高頻鎖相環(huán)的可測(cè)性設(shè)計(jì)

　　推算出VCO的振蕩頻率。式中N為輸出分頻器的分頻值。

　　按照分頻測(cè)試的方法來測(cè)試，每次都必須在鎖相環(huán)達(dá)到穩(wěn)定的鎖定狀態(tài)時(shí)才能測(cè)量。GHz高 頻鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間一般為微秒量級(jí)，于是鎖相環(huán)的頻率測(cè)量通常需要幾毫秒。對(duì)于電路 測(cè)試來說，這是一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間。更為理想的測(cè)試方法是盡量采用簡(jiǎn)單的硬件資源，在 不影響電路性能的情況下，在較短的測(cè)試時(shí)間內(nèi)完成測(cè)試。

　　邊界掃描是目前大規(guī)模集成電路中常用的測(cè)試方法。IEEE1149?1規(guī)范了邊界掃描方法和指 令。基于集成電路中常見的邊界掃描單元電路，本文將介紹一種邊界掃描的測(cè)試方 案來測(cè)試鎖相環(huán)。

　　如前所述，要測(cè)試的鎖相環(huán)采用了環(huán)形VCO振蕩器，環(huán)形VCO的振蕩頻率與其延時(shí)存在如下關(guān)系：
　　
　　其中：Tdelay是環(huán)形振蕩器的延遲時(shí)間；fvco是VCO的振蕩頻率。采用邊界掃描電路測(cè)量出VCO模塊的延遲Tdelay，進(jìn)而計(jì)算振蕩器的工作頻率。

VCO的輸出頻率受控制電壓的控制，可通過改變控制電壓的大小并檢測(cè)每個(gè)控制電壓對(duì)應(yīng)的VCO延遲，利用式（2）計(jì)算輸出頻率，最后得到輸出頻率范圍。

　　這種方案將閉環(huán)電路的頻率測(cè)量轉(zhuǎn)換成開環(huán)電路的延遲測(cè)量(通常該延遲為納秒量級(jí))，時(shí)間 的節(jié)省將非?？捎^。同時(shí)，已經(jīng)成熟的邊界掃描技術(shù)，并不會(huì)增加太大的設(shè)計(jì)難度和測(cè)試復(fù)雜度，對(duì)設(shè)計(jì)者和測(cè)試者來說，只需遵照一定的規(guī)范完成即可。采用標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描單元，硬件的開銷也不大。對(duì)大規(guī)模集成電路中的鎖相環(huán)電路，采用邊界掃描測(cè)試方案顯然優(yōu)于前一種分頻測(cè)試方案。

　　2.2　鎖定時(shí)間測(cè)試

　　鎖相環(huán)的鎖定時(shí)間是鎖相環(huán)的重要指標(biāo)。如何判斷鎖相環(huán)已經(jīng)達(dá)到鎖定狀態(tài)以及鎖定時(shí)間的計(jì)算也是鎖相環(huán)要測(cè)試的內(nèi)容。

　　根據(jù)鎖相環(huán)的原理，鎖相環(huán)的重要功能就是鎖定相位。電路鎖定時(shí)，鑒頻鑒相器的2個(gè)輸入信號(hào)：參考信號(hào)和反饋信號(hào)相差為0，鑒頻鑒相器輸出無效電平，電荷泵開關(guān)處于開啟狀態(tài)，VCO的控制電壓保持恒定。因此，參考信號(hào)和反饋信號(hào)、鑒頻鑒相器的輸出信號(hào)、VCO的控制電壓等都可以作為電路鎖定的判別依據(jù)。本文選取了VCO的控制電壓作為判斷依據(jù)，

　　3　測(cè)試電路實(shí)現(xiàn)

　　3.1　測(cè)試電路