JP4525706B2 - A / D conversion circuit test method - Google Patents

A / D conversion circuit test method Download PDF

Info

Publication number
JP4525706B2
JP4525706B2 JP2007139181A JP2007139181A JP4525706B2 JP 4525706 B2 JP4525706 B2 JP 4525706B2 JP 2007139181 A JP2007139181 A JP 2007139181A JP 2007139181 A JP2007139181 A JP 2007139181A JP 4525706 B2 JP4525706 B2 JP 4525706B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
conversion
delay
test
counter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007139181A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007259488A (en
Inventor
高元 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2007139181A priority Critical patent/JP4525706B2/en
Publication of JP2007259488A publication Critical patent/JP2007259488A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4525706B2 publication Critical patent/JP4525706B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

本発明は、アナログの電圧信号を数値データに変換するA/D変換回路の試験方法に関する。 The present invention relates to test methods of the A / D converter for converting the analog voltage signal into numerical data.

従来より、代表的なA/D変換回路として、図5に示す二重積分型,図6(a)に示す逐次比較型,図6(b)に示す並列型等が知られている(例えば、非特許文献1参照。)。   Conventionally, as a typical A / D conversion circuit, a double integration type shown in FIG. 5, a successive approximation type shown in FIG. 6A, a parallel type shown in FIG. Non-patent document 1).

このうち、二重積分型A/D変換回路101は、図5に示すように、演算増幅器を中心に構成された積分回路110を備えており、この積分回路110を構成するコンデンサCを、A/D変換すべき入力電圧Vinによって予め設定された一定時間の間だけ充電(入力電圧Vinを積分)した後、入力電圧Vinから基準電圧Vrefに切り替えることによって、一定の放電速度で放電する。また、この放電により積分回路110の出力が予め設定された閾値電圧(例えば0V)を超えるタイミングを比較回路112で検出する。   Among these, as shown in FIG. 5, the double integration type A / D conversion circuit 101 includes an integration circuit 110 mainly composed of an operational amplifier, and a capacitor C constituting the integration circuit 110 is replaced with A After charging (integrating the input voltage Vin) for a predetermined time set by the input voltage Vin to be / D converted, the input voltage Vin is switched to the reference voltage Vref to discharge at a constant discharge rate. Further, the comparison circuit 112 detects the timing at which the output of the integration circuit 110 exceeds a preset threshold voltage (for example, 0 V) by this discharge.

すると、スイッチ制御回路114が、比較回路112の出力と、積分回路110への印加電圧の切り替えタイミングとに基づいて、カウンタ116の動作を制御し、積分回路110に入力電圧Vinが印加されている充電期間をカウントしたカウント値と、積分回路110に基準電圧Vrefが印加されてから比較回路112の出力が切り替わるまでの放電期間をカウントしたカウント値とを得る。そして、これら両カウント値の比から、A/D変換データを得るようにされている。   Then, the switch control circuit 114 controls the operation of the counter 116 based on the output of the comparison circuit 112 and the switching timing of the applied voltage to the integration circuit 110, and the input voltage Vin is applied to the integration circuit 110. A count value obtained by counting the charge period and a count value obtained by counting the discharge period from when the reference voltage Vref is applied to the integration circuit 110 until the output of the comparison circuit 112 is switched are obtained. Then, A / D conversion data is obtained from the ratio between these two count values.

つまり、コンデンサCの充電電圧は充電期間内の入力電圧Vinの平均値となり、また、放電期間の長さは充電電圧に比例するため、これらカウント値の比から入力電圧VinのA/D変換データが得られるのである。なお、この二重積分型A/D変換回路101の場合、入力電圧Vinの最大値が印加された時に要する放電期間と一定の充電期間とを加えた長さが、1回のA/D変換に要する時間(サンプリング周期の下限値)となる。   That is, the charging voltage of the capacitor C is an average value of the input voltage Vin during the charging period, and the length of the discharging period is proportional to the charging voltage, so that the A / D conversion data of the input voltage Vin is calculated from the ratio of these count values. Is obtained. In the case of the double integration type A / D conversion circuit 101, the length obtained by adding the discharge period required when the maximum value of the input voltage Vin is applied and a certain charge period is one A / D conversion. (The lower limit value of the sampling period).

次に、逐次比較型A/D変換回路102は、図6(a)に示すように、抵抗をはしご状に接続してなる抵抗ラダー120と、抵抗ラダー120の接続状態を切り替えるスイッチ部122と、スイッチ部122のオンオフ状態によって抵抗ラダー120が形成する分圧回路の分圧電圧を比較電圧Vrefとして、この比較電圧Vrefと入力電圧Vinとを大小比較する比較回路124とを備えている。   Next, as shown in FIG. 6A, the successive approximation A / D conversion circuit 102 includes a resistor ladder 120 in which resistors are connected in a ladder shape, and a switch unit 122 that switches the connection state of the resistor ladder 120. A comparison circuit 124 that compares the comparison voltage Vref and the input voltage Vin with each other as a comparison voltage Vref is provided as a divided voltage of the voltage divider circuit formed by the resistance ladder 120 depending on the on / off state of the switch unit 122.

このように構成された逐次比較型A/D変換回路102では、フルスケールの1/2が比較電圧Vref(1)となるようにスイッチ部122を設定して1回目の比較を実行し、比較電圧Vref(1)より入力電圧Vinの方が大きい時には、フルスケールの1/4が新たな比較電圧Vref(2)となるようにスイッチ部122を設定して2回目の比較を実行する。一方、比較電圧Vrefの方が入力電圧Vinより大きい時には、現在の比較電圧Vref(1)に、フルスケールの1/4を加えたものが新たな比較電圧Vref(2)となるようにスイッチ部122を設定して、2回目の比較を実行する。   In the successive approximation A / D converter circuit 102 configured as described above, the switch unit 122 is set so that 1/2 of the full scale becomes the comparison voltage Vref (1), and the first comparison is executed. When the input voltage Vin is larger than the voltage Vref (1), the switch unit 122 is set so that 1/4 of the full scale becomes the new comparison voltage Vref (2), and the second comparison is executed. On the other hand, when the comparison voltage Vref is larger than the input voltage Vin, the switch unit is set so that a value obtained by adding 1/4 of the full scale to the current comparison voltage Vref (1) becomes a new comparison voltage Vref (2). 122 is set and the second comparison is executed.

以後、k回目の比較結果で、比較電圧Vref(k)より入力電圧Vinの方が大きい時には、前回の比較電圧Vref(k−1)にフルスケールの1/2k+1 を加えたものが新たな比較電圧Vref(k+1)となるようにスイッチ部122を設定してk+1回目の比較を実行し、比較電圧Vref(k)が入力電圧Vinより大きい時には、今回の比較電圧Vref(k)にフルスケールの1/2k+1 を加えたものが新たな比較電圧Vref(k+1)となるようにスイッチ部122を設定してk+1回目の比較を実行する。   Thereafter, when the input voltage Vin is larger than the comparison voltage Vref (k) in the k-th comparison result, a new value obtained by adding 1 / 2k + 1 of the full scale to the previous comparison voltage Vref (k-1) is new. The switch unit 122 is set so that the comparison voltage Vref (k + 1) becomes the same and the (k + 1) th comparison is executed. When the comparison voltage Vref (k) is larger than the input voltage Vin, the current comparison voltage Vref (k) is full. The switch unit 122 is set so that the sum of 1 / 2k + 1 of the scale becomes the new comparison voltage Vref (k + 1), and the (k + 1) th comparison is executed.

そして、最終的にスイッチ部122の状態(スイッチが閉じられている位置)に対応する数値データを、A/D変換データとして出力する。
つまり、逐次比較型A/D変換回路102では、比較動作を、A/D変換データを表すビット数と同じ回数だけ繰り返す必要がある。また、スイッチ部122の設定に要する時間と、比較回路124で入力が設定されてから出力が確定するまでの時間とを加えたものが、1回の比較動作に要する比較時間となるため、この比較時間に比較動作の繰り返し回数を乗じたものが、1回のA/D変換に要する時間(サンプリング周期の下限値)となる。
Finally, numerical data corresponding to the state of the switch unit 122 (position where the switch is closed) is output as A / D conversion data.
That is, in the successive approximation A / D conversion circuit 102, it is necessary to repeat the comparison operation as many times as the number of bits representing A / D conversion data. Further, since the time required for setting the switch unit 122 and the time from when the input is set by the comparison circuit 124 to when the output is determined is the comparison time required for one comparison operation, this Multiplying the comparison time by the number of repetitions of the comparison operation is the time required for one A / D conversion (the lower limit value of the sampling period).

