一種用于快速檢測災難性故障的鎖相環(huán)內建測試結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于快速檢測災難性故障的鎖相環(huán)內建測試結構，能夠在不影響 待測鎖相環(huán)性能的前提下，實現(xiàn)對鎖相環(huán)的災難性故障的快速檢測。
【背景技術】
[0002] 鎖相環(huán)作為一個能夠產(chǎn)生參考信號或時鐘信號的混合信號模塊，被廣泛應用于無 線通信、光纖鏈路，微型計算機以及各種通信設備等，對整個電子系統(tǒng)的性能具有至關重要 的影響，因此需正確驗證其性能。然而，由于鎖相環(huán)本身的閉環(huán)反饋和混合信號特性，使其 成為最難測試的電路之一。尤其是量產(chǎn)測試時，昂貴的精密測試儀器，較長的測試時間，不 可接受的測試成本，以及外接設備對待測鎖相環(huán)性能的影響，嚴重影響了電子產(chǎn)品的生產(chǎn) 成本和上市時間，因此，研宄鎖相環(huán)電路的低成本快速測試方案具有重大意義。
[0003] PLL故障測試方法主要是檢測鎖相環(huán)中存在的災難性故障，從而迅速篩選出不能 滿足需求的鎖相環(huán)。鎖相環(huán)的災難性故障一般是指由鎖相環(huán)電路的結構中存在的缺陷所 引起的故障，如晶體管柵極源極短路、柵極漏極開路、電容電阻的開路短路等。這些故障往 往會對鎖相環(huán)的性能造成影響，如造成鎖相環(huán)輸出頻率的偏移，抖動的增大，鎖定時間的變 化，參考雜散的變化等等。通過檢測監(jiān)測這些變化可以快速判斷鎖相環(huán)是否合格。且由于 鎖相環(huán)的故障測試方法，通?？梢岳面i相環(huán)中已經(jīng)存在的電路結構，因此一般測試成本 較低。量產(chǎn)測試時，災難性故障檢測成為快速低成本測試鎖相環(huán)的一種十分有效的方法。
[0004] 鎖相環(huán)的災難性故障測試方法必須注意以下4點：1、內建測試以避免外部高端精 密測試儀器產(chǎn)生的高額測試費用；2、對鎖相環(huán)的性能影響較小甚至不會造成任何影響，不 合適的內建測試電路一方面會影響合格鎖相環(huán)的正常工作，另一方面也會降低測試的準確 率，一些常見的解決方法如盡量不要打開環(huán)路，盡量不要在模擬節(jié)點打開環(huán)路等；3、全數(shù)字 測試電路和測試輸出，以保證測試的結果更加可靠，且輸出結果便于觀看，不需要或只需通 用的測試儀器即可觀看；4、降低測試時間和測試成本，鎖相環(huán)作為大多數(shù)片上系統(tǒng)上唯一 的混合信號電路，其測試時間，測試成本直接影響了電子產(chǎn)品的生產(chǎn)成本和上市時間，當前 鎖相環(huán)的測試急需快速低成本的量產(chǎn)測試方案。
[0005] 作為總結，快速低成本的災難性故障測試非常適合鎖相環(huán)的量產(chǎn)測試。因此，研宄 適用于鎖相環(huán)量產(chǎn)測試的，具有測試結構簡單、測試時間快、測試成本低的鎖相環(huán)災難性故 障測試方案具有重大的研宄意義。

【發(fā)明內容】

[0006] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于快速檢測災難 性故障的鎖相環(huán)內建測試結構，具有測試結構簡單、測試時間快、測試成本低的特點；能夠 自動完成鎖相環(huán)的災難性故障測試，迅速排出批量生產(chǎn)時不合格的鎖相環(huán)。
[0007] 技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為：
