示了本發(fā)明帶通濾波器的測(cè)試電路1的結(jié)構(gòu)，與圖1傳統(tǒng)的帶通濾波器 測(cè)試電路相比，其主要通過增加一個(gè)多路復(fù)用器將從帶通濾波器輸出的信號(hào)直接輸出到測(cè) 試電路信號(hào)輸出端OUT而進(jìn)行測(cè)試，從而減少傳統(tǒng)帶通濾波器測(cè)試電路的測(cè)試PAD T3。具 體的電路連接關(guān)系、正常工作模式及測(cè)試模式如下。 電路連接關(guān)系IN是信號(hào)輸入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF, P0STBL0CK模塊依 次相連。T2通過一個(gè)Tl信號(hào)控制的傳輸門連接到VGA模塊。BPF的輸出連接到多路復(fù)用 器的A輸入端和POST BLOCK模塊，POST BLOCK模塊的輸出連接到多路復(fù)用器的B輸入端。 Tl信號(hào)通過一個(gè)反相器產(chǎn)生TlN信號(hào)，控制傳輸門和多路復(fù)用器。正常工作模式下，多路復(fù)用器的B輸入端打開，A輸入端關(guān)閉。信號(hào)從IN輸入，經(jīng) PRE BLOCK、BPF、POST BLOCK后，從OUT輸出。VGA增益大小由測(cè)試電路內(nèi)部自動(dòng)控制。測(cè)試模式下，測(cè)試PAD Tl有效，控制電路進(jìn)入測(cè)試模式。在電路進(jìn)入測(cè)試模式后， 連接VGA和T2的傳輸門打開，多路復(fù)用器MUXl的A輸入端打開，B輸入端關(guān)閉。帶通濾波 器前級(jí)VGA的增益大小，由T2輸入的電壓控制。信號(hào)從帶通濾波器輸出后，從多路復(fù)用器 的A輸入端輸入，經(jīng)由OUT輸出。檢測(cè)OUT輸出的信號(hào)，即可得到相關(guān)的BPF中心頻率，進(jìn) 行調(diào)整后，即可得到指定中心頻率的帶通濾波器。如圖3所示了本發(fā)明帶通濾波器的測(cè)試電路2的結(jié)構(gòu)，與圖1傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試電路相比，在測(cè)試模式中，其內(nèi)部可控增益放大器VGA的增益由測(cè)試電路內(nèi)部的基 準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)VREFl控制，從而減少傳統(tǒng)的帶通濾波器測(cè)試電路的測(cè)試 PAD T2。具體的電路連接關(guān)系、正常工作模式及測(cè)試模式如下。電路連接關(guān)系IN是信號(hào)輸入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF, P0STBL0CK模塊依 次相連。電路內(nèi)部基準(zhǔn)信號(hào)VREFl通過一個(gè)Tl信號(hào)控制的傳輸門連接到VGA模塊。BPF的 輸出連接到POST BLOCK模塊和Tl控制的傳輸門，傳輸門另一端連接到T3。POST BLOCK模 塊的輸出連接到OUT。正常工作模式下。信號(hào)從IN輸入，經(jīng)PRE BLOCK、BPF, POST BLOCK后，從OUT輸 出。VGA增益大小由電路內(nèi)部自動(dòng)控制。測(cè)試模式下測(cè)試PAD Tl有效，控制電路進(jìn)入測(cè)試模式。在電路進(jìn)入測(cè)試模式后， 連接VGA和VREF1，連接BPF和T3的傳輸門打開。帶通濾波器前級(jí)VGA的增益大小，由一 個(gè)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)VREFl控制。其中，該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路可以利 用多個(gè)電阻簡(jiǎn)單串聯(lián)而成，通過對(duì)測(cè)試電路的電源電壓進(jìn)行分壓而得到測(cè)試所需的VREF1。 信號(hào)從帶通濾波器輸出后，經(jīng)由T3輸出。檢測(cè)T3輸出的信號(hào)，即可得到相關(guān)的BPF中心頻 率，進(jìn)行調(diào)整后，即可得到指定中心頻率的帶通濾波器。如圖4表示了本發(fā)明帶通濾波器的測(cè)試電路3的結(jié)構(gòu)，通過增加基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電 路產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)VREFl控制VGA的增益，及增加多路復(fù)用器將帶通濾波器BPF的輸出信號(hào) 直接輸出到測(cè)試電路的信號(hào)輸出端0UT，從而對(duì)應(yīng)減少傳統(tǒng)帶通濾波器測(cè)試電路的測(cè)試PAD T2及PAD T3。具體的電路連接關(guān)系、正常工作模式及測(cè)試模式如下。