次に、並列型A/D変換回路103は、図6(b)に示すように、A/D変換データをmビットで表す場合、フルスケール(入力電圧Vinの入力範囲)をn=2m 等分した比較電圧を生成する分圧部130と、分圧部130の各分圧点での比較電圧と入力電圧Vinとをそれぞれ比較するn個の比較回路CM1〜CMnからなる比較部132とを備えている。   Next, as shown in FIG. 6B, when the A / D conversion data is represented by m bits, the parallel A / D conversion circuit 103 sets the full scale (input range of the input voltage Vin) to n = 2m or the like. A voltage dividing unit 130 that generates a divided comparison voltage, and a comparison unit 132 that includes n comparison circuits CM1 to CMn that respectively compare the comparison voltage at each voltage dividing point of the voltage dividing unit 130 with the input voltage Vin. I have.

この並列型A/D変換回路103では、比較部132を構成する各比較回路CM1〜CMnの出力に基づいて、電圧が一致した比較回路の位置に対応する数値データをA/D変換データとして出力する。つまり、並列型A/D変換回路103では、比較回路CM1〜CMnに入力電圧Vinが設定されてから出力が確定するまでの時間が、1回のA/D変換に要する時間(サンプリング周期の下限値)となり高速に動作する。
CQ出版社、コンピュータ用語の基礎知識、[online][平成17年4月11日検索]、インターネット<URL:http://www.cqpub.co.jp/try/kijidb/yougo/ju.htm>
In this parallel A / D conversion circuit 103, based on the outputs of the comparison circuits CM1 to CMn constituting the comparison unit 132, numerical data corresponding to the position of the comparison circuit with the matching voltage is output as A / D conversion data. To do. That is, in the parallel A / D conversion circuit 103, the time from when the input voltage Vin is set to the comparison circuits CM1 to CMn until the output is determined is the time required for one A / D conversion (the lower limit of the sampling period) Value) and operates at high speed.
CQ Publisher, Basic Knowledge of Computer Terminology, [online] [Search April 11, 2005], Internet <URL: http://www.cqpub.co.jp/try/kijidb/yougo/ju.htm>

ところで、これら従来のA/D変換回路101〜103は、いずれも入力電圧Vinを入力とする比較回路を備えており、A/D変換回路101〜103をテストする際には、この比較回路が、入力電圧Vinの電圧レンジの全てにおいて正常に動作することを確かめなければならない。   Incidentally, each of these conventional A / D conversion circuits 101 to 103 includes a comparison circuit that receives the input voltage Vin, and when the A / D conversion circuits 101 to 103 are tested, It must be verified that it operates normally in the entire voltage range of the input voltage Vin.

具体的には、A/D変換回路101〜103がmビットのA/D変換データを出力する場合、入力電圧Vinをそのフルスケールの1/2m ずつ段階的に変化させ、その都度、A/D変換回路101〜103に与えた入力電圧Vinの大きさと、A/D変換回路101〜103から得られるA/D変換データの大きさとが一致するか否かを調べるという手順を繰り返す必要がある。   Specifically, when the A / D conversion circuits 101 to 103 output m-bit A / D conversion data, the input voltage Vin is changed stepwise by 1/2 m of its full scale, and each time A / D conversion circuits 101 to 103 output A / D conversion data. It is necessary to repeat the procedure of checking whether or not the magnitude of the input voltage Vin given to the D conversion circuits 101 to 103 matches the magnitude of the A / D conversion data obtained from the A / D conversion circuits 101 to 103. .

従って、A/D変換回路101〜103を高分解能に(ビット数mを大きく)するほど、テストすべき電圧ステップ数2m は指数関数的に増大する。このため、A/D変換回路101〜103を試験するには、少なくともこれらA/D変換回路101〜103より高い分解能で電圧を変化させる非常に高精度で高価な評価装置が必要となるという問題があった。   Therefore, as the A / D conversion circuits 101 to 103 have higher resolution (the number of bits m is increased), the number of voltage steps 2m to be tested increases exponentially. Therefore, in order to test the A / D conversion circuits 101 to 103, there is a problem that an extremely high-precision and expensive evaluation device that changes the voltage with a resolution higher than that of the A / D conversion circuits 101 to 103 is required. was there.

特に、二重積分型A/D変換回路101や逐次比較型A/D変換回路102では、上述したように、1回当たりのA/D変換に要する時間(サンプリング周期の下限値)が大きいため、高分解能(多ビット)化によりテスト回数(テストすべき電圧ステップ数)が増大すると、試験に要する時間も膨大なものとなってしまうという問題があった。   In particular, in the double integration type A / D conversion circuit 101 and the successive approximation type A / D conversion circuit 102, the time required for one A / D conversion (the lower limit value of the sampling period) is large as described above. When the number of tests (the number of voltage steps to be tested) is increased due to high resolution (multi-bit), the time required for the test becomes enormous.

なお、並列型A/D変換回路103では、高速動作が可能ではあるが、高分解能(多ビット)化のためにA/D変換データを1ビット増やす毎に、比較回路の数が2倍となり、ひいてはA/D変換回路103全体の回路規模も約2倍になってしまうため、高分解能化には不適であるという問題あった。   The parallel A / D conversion circuit 103 can operate at high speed, but each time the A / D conversion data is increased by 1 bit for high resolution (multi-bit), the number of comparison circuits is doubled. As a result, the circuit scale of the entire A / D conversion circuit 103 is approximately doubled, which is not suitable for high resolution.

また、今日、A/D変換回路は大規模LSI(システムLSI)において必須とされる重要な回路の一つであり、システム製品の高性能化に伴い、A/D変換回路はより高分解(多ビット)化される方向にある。その結果、LSI全体の試験時間に対してA/D変換回路の試験時間が占める割合が高くなり、このA/D変換回路の試験に要する手間とコストが、LSIの生産性とコスト低減を妨げる大きな要因となっているという問題もあった。   In addition, today, A / D conversion circuits are one of the important circuits that are essential in large-scale LSIs (system LSIs), and as the performance of system products increases, the A / D conversion circuits are more highly resolved ( Multi-bit). As a result, the ratio of the test time of the A / D conversion circuit to the test time of the entire LSI becomes high, and the labor and cost required for the test of the A / D conversion circuit hinder the productivity and cost reduction of the LSI. There was also a problem that was a major factor.

本発明は、上記問題点を解決するために、高分解能(多ビット)A/D変換回路の試験を短時間且つ低コストで実現するA/D変換回路の試験方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to to solve the above problems, to provide test methods for A / D converting circuit for realizing a high resolution (multibit) short and low-cost testing of the A / D converter circuit And

上記目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、入力電圧に応じた遅延時間でパルス信号を遅延させる遅延ユニットを複数段リング状に接続してなるリング遅延回路と、予め設定された測定時間の間に前記パルス信号が前記リング遅延回路を周回した回数をカウントする周回数カウンタと、前記測定時間の終了時に前記リング遅延回路を構成する各遅延ユニットの出力をラッチすることで前記リング遅延回路内でのパルス位置を特定し、該パルス位置に対応した数値データをA/D変換データの下位データとして出力すると共に、前記測定時間の終了時に前記周回数カウンタの出力をラッチしてA/D変換データの上位データとして出力する符号化回路とを備えたA/D変換回路(いわゆるリングディレイラインを用いたパルス遅延型A/D変換回路)の試験方法であって、前記測定時間を、実使用時に設定される実モード設定値よりも短いテストモード設定値に設定して前記AD変換回路を動作させることで取得したA/D変換データに基づいて、前記リング遅延回路の良,不良を判断することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that a ring delay circuit formed by connecting delay units for delaying a pulse signal by a delay time corresponding to an input voltage in a plurality of stages, and a preset value. A latch that counts the number of times that the pulse signal circulates the ring delay circuit during the measured time, and latches the output of each delay unit that constitutes the ring delay circuit at the end of the measurement time. The pulse position in the ring delay circuit is specified, numerical data corresponding to the pulse position is output as lower-order data of A / D conversion data, and the output of the lap counter is latched at the end of the measurement time Te and a coding circuit for outputting as the upper data of the a / D conversion data a / D converter (pulse using a so-called ring delay line A rolled-type A / D converter circuit) test method, the measurement time or by supplying the AD conversion circuit and configured to short the test mode setting value than the actual mode setting value set at the time of actual use based on the a / D conversion data obtained by, good for the ring delay circuit, characterized in that to determine the failure.