[0008] -種用于快速檢測災難性故障的鎖相環(huán)內建測試結構，用于檢測某幾個固定時間 點待測鎖相環(huán)中分頻器輸出的邏輯電平值，以判斷待測鎖相環(huán)是否存在災難性故障；包括 三個延遲單元、兩個模式設置單元和一個測試評估單元；延遲單元用于實現(xiàn)將參考信號進 行不同的延時，以提供災難性故障測試所需的充放電測試信號；模式設置單元用于設置整 個電路的工作模式，即正常工作模式、充電故障測試模式和放電故障測試模式；測試評估單 元用于掃描待測鎖相環(huán)中分頻器的輸出信號，并以數(shù)字形式輸出，作為判斷鎖相環(huán)是否存 在災難性故障的依據(jù)；
[0009] 記三個延時單元分別為第一延時單元Delayl、第二延時單元Delay2和第三延 時單元Delay3,兩個模式設置單元分別為第一模式設置單元MODE1和第二模式設置單元 MODE2,測試評估單元包括一個D觸發(fā)器DFF;
[0010] 參考信號分別輸入第一模式設置單元MODE1的S1輸入端、第一延時單元Delayl 的輸入端和第三延時單元Delay3的輸入端，測試信號接D觸發(fā)器DFF的時鐘輸入端，第一 模式選擇信號接第一模式設置單元MODE1的SET控制端，第二模式選擇信號接第二模式設 置單元MODE2的SET控制端；
[0011] 第一延時單元Delayl的輸出端接第二延時單元Delay2的輸入端，第二延時單元 Delay2的輸出端接第一模式設置單元MODE1的S2輸入端，第一模式設置單元MODE1的輸出 端OUT1接待測鎖相環(huán)的參考輸入端REF;第三延時單元Delay3的輸出端接第二模式設置 單元MODE2的S1輸入端，待測鎖相環(huán)的分頻器輸出端DBN_out接第二模式設置單元MODE2 的S2輸入端，第二模式設置單元MODE2的輸出端OUT2接待測鎖相環(huán)的反饋信號輸入端 CLK〇
[0012] 該內建測試結構結合待測鎖相環(huán)中已經(jīng)存在的電路作為測試電路的一部分，節(jié)省 了測試電路的面積開銷，其測試結構及其簡單；并且，該內建測試結構能夠快速檢測鎖相環(huán) 中存在的災難性故障，單片測試時間在百納秒級別；同時，采用內建測試結構，無需任何復 雜精密測試儀器即可進行測鎖相環(huán)中存在的災難性故障檢測，節(jié)省了測試的成本。因此具 有測試結構簡單、測試時間快、測試成本低的特點。
[0013] 所述兩個模式設置單元分別為第一模式設置單元M0DE1和第二模式設置單元 M0DE2 ；
[0014]第一模式設置單元M0DE1，包括第一反相器INV1、第一與門AND1、第二與門AND2和 第一或門0R1 ;第一與門AND1的A輸入端接參考信號，B輸入端接第一模式選擇信號，輸出 端接第一或門0R1的A輸入端；第一反相器INV1的輸入端接第一模式選擇信號，輸出端接 第二與門AND2的A輸入端；第二與門AND2的A輸入端接第一反相器INV1的輸出端，B輸 入端接第二延時單元Delay2的輸出端，輸出端接第一或門0R1的B輸入端；第一或門0R1 的A輸入端接第一與門AND1的輸出端，B輸入端接第二或門AND2的輸出端，輸出端接待測 鎖相環(huán)的參考輸入端REF;
[0015] 第二模式設置單元M0DE2,包括第二反相器INV2、第三與門AND3、第四與門AND4、 第二或門0R2 ;第三與門AND3的A輸入端接第三延時單元Delay3的輸出端，B輸入端接第 二模式選擇信號，輸出端接第二或門0R2的A輸入端；第二反相器INV2的輸入端接第二模 式選擇信號，輸出端接第四與門AND4的A輸入端；第四與門AND4的A輸入端接第二反相器 INV2的輸出端，B輸入端接待測鎖相環(huán)的分頻器輸出端DBN_out，輸出端接第二或門0R2的 B輸入端；第二或門0R2的A輸入端接第三與門AND3的輸出端，B輸入端接第四或門AND4 的輸出端，輸出端接待測鎖相環(huán)的反饋信號輸入端CLK。
[0016] 所述測試評估單元包括一個D觸發(fā)器DFF，D觸發(fā)器DFF的D輸入端接待測鎖相環(huán) 的分頻器輸出端DBN_out，時鐘輸入端接測試信號，清零端CLR接電源VDD，輸出Q端即為測 試輸出信號端。
[0017] 所述待測鎖相環(huán)為電荷泵鎖相環(huán)，其參考輸入端REF接第一模式設置單元MODE1 的輸出端，反