可注入時域抖動的測試電路及相關測試方法
2023-12-02 09:40:56 1
專利名稱：可注入時域抖動的測試電路及相關測試方法
技術領域：
本發明涉及一測試電路及相關的測試方法，特別是涉及可注入時域抖動的訊號接收能力測試電路及相關的測試方法。
背景技術：
如同所有產品，電子產品在研發過程中以及在研發完成後產品出廠前，必須先經過測試。在各種測試環境中，包含一項訊號接收能力測試，驗證電子產品的接收端所接收的訊號能否可正常判斷。已知的待測電子產品中包含至少一核心電路及一測試電路。將該核心電路產生的輸出訊號經由該核心電路的輸出端傳至一測試機臺。測試機臺處理接收該核心電路的輸出訊號並加以處理，產生一測試訊號。該測試訊號傳至該核心電路的接收端。經由該測試電路比較該輸出端截取的輸出訊號與該接收端接收的測試訊號是否相符，藉以判斷該待測電子產品接收的訊號是否正常。經由測試機臺產生各種不同特性的測試訊號，以驗證該待測電子產品的訊號接收能力。
請參閱圖1。圖1所示為已知的以高速測試機臺120測試待測電子產品110的示意圖。待測電子產品110包含一訊號輸出端112與一訊號接收端114，分別與高速測試機臺120的訊號接收端124與訊號輸出端122相連。高速測試機臺120以處理電路126處理由訊號接收端124所接收的訊號，分析其電氣特性；依測試條件產生一測試訊號，再經由訊號輸出端122輸出至待測電子產品110的訊號接收端114，以測試待測電子產品110的接收能力(例如敏感度)。
而隨著電子產品在數據處理速度上的逐漸提升，高速測試的需求隨之增加。所謂「高速」測試機臺，意指處理電路126的訊號處理速度至少等於或高於待測電子產品110的運算速度。所使用的高速測試機臺120內建一可高速處理訊號的處理電路126，能實時分析該待測電子產品110的輸出訊號的電氣特性，並依不同測試條件下產生一測試訊號回傳至待測電子產品110的接收端114。然而製造此一高速測試機臺120的技術門坎及研發成本將非常高而難以負擔；若是以測試機臺外接現有的高速測試儀器，如Agilent BistAssist或Teradyne SPQ等，則雖可在迴路中注入時域抖動而完整地進行測試，但這些外接高速測試儀器的高昂造價又將形成成本上的負擔。
發明內容
因此本發明的主要目的在於提供一可注入時域抖動的測試電路及相關測試方法，以低通濾波器搭配交流共模偏移電路達到注入時域抖動的需求，並完成所需的測試，以降低電子產品研發過程中測試的硬體成本，克服上述已知技術中的問題。
本發明披露了一可注入時域抖動的測試電路。該電路包括一輸入端，用來接收一待測電路輸出端的輸出訊號；一輸出端，用來輸出該測試電路的一測試訊號至該待測電路的一接收端；以及一低通濾波器，耦接於該輸入端與該輸出端，產生該測試訊號，其中該測試訊號具有一時域抖動。
上述的可注入時域抖動的測試電路，還包括一交流共模偏移電路耦接於該低通濾波器與該輸出端。該交流共模偏移電路接收一低速測試機臺的一周期訊號，將該周期訊號注入該測試訊號，使該測試訊號具有一周期抖動。
本發明還披露了一可注入時域抖動的測試方法。該方法包括仿真一測試電路的頻率響應與時域響應；選擇一最適測試電路耦接一待測電路的輸出訊號；經由一低通濾波器產生一測試訊號，該測試訊號具有一時域抖動；以及輸出該測試訊號至該待測電路的接收端，比較該測試訊號與該輸出訊號是否一致。
上述的可注入時域抖動的測試方法，還包括注入一周期抖動至該測試訊號，該周期抖動經由一交流共模偏移電路接收一低速測試機臺的訊號所產生。
本發明採用低通濾波電路以及成本較低的低速測試機臺以實現所需的相關測試與時域抖動注入等效果，大幅縮減了電子產品於研發及生產過程中的測試成本，解決了已知技術中的問題。
圖1為已知的以高速測試機臺測試待測電子產品的示意圖。
圖2為以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第一實施例測試待測電子產品的示意圖。
圖3為以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第二實施例測試待測電子產品的示意圖。
圖4為以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第三實施例測試待測電子產品的示意圖。
圖5為本發明的測試電路的方法的流程圖。
附圖符號說明110，210，310 待測電子產品120 高速測試機臺220，320，420 可注入時域抖動的測試電路112，122，212，312，412 訊號輸出端114，124，214，314，414 訊號接收端126 處理電路224，324低通濾波器330 低速測試機臺424，427，429，432 電容426，428電阻325，425交流共模偏移電路具體實施方式