ここで、リング遅延回路を構成する各遅延ユニットでの遅延時間をTd,遅延ユニットの出力レベルを反転させるしきい値電圧をVthとすると、遅延時間Tdは(1)式で表される。但し、A,α(=1.4〜1.8)は、半導体プロセスに依存した定数である。 Here, assuming that the delay time in each delay unit constituting the ring delay circuit is Td and the threshold voltage for inverting the output level of the delay unit is Vth, the delay time Td is expressed by equation (1). However, A and α (= 1.4 to 1.8) are constants depending on the semiconductor process.

Figure 0004525706
(1)式から明らかなように、入力電圧Vinが大きいほど、遅延時間Tdが短くなる。
Figure 0004525706
As is clear from the equation (1), the delay time Td is shortened as the input voltage Vin is increased.

また、A/D変換データ(パルス信号が通過した遅延ユニットの段数)をDT,測定時間(サンプリング周期)をTS(=1/fs)とすると、A/D変換データDTは(2)式で表される。   Also, assuming that A / D conversion data (the number of delay unit stages through which the pulse signal has passed) is DT and the measurement time (sampling period) is TS (= 1 / fs), the A / D conversion data DT is expressed by equation (2) expressed.

Figure 0004525706
(2)式から明らかなように、A/D変換データDTは、測定時間TSが長いほど大きな値となり、換言すれば、同じ入力電圧Vinをより多くの電圧ステップ数で表すことになるため、A/D変換の分解能が向上する。
Figure 0004525706
As apparent from the equation (2), the A / D conversion data DT has a larger value as the measurement time TS is longer. In other words, the same input voltage Vin is expressed by a larger number of voltage steps. The resolution of A / D conversion is improved.

このため、パルス遅延型A/D変換回路では、測定時間を実モード設定値(実使用時)より短いテストモード設定値(テスト時)に変更しても、A/D変換データの分解能が低下する(ビット数が少なくなる)だけで、A/D変換が不能となることはなく、常に正常にA/D変換を実行することができる。   For this reason, in the pulse delay type A / D conversion circuit, the resolution of A / D conversion data decreases even when the measurement time is changed to a test mode setting value (during test) shorter than the actual mode setting value (during actual use). By just doing (the number of bits is reduced), A / D conversion is not disabled, and A / D conversion can always be executed normally.

つまり、本発明では、A/D変換回路の試験を、実使用時より測定時間を短くしてA/D変換データの分解能を低くした状態で行っている。このため、試験用の入力電圧を発生させる評価装置も低分解能で安価なものを用いることができ、試験を低コストで実施することができる That is, in the present invention, the test of the A / D conversion circuit is performed in a state where the measurement time is shortened and the resolution of the A / D conversion data is lowered compared with the actual use. For this reason, an inexpensive evaluation apparatus that generates a test input voltage can be used, and the test can be performed at a low cost .

また、リング遅延回路と周回数カウンタとを備えたパルス遅延型A/D変換回路では、リング遅延回路と周回数カウンタとの代わりに、遅延ユニットを複数段縦続接続してなるパルス遅延回路を用いたパルス遅延型A/D変換回路と比較して、A/D変換データのビット数を一定とした場合、周回数カウンタのビット数を1ビット増やす毎に、リング遅延回路を構成する遅延ユニットの数を1/2に減らすことができ、パルス遅延回路と比較して、遅延ユニットの数を格段に少なくすることができる。しかも、試験時の測定時間であるテストモード設定値は、パルス信号がリング遅延回路を1周できる長さがあれば良い。 Further, in the pulse delay type A / D converter circuit that includes a number of turns counter and-ring delay circuit, instead of the circulation-number counter ring delay circuit, a pulse delay circuit comprising a plurality of stages connected in cascade delay units When the number of bits of the A / D conversion data is constant compared to the pulse delay type A / D conversion circuit used, a delay unit that constitutes a ring delay circuit every time the number of bits of the circulation counter is increased by 1 bit The number of delay units can be reduced to ½, and the number of delay units can be significantly reduced as compared with the pulse delay circuit. In addition, the test mode setting value, which is the measurement time during the test, only needs to be long enough for the pulse signal to make one round of the ring delay circuit.

従って、本発明によれば、リング遅延回路を構成する全ての遅延ユニットを、A/D変換データの分解能を低くした状態で試験することができるだけでなく、一つの遅延ユニットの試験に要する時間(テストモード設定値)、及び試験を必要とする遅延ユニットの数がいずれも少ないため、試験に要する時間を大幅に短縮することができる。 Therefore, according to the present invention, all of the delay units constituting the-ring delay circuit, not only it can be tested in a state of lowering the resolution of the A / D conversion data, the time required for testing of one delay unit Since both the (test mode setting value) and the number of delay units that require testing are small, the time required for testing can be greatly reduced.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のA/D変換回路の試験方法において、前記リング遅延回路からのクロックとは異なるテストクロックによって前記周回数カウンタを動作させることで、前記周回数カウンタの良,不良を判断することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method for testing an A / D conversion circuit according to the first aspect , the frequency counter is operated by a test clock different from the clock from the ring delay circuit. It is characterized by judging whether the frequency counter is good or bad.

この場合、リング遅延回路の動作に依存することなく周回数カウンタを単体で試験できるため、周回数カウンタの良,不良を容易かつ確実に判定することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のA/D変換回路の試験方法において、前記周回数カウンタ及び前記符号化回路を構成する各フリップフロップを直列接続してなるスキャンパスにより、該フリップフロップの値を外部から所望の値に設定して、前記A/D変換回路を動作させることで取得したA/D変換データに基づいて、前記周回数カウンタ及び前記符号化回路の良,不良を判断することを特徴とする。
In this case, since the circulation counter can be tested independently without depending on the operation of the ring delay circuit, it is possible to easily and reliably determine whether the circulation counter is good or bad.
According to a third aspect of the present invention, in the A / D conversion circuit testing method according to the first or second aspect of the present invention, the flip-flops constituting the circuit counter and the encoding circuit are connected in series. Based on the A / D conversion data acquired by operating the A / D conversion circuit by setting the value of the flip-flop to a desired value from the outside by the scan path, and the encoding counter It is characterized by judging whether the circuit is good or bad.

この場合、リング遅延回路や周回数カウンタの出力を、スキャンパスを介して取り出したり、符号化回路の入力をスキャンパスを介して設定したりすることが可能であり、リング遅延回路,周回数カウンタ,符号化回路を、互いに他の動作に依存することなく単体で試験することができるため、試験を容易かつ確実に行うことができる In this case, the output of the ring delay circuit or the circulation counter can be taken out via the scan path, or the input of the encoding circuit can be set via the scan path. Since the encoding circuits can be tested independently without depending on other operations, the test can be easily and reliably performed .

以下に本発明の参考例及び実施形態を図面と共に説明する。
[参考例]
図1は、参考例であるA/D変換回路1の全体構成図である。
Reference examples and embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[Reference example]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an A / D conversion circuit 1 as a reference example .

図1に示すように、A/D変換回路1は、入力パルスPinを所定の遅延時間だけ遅延させて出力する遅延ユニットDUをM(=2p+q 、p,qは正整数)段縦続接続することにより構成されたパルス遅延回路10と、サンプリングクロックCKSの立ち上がりタイミングで、パルス遅延回路10内での入力パルスPinの到達位置を検出(ラッチ)し、その検出結果を、入力パルスPinが通過した遅延ユニットDUが先頭から何段目にあるかを表す所定ビットのデジタルデータDTに変換して出力する符号化回路としてのラッチ&エンコーダ12とから構成されている。 As shown in FIG. 1, the A / D conversion circuit 1 cascades M (= 2 p + q , p and q are positive integers) stages of delay units DU that output an input pulse Pin after being delayed by a predetermined delay time. The arrival position of the input pulse Pin in the pulse delay circuit 10 is detected (latched) at the rising timing of the sampling clock CKS and the pulse delay circuit 10 configured by the connection, and the detection result is represented by the input pulse Pin It is composed of a latch & encoder 12 as an encoding circuit that converts and outputs digital data DT of a predetermined bit representing the number of stages from which the delay unit DU has passed.

