GB T 14031-1992 半导体集成电路模拟锁相环测试方法的基本原理.pdf

1、中华人民共和国国家标准半导体集成电路模拟锁相环测试方法的基本原理国家技术监督局 批准 实施本标准规定了半导体集成电路模拟锁相环以下简称器件或模拟锁相环 电参数测试方法的基本原理模拟锁相环与数字电路相同的静态和动态参数测试可参照 半导体集成电路 电路测试方法的基本原理模拟锁相环与运算放大器相同的静态和动态参数测试可参照 半导体集成电路运算 电压放大器测试方法的基本原理总要求若无特殊说明测试期间环境或参考点温度偏离规定值的范围应符合详细规范的规定测试期间应避免外界干扰对测试精度的影响 测试设备引起的测试误差应符合器件详细规范的规定测试期间 施于被测器件的电参量的精度应符合器件详细规范的规定被测器件

2、与测试系统连接或断开时不应超过器件的使用极限条件若有要求时应按器件详细规范规定的顺序接通电源测试期间 被测器件应按器件详细规范的规定连接外围网络 锁相环处于闭环状态测试期间 被测器件应避免出现自激现象若电参数值是由几步测试的结果经计算确定的这些测试的时间间隔应尽可能短参数测试跟踪输入电压目的在规定中心频率和规定频偏下测试锁相环保持跟踪的最小输入电压测试原理锁相环接成闭环跟踪输入电压的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节调频信号发生器的输出使交流电压表指示为

3、零 调节压控振荡器外接定频电阻或定频电容 使其中心频率在规定值 上调节调频信号发生器输出正弦调频波按式 计算式中 中心频率规定频偏调制信号频率调节调频信号发生器的输出幅度使锁相环进入跟踪锁定状态 用示波器在解调输出端观察跟踪情况调节调频信号发生器的输出幅度使其由大到小连续缓慢变化当环路失锁的一瞬间 交流电压表指示的电压值即为跟踪输入电压中心频率最大值目的在无调频信号输入压控振荡器输出波形的静态参数和动态参数均在规范值时 测试压控振荡器中心频率的最大值测试原理锁相环接成闭环 无调频信号输入使压控振荡器的控制电压恒定压控振荡器处于中心频率工作状态中心频率最大值的测试原理如图 所示图测试条件测试期间

4、 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节压控振荡器的定额电阻 定频电容 使压控振荡器频率由低到高变化 同时监视压控振荡器的输出波形 其输出电平 响应时间 占空系数均在规范值内 此时压控振荡器能达到的最高频率即是中心频率最大值中心频率偏差目的测试压控振荡器中心频率与设计值的相对偏离测试原理中心频率偏离测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源用数字频率计读出实际频率值按式

5、 计算中心频率偏差式中 实测频率中心频率设计值中心频率温度系数目的在规定工作温度范围内测试单位温度变化所引起的压控振荡器中心频率的相对变化测试原理中心频率温度系数测试原理图如图 所示 将被测器件置于恒温系统中图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度范围电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入恒温的测试系统接通电源在规定温度 下测出中心频率 在规定温度 下测出中心频率按式 计算中心频率温度系数式中 规定温度温度下的中心频率温度下的中心频率中心频率电源电压灵敏度目的在规定工作电压范围内测试单位电源电压变化所引起的压控振荡器中心频率的相对变化测

6、试原理中心频率电源电压灵敏度的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压范围外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源在规定电源电压 下测出中心频率 在规定电源电压 下测出中心频率按式 计算中心频率的电源电压灵敏度式中 规定电源电压电压下的中心频率电压下的中心频率三角波输出平均电压目的锁相环无输入信号时 测试压控振荡器的三角波输出电压平均值测试原理三角波输出平均电压的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序

