GB/T 14032-1992 半导体集成电路数字锁相环测试方法的基本原理

　　UDC 621.382 L 55

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 14032-92

　　半导体集成电路数字锁相环 测 试 方 法 的 基 本 原 理

　　General principles of measuring methods

　　of digital phase-locked loop

　　for semiconductor integrated circuits

　　1 9 9 2 - 1 2 - 1 8 发 布

　　国 家 技 术 监 督 局 发 布

　　中华人民共和国国家标准

　　半导体集成电路数字锁相环

　　测 试 方 法 的 基 本 原 理 GB/T 14032-92

　　General principles of measuring methods

　　of digital phase-locked loop for

　　semiconductor integrated circuits

　　本标准规定了半导体集成电路数字锁相环(以下简称器件或数字锁相环)电参数测试方法的基本原 理 。

　　数字锁相环与数字电路相同的静态和动态参数测试可参照GB 3834《半导体集成电路 CMOS 电路 测试方法的基本原理》。

　　1 总要求

　　1.1 若无特殊说明，测试期间，环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合器件详细规范的规定。

　　1.2 测试期间，施于被测器件的电参量应符合器件详细规范的规定。

　　1.3 测试期间，应避免外界干扰对测试精度的影响，测试设备引起的测试误差应符合器件详细规范的 规 定 。

　　1.4 被测器件与测试系统连接或断开时，不应超过器件的使用极限条件。

　　1.5 若有要求时，应按器件详细规范规定的顺序接通电源。

　　1.6 测试期间，被测器件应连接器件详细规范规定的外围电路和补偿网络。

　　1.7 若电参数值是由几步测试的结果经计算而确定时，这些测试的时间间隔应尽可能短。

　　1.8 测试期间应避免因静电感应而引起器件失效。

　　2 参数测试

　　2.1 动态功耗P。

　　2.1.1 目 的

　　测试器件动态工作时的功率。

　　2.1.2 测试原理图

　　P。测试原理图见图1。

　　国家技术监督局1992- 12- 18批准 1993-08-01实施

　　图 1

　　2.1.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 压控振荡器输入电压;

　　c. 定频网络的电阻和电容;

　　d. 压控振荡器输出频率。

　　2.1.4 测试程序

　　2.1.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.1.4.2 接通电源。

　　2.1.4.3 调节直流信号源的输出电压，使压控振荡器输入电压V₁ 为电源电压V+的

　　2.1.4.4 调节定额网络中的电容，使压控振荡器输出频率为规范值。

　　2.1.4.5 在电源端读取电流I+ 的平均值。

　　2.1.4.6 按式(1)计算Pa:

　　Pa=I+·V+ …………………………(1)

　　2.2 压控振荡器最高工作频率 fmax

　　2.2.1 目的

　　测试压控振荡器输入电压为最大值时的输出频率。

　　2.2.2 测试原理图

　　fmax测试原理图见图2。

　　图 2

　　2.2.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 压控振荡器输入电压;

　　d. 定频网络的电阻和电容;

　　e. 压控振荡器输出端电平和波形。

　　2.2.4 测试程序

　　2.2.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.2.4.2 接通电源。

　　2.2.4.3 调节直流信号源的输出电压使压控输入电压V₁ 为电源电压V+。

　　2.2.4.4 读取压控振荡器输出端频率即为压控振荡器最高工作频率fmax。

　　2.3 压控振荡器输出频率温度系数a。

　　2.3.1 目 的

　　在规定的温度范围内测试单位温度变化所引起的压控振荡器输出频率的相对变化。

　　2.3.2 测试原理图

　　a。测试原理图见图3。

　　图 3

　　2.3.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 压控振荡器输入电压;

　　d. 定频网络的电阻和电容。

　　2.3.4 测试温度

　　2.3.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.3.4.2 接通电源。

　　2.3.4.3 调节压控振荡器的直流输入电压V₁ 为 V+的

　　2.3.4.4 将器件置于规定的环境温度T₁ 下，读取压控振荡器的输出频率f₁。

　　2.3.4.5 将器件置于规定的环境温度T₂ 下，读取压控振荡器的输出频率f₂。

　　2.3.4.6 按式(2)计算α。:

　　………………………

　　(2)

　　2.4 压控振荡器线性误差EL

　　2.4.1 目的

　　测试压控振荡器传输特性曲线对于其最佳拟合直线的最大偏差。

　　2.4.2 测试原理图

　　Ei. 测试原理图见图4。

　　图 4

　　2.4.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 定频网络的电阻和电容;

　　d. 压控振荡器输入电压范围。

　　2.4.4 测试程序

　　2.4.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.4.4.2 接通电源。

　　2.4.4.3 调节直流信号源的输出电压，在规定的压控输入电压范围内分别测试压控振荡器输入电压 V₁ 和输出频率f。

　　2.4.4.4 根据各测试点的测试结果，确定最佳拟合直线。

　　2.4.4.5 计算所测数据中各点压控输出频率与最佳拟合直线之间的偏差，找出其中绝对值最大者 |△f。|max,用式(3)计算 EL:

　　%FSR) …………………………(3)

　　式中：f。(FSR)-- 满量程输出频率。

　　2.5 解调输出端失调电压Voo

　　2.5.1 目的

　　测试解调输出电压与压控输入电压的偏差。

　　2.5.2 测试原理图

　　Voo测试原理图见图5。

　　电源

　　被测器件

　　V₁

　　R₁ VoD

　　图 5

　　2.5.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 压控振荡器输入电压;

　　d. 解调输出负载电阻RL。

　　2.5.4 测试程序

　　2.5.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.5.4.2 接通电源。

　　2.5.4.3 调节直流信号源输出电压使压控输入电压V₁ 为规定值。

　　2.5.4.4 读取解调输出端电压VoD。

　　2.5.4.5 按式(4)计算Voo。

　　Voo=V₁-VoD …………………………(4)

　　2.6 相位比较器交流输入跟踪电压VTRA

　　2.6.1 目 的

　　测试在规定的中心频率和频偏下能锁定的最小交流输入电压。

　　2.6.2 测试原理图

　　VTRA测试原理图见图6。

　　图 6

　　2.6.3 测试条件

　　测试期间，下列测试条件应符合器件详细规范的规定。

　　a. 环境温度;

　　b. 电源电压;

　　c. 压控振荡器中心频率;

　　d. 定频网络的电阻和电容;

　　e. 低通滤波器;

　　f. 调频信号的中心频率和频偏;

　　g. 输入耦合电容。

　　2.6.4 测试程序

　　2.6.4.1 将被测器件接入测试系统中。

　　2.6.4.2 接通电源。

　　2.6.4.3 在无调频信号输入时，调节压控振荡器的定频网络，使压控振荡器的中心频率f。为规范值。

　　2.6.4.4 调节调频信号发生器使调频波输出为f, 按式(5)计算：

　　f=f。+△f,sin(2πfmt) …………………………(5)

　　式中：f。——规定的中心频率;

　　△f。——规定的频偏;

　　fm—— 调制信号频率。

　　2.6.4.5 调节调频信号发生器的输出幅度，使锁相环处于跟踪状态，用示波器监视相位锁定指示端的 输出，调节调频信号发生器的输出幅度，使其由大到小连续缓慢变化，当环路失锁的一瞬间，此时读取调 频信号发生器的输出幅度即为环路能锁定的最小交流输入电压。

　　附 录 A

　　参数符号对照表

　　(补充件)

　　附加说明：

　　本标准由全国集成电路标准化分技术委员会提出。 本标准由上海元件五厂负责起草。

　　本标准主要起草人王庆光、高信龄。