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开关电容Signu-Delta调制器广泛应用于高精度ADC电路,此类电路的测量需要高精度的测试设备,测试难度较大,测试成本极高,因此有必要对调制器电路进行可测性设计。相同的过采样率,高阶调制器的信噪比远高于低阶调制器,而待测的低阶调制器通常具有低通滤波特性,因此,高阶调制器生成数字位流施加到低阶待测调制器后,输出信号的噪声主要来自于低阶待测调制器。基于这个原理,本文提出了一种新的全数字sigma-Delta调制器DFT方法,测试模式下,将调制器本身固有的第一级反馈DAC重新配置为三个输出级:Vref+,Vcom及Vref-,将高阶调制器产生的数字激励施加到DFT专用数字位流输入端口,数字位流与量化器输出之和确定反馈DAC输出,捕获调制器输出数字位流,通过数字信号处理,可以测量得到待测调制器的性能,实现Sigma—Delta调制器的全数字测试。本文的主要工作有:
[1]分析Sigma-Delta调制器基本原理,在此基础上提出调制器全数字DFT方法,并给出建议的Sigma—Delta调制器DFT的基本原理;
[2]构建调制器各个模块的Matlab模型,并搭建二阶Sigma—Delta调制器和2—1MASH Sigma-Delta调制器的Matlab模型以及相应的DFT模型,通过仿真与传统的测试方法比较分析建议的DFT方法优缺点,同时给出数字激励源的生成方法;
[3]采用上华CSMC0.5um工艺库,利用Cadence Spectre工具设计二阶Sigma—Delta调制器电路,并以这个电路为例给出建议的DFT方法实现流程以及实现电路。此外,通过电路仿真分析DFT电路对调制器正常工作的影响。仿真结果表明建议的DFT方法的测量误差小于6dB,能够覆盖到所有的晶体管,具有精度高,适用范围广,故障覆盖率高,且DFT电路对调制器正常工作影响小等优点。此外建议的Sigma-Delta调制器DFT方法是一种全数字测试方法,能够充分利用数字电路测试访问机制,因此可有效降低测试访问难度,大幅降低调制器测试成本。