そして、パルス遅延回路10を構成する各遅延ユニットDUは、インバータ等のゲート回路からなり、図1(b)に示すように、i×2p +1段目(但し、i=1,2,…N−1、N=2q )の遅延ユニットDUは、前段の遅延ユニットDUの出力及び入力パルスPinを入力とする二入力の論理和(OR)回路として構成され、その他の遅延ユニットは一入力のバッファ回路として構成されている。 Each delay unit DU constituting the pulse delay circuit 10 is composed of a gate circuit such as an inverter. As shown in FIG. 1B, the i × 2 p +1 stage (where i = 1, 2,... The delay unit DU of (N−1, N = 2 q ) is configured as a two-input OR circuit that receives the output of the preceding delay unit DU and the input pulse Pin, and the other delay unit has one input. Is configured as a buffer circuit.

なお、図中(1)(2)…で示す数値は、遅延ユニットDUの段数を示し、以下では、k段目の遅延ユニットをDU(k)で示すものとする。また、初段の遅延ユニットDU(1)又は二入力の遅延ユニットDU(i×2p +1)を先頭とする連続した各2p 個の遅延ユニットDUのグループを、それぞれ遅延ブロックBi(i=0〜N−1)と称するものとする。 In the figure, the numerical values indicated by (1), (2),... Indicate the number of stages of the delay unit DU, and in the following, the kth delay unit is indicated by DU (k). Each group of 2 p consecutive delay units DU starting from the first-stage delay unit DU (1) or the two-input delay unit DU (i × 2 p +1) is represented as a delay block Bi (i = 0). ~ N-1).

また、各遅延ユニットDUには、バッファ14等を介して、A/D変換対象となる入力電圧Vinが駆動電圧として印加されている。従って、各遅延ユニットDUの遅延時間は、入力電圧Vinの電圧レベルに対応した時間となり、サンプリングクロックCKSの一周期、即ちサンプリング周期(測定時間)TS内にパルス遅延回路10内での入力パルス
Pinが通過する遅延ユニットDUの個数は、入力電圧Vinの電圧レベルに比例することになる。
Further, an input voltage Vin to be A / D converted is applied as a drive voltage to each delay unit DU via the buffer 14 and the like. Accordingly, the delay time of each delay unit DU is a time corresponding to the voltage level of the input voltage Vin, and the input pulse Pin in the pulse delay circuit 10 within one cycle of the sampling clock CKS, that is, the sampling cycle (measurement time) TS. The number of delay units DU through which is passed is proportional to the voltage level of the input voltage Vin.

このように構成されたA/D変換回路1では、初段の遅延ユニットDU(1)にだけ入力パルスPinを供給すると共に、この入力パルスPinの入力後、サンプリング周期TSが経過した時点で立ち上がるサンプリングクロックCKSを供給すると、ラッチ&エンコーダ32からは、入力電圧Vinの電圧レベルを表すデジタルデータDTが出力される。   In the A / D conversion circuit 1 configured as described above, the input pulse Pin is supplied only to the first-stage delay unit DU (1), and the sampling that rises when the sampling period TS elapses after the input pulse Pin is input. When the clock CKS is supplied, the latch & encoder 32 outputs digital data DT representing the voltage level of the input voltage Vin.

ここで、図2は、パルス遅延回路10内で入力パルスPinが伝送されているときの各遅延ユニットDUの出力変化を表しており、(a)では、入力電圧Vinが異なる場合、(b)ではサンプリング周期(測定時間)TSが異なる場合を示している。   Here, FIG. 2 shows an output change of each delay unit DU when the input pulse Pin is transmitted in the pulse delay circuit 10, and in FIG. 2A, when the input voltage Vin is different, FIG. Shows a case where the sampling periods (measurement times) TS are different.

図2(a)に示すように、サンプリング周期TSが一定である場合、入力電圧Vinが高くなると、各遅延ユニットDUでの入力パルスPinの遅延時間が短くなることから、一サンプリング周期TSの間にパルス遅延回路10内で入力パルスPinが通過する遅延ユニットDUの段数は多くなり、入力電圧Vinが低くなると、各遅延ユニットDUでの入力パルスPinの遅延時間が長くなることから、一サンプリング周期TSの間にパルス遅延回路10内で入力パルスPinが通過する遅延ユニットDUの段数は少なくなる。   As shown in FIG. 2A, when the sampling period TS is constant, the delay time of the input pulse Pin in each delay unit DU is shortened when the input voltage Vin is increased. Since the number of stages of delay units DU through which the input pulse Pin passes in the pulse delay circuit 10 increases and the input voltage Vin decreases, the delay time of the input pulse Pin in each delay unit DU increases. The number of stages of the delay unit DU through which the input pulse Pin passes in the pulse delay circuit 10 during TS is reduced.

つまり、サンプリング周期TSが一定である場合、ラッチ&エンコーダ12からの出力(デジタルデータDT)は、入力電圧Vinの電圧レベルに応じて変化することになり、デジタルデータDTは、入力電圧VinをA/D変換した数値データとなる。   That is, when the sampling period TS is constant, the output (digital data DT) from the latch & encoder 12 changes according to the voltage level of the input voltage Vin, and the digital data DT uses the input voltage Vin as A. / D converted numeric data.

また、図2(b)に示すように、入力電圧Vinが同じ、即ち遅延ユニットDUの遅延時間が同じであっても、サンプリング周期TSを短くすると、その間にパルス遅延回路10内で入力パルスPinが通過する遅延ユニットDUの段数は少なくなり、サンプリング周期TSが長くなると、その間にパルス遅延回路10内で入力パルスPinが通過する遅延ユニットDUの段数は多くなる。   Further, as shown in FIG. 2B, even if the input voltage Vin is the same, that is, the delay time of the delay unit DU is the same, if the sampling period TS is shortened, the input pulse Pin in the pulse delay circuit 10 during that time. The number of stages of the delay unit DU through which the input pulse Pin passes and the number of stages of the delay unit DU through which the input pulse Pin passes in the pulse delay circuit 10 increases during the sampling period TS.

つまり、ラッチ&エンコーダ12からの出力(デジタルデータDT)は、サンプリング周期TSを長くするほど、より多くのビット数(電圧ステップ数)で入力電圧Vinを符号化したことになり、換言すれば、デジタルデータDTの分解能が向上することになる。   In other words, the output (digital data DT) from the latch & encoder 12 encodes the input voltage Vin with a larger number of bits (number of voltage steps) as the sampling period TS becomes longer. The resolution of the digital data DT is improved.

ここで、このように構成されたA/D変換回路1の良,不良を試験する手順を以下に説明する。
但し、実際の使用時に設定されるサンプリング周期TSを実モード設定値TSr、この実モード設定値TSrにてA/D変換回路1を動作させるモードを実モードと呼ぶ。また、試験時に設定されるサンプリング周期TSをテストモード設定値TSt、このテストモード設定値TStにてA/D変換回路1を動作させるモードをテストモードと呼ぶ。
Here, a procedure for testing whether the A / D conversion circuit 1 configured as above is good or bad will be described below.
However, the sampling cycle TS set at the time of actual use is referred to as an actual mode set value TSr, and the mode in which the A / D conversion circuit 1 is operated with the actual mode set value TSr is referred to as an actual mode. The sampling period TS set during the test is referred to as a test mode set value TSt, and a mode in which the A / D conversion circuit 1 is operated with the test mode set value TSt is referred to as a test mode.

なお、実モード設定値TSrは、例えば、入力電圧Vinの最大値を印加した時に、入力パルスPinがパルス遅延回路10を構成する全ての遅延ユニットDUを通過するのに要する時間に設定され、また、テストモード設定値TStは、例えば、入力電圧Vinの最大値を印加した時に、入力パルスPinが一つのブロックを構成する全ての遅延ユニットDU(即ち2k 段)を通過するのに要する時間に設定される。 The actual mode setting value TSr is set to a time required for the input pulse Pin to pass through all the delay units DU constituting the pulse delay circuit 10 when, for example, the maximum value of the input voltage Vin is applied, The test mode set value TSt is, for example, the time required for the input pulse Pin to pass through all the delay units DU (that is, 2 k stages) constituting one block when the maximum value of the input voltage Vin is applied. Is set.

そして、A/D変換回路1の試験では、別途用意される評価装置が発生させたテスト電圧を、入力電圧VinとしてA/D変換回路1に供給すると共に、テストモードにてA/D変換回路1を動作させる。   In the test of the A / D conversion circuit 1, a test voltage generated by a separately prepared evaluation device is supplied to the A / D conversion circuit 1 as the input voltage Vin, and the A / D conversion circuit is used in the test mode. 1 is activated.