請參閱圖2。圖2示出了以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第一實施例220測試待測電子產品210的示意圖。如圖2所示，本發明將待測電子產品210由其訊號輸出端212所輸出的訊號耦合至本發明的可注入時域抖動的測試電路220所包含的一低通濾波器224。藉由以低通濾波器224改變該輸出訊號的頻率響應特性與時域響應特性，本發明的可注入時域抖動的測試電路220能適當地仿真出系統的傳輸信道所造成的插入損耗(insertionloss)以及調整有效頻寬，並且控制與訊號相關的時域抖動(data dependenttime jitter)的增益。藉由選擇或調整低通濾波器224，使測試電路220的頻率響應及時域響應接近於該待測電子產品210的設計規格，例如使測試電路220的插入損耗接近於該待測電子產品210設計時所允許的最大值。待測電子產品210產生的輸出訊號經過此低通濾波器224改變輸出訊號的特性，決定該測試訊號的時域抖動特性與該測試訊號的振幅，此一測試訊號回傳至待測電子產品210的接收端214，可有效地進行該待測電子產品210敏感度分析(sensitivity)。
換句話說，在該待測電子產品設計時，會依其接收端的規格進行設計。藉由仿真方式可計算出該測試電路220的頻率響應與時域響應。例如該測試電路220的頻率響應包含有插入損耗、返回損耗(return loss)、有效頻寬等特性，而該測試電路220的頻率響應包含有時域抖動、訊號振幅增益等特性。經由選擇或調整適當的低通濾波器224，可找出一測試電路220的頻率響應與時域響應接近於該待測電子產品210的接收端的設計規格。則此一測試電路220的接收端與輸出端分別耦接至該待測電子產品210的輸出端與接收端後，測試該待測電子產品210的輸出端與接收端訊號電平是否相同，即可驗證該待測電子產品210的接收能力是否在其設計規格之內。此一測試電路220不需要同步分析待測電子產品的輸出訊號的電氣特性，亦不需要同步產生出測試訊號。其電路設計的成本遠較已知的高速處理電路低廉。
請參閱圖3。圖3示出了以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第二實施例320測試待測電子產品310的示意圖。如圖3所示，本發明的可注入時域抖動的測試電路的第二實施例320除包含一低通濾波器324以仿真系統的插入損耗、調整有效頻寬，並且控制與訊號相關的時域抖動的增益外，另包含一交流共模偏移(AC common mode offset)電路325，以及一低速測試機臺330。本發明的可注入時域抖動的測試電路320以低速測試機臺330注入較低頻的抖動以形成訊號直流電平的飄移，仿真出周期抖動(periodicjitter)。進一步來說，在第一實施例的測試訊號的交流共模電性電平為一定值。該交流共模偏移電路325接受該低速測試機臺330產生的一輸出訊號，該低速測試機臺330的輸出訊號的振動周期大於該測試訊號的周期。該交流共模偏移電路325將該低速測試機臺330的輸出訊號注入該測試訊號之中，使該測試訊號的交流共模電平隨著該低速測試機臺的輸出訊號產生偏移。此時該測試訊號交流共模偏移具有一周期，等於該低速測試機臺330的輸出訊號的振動周期。
所謂「低速」測試機臺，意指低速測試機臺330的訊號處理速度較待測電子產品310的運算速度為低。因此，製造此一低速測試機臺320的技術門坎及研發成本將不致難以負擔；或亦可外接現有較便宜的低速測試儀器，相對已知外接的高階測試儀器來說，成本上的負擔將大為減輕。本發明披露的交流共模偏移電路即接收該低速測試機臺320的一輸出訊號，使該測試訊號具有一周期性抖動。該周期性抖動的周期等於該低速測試機臺320的輸出訊號的周期。舉例來說，該低速測試機臺320的輸出訊號可以是一正弦波(sinusoidal wave)。
關於本發明的可注入時域抖動的測試電路所包含的交流共模偏移電路，可有不同的實施方式。請參閱圖4。圖4示出了以本發明的可注入時域抖動的測試電路的第三實施例420測試待測電子產品310的示意圖。本發明的可注入時域抖動的測試電路的第三實施例420的架構與圖3中所示的本發明的可注入時域抖動的測試電路的第二實施例320相同，但圖4示出了所採用的低通濾波器424與交流共模偏移電路425的一種實施例。
如圖4所示，本發明的測試電路420具有一訊號接收端414及一訊號輸出端412。本實施例中的低通濾波器424包含一電容429，該電容429的一端耦接至訊號接收端414，該電容429的另一端耦接至地電位。該低通濾波器424，具有一頻率響應與時域響應。該頻率響應特性與時域響應可由該電容的電容值大小來決定。
在本實施例中，該交流共模偏移電路425可由一電容427與電阻426與電阻428所組成。該電阻426與該電阻428形成一分壓電路將該低速測試機臺330的一周期性訊號混入該測試訊號中，使測試訊號具有一周期抖動。該周期抖動的振幅可經由選擇不同的電阻426與電阻428之間的比值來調整。該電容427一端耦接至該分壓電路且一端耦接至地電位，形成另一低通濾波器，防止該低速測試機臺330的周期性訊號中具有其它高頻噪聲混入測試訊號之中，造成測試的誤差。