電路連接關(guān)系IN是信號(hào)輸入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF, P0STBL0CK模塊依 次相連。電路內(nèi)部基準(zhǔn)信號(hào)VREFl通過一個(gè)Tl信號(hào)控制的傳輸門連接到VGA模塊。BPF的 輸出連接到數(shù)據(jù)選擇器的C輸入端和P0STBL0CK模塊，POST BLOCK模塊的輸出連接到數(shù)據(jù) 選擇器的D輸入端。Tl信號(hào)通過一個(gè)反相器產(chǎn)生TlN信號(hào)，控制傳輸門和數(shù)據(jù)選擇器。正常工作模式下，數(shù)據(jù)選擇器的D輸入端打開，C輸入端關(guān)閉。信號(hào)從IN輸入，經(jīng) PRE BLOCK、BPF、POST BLOCK后，從OUT輸出。VGA增益大小由電路內(nèi)部自動(dòng)控制。測(cè)試模式下測(cè)試PAD Tl有效，控制電路進(jìn)入測(cè)試模式。在電路進(jìn)入測(cè)試模式后， 連接VGA和VREFl的傳輸門打開，數(shù)據(jù)選擇器MUXl的C輸入端打開，D輸入端關(guān)閉。帶通 濾波器前級(jí)VGA的增益大小，由一個(gè)內(nèi)部產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)VREFl控制。信號(hào)從帶通濾波器 輸出后，從數(shù)據(jù)選擇器的C輸入端輸入，經(jīng)由OUT輸出。檢測(cè)OUT輸出的信號(hào)，即可得到相 關(guān)的BPF中心頻率，進(jìn)行調(diào)整后，即可得到指定中心頻率的帶通濾波器。如圖5表示了本發(fā)明帶通濾波器的測(cè)試電路4的電路結(jié)構(gòu)，它在圖3的基礎(chǔ)上通 過增加一個(gè)比較器及多路復(fù)用器來控制測(cè)試電路進(jìn)入測(cè)試模式，從而減少傳統(tǒng)帶通濾波器 測(cè)試電路的測(cè)試PAD TUPAD T2及PAD T3。其具體的電路連接關(guān)系、正常工作模式及測(cè)試 模式如下。電路連接關(guān)系輸入端IN連接到比較器C0MP、PRE BLOCK、數(shù)據(jù)選擇器MUX3的E 輸入端。PRE BLOCK模塊的輸出連接第二多路復(fù)用器MUX3的F輸入端。MUX3的輸出連接 BPF。BPF的輸出連接到POST BLOCK和MUX4的H輸入端。POST BLOCK的輸出連接到MUX4 的G輸入端。信號(hào)VREF2連接到C0MP，COMP的輸出連接控制MUX3、MUX4。正常工作模式MUX3的E輸入端關(guān)閉，F(xiàn)輸入端打開。MUX4的G輸入端打開，H輸入端關(guān)閉。信號(hào)從IN輸入，通過PRE BLOCK、MUX3、BPF, POST BLOCK、MUX4模塊后，從OUT 輸出。測(cè)試模式電路內(nèi)部給出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)VREF2。調(diào)整輸入信號(hào)IN的直流偏置電壓， 當(dāng)輸入信號(hào)的電壓高于VREF2時(shí)，電路進(jìn)入測(cè)試模式。在測(cè)試模式下，數(shù)據(jù)選擇器MUX3的 C輸入端打開，D輸入端關(guān)閉，MUX4的G輸入端關(guān)閉、H輸入端打開。信號(hào)從IN輸入，經(jīng)由 MUX3直接進(jìn)入BPF，濾除帶外信號(hào)后直接通過MUX4從OUT輸出。檢測(cè)OUT輸出的信號(hào)，即 可得到相關(guān)的BPF中心頻率，進(jìn)行調(diào)整后，即可得到指定中心頻率的帶通濾波器。圖6則是圖1、圖3、圖4中測(cè)試電路的多路復(fù)用器的電路結(jié)構(gòu)圖，該多路復(fù)用器采 用三態(tài)門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)然該多路復(fù)用器不應(yīng)當(dāng)僅限于圖6中所示的電路結(jié)構(gòu)，只需滿足進(jìn) 行多路選通的功能即可。具體的多路復(fù)用器內(nèi)部電路連接關(guān)系、正常工作模式狀態(tài)及測(cè)試 模式狀態(tài)如下。電路連接關(guān)系反相器的輸入連接EN，輸出連接NEN。與非門輸入一端連接IN1， 一端連接EN。輸出連接Pl的柵極?；蚍情T輸入一端連接INl，一端連接NEN。輸出連接附 的柵極。Pl的源極連接VDD，柵極連接與非門的輸出，漏極接電阻的PLUS，襯底接VDD。Nl 的源極連接GND，柵極連接或非門的輸出，漏極接電阻的MINUS，襯底接GND。傳輸門中PMOS 的柵極連接EN，NM0S的柵極連接NEN。輸入連接IN2。輸出連接OUT。電阻的PLUS連接Pl 的漏極，電阻的MINUS連接m的漏極和OUT。正常工作模式下，EN為高電平。圖6中所示的與非門、或非門，均正常開啟，傳輸 門關(guān)閉。信號(hào)從mi輸入，OUT輸出。測(cè)試模式下，EN為低電平。圖6中所示的與非門、或非門均關(guān)閉，下方的傳輸門開 啟。