CN109274356A - 时钟占空比的测试电路 - Google Patents

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邵博闻
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    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/19—Monitoring patterns of pulse trains

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Abstract

本发明公开了一种时钟占空比的测试电路：占空比‑电压转换电路，对输入的待测时钟信号CKT进行转换，生成待测时钟占空比积分电压VCT，对参考占空比时钟信号CKR进行转换，生成参考占空比积分电压VCR；模拟电压比较器对输入的电压VCT和VCR进行比较，并输出比较结果CMPO；测试控制逻辑电路，根据输入的比较结果CMPO，调整测试控制逻辑电路内的占空比控制寄存器的值，完成占空比测试。本发明能够对高频时钟信号的占空比进行准确测试。

Description

时钟占空比的测试电路
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域，特别是涉及一种时钟占空比的测试电路。
背景技术
嵌入系统中振荡器输出的时钟信号的占空比是一个重要指标。利用I/O(输入/输出)直接输出几十兆赫兹的高频时钟，利用测试机对高频时钟信号的占空比进行测试是不太可行的。因为I/O的输出速度有限制，输出信号经过I/O后会引入误差，另外，这种测试方法对测试机的要求也比较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种时钟占空比的测试电路，能够对高频时钟信号的占空比进行准确测试。
为解决上述技术问题，本发明的时钟占空比的测试电路，包括：占空比-电压转换电路、模拟电压比较器和测试控制逻辑电路；
所述占空比-电压转换电路，对输入的待测时钟的输出信号CKT进行转换，生成待测时钟占空比积分电压VCT；
所述测试控制逻辑电路，根据占空比控制寄存器的值生成参考占空比时钟信号CKR；
所述占空比-电压转换电路，对参考占空比时钟信号CKR进行转换，生成参考时钟占空比积分电压VCR。
所述模拟电压比较器对输入的电压VCT和电压VCR进行比较，并输出比较结果CMPO。
所述测试控制逻辑电路，根据输入的比较结果CMPO，调整测试控制逻辑电路内的占空比控制寄存器的值，完成占空比测试；
所述占空比控制寄存器为N比特位，N为正整数。
采用本发明的时钟占空比的测试电路，利用内建测试电路，自动完成时钟占空比测量，并数字化后输出。本发明降低了芯片内高频时钟通过I/O输出后再测试对I/O输出速度的苛刻需求，避免了I/O引入的测量误差而提高了测量精度，降低了对外部测量设备的要求，从而实现了对高频时钟信号的占空比进行准确、低成本的测量。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是时钟占空比的测试电路一实施例原理图；
图2是时钟占空比的测试流程图。
具体实施方式
参见图1所示，所述时钟占空比的测试电路，在下面的实施例中，包括：占空比-电压转换电路、模拟电压比较器和测试控制逻辑电路。
所述占空比-电压转换电路，对输入的待测时钟信号CKT进行转换，生成待测时钟占空比积分电压信号VCT。
待测时钟信号CKT同时驱动测试控制逻辑电路，测试控制逻辑电路，根据占空比控制寄存器的值生成参考占空比时钟信号CKR，所述占空比-电压转换电路，对参考占空比时钟信号CKR进行转换，生成参考时钟占空比积分电压信号VCR。
所述模拟电压比较器对输入的电压信号VCT和电压信号VCR进行比较，并输出比较结果信号CMPO。
所述测试控制逻辑电路，根据输入的比较结果信号CMPO，调整测试控制逻辑电路内的占空比控制寄存器的值，完成占空比测试。所述占空比控制寄存器为N比特，N为正整数。
结合图2所示，所述测试控制逻辑电路进行占空比测试的具体过程如下：