このとき、入力パルスPinは、初段の遅延ユニットDU(1)だけでなく、全ての二入力の遅延ユニットDU(i×2p +1)にも同時に供給する。
そして、ラッチ&エンコーダ12の出力として得られるデジタルデータDTを、各遅延ブロックBiに対応したpビット毎のN個のデータに区分けし、そのpビットのN個のデータが、いずれも評価装置にて発生させたテスト電圧の大きさと一致していれば(或いは、そのテスト電圧の大きさに対して所定の期待値幅内に含まれていれば)、そのテスト電圧でのA/D変換回路1の動作は良好であると判断する。
At this time, the input pulse Pin is supplied not only to the first-stage delay unit DU (1) but also to all the two-input delay units DU (i × 2 p +1).
Then, the digital data DT obtained as the output of the latch & encoder 12 is divided into N pieces of data for each p bit corresponding to each delay block Bi, and the N pieces of p bit data are all sent to the evaluation device. If it matches the magnitude of the test voltage generated (or if it falls within a predetermined expected value width with respect to the magnitude of the test voltage), the A / D conversion circuit 1 at that test voltage Is determined to be good.

この試験を、pビットのデータで示される2p 段階の全ての電圧ステップについて繰り返して、試験を終了する。
以上説明したように、本参考例のA/D変換回路1では、パルス遅延回路10を構成する遅延ユニットDUとして、一定間隔毎に、前段の遅延ユニットDUの出力又は外部から直接印加される入力パルスPinを入力とする二入力の遅延ユニットDUが挿入されており、この二入力の遅延ユニットDUが挿入された位置から入力パルスPinを入力することができるようにされている。
そして、A/D変換回路1の試験を行う時には、初段の遅延ユニットDU(1)及び二入力の遅延ユニットDU(i×2p +1)の全てに同時に入力パルスPinを入力し、且つ、サンプリング周期TSが実モード時より短いテストモードでA/D変換回路1を動作させている。
This test is repeated for all voltage steps in 2 p stages indicated by p-bit data, and the test is completed.
As described above, in the A / D conversion circuit 1 of the present reference example , as the delay unit DU constituting the pulse delay circuit 10, the output of the delay unit DU at the preceding stage or the input directly applied from outside at regular intervals. A two-input delay unit DU having the pulse Pin as an input is inserted, and an input pulse Pin can be input from a position where the two-input delay unit DU is inserted.
When the test of the A / D conversion circuit 1 is performed, the input pulse Pin is simultaneously input to all of the first-stage delay unit DU (1) and the two-input delay unit DU (i × 2 p +1), and sampling is performed. The A / D conversion circuit 1 is operated in a test mode in which the cycle TS is shorter than that in the actual mode.

このため、本参考例のA/D変換回路1によれば、パルス遅延回路10やラッチ&エンコーダ12を、遅延ブロックB0 〜BN-1 毎に試験を行うことができ、しかも、各遅延ブロックB0 〜BN-1 の試験を並行して行われるため、試験に要する時間を従来装置と比較して大幅に短縮することができる。 Therefore, according to the A / D conversion circuit 1 of this reference example , the pulse delay circuit 10 and the latch & encoder 12 can be tested for each of the delay blocks B 0 to B N−1 , and each delay Since the tests of the blocks B 0 to B N-1 are performed in parallel, the time required for the test can be greatly reduced as compared with the conventional apparatus.

その結果、本参考例のA/D変換回路1を組み込んだシステムLSIでは、試験時間を大幅に短縮することができ、システムLSIの生産性とコスト低減とを図ることができる。 As a result, in the system LSI incorporating the A / D conversion circuit 1 of this reference example , the test time can be greatly shortened, and the productivity and cost reduction of the system LSI can be achieved.

なお、試験のためのテスト電圧(入力電圧Vin)を発生させる評価装置は、少なくとも試験対象となるA/D変換回路1のA/D変換データの分解能以上の分解能で、テスト電圧を変化させることができる必要がある。そして、実モード(実使用時と同じ条件)でテストしようとすると、A/D変換回路1の分解能は、デジタルデータDTのビット数p+qで決まる大きさ(1/2p+q )となり、非常に高価な評価装置が必要となる。 Note that the evaluation apparatus that generates the test voltage (input voltage Vin) for the test changes the test voltage with at least a resolution higher than the resolution of the A / D conversion data of the A / D conversion circuit 1 to be tested. Need to be able to When attempting to test in the actual mode (same conditions as in actual use), the resolution of the A / D converter circuit 1 becomes a size (1/2 p + q ) determined by the number of bits p + q of the digital data DT. In addition, an expensive evaluation device is required.

これに対して、テストモードでのA/D変換回路1の分解能は、遅延ブロックBiのビット数pで決まる大きさ(1/2p )となり、実モードと比較して、大幅に分解能が低くなるため、安価な評価装置を用いることができ、試験に要するコストを削減することができる。 On the other hand, the resolution of the A / D conversion circuit 1 in the test mode is a size (1/2 p ) determined by the number of bits p of the delay block Bi, which is significantly lower than the actual mode. Therefore, an inexpensive evaluation apparatus can be used, and the cost required for the test can be reduced.

例えば、A/D変換回路1が、入力電圧Vinを20ビットのデジタルデータDTに変換するために、220個(約100万個)の遅延ユニットDUでパルス遅延回路10が構成され、各遅延ブロックBiが210個(約1000個、即ち、p=q=10)の遅延ユニットDUで構成されているものとし、更に、実モード設定値TSrが1ms、テストモード設定値TStが1μsである場合を考える。 For example, A / D conversion circuit 1, to convert the input voltage Vin to the 20-bit digital data DT, a pulse delay circuit 10 by a delay unit DU of 2 20 (approximately 1 million) are configured, each delay It is assumed that the block Bi is composed of 2 10 (about 1000, ie, p = q = 10) delay units DU, the actual mode set value TSr is 1 ms, and the test mode set value TSt is 1 μs. Think about the case.

この場合、テストモード時には、1回のA/D変換に要する時間が実モード時の1/1000(=TSt/TSr)になり、また、試験で必要となるA/D変換の繰り返し回数は、遅延ブロックBiを構成する遅延ユニットDUの数だけ、即ち210回で済むため、全電圧ステップ220を個々に試験する場合と比較して、約1/1000(1/210)になる。従って、試験全体の時間としては、約1/100万(=1/1000×1/1000)に短縮されることになる。 In this case, in the test mode, the time required for one A / D conversion is 1/1000 (= TSt / TSr) in the actual mode, and the number of A / D conversion repetitions required for the test is Since only the number of delay units DU constituting the delay block Bi is required, that is, 2 10 times, the total voltage step 2 20 is about 1/1000 (1/2 10 ) as compared with the case where each of the voltage steps 2 20 is individually tested. Therefore, the entire test time is shortened to about 1/1 million (= 1/1000 × 1/1000).

また、この場合、実モードで動作させて試験する場合は、1μV(1/220)オーダの分解能を有する評価装置が必要となるが、試験モードで動作させて試験する場合は、1mV(1/210)オーダの分解能を有する評価装置でよく、即ち、分解能が1000倍粗い評価装置を用いることができる。 In this case, an evaluation device having a resolution of the order of 1 μV (1/2 20 ) is required when testing in the real mode, but 1 mV (1) when testing in the test mode. / 2 10 ) An evaluation device having a resolution of the order may be used, that is, an evaluation device having a resolution 1000 times coarser can be used.

なお、テストモード設定値TStを更に短く(例えば、実モード設定値の1/1万,1/10万)すれば、評価装置の分解能をより粗くすることができ、また、テストモードでの1回のA/D変化に要する時間、ひいては試験全体に要する時間もより一層短縮することができる。
第1実施形態
次に、本発明の第1実施形態について説明する。
Note that if the test mode set value TSt is further shortened (for example, 1/10000 or 1 / 100,000 of the actual mode set value), the resolution of the evaluation apparatus can be made coarser, and 1 in the test mode can be obtained. The time required for each A / D change and thus the time required for the entire test can be further reduced.
[ First Embodiment ]
Next, a first embodiment of the present invention will be described.

