A Build-In Self-Test technique for RF Mixers

Abstract

A Build-In Self-Test (BiST) circuit suitable for embedded RF Mixers in System-on-Chip applications is presented in this paper. This is a defect-oriented test scheme that dynamically sets the Mixer to operate in homodyne mode. The DC level generated at its output is used to control the oscillation frequency of a simple voltage controlled oscillator. Deviations of the oscillation frequency from the expected range of values indicate a defective Mixer. The proposed BiST technique has been applied to a typical receiver's differential RF Mixer using a 0.35μm CMOS technology. Simulation results validated the efficiency of the BiST circuit which was capable to provide a high fault coverage of catastrophic faults (which exceeds 91%) and a small test application time (1μs), at a silicon area cost approximately 16% of the Mixer area.

Ανάπτυξη Τεχνικής Για Τον Έλεγχο Ορθής Λειτουργίας Του Τμήματος RF Πομποδεκτών, Προσανατολισμένη Στην Ανίχνευση Ελαττωμάτων

“…Στο κεφάλαιο αυτό θα παρουσιάσουμε μία πρωτότυπη τεχνική ελέγχου ορθής λειτουργίας διαφορικών μικτών μετατροπής συχνότητας και θα περιγράψουμε το ενσωματωμένο κύκλωμα ελέγχου ορθής λειτουργίας που την υλοποιεί αξιολογώντας τις επιδόσεις της [153]. Η τεχνική βασίζεται στο να οδηγήσει το υπό εξέταση κύκλωμα να λειτουργεί ως ομόδυνος μίκτης επιβάλλοντας τη μίξη του υπάρχοντος σήματος του τοπικού ταλαντωτή με τον εαυτό του (LO self-mixing).…”

“…Αντικείμενο της συγκεκριμένης μελέτης αποτελούν τα ανοικτοκυκλώματα υψηλής ωμικής αντίστασης, τα βραχυκυκλώματα μεταξύ διαδοχικών κόμβων ή ακροδεκτών των επιμέρους στοιχείων που απαρτίζουν σχεδιαστικά το κύκλωμα και των ωμικών γεφυρώσεων μεταξύ μη διαδοχικών αλλά γειτνιαζόντων κόμβων του μίκτη [33]. Για τη σχεδιαστική υλοποίηση της μεθοδολογίας προτείνεται κύκλωμα ενσωματωμένου αυτοελέγχου ορθής λειτουργίας (Built-In Self-Test -ΒΙST) τη δομή και λειτουργικότητα του οποίου θα περιγράψουμε στις παραγράφους που ακολουθούν [154].…”

Τεχνικές Ελέγχου Ορθής Λειτουργίας Και Διόρθωσης Επιδόσεων Τηλεπικοινωνιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Υψηλών Συχνοτήτων

“…Παρόλα αυτά, η χρήση πρόσθετων κυκλωμάτων θα μπορούσε να αποφευχθεί στην περίπτωση ADCs στο πεδίο του χρόνου, με την εκμετάλλευση τεχνικών ψηφιακής βαθμονόμησης των VCO [163]. Κατά το παρελθόν, χαμηλού κόστους υλοποιήσεις ADC στο πεδίο του χρόνου έχουν χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο ορθής λειτουργίας μικτών RF με βάση τη μεθοδολογία η οποία προσανατολίζεται στην ανίχνευση ελαττωμάτων (defect-oriented testing, DOT) [78,142]. Τέλος, στην εργασία [142] έχει προταθεί μια απλή μέθοδος διόρθωσης της συχνότητας ενός VCO.…”

“…Πρόκειται για ένα τετραδιάστατο φίλτρο που ανήκει στη γενική κλάση των υπερορθογωνικών (hyper-rectangular) φίλτρων ελαττωμάτων [38]. Λεπτομέρειες που αφορούν τη χρήση των τελευταίων στον έλεγχο μικτών RF μπορούν να βρεθούν στη βιβλιογραφία [13,78,142,145]. Να σημειωθεί πως η τεχνική ελέγχου του VAC η οποία παρουσιάστηκε προηγουμένως εκμεταλλεύεται, στην πράξη, ένα μονοδιάστατο φίλτρο ελαττωμάτων.…”

“…Οι τεχνικές BIT/BIST που εξειδικεύονται σε συγκεκριμένες βαθμίδες RF αποδεικνύονται εξαιρετικά ελκυστικές, καθώς μπορούν να εντοπίσουν την ελαττωματική συμπεριφορά παρέχοντας χρήσιμες πληροφορίες για τη βελτίωση της κατασκευαστικής απόδοσης (yield). Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη τεχνικών BIST για τον έλεγχο κυκλωμάτων RF παραμένει αμείωτο[41,[75][76][77][78][79][80].Σε μια εξίσου ενδιαφέρουσα τεχνική προτείνεται ο έλεγχος ορθής λειτουργίας με τη χρήση τεχνικών ψηφιακής επεξεργασίας σήματος (DSP)[84], η αρχή λειτουργίας της οποίας φαίνεται στο Σχήμα 3.11. Κατά τη φάση εκμάθησης (training), το υπό έλεγχο κύκλωμα προσομοιώνεται -απουσία ελαττωμάτων -παράλληλα με διάταξη ψηφιακού προσαρμοστικού φίλτρου υπό κοινή πηγή διέγερσης [Σχήμα 3.11(a)].…”