初始化测试控制逻辑电路内的占空比控制寄存器的值，使其全部为“0”，设置占空比控制寄存器位次计数器(以下简称为计数器)的值为N。
从最高位到最低位设置占空比控制寄存器的值，如果模拟电压比较器的输出CMPO的值为高，则设置当前位次(用变量m表示位次，即第m位)的占空比控制寄存器为“0”，否则设置为“1”。
判断所述占空比控制寄存器各位是否全部完成设置，即所述计数器的计数值是否为“0”，如果未全部完成占空比控制寄存器的设置，则将所述计数器的值减1，然后继续检查模拟电压比较器的输出CMPO的值，并进行设置。如果全部完成占空比控制寄存器的设置，即计数器的计数值等于“0”，则测试完成，得到占空比数字化测量值。
所述占空比-电压转换电路，包括：PMOS晶体管PM1、PM2，NMOS晶体管NM1、NM2，电阻R1、R2，电容C1、C2。
PMOS晶体管PM1的源极和PMOS晶体管PM2的源极与电源电压VDD端相连接，PMOS晶体管PM1的漏极和NMOS晶体管NM1的漏极及电阻R1的一端相连接，电阻R1的另一端与电容C1的一端相连接，该连接的节点作为电压信号VCT的输出端，NMOS晶体管NM1的源极和电容C1的另一端接地GND。PMOS晶体管PM1的栅极和NMOS晶体管NM1的栅极输入待测时钟信号CKT。
PMOS晶体管PM2的漏极和NMOS晶体管NM2的漏极及电阻R2的一端相连接，电阻R2的另一端与电容C2的一端相连接，该连接的节点作为电压信号VCR的输出端，NMOS晶体管NM2的源极和电容C2的另一端接地GND。PMOS晶体管PM2的栅极和NMOS晶体管NM2的栅极输入参考占空比时钟信号CKR。
以上通过具体实施方式对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种时钟占空比的测试电路，其特征在于，包括：占空比-电压转换电路、模拟电压比较器和测试控制逻辑电路；
所述占空比-电压转换电路，对输入的待测时钟信号CKT进行转换，生成待测时钟占空比积分电压信号VCT；
所述测试控制逻辑电路，在待测时钟的驱动下，根据占空比控制寄存器的值生成参考占空比时钟信号CKR；
所述占空比-电压转换电路，对参考占空比时钟信号CKR进行转换，生成参考时钟占空比积分电压信号VCR；
所述模拟电压比较器，对输入的电压信号VCT和VCR进行比较，并输出比较结果CMPO；
所述测试控制逻辑电路，根据输入的比较结果CMPO，调整测试控制逻辑电路内的所述占空比控制寄存器的值，完成占空比测试；
所述占空比控制寄存器为N比特位，N为正整数。
2.如权利要求1所述的测试电路，其特征在于：所述占空比-电压转换电路，包括：两个PMOS晶体管，两个NMOS晶体管，两个电阻，两个电容；
第一PMOS晶体管的源极和第二PMOS晶体管的源极与电源电压VDD端相连接，第一PMOS晶体管的漏极和第一NMOS晶体管的漏极及第一电阻的一端相连接，第一电阻的另一端与第一电容的一端相连接，该连接的节点作为电压信号VCT的输出端，第一NMOS晶体管的源极和第一电容的另一端接地GND，第一PMOS晶体管的栅极和第一NMOS晶体管的栅极输入待测时钟信号CKT；
第二PMOS晶体管的漏极和第二NMOS晶体管的漏极及第二电阻的一端相连接，第二电阻的另一端与第二电容的一端相连接，该连接的节点作为电压信号VCR的输出端，第二NMOS晶体管的源极和第二电容的另一端接地GND，第二PMOS晶体管的栅极和第二NMOS晶体管的栅极输入参考占空比时钟信号CKR。
3.如权利要求1或2所述的测试电路，其特征在于，占空比测试的具体过程如下：
初始化测试控制逻辑电路内的占空比控制寄存器的值，使其全部为“0”，设置占空比控制寄存器位次计数器的值为N；
从最高位到最低位设置占空比控制寄存器的值，如果模拟电压比较器的输出CMPO的值为高电平，则设置当前位次的占空比寄存器为“0”，否则设置为“1”；
判断所述占空比控制寄存器各位是否全部完成设置，即所述占空比位次计数器的计数值是否为“0”，如果未全部完成设置，则将所述占空比位次计数器的值减1；然后继续检查模拟电压比较器的输出CMPO的值，并进行占空比控制寄存器的设置；如果全部完成设置，即计数器的计数值等于“0”，则测试完成，得到占空比数字化测量值。
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