測(cè)試信號(hào)從IN2輸入，OUT輸出。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶通濾波器測(cè)試電路，包含依次相連的帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)、可控增益放大器、 帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)試電路包含與所述帶通濾波器及帶通濾波器后 級(jí)結(jié)構(gòu)相連接的多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器用于直接輸出從所述帶通濾波器輸出的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包含基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路， 所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路用于產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述測(cè)試電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)信號(hào)用于控制所述可控增益放 大器的增益。
4.如權(quán)利要求2所述測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包含第二多路復(fù)用器，所 述第二多路復(fù)用器的兩輸入端分別連接所述帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)的輸入端及可控增益放 大器的輸出端，所述第二多路復(fù)用器的輸出端連接所述帶通濾波器的輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包含第二多路復(fù)用器，所 述第二多路復(fù)用器的兩輸入端分別連接所述帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)的輸入端及可控增益放 大器的輸出端，所述第二多路復(fù)用器的輸出端連接所述帶通濾波器的輸入端。
6.如權(quán)利要求5所述測(cè)試電路，其特征在于，所述測(cè)試電路還包含比較器，所述比較器 用于依據(jù)所述基準(zhǔn)信號(hào)控制所述第二多路復(fù)用器的兩輸入端的選通。
7.—種帶通濾波器測(cè)試電路的設(shè)計(jì)方法，所述測(cè)試電路包含依次相連的帶通濾波器前 級(jí)結(jié)構(gòu)、可控增益放大器、帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述測(cè)試電路包含多路復(fù)用 器，利用所述多路復(fù)用器直接輸出從所述帶通濾波器輸出的信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的測(cè)試電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述測(cè)試電路還包含基準(zhǔn) 電壓產(chǎn)生電路，利用所述基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)控制所述可控增益放大器的增益ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶通濾波器測(cè)試電路及其設(shè)計(jì)方法。帶通濾波器測(cè)試電路包含依次相連的帶通濾波器前級(jí)結(jié)構(gòu)、可控增益放大器、帶通濾波器后級(jí)結(jié)構(gòu)，且還包含多路復(fù)用器及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路。其中，多路復(fù)用器可以直接將帶通濾波器輸出的信號(hào)直接輸出到測(cè)試電路的輸出端口進(jìn)行測(cè)試，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號(hào)用于控制可控增益放大器的增益而無需測(cè)試電路外部輸出電壓電平控制可控增益放大器的增益。通過采用多路復(fù)用器及基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，可有效減少傳統(tǒng)帶通濾波器測(cè)試電路的測(cè)試輸入點(diǎn)，達(dá)到減少測(cè)試電路芯片面積、降低生產(chǎn)成本的效果。
文檔編號(hào)G01R31/28GK102062835SQ20091019884
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者彭云武, 徐興明, 徐棟, 徐玉婷, 沈天平, 羅先才 申請(qǐng)人:無錫華潤(rùn)矽科微電子有限公司