図3は、本実施形態のA/D変換回路3の全体構成図である。
図3に示すように、A/D変換回路3は、入力パルスPinを所定の遅延時間だけ遅延させて出力する2a 個(aは3〜10程度の整数)の遅延ユニットDUをリング状に連結することにより、入力パルスPinを周回させることができるリングディレイライン(RDL)として構成されたリング遅延回路30と、サンプリングクロックCKSの立ち上がりタイミングで、リング遅延回路30内での入力パルスPinの到達位置を検出(ラッチ)し、その検出結果を、入力パルスPinが通過した遅延ユニットDUが先頭から何段目にあるかを表すaビットのデジタルデータに変換して出力するラッチ&エンコーダ32とを備えている。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of the A / D conversion circuit 3 of the present embodiment.
As shown in FIG. 3, the A / D conversion circuit 3 delays an input pulse Pin by a predetermined delay time and outputs 2 a delay units DU (a is an integer of about 3 to 10) in a ring shape. By connecting, the ring delay circuit 30 configured as a ring delay line (RDL) capable of circulating the input pulse Pin and the arrival of the input pulse Pin in the ring delay circuit 30 at the rising timing of the sampling clock CKS A latch & encoder 32 that detects (latches) the position, converts the detection result into a-bit digital data indicating the number of stages from the top of the delay unit DU through which the input pulse Pin has passed, and outputs the data I have.

なお、リング遅延回路30は、初段の遅延ユニットDUが、一方の入力端子を起動用端子とするアンドゲートにて構成され、この初段の遅延ユニットDUのもう一つの入力端子と、最終段の遅延ユニットDUの出力端子とを接続することでリング状にされている。また、各遅延ユニットDUには、バッファ34等を介して、A/D変換対象となる入力電圧Vinが駆動電圧として印加されている。   In the ring delay circuit 30, the first-stage delay unit DU is configured by an AND gate having one input terminal as a starting terminal, and the other input terminal of the first-stage delay unit DU and the last-stage delay unit DU. A ring shape is formed by connecting the output terminal of the unit DU. Further, an input voltage Vin to be A / D converted is applied as a drive voltage to each delay unit DU via the buffer 34 and the like.

また、A/D変換回路3は、動作クロックに従ってカウントを行うbビットのカウンタ36と、リング遅延回路30を構成する最終段の遅延ユニットDUの出力(周回クロック)、又は外部から供給されるテストクロックCKTのいずれかを、動作クロックとしてカウンタ36に供給する論理和回路35と、カウンタ36によるカウント値をサンプリングクロックCKSの立ち上がりタイミングでラッチするラッチ回路38とを備えている。   The A / D conversion circuit 3 also includes a b-bit counter 36 that counts according to the operation clock, the output (circulation clock) of the final stage delay unit DU constituting the ring delay circuit 30, or a test supplied from the outside. An OR circuit 35 that supplies any one of the clocks CKT to the counter 36 as an operation clock, and a latch circuit 38 that latches the count value of the counter 36 at the rising timing of the sampling clock CKS.

なお、本実施形態では、カウンタ36が周回数カウンタ、ラッチ&エンコーダ32及びラッチ回路38が符号化回路、論理和回路35がテストクロック供給回路に相当する。
このように構成されたA/D変換回路3では、実際の使用時には、カウンタ36は、動作クロックとしてリング遅延回路30からの周回クロックが供給され、リング遅延回路30内での入力パルスPinの周回回数をカウントする。
In the present embodiment, the counter 36 corresponds to a circulation counter, the latch & encoder 32 and the latch circuit 38 correspond to an encoding circuit, and the OR circuit 35 corresponds to a test clock supply circuit.
In the A / D conversion circuit 3 configured as described above, in actual use, the counter 36 is supplied with the circulation clock from the ring delay circuit 30 as an operation clock, and the circulation of the input pulse Pin in the ring delay circuit 30 is performed. Count the number of times.

そして、入力パルスPinと、この入力パルスPinの入力後、サンプリング周期TSが経過した時点で立ち上がるサンプリングクロックCKSとが入力されたA/D変換回路3は、ラッチ&エンコーダ32から出力されるaビットのデジタルデータを、入力電圧Vinの電圧レベルを表す下位ビットデータ、ラッチ回路38から出力されるbビットのカウント値を、入力電圧Vinの電圧レベルを表す上位ビットデータとするa+bビットのデジタルデータDTを出力する。   The A / D conversion circuit 3 to which the input pulse Pin and the sampling clock CKS that rises when the sampling period TS has elapsed after the input of the input pulse Pin is input to the a bit output from the latch & encoder 32. A + b bits of digital data DT in which the lower bit data representing the voltage level of the input voltage Vin and the b bit count value output from the latch circuit 38 as the upper bit data representing the voltage level of the input voltage Vin are used. Is output.

また、入力パルスPinの供給を受けることなく、テストクロックCKTが供給されたA/D変換回路3では、リング遅延回路30の動作とは関係なくカウンタ36が単体で動作する。   In addition, in the A / D conversion circuit 3 to which the test clock CKT is supplied without receiving the input pulse Pin, the counter 36 operates independently regardless of the operation of the ring delay circuit 30.

ここで、このように構成されたA/D変換回路3の良,不良を試験する手順を以下に説明する。
但し、実際の使用時に設定されるサンプリング周期TSを実モード設定値TSr、この実モード設定値TSrにてA/D変換回路3を動作させるモードを実モードと呼ぶ。また、試験時に設定されるサンプリング周期TSをテストモード設定値TSt、このテストモード設定値TStにてA/D変換回路3を動作させるモードをテストモードと呼ぶ。
Here, a procedure for testing whether the A / D conversion circuit 3 configured as above is good or bad will be described below.
However, the sampling period TS set in actual use is called the actual mode set value TSr, and the mode in which the A / D conversion circuit 3 is operated with the actual mode set value TSr is called the actual mode. The sampling period TS set during the test is referred to as a test mode set value TSt, and the mode in which the A / D conversion circuit 3 is operated at the test mode set value TSt is referred to as a test mode.

なお、実モード設定値TSrは、例えば、入力電圧Vinの最大値を印加した時に、カウンタ36の値が最大値(オーバーフローする直前の値)となるのに要する時間に設定され、また、テストモード設定値TStは、入力電圧Vinを印加した時に、入力パルスPinがリング遅延回路30を構成する全ての遅延ユニットDUを通過(即ちRDLを1周)するのに要する時間に設定される。   Note that the actual mode set value TSr is set to, for example, the time required for the value of the counter 36 to reach the maximum value (the value immediately before overflowing) when the maximum value of the input voltage Vin is applied. The set value TSt is set to a time required for the input pulse Pin to pass through all the delay units DU constituting the ring delay circuit 30 (that is, to make one round of the RDL) when the input voltage Vin is applied.

そして、A/D変換回路3の試験では、別途用意される評価装置が発生させたテスト電圧を、入力電圧VinとしてA/D変換回路3に供給すると共に、テストモードにてA/D変換回路3を動作させる。   In the test of the A / D conversion circuit 3, a test voltage generated by a separately prepared evaluation device is supplied to the A / D conversion circuit 3 as the input voltage Vin, and the A / D conversion circuit is used in the test mode. 3 is operated.

つまり、初段の遅延ユニットDU(1)に入力パルスPinと、入力パルスPinの入力後、テストモード設定値(サンプリング周期)TStが経過した時点で、立ち上がるサンプリングクロックCKSとを、A/D変換回路3に供給する。   That is, the input pulse Pin and the sampling clock CKS that rises after the test mode set value (sampling period) TSt has elapsed after the input of the input pulse Pin and the input pulse Pin are input to the first-stage delay unit DU (1). 3 is supplied.

その結果、ラッチ&エンコーダ32の出力として得られるaビットの下位ビットデータが、評価装置にて発生させたテスト電圧の大きさと一致していれば(或いは、そのテスト電圧の大きさに対して所定の期待値幅内に含まれていれば)、そのテスト電圧でのA/D変換回路3の動作は良好であると判断する。   As a result, if the a-bit lower-order bit data obtained as the output of the latch & encoder 32 matches the magnitude of the test voltage generated by the evaluation device (or predetermined for the magnitude of the test voltage). In the expected value range), the operation of the A / D conversion circuit 3 at the test voltage is determined to be good.

この試験を、aビットの下位ビットデータで示される2a 段階の全ての電圧ステップについて繰り返す。これにより、リング遅延回路30及びラッチ&エンコーダ32の動作が確認されることになる。 This test is repeated for all voltage steps in the 2a stage indicated by the a-bit lower bit data. As a result, the operations of the ring delay circuit 30 and the latch & encoder 32 are confirmed.