7、将被测器件接入测试系统接通电源在压控振荡器三角波输出端 用电压平均值指示装置读出输出电压的平均值三角波输出峰峰电压目的锁相环无信号输入时 测试压控振荡器的三角波输出电压峰峰值测试原理三角波输出峰峰电压的测试原理如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源在压控振荡器三角波输出端 用峰峰值指示装置读出电压峰峰值方波占空系数目的锁相环无信号输入时 测试压控振荡器的方波输出高电平脉冲宽度与方波周期之比测试原理方波占空系数测试原理图如图 所示图图 方波波形图测试条件测试期间 下列测试条

8、件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容方波输出的负载条件测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节定频电阻或定频电容 使被测器件的中心频率为规定值在压控振荡器方波输出端 用示波器在幅值的 处测出方波高电平脉冲宽度 及方波周期 值见图按式 计算占空系数式中 高电平脉冲宽度方波周期解调输出直流电压目的锁相环无信号输入时 测试解调输出端直流电压测试原理解调输出直流电压的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容测试程序将被测器件接入测试系统接通电源在解调输出端 用

9、直流电压表读取直流电压 即为解调输出电压解调输出最大峰峰电压目的测试锁相环作为调频解调器时的解调输出端最大电压峰峰值测试原理测试原理如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容调频输入信号中心频率和幅度调制信号波形 正弦方波 三角波测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节压控振荡器的中心频率为规定值调节调频信号发生器的中心频率亦为 使锁相环进入锁定状态调节调频信号发生器的幅度到规定值调节调频信号发生器的调制信号幅度 即调节频偏 同时测量解调输出电压 解调输出电压的最大值与最小值之差就是解调输出最大峰峰电压解调输出

10、电压幅度目的在规定中心频率和规定频偏下 测试锁相环作为调频解调器时的解调输出端电压峰峰值测试原理解调输出电压幅度的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容正弦调制的调频输入信号中心频率和幅度测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节压控振荡器中心频率到规定值调节调频信号发生器的中心频率亦为调节调频信号发生器的输出幅度到规定值使锁相环进入锁定状态调节调制信号幅度使调频信号发生器的频偏为规定值在解调输出端测量解调输出电压峰峰值 即为解调输出电压幅度解调输出全谐波失真度目的输入正弦调频信号时 测试解调输出端

11、的总谐波电压与基波电压有效值之比测试原理解调输出总谐波失真度的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容输入调频信号中心频率 幅度 频偏调频信号发生器的非线性度调制信号的失真度测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节压控振荡器的中心频率到规定值调节调频信号发生器的中心频率为调节调频信号发生器的输出幅度到规定值使锁相环进入锁定状态调节正弦调制信号幅度使调频信号发生器输出信号的频偏在规定值上用失真度仪在解调输出端读取全谐波失真度解调输出调幅抑制比目的测试锁相环作为调频解调器时的调频解调输出电压与调幅馈通输

12、出电压之比测试原理解调输出调幅抑制比的测试原理图如图 所示图测试条件测试期间 下列测试条件应符合被测器件详细规范的规定环境温度电源电压外围网络压控振荡器外接定频电阻定频电容调频信号的中心频率及调幅信号频率 即载波信号频率输入载波电压幅度调频波频率调频波频偏调幅波的调幅度测试程序将被测器件接入测试系统接通电源调节压控振荡器中心频率到规定值调节调频信号发生器的中心频率亦为调节调频信号发生器的输出幅度到规定值 使锁相环进入锁定状态调节频偏在规定值在解调输出端测量调频解调输出电压向被测器件输入频率为 幅度为 的调幅波调节调制信号频率到规定值调节调制度到规定值在解调输出端测量调幅波馈通输出电压按式 计算调幅抑制比式中 调频解调输出电压调幅解调输出电压附录参数符号对照表补充件符 号 含义解调输出调幅抑制比中心频率最大值中心频率电源电压灵敏度方波占空系数解调输出总谐波失真度跟踪输入电压三角波输出平均电压三角波输出峰峰电压解调输出直流电压解调输出最大峰峰电压解调输出电压幅度中心频率偏离中心频率温度系数附加说明本标准由全国集成电路标准化分技术委员会提出本标准由上海元件五厂负责起草本标准主要起草人崔忠勤张家昌