CN102062835A - 一种带通滤波器测试电路及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带通滤波器测试电路及其设计方法。带通滤波器测试电路包含依次相连的带通滤波器前级结构、可控增益放大器、带通滤波器后级结构，且还包含多路复用器及基准电压产生电路。其中，多路复用器可以直接将带通滤波器输出的信号直接输出到测试电路的输出端口进行测试，基准电压产生电路产生的基准信号用于控制可控增益放大器的增益而无需测试电路外部输出电压电平控制可控增益放大器的增益。通过采用多路复用器及基准电压产生电路，可有效减少传统带通滤波器测试电路的测试输入点，达到减少测试电路芯片面积、降低生产成本的效果。

Description

一种带通滤波器测试电路及其设计方法

技术领域

本发明涉及测试电路，尤其涉及一种带通滤波器测试电路及其设计方法。

背景技术

目前，连续时间的低频带通滤波器被运用在各种测试电路中，如红外信号接收电路。在CMOS工艺中，由于工艺的波动，带通滤波器的中心频率会发生较大的变动，因而需要首先测定带通滤波器的中心频率，然后通过熔丝来调节中心频率，使得带通滤波器的中心频率满足设计的要求。

由于此连续时间的带通滤波器内置在测试电路内部，其前级输入为放大器等结构，会对输入信号造成限幅等影响，后级输出包含解调电路，从而无法正常从输出端口测试其中心频率，因而需要采用特殊的带通滤波器测试电路。

如图1所示，传统的带通滤波器测试电路连接关系：IN是信号输入端口，其后是依次相连的带通滤波器前级结构PRE BLOCK、可控增益放大器VGA、带通滤波器BPF、带通滤波器后级结构POST BLOCK等模块。T2PAD通过一个T1信号控制的传输门连接到可控增益放大器VGA模块，T3PAD通过一个T1信号控制的传输门连接到带通滤波器BPF的输出。T1信号通过一个反相器产生T1N信号，控制两个传输门。传统的带通滤波器测试电路正常工作模式及测试模式如下。

正常工作模式：信号从IN输入PRE BLOCK模块，经预处理后进入VGA进行增益调整，VGA的增益由电路自动控制调节。经过增益调整后的信号输入带通滤波器，滤除带外信号。带通滤波器输出的信号经过POST BLOCK的处理，由OUT输出。

测试模式：T1信号为低电平时，电路进入测试模式，连接T2和T3的传输门打开。信号从IN输入，经过PRE BLOCK处理后进入VGA。VGA的增益由T2提供的电平决定。经过VGA增益调整的信号，进入BPF带通滤波器。BPF的输出通过连接T3的传输门，从T3输出。通过在输入端IN加载不同载波频率的测试信号，检测T3输出信号在不同频率下的衰减，可以有效的检测出BPF的中心频率。通过熔丝等手段的调节，可以将BPF的中心频率调整到需要的数值。

由上述内容可知，传统的带通滤波器测试电路为：设置3个测试PAD，T1、T3、T3。T1PAD输入的电平信号控制测试电路进入测试模式、T2PAD输入的电平信号控制输入带通滤波器的测试信号的增益、T3PAD用于输出通过带通滤波器的输出信号而进行测试。因而，传统的带通滤波器测试方法需要添加3个测试PAD，从而导致增加测试电路芯片面积、提高生产成本的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测试输入点少的带通滤波器测试电路及其设计方法。

本发明提供一种带通滤波器测试电路，它包含依次相连的带通滤波器前级结构、可控增益放大器、带通滤波器后级结构。其中，测试电路还包含与带通滤波器及带通滤波器后级结构相连接的多路复用器，多路复用器用于直接输出从带通滤波器输出的信号。

作为本发明带通滤波器测试电路的进一步改进，测试电路还包含基准电压产生电路，该基准电压产生电路用于控制可控增益放大器的增益。

本发明还提供一种带通滤波器测试电路的设计方法，测试电路包含依次相连的带通滤波器前级结构、可控增益放大器、带通滤波器后级结构及多路复用器，利用多路复用器直接输出从所述带通滤波器输出的信号。

采用本发明的带通滤波器测试电路及其设计方法，多路复用器可以直接将带通滤波器输出的信号直接输出到测试电路的输出端口进行测试，基准电压产生电路产生的基准信号用于控制可控增益放大器的增益而无需测试电路外部输出电压电平控制可控增益放大器的增益。因而，通过采用多路复用器及基准电压产生电路，可有效减少传统带通滤波器测试电路的测试输入点，达到减少测试电路芯片面积、降低生产成本的效果。