次に、入力電圧Vin,入力パルスPinをオフにして、テストクロックCKTを入力することでカウンタ36を動作させると共に、テストクロックCKTを入力する毎に、サンプリングクロックCKSを入力することで、カウンタ36の出力をラッチ回路38に取り込ませる。   Next, the input voltage Vin and the input pulse Pin are turned off, the counter 36 is operated by inputting the test clock CKT, and the sampling clock CKS is input every time the test clock CKT is input, whereby the counter 36 is input. Is output to the latch circuit 38.

その結果、ラッチ回路38の出力として得られるbビットの上位ビットデータが、入力したテストクロックCKTの数と一致していれば、そのカウント値でのカウンタ36及びラッチ回路38の動作は良好であると判断する。そして、この試験を、カウンタ36の全てのカウント値について(即ち、2b 回)繰り返して、試験を終了する。 As a result, if the b-bit upper bit data obtained as the output of the latch circuit 38 matches the number of input test clocks CKT, the operation of the counter 36 and the latch circuit 38 with the count value is good. Judge. Then, this test is repeated for all the count values of the counter 36 (that is, 2 b times), and the test is completed.

以上説明したように、本実施形態のA/D変換回路3では、パルス遅延回路10の代わりに、リング遅延回路30とカウンタ36の組合せで、サンプリング周期TS内に入力パルスPinが通過した遅延ユニットDUの段数を特定するようにされていると共に、カウンタ36を、外部からのテストクロックCKTによって、リング遅延回路30に依存することなく動作させることができるようにされている。   As described above, in the A / D conversion circuit 3 of the present embodiment, the delay unit in which the input pulse Pin passes within the sampling period TS by using a combination of the ring delay circuit 30 and the counter 36 instead of the pulse delay circuit 10. The number of stages of DUs is specified, and the counter 36 can be operated without depending on the ring delay circuit 30 by an external test clock CKT.

このため、本実施形態のA/D変換回路3によれば、リング遅延回路30及びラッチ&エンコーダ32と、カウンタ36及びラッチ回路38とを個別に試験できるため、試験が容易であると共に、試験の信頼性を向上させることができる。   Therefore, according to the A / D conversion circuit 3 of the present embodiment, the ring delay circuit 30 and the latch & encoder 32, the counter 36 and the latch circuit 38 can be individually tested. Reliability can be improved.

また、リング遅延回路30では、個々の試験を必要とする遅延ユニットDUの数や、テストモードでの1回当たりのA/D変換に要する時間(即ち、テストモード設定値TSt)を、参考例の場合と比較して格段に低減することができ、試験に要する時間をより短縮することができると共に、より分解能の低い安価な評価装置を用いることができ、試験に要するコストを大幅に削減することができる。 Further, in the ring delay circuit 30, the number of delay units DU that require individual tests and the time required for one A / D conversion in the test mode (that is, the test mode set value TSt) are used as reference examples. Compared to the above, the time required for testing can be further shortened, and an inexpensive evaluation device with lower resolution can be used, which greatly reduces the cost required for testing. be able to.

具体的には、参考例とデジタルデータDTのビット数が同じであれば、カウンタ36のビット数を1ビット増やす毎に、遅延ユニットDUの個数を1/2に削減することができる。 Specifically, if the number of bits of the digital data DT is the same as that of the reference example , the number of delay units DU can be reduced to ½ each time the number of bits of the counter 36 is increased by one bit.

なお、本実施形態では、入力パルスPinを初段にのみ入力するように構成したが、参考例の場合と同様に、二入力の遅延ユニットDUを用いて、複数箇所から入力パルスPinを入力できるように構成してもよい。
[第2実施形態]
次に第2実施形態について説明する。
In this embodiment, the input pulse Pin is input only at the first stage. However, as in the case of the reference example , the input pulse Pin can be input from a plurality of locations using the two-input delay unit DU. You may comprise.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described.

図4は、本実施形態のA/D変換回路3aの全体構成図である。
なお、本実施形態のA/D変換回路3aは、第1実施形態のA/D変換回路3とは、ラッチ&エンコーダ32,カウンタ26,ラッチ回路38の構成が一部異なるだけであるため、この相違する部分を中心に説明する。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of the A / D conversion circuit 3a of the present embodiment.
The A / D conversion circuit 3a of the present embodiment differs from the A / D conversion circuit 3 of the first embodiment only in part of the configurations of the latch & encoder 32, the counter 26, and the latch circuit 38. This difference will be mainly described.

即ち、A/D変換回路3aでは、ラッチ&エンコーダ32aにおいてリング遅延回路30の出力をラッチするために設けられたフリップフロップ回路、ラッチ回路38aにおいてカウンタ36aの出力をラッチするために設けられたフリップフロップ回路、カウンタ36aにおいてカウント動作をするために設けられたフリップフロップ回路は、いずれも、直列接続されることで、いわゆるスキャンパスが設けられている。   That is, in the A / D conversion circuit 3a, a flip-flop circuit provided for latching the output of the ring delay circuit 30 in the latch & encoder 32a, and a flip-flop provided for latching the output of the counter 36a in the latch circuit 38a. The flip-flop circuits provided for the counting operation in the counter circuit and the counter 36a are all connected in series, so that a so-called scan path is provided.

そして、これらラッチ&エンコーダ32a,ラッチ回路38a,カウンタ36aは、通常モード又はテストモードのいずれかを指定するモード指定信号TNに従って、通常モードの時は、第1実施形態におけるラッチ&エンコーダ32,ラッチ回路38,カウンタ36と全く同様に動作する。一方、テストモードの時には、サンプリングクロックCKSに従って、スキャンパスを形成するフリップフロップ回路のデータを1ビットずつシフトする。つまり、シリアル入力データSSIをスキャンパスに供給することで、外部から各フリップフロップ回路の値を任意にセットしたり、各フリップフロップ回路の値をスキャンパスを介してシリアル出力データSSOとして読み出したりすることができるようにされている。 And these latch and encoder 32a, the latch circuit 38a, the counter 36a in accordance with the mode designation signal TN to specify either a normal mode or a test mode, the normal mode, the latch and encoder 32 in the first embodiment, the latch The circuit 38 and the counter 36 operate in exactly the same way. On the other hand, in the test mode, the data of the flip-flop circuit forming the scan path is shifted bit by bit according to the sampling clock CKS. That is, by supplying serial input data SSI to the scan path, the value of each flip-flop circuit is arbitrarily set from the outside, or the value of each flip-flop circuit is read as serial output data SSO via the scan path. Have been able to.

ここで、このように構成されたA/D変換回路3aの良,不良を試験する手順を以下に説明する。
まず、スキャンパスを介してラッチ&エンコーダ32a,ラッチ回路38aのフリップフロップ回路に任意の値を設定し、その設定値と、これらラッチ&エンコーダ32a,ラッチ回路38aの出力であるデジタルデータDTとを比較することで、ラッチ&エンコーダ32a,ラッチ回路38aの動作を確認する。
Here, a procedure for testing whether the A / D conversion circuit 3a configured as above is good or bad will be described below.
First, arbitrary values are set in the flip-flop circuits of the latch & encoder 32a and the latch circuit 38a via the scan path, and the set values and the digital data DT that is the output of the latch & encoder 32a and the latch circuit 38a are set. By comparing, the operations of the latch & encoder 32a and the latch circuit 38a are confirmed.

その後、第1実施形態の場合と全く同様の試験を行う。
つまり、本実施形態のA/D変換回路3aでは、スキャンパスを設けたことにより、ラッチ&エンコーダ32aやラッチ回路38aを、リング遅延回路30やカウンタ36aの動作に依存することなく、単体で試験することができるため、試験の信頼性をより向上させることができる。
Thereafter, the same test as in the first embodiment is performed.
That is, in the A / D conversion circuit 3a of this embodiment, the scan path is provided, so that the latch & encoder 32a and the latch circuit 38a can be tested independently without depending on the operations of the ring delay circuit 30 and the counter 36a. Therefore, the reliability of the test can be further improved.

なお、本実施形態では、スキャンパスを、ラッチ&エンコーダ32aやラッチ回路38aに値を設定するために用いたが、リング遅延回路30やカウンタ36aの出力をラッチした値を読み出すために用いたり、テストクロックを用いることなくカウンタ36aを試験するために用いたりしてもよい。   In this embodiment, the scan path is used to set a value in the latch & encoder 32a and the latch circuit 38a. However, the scan path is used to read the value obtained by latching the output of the ring delay circuit 30 or the counter 36a. It may be used to test the counter 36a without using a test clock.

