一种输出阻抗自动匹配的方法及装置与流程

1.本发明涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种输出阻抗自动匹配的方法及装置。


背景技术：

2.常规的芯片输出接口要求差分100欧姆(单端50欧姆)阻抗匹配，即芯片端口与芯片内部为差分100ω，芯片输出端口与测试电路也要满足差分100ω，满足接口阻抗匹配(不一定都是100ω，但必须满足两边阻抗是匹配的)。阻抗匹配可以减小反射，提高模块连接性能。
3.由于芯片工艺的变化，往往不能达到设计的差分100ω阻抗，实际产品会有偏差；另外，芯片测试板上输出走线也会有一点的阻抗偏差。这两个因素都会导致芯片和测试电路之间阻抗匹配出现较大的误差。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提出一种输出阻抗自动匹配的方法及装置，可有效减小由于阻抗不匹配引起的反射问题。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.一种输出阻抗自动匹配的方法，包括以下步骤：
7.s1.将目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn输入至带通放大器，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号；
8.s2.通过峰值检测电路对提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较，再根据比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。
9.进一步地，步骤s1中，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。
10.进一步地，步骤s2中，当所述峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于设定阈值时，所述峰值检测电路用于控制的正向差分输出信号outp1输出固定的高电平；反之，正向差分输出信号outp1输出相应的低电平，以调整输出电阻大小。
11.进一步地，所述峰值检测电路的正向差分输出信号outp1输出的低电平大小与所述差值相关，所述差值越小于设定阈值，则输出的低电平越大。
12.进一步地，通过调整所述设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。
13.一种输出阻抗自动匹配的装置，包括：
14.带通放大器，被配置为基于目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号；
15.峰值检测电路，被配置为根据所述带通放大器提取的波形信号进行放大并与设定
阈值进行比较；
16.阻抗调整电路，被配置为根据所述峰值检测电路的比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。
17.进一步地，还包括交流耦合电容，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。
18.进一步地，当所述峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于设定阈值时，所述峰值检测电路用于控制的正向差分输出信号outp1输出固定的高电平；反之，正向差分输出信号outp1输出相应的低电平，以动态调整输出电阻大小。
19.进一步地，所述峰值检测电路的正向差分输出信号outp1输出的低电平大小与所述差值相关，所述差值越小于设定阈值，则输出的低电平越大。
20.进一步地，通过调整所述设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。
21.本发明的有益效果在于：
22.1、本发明可检测输出波形，根据阻抗不匹配导致的过冲，反馈进行阻抗匹配调整，解决不同测试电路引入的阻抗不匹配导致的问题。
23.2、本发明通过带通放大提取过冲频率和过冲幅度相关信息，然后再跟设定阈值进行比较，可解决不同应用场景下可能出现的不同程度的阻抗不匹配问题。
24.3、本发明可精确实现过冲信号检测与输出阻抗调整，并精确实现阻抗匹配。
附图说明
25.图1芯片输出与测试电路示意图。
26.图2输出波形示意图。
27.图3输出检测和自动调整输出阻抗电路示意图。
28.图4检测电路实现框图。
29.图5峰值检测电路原理图。
具体实施方式
30.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.实施例1
32.如图1所示，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn与测试电路之间要求差分100ω(单端50ω)阻抗匹配，芯片设计的默认值rload＝50ω。
33.如图2所示，当芯片输出和测试电路接口阻抗满足匹配时，输出信号不会有反射，即呈现出良好的波形；当阻抗存在不匹配时，输出信号有反射，会出现过冲现象。
34.在图2所示的波形中，阻抗不匹配导致的波形过冲，可以通过一种检测电路来检测这个过冲，如图3所示，反馈回来调整芯片输出阻抗(rload)，减小和消除阻抗不匹配导致的
波形过冲。
35.基于此，本实施例提供了一种输出阻抗自动匹配的方法，如图4所示，包括以下步骤：
36.s1.将目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn输入至带通放大器，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号。优选地，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。
37.s2.通过峰值检测电路对提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较，再根据比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。优选地，通过调整设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。
38.由于检测到的过冲信号基本为高频成分，峰值检测电路需要满足高频应用。优选地，可采用图5所示的峰值检测电路实现。具体来说，在图4中，信号经过带通放大器后，形成高频过冲信号，需要进行高频信号检测与比较。如图5所示，vinp2和vinn2为固定电压(vinp2》vinn2)，即为峰值检测电路的设定阈值。
39.当峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于vinp2和vinn2差值时，其正向差分输出信号outp1输出固定高电平。其中，vinp1、vinn1、vinp2和vinn2共模电平相等。图5中的器件m5和m6(可采用n型mos管)实现正反馈，保证outp1输出稳定高电平。
40.当vinp1和vinn1的差值大于vinp2和vinn2的差值时，outp1输出低电平，低电平的大小为rl*iss1*
ɑ
，其中rl＝50ω，iss1为尾电流，
ɑ
的大小跟(vinp1-vinn1)与(vinp2-vinn2)的差值成线性比例关系，差值越多，
ɑ
越大。这样便可以精确检测到输出信号过冲大小，以及反馈回去精确调整输出电阻大小。outp1通过滤波得到更稳定的outp1，方便后级判定。
41.实施例2
42.本实施例在实施例1的基础上：
43.本实施例提供了一种输出阻抗自动匹配的装置，包括：
44.带通放大器，被配置为基于目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号。
45.峰值检测电路，