附图说明

图1是传统的带通滤波器的测试电路结构示意图；

图2是具体实施方式中采用的第一种带通滤波器的测试电路结构示意图；

图3是具体实施方式中采用的第二种带通滤波器的测试电路结构示意图；

图4是具体实施方式中采用的第三种带通滤波器的测试电路结构示意图；

图5是具体实施方式中采用的第四种带通滤波器的测试电路结构示意图；

图6是本发明图2、图4、图5中多路复用器的电路结构示意图。

具体实施方式

针对上述传统带通滤波器的测试电路的各种缺陷，本发明则提供多种带通滤波器的测试电路。

如图2表示了本发明带通滤波器的测试电路1的结构，与图1传统的带通滤波器测试电路相比，其主要通过增加一个多路复用器将从带通滤波器输出的信号直接输出到测试电路信号输出端OUT而进行测试，从而减少传统带通滤波器测试电路的测试PAD T3。具体的电路连接关系、正常工作模式及测试模式如下。

电路连接关系：IN是信号输入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF、POSTBLOCK模块依次相连。T2通过一个T1信号控制的传输门连接到VGA模块。BPF的输出连接到多路复用器的A输入端和POST BLOCK模块，POST BLOCK模块的输出连接到多路复用器的B输入端。T1信号通过一个反相器产生T1N信号，控制传输门和多路复用器。

正常工作模式下，多路复用器的B输入端打开，A输入端关闭。信号从IN输入，经PRE BLOCK、BPF、POST BLOCK后，从OUT输出。VGA增益大小由测试电路内部自动控制。

测试模式下，测试PAD T1有效，控制电路进入测试模式。在电路进入测试模式后，连接VGA和T2的传输门打开，多路复用器MUX1的A输入端打开，B输入端关闭。带通滤波器前级VGA的增益大小，由T2输入的电压控制。信号从带通滤波器输出后，从多路复用器的A输入端输入，经由OUT输出。检测OUT输出的信号，即可得到相关的BPF中心频率，进行调整后，即可得到指定中心频率的带通滤波器。

如图3所示了本发明带通滤波器的测试电路2的结构，与图1传统的带通滤波器测试电路相比，在测试模式中，其内部可控增益放大器VGA的增益由测试电路内部的基准电压产生电路产生的基准信号VREF1控制，从而减少传统的带通滤波器测试电路的测试PAD T2。具体的电路连接关系、正常工作模式及测试模式如下。

电路连接关系：IN是信号输入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF、POSTBLOCK模块依次相连。电路内部基准信号VREF1通过一个T1信号控制的传输门连接到VGA模块。BPF的输出连接到POST BLOCK模块和T1控制的传输门，传输门另一端连接到T3。POST BLOCK模块的输出连接到OUT。

正常工作模式下。信号从IN输入，经PRE BLOCK、BPF、POST BLOCK后，从OUT输出。VGA增益大小由电路内部自动控制。

测试模式下测试PAD T1有效，控制电路进入测试模式。在电路进入测试模式后，连接VGA和VREF1，连接BPF和T3的传输门打开。带通滤波器前级VGA的增益大小，由一个内部基准电压产生电路产生的基准信号VREF1控制。其中，该基准电压产生电路可以利用多个电阻简单串联而成，通过对测试电路的电源电压进行分压而得到测试所需的VREF1。信号从带通滤波器输出后，经由T3输出。检测T3输出的信号，即可得到相关的BPF中心频率，进行调整后，即可得到指定中心频率的带通滤波器。

如图4表示了本发明带通滤波器的测试电路3的结构，通过增加基准电压产生电路产生基准信号VREF1控制VGA的增益，及增加多路复用器将带通滤波器BPF的输出信号直接输出到测试电路的信号输出端OUT，从而对应减少传统带通滤波器测试电路的测试PAD T2及PAD T3。具体的电路连接关系、正常工作模式及测试模式如下。

电路连接关系：IN是信号输入端口，其后PRE BLOCK、VGA、BPF、POSTBLOCK模块依次相连。电路内部基准信号VREF1通过一个T1信号控制的传输门连接到VGA模块。BPF的输出连接到数据选择器的C输入端和POSTBLOCK模块，POST BLOCK模块的输出连接到数据选择器的D输入端。T1信号通过一个反相器产生T1N信号，控制传输门和数据选择器。

正常工作模式下，数据选择器的D输入端打开，C输入端关闭。信号从IN输入，经PRE BLOCK、BPF、POST BLOCK后，从OUT输出。VGA增益大小由电路内部自动控制。

测试模式下测试PAD T1有效，控制电路进入测试模式。在电路进入测试模式后，连接VGA和VREF1的传输门打开，数据选择器MUX1的C输入端打开，D输入端关闭。带通滤波器前级VGA的增益大小，由一个内部产生的基准信号VREF1控制。信号从带通滤波器输出后，从数据选择器的C输入端输入，经由OUT输出。检测OUT输出的信号，即可得到相关的BPF中心频率，进行调整后，即可得到指定中心频率的带通滤波器。