更に、カウンタ36aを構成する組合せ回路の良、不良を試験するために、一般的なスキャンテスト、即ち、スキャンパスで所定のデータを設定した後に、1クロック分の実使用(実モード動作)を行い、その結果(組合せ回路演算結果データ)を再びスキャンパスで読み出し期待値と比較するテスト方法が有効であることは自明である。   Further, in order to test whether the combinational circuit constituting the counter 36a is good or bad, a general scan test, that is, after setting predetermined data in the scan path, actual use for one clock (actual mode operation) is performed. It is obvious that a test method in which the result (combination circuit operation result data) is read again in the scan path and compared with the expected value is effective.

参考例のA/D変換回路の全体構成図。The whole block diagram of the A / D conversion circuit of a reference example . A/D変換回路の動作を示す説明図。Explanatory drawing which shows operation | movement of an A / D conversion circuit. 第1実施形態のA/D変換回路の全体構成図。 1 is an overall configuration diagram of an A / D conversion circuit according to a first embodiment . 第2実施形態のA/D変換回路の全体構成図。 The whole block diagram of the A / D conversion circuit of 2nd Embodiment . 従来のA/D変換回路の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the conventional A / D conversion circuit. 従来のA/D変換回路の構成を示す説明図。Explanatory drawing which shows the structure of the conventional A / D conversion circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1,3,3a…A/D変換回路、10…パルス遅延回路、12,32,32a…ラッチ&エンコーダ、26,36,36a…カウンタ、30…リング遅延回路、35…論理和回路、38,38a…ラッチ回路、Bi…遅延ブロック、DU…遅延ユニット。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 3, 3a ... A / D conversion circuit, 10 ... Pulse delay circuit, 12, 32, 32a ... Latch & encoder, 26, 36, 36a ... Counter, 30 ... Ring delay circuit, 35 ... Logical sum circuit, 38, 38a ... Latch circuit, Bi ... Delay block, DU ... Delay unit.

Claims (3)

入力電圧に応じた遅延時間でパルス信号を遅延させる遅延ユニットを複数段リング状に接続してなるリング遅延回路と、予め設定された測定時間の間に前記パルス信号が前記リング遅延回路を周回した回数をカウントする周回数カウンタと、前記測定時間の終了時に前記リング遅延回路を構成する各遅延ユニットの出力をラッチすることで前記リング遅延回路内でのパルス位置を特定し、該パルス位置に対応した数値データをA/D変換データの下位データとして出力すると共に、前記測定時間の終了時に前記周回数カウンタの出力をラッチしてA/D変換データの上位データとして出力する符号化回路とを備えたAD変換回路の試験方法であって、
前記測定時間を、実使用時に設定される実モード設定値よりも短いテストモード設定値に設定して前記AD変換回路を動作させることで取得したA/D変換データに基づいて、前記リング遅延回路の良,不良を判断することを特徴とするA/D変換回路の試験方法。
A ring delay circuit in which a delay unit that delays a pulse signal with a delay time according to an input voltage is connected in a ring form, and the pulse signal circulates around the ring delay circuit during a preset measurement time Rotation counter for counting the number of times, and by latching the output of each delay unit that constitutes the ring delay circuit at the end of the measurement time, the pulse position in the ring delay circuit is specified and the pulse position is supported And an encoding circuit for outputting the numerical data as lower data of the A / D conversion data and latching the output of the circulation counter at the end of the measurement time and outputting it as the upper data of the A / D conversion data. A test method for an A / D converter circuit,
The ring delay circuit is based on A / D conversion data acquired by operating the AD converter circuit by setting the measurement time to a test mode set value shorter than the actual mode set value set in actual use. A method for testing an A / D conversion circuit, characterized by determining whether the product is good or bad.
前記リング遅延回路からのクロックとは異なるテストクロックによって前記周回数カウンタを動作させることで、前記周回数カウンタの良,不良を判断することを特徴とする請求項1に記載のA/D変換回路の試験方法。   2. The A / D converter circuit according to claim 1, wherein the circuit counter is judged to be good or bad by operating the circuit counter with a test clock different from the clock from the ring delay circuit. Test method. 前記周回数カウンタ及び前記符号化回路を構成する各フリップフロップを直列接続してなるスキャンパスにより、該フリップフロップの値を外部から所望の値に設定して、前記A/D変換回路を動作させることで取得したA/D変換データに基づいて、前記周回数カウンタ及び前記符号化回路の良,不良を判断することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のAD変換回路の試験方法。 The A / D conversion circuit is operated by setting the value of the flip-flop to a desired value from the outside by a scan path formed by serially connecting the flip-flops constituting the circulation counter and the encoding circuit. 3. The A / D conversion circuit according to claim 1, wherein whether or not the circulation counter and the encoding circuit are good or bad is determined based on the A / D conversion data acquired in this way. Test method.
JP2007139181A 2007-05-25 2007-05-25 A / D conversion circuit test method Expired - Fee Related JP4525706B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007139181A JP4525706B2 (en) 2007-05-25 2007-05-25 A / D conversion circuit test method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007139181A JP4525706B2 (en) 2007-05-25 2007-05-25 A / D conversion circuit test method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005123718A Division JP3992049B2 (en) 2005-04-21 2005-04-21 A / D conversion circuit test method and A / D conversion circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007259488A JP2007259488A (en) 2007-10-04
JP4525706B2 true JP4525706B2 (en) 2010-08-18

Family

ID=38633158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007139181A Expired - Fee Related JP4525706B2 (en) 2007-05-25 2007-05-25 A / D conversion circuit test method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4525706B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5901212B2 (en) * 2011-10-07 2016-04-06 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07303043A (en) * 1994-05-10 1995-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog/digital converter
JP2003090866A (en) * 2001-09-18 2003-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection method of ad converter
JP2004007385A (en) * 2002-04-24 2004-01-08 Denso Corp Analog-to-digital conversion method and device
JP2004357030A (en) * 2003-05-29 2004-12-16 Denso Corp A/d converting method and device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07303043A (en) * 1994-05-10 1995-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Analog/digital converter
JP2003090866A (en) * 2001-09-18 2003-03-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection method of ad converter
JP2004007385A (en) * 2002-04-24 2004-01-08 Denso Corp Analog-to-digital conversion method and device
JP2004357030A (en) * 2003-05-29 2004-12-16 Denso Corp A/d converting method and device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007259488A (en) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9746832B1 (en) System and method for time-to-digital converter fine-conversion using analog-to-digital converter (ADC)
US7667633B2 (en) Time-to-digital converter with high resolution and wide measurement range
US8368385B2 (en) Methods and systems to detect voltage changes within integrated circuits
JP3960267B2 (en) A / D conversion method and apparatus
TW200926609A (en) Time to digital converter apparatus
NL2021595B1 (en) Hierarchical unary/thermometer coder for controlling an analog to digital converter
JP4999955B2 (en) Analog-to-digital converter operation test method, analog-to-digital converter, and analog-to-digital converter operation test apparatus
WO2001029971A2 (en) Built-in self test for integrated digital-to-analog converters
US6841987B2 (en) High speed measurement system which selects optimal measurement range on a sample by sample basis
KR20160123968A (en) High resolution time-to-digital convertor
JP3992049B2 (en) A / D conversion circuit test method and A / D conversion circuit
JP4525706B2 (en) A / D conversion circuit test method
JP5295844B2 (en) A / D converter
US7183962B1 (en) Low power asynchronous data converter
US9276600B2 (en) Output changing method for an A/D conversion apparatus and A/D conversion apparatus
US9577658B1 (en) Analog to digital converter and data conversion method
US8593323B2 (en) A/D conversion device
US7324027B2 (en) Circuit and method for testing analog-digital converter
JP3265286B2 (en) A / D converter test equipment
TWI580195B (en) High-speed analog-to-digital converter and method thereof
TWI760191B (en) Time-to-digital converter
TW201906324A (en) Analog-to-digital converter
TWI789160B (en) Analog-to-digital conversion circuit and method having remained time measuring mechanism
JP3591730B2 (en) A / D converter
CN118157673A (en) Analog-to-digital converter ADC circuit and method for controlling the same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091027

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100511

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100524

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 3

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4525706

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130611

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140611

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees