[發明專利]用于內置自測尼奎斯特速率模數轉換器電路的設備

有效

• 申請號: 201710818650.0
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107835020B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: A·巴爾;C·德布納斯;N·巴爾加瓦
• 申請（專利權）人: 意法半導體國際有限公司
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10;H03M3/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;張昊

本公開涉及用于內置自測尼奎斯特速率模數轉換器電路的設備。例如，內置自測(BIST)電路被提供用于測試模數轉換器(ADC)。多階三角積分(ΣΔ)調制器具有接收輸入信號的輸入、生成從輸入信號導出并施加到ADC的輸入的模擬測試信號的第一輸出、以及生成二進制數據流的第二輸出。數字重組和濾波電路具有接收二進制數據流的第一輸入和響應于模擬測試信號接收從ADC輸出的數字測試信號的第二輸入。數字重組和濾波電路對二進制數據流和數字測試信號進行組合并濾波，以生成數字結果信號，該數字結果信號包括從由ADC的操作引入的誤差導出的信號分量。相關電路用于隔離該誤差信號分量。

技術領域

本發明涉及奈奎斯特速率模數轉換器(ADC)電路的測試，具體涉及使用內置自測(BIST)電路來測試奈奎斯特速率ADC電路。

背景技術

模數轉換器(ADC)電路是許多集成電路設計的常見組件。ADC電路將模擬輸入電壓編碼為離散N位數字字。N位數字字的每個唯一值(或代碼)對應于被稱為代碼寬度的小范圍的模擬輸入電壓，范圍具有代碼中心。模擬輸入電壓和最近代碼中心的對應電壓之間的差異在本領域中被稱為量化誤差。由于ADC電路具有有限數量的輸出位N，所以即使理想的ADC電路也會在模擬輸入電壓的每個采樣中生成一些量化誤差。

ADC電路的操作在許多方面與理想行為有所不同，其差異是根據性能品質因數的數量指定的。一些重點在于以下品質因數：a)整數非線性(INL)，是指代碼中心與理想情況的距離；b)微分非線性(DNL)，是指代碼寬度與理想情況的偏差；c)偏移誤差，是指值為零的ADC電路行為與理想情況的偏差；和d)增益誤差，是指通過值為零的ADC端點且滿量程的線的斜率與理想情況的偏差。其他品質因數也是本領域已知的。

由于ADC電路在許多集成電路器件中提供了模擬電路域和數字電路域之間的關鍵鏈路，因此ADC電路在性能品質因數的某些規范要求中工作是非常重要的。因此，在本領域中眾所周知的是測試ADC電路并拒絕或調諧包含在測試中發現ADC電路在規范要求之外進行操作的ADC電路的集成電路器件。用于ADC電路測試的一種常規技術涉及將外部提供的模擬測試信號(例如斜坡或正弦曲線)應用于ADC電路的輸入，隨后響應于測試激勵信號評估從ADC電路輸出的一系列N位數字字。

然而，需要一種內置自測(BIST)電路來生成測試激勵信號，以應用于ADC電路的輸入并評估數字輸出。

發明內容

在一個實施例中，一種集成電路包括：模擬電路域；數字電路域；模數轉換器(ADC)電路，具有耦合到模擬電路域的輸入和耦合到數字電路域的輸出；以及內置自測(BIST)電路，被配置為測試ADC電路的操作。BIST電路包括：多階三角積分(ΣΔ)調制器，例如在MASH拓撲中，具有被配置為接收輸入信號的輸入、被配置為生成從輸入信號導出的模擬測試信號的第一輸出以及被配置為生成二進制數據流的第二輸出，其中模擬測試信號在測試模式操作期間被施加到ADC電路的輸入；以及數字重組和濾波電路，具有被配置為接收二進制數據流的第一輸入和被配置為響應于模擬測試信號接收從ADC電路輸出的數字測試信號的第二輸入，數字重組和濾波電路被配置為對二進制數據流和數字測試信號進行組合和濾波以生成數字結果信號，該數字結果信號具有從輸入信號導出的第一信號分量和從由ADC電路的操作引入的誤差導出的第二信號分量。

在一個實施例中，一種用于測試模數轉換器(ADC)電路的內置自測(BIST)電路，包括：多階三角積分(ΣΔ)調制器，具有被配置為接收輸入信號的輸入、被配置為生成從輸入信號導出的模擬測試信號的第一輸出和被配置為生成二進制數據流的第二輸出，其中模擬測試信號在測試模式操作期間被施加到ADC電路的輸入；以及數字重組和濾波電路，具有被配置為接收二進制數據流的第一輸入和被配置為響應于模擬測試信號接收從ADC電路輸出的數字測試信號的第二輸入，所述數字重組和濾波電路被配置為對二進制數據流和數字測試信號進行組合和濾波以生成數字結果信號，所述數字結果信號具有從輸入信號導出的第一信號分量和從由ADC電路的操作引入的誤差導出的第二信號分量。