如图5表示了本发明带通滤波器的测试电路4的电路结构，它在图3的基础上通过增加一个比较器及多路复用器来控制测试电路进入测试模式，从而减少传统带通滤波器测试电路的测试PAD T1、PAD T2及PAD T3。其具体的电路连接关系、正常工作模式及测试模式如下。

电路连接关系：输入端IN连接到比较器COMP、PRE BLOCK、数据选择器MUX3的E输入端。PRE BLOCK模块的输出连接第二多路复用器MUX3的F输入端。MUX3的输出连接BPF。BPF的输出连接到POST BLOCK和MUX4的H输入端。POST BLOCK的输出连接到MUX4的G输入端。信号VREF2连接到COMP，COMP的输出连接控制MUX3、MUX4。

正常工作模式：MUX3的E输入端关闭，F输入端打开。MUX4的G输入端打开，H输入端关闭。信号从IN输入，通过PRE BLOCK、MUX3、BPF、POST BLOCK、MUX4模块后，从OUT输出。

测试模式：电路内部给出一个基准信号VREF2。调整输入信号IN的直流偏置电压，当输入信号的电压高于VREF2时，电路进入测试模式。在测试模式下，数据选择器MUX3的C输入端打开，D输入端关闭，MUX4的G输入端关闭、H输入端打开。信号从IN输入，经由MUX3直接进入BPF，滤除带外信号后直接通过MUX4从OUT输出。检测OUT输出的信号，即可得到相关的BPF中心频率，进行调整后，即可得到指定中心频率的带通滤波器。

图6则是图1、图3、图4中测试电路的多路复用器的电路结构图，该多路复用器采用三态门结构设计，当然该多路复用器不应当仅限于图6中所示的电路结构，只需满足进行多路选通的功能即可。具体的多路复用器内部电路连接关系、正常工作模式状态及测试模式状态如下。

电路连接关系：反相器的输入连接EN，输出连接NEN。与非门输入一端连接IN1，一端连接EN。输出连接P1的栅极。或非门输入一端连接IN1，一端连接NEN。输出连接N1的栅极。P1的源极连接VDD，栅极连接与非门的输出，漏极接电阻的PLUS，衬底接VDD。N1的源极连接GND，栅极连接或非门的输出，漏极接电阻的MINUS，衬底接GND。传输门中PMOS的栅极连接EN，NMOS的栅极连接NEN。输入连接IN2。输出连接OUT。电阻的PLUS连接P1的漏极，电阻的MINUS连接N1的漏极和OUT。

正常工作模式下，EN为高电平。图6中所示的与非门、或非门，均正常开启，传输门关闭。信号从IN1输入，OUT输出。

测试模式下，EN为低电平。图6中所示的与非门、或非门均关闭，下方的传输门开启。测试信号从IN2输入，OUT输出。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种带通滤波器测试电路，包含依次相连的带通滤波器前级结构、可控增益放大器、带通滤波器后级结构，其特征在于，所述测试电路包含与所述带通滤波器及带通滤波器后级结构相连接的多路复用器，所述多路复用器用于直接输出从所述带通滤波器输出的信号。

2.如权利要求1所述测试电路，其特征在于，所述测试电路还包含基准电压产生电路，所述基准电压产生电路用于产生基准信号。

3.如权利要求2所述测试电路，其特征在于，所述基准信号用于控制所述可控增益放大器的增益。

4.如权利要求2所述测试电路，其特征在于，所述测试电路还包含第二多路复用器，所述第二多路复用器的两输入端分别连接所述带通滤波器前级结构的输入端及可控增益放大器的输出端，所述第二多路复用器的输出端连接所述带通滤波器的输入端。

5.如权利要求1所述测试电路，其特征在于，所述测试电路还包含第二多路复用器，所述第二多路复用器的两输入端分别连接所述带通滤波器前级结构的输入端及可控增益放大器的输出端，所述第二多路复用器的输出端连接所述带通滤波器的输入端。

6.如权利要求5所述测试电路，其特征在于，所述测试电路还包含比较器，所述比较器用于依据所述基准信号控制所述第二多路复用器的两输入端的选通。

7.一种带通滤波器测试电路的设计方法，所述测试电路包含依次相连的带通滤波器前级结构、可控增益放大器、带通滤波器后级结构，其特征在于，所述测试电路包含多路复用器，利用所述多路复用器直接输出从所述带通滤波器输出的信号。

8.如权利要求7所述的测试电路的设计方法，其特征在于，所述测试电路还包含基准电压产生电路，利用所述基准电压产生电路产生的基准信号控制所述可控增益放大器的增益。

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