此外，本發明的測試電路的訊號接收端414還可經由一電容432交流耦接(AC coupling)至待測電子產品的輸出端312，避免待測電子產品310與測試電路420的交流共模具有不同的電平。類似地，本發明的測試電路的訊號輸出端412還可經由一電容432交流耦接至待測電子產品的訊號輸出端314。對於本領域的技術人員而言，該低通濾波器與該交流共模偏移電路可以有各類型的變化，此一實施例並非限定本發明，任一低通濾波器可產生一特定頻率響應與時域響應，用以產生一具有時域抖動的測試訊號均未脫離本發明的精神與範疇。相同地，一交流共模偏移電路用以使該測試訊號具有一周期抖動均未脫離本發明的精神與範疇。
請參閱圖5。圖5為根據圖3和/或圖4所示的本發明可注入時域抖動的測試電路的測試方法流程圖。
步驟510仿真一測試電路的頻率響應與時域響應，該測試電路至少包含一低通濾波器；步驟520選擇一測試電路，該測試電路仿真的頻率響應與時域響應接近於一待測電路的設計規格；步驟530耦接該待測電路的輸出訊號至該測試電路；步驟540產生一測試訊號，該測試訊號為該輸出訊號經由該測試電路所產生；步驟550注入一周期抖動至該測試訊號，該周期抖動為一交流共模偏移電路接收一低速測試機臺的訊號所產生；步驟560輸出該測試訊號至待測電路的接收端，比較該測試訊號與該輸出訊號是否一致。
經實驗證明，本發明的可注入時域抖動的測試電路的仿真結果相當吻合實際量測出來的傳輸信道的頻率響應與時域響應。本發明所採用的低通濾波器為相對簡單而普遍的技術，可直接採用離散組件(discrete component)來實現；而本發明的可注入時域抖動的測試電路亦可再採用適當的傳輸電路設計或加上嵌入式組件(embedded component)，如穿孔(via)或電感電容等來衰減能量，以更佳地於訊號中注入抖動。經由選擇或調整低通濾波器的使測試電路具有適當的頻率響應與時域響應，及經由混入一低速測試機臺的周期性訊號，本發明可達到產生一時域抖動及一周期抖動的測試訊號，進行電子產品的接收能力測試，大幅縮減了電子產品於研發及生產過程中的測試成本，解決了已知技術中無法克服的問題。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明的權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種可注入時域抖動的測試方法，其包含下列步驟接收一待測電路的輸出訊號；仿真一測試電路的頻率響應與時域響應；選擇一測試電路耦接至該待測電路，其中該測試電路仿真的頻率響應與時域響應接近於該待測電路的一設計規格；產生一測試訊號，其中該測試訊號由該測試電路產生，以及該測試訊號具有一時域抖動；以及輸出該測試訊號至該待測電路的接收端。
2.如權利要求1所述的方法，其還包含下列步驟偏移該測試訊號，使該測試訊號具有一周期抖動。
3.如權利要求2所述的方法，其中該步驟偏移該測試訊號，使該測試訊號具有一周期抖動是經由注入一低速測試機臺的一輸出訊號所產生。
4.如權利要求3所述的方法，其中該低速測試機臺的輸出訊號的頻率低於該待測電路的輸出訊號的頻率。
5.一種可注入時域抖動的測試電路，其包含一輸入端，用來由一待測電路的輸出端接收該待測電路的輸出訊號；一輸出端，用來輸出該測試電路的一測試訊號至該待測電路的一接收端；以及一低通濾波器，耦接於該輸入端與該輸出端，產生該測試訊號，其中該測試訊號具有一時域抖動。
6.如權利要求5所述的測試電路，其還包含一交流共模電壓偏移電路耦接於該低通濾波器，其中該交流共模電壓偏移電路接收一低速測試機臺的一輸出訊號，使該測試訊號具有一周期抖動。
7.如權利要求6所述的測試電路，其中該交流共模電壓偏移電路包含一分壓電路，決定該測試訊號的該周期抖動的振幅。
8.如權利要求5所述的測試電路，其還包含一第三電容，其第一端耦接於該低通濾波器，其第二端耦接於該待測電路的輸出端。
9.如權利要求6所述的測試電路，其中該低速測試機臺的輸出訊號的頻率低於該待測電路的輸出訊號的頻率。
10.如權利要求5所述的測試電路，其中該低通濾波器具有一插入損耗，用以決定該測試訊號的時域抖動及振幅。
全文摘要
本發明提供一可注入時域抖動的測試電路及相關測試方法。該測試方法經由模擬方式選擇適當的低通濾波器，該低通濾波器接收一待測電路的輸出訊號以產生一具有時域抖動的測試訊號，再將該測試訊號輸入該待測電路的接收端，進而進行所需的量測。本發明的測試電路及測試方法以簡易的電路達到與昂貴的高速測試機臺相同的時域抖動注入的效果，大幅節省了電子產品與研發及製造過程中所需負擔的測試成本。
文檔編號H04B17/00GK1741427SQ200510099529
公開日2006年3月1日 申請日期2005年9月13日 優先權日2005年9月13日
發明者徐鑫洲, 林敏生 申請人:威盛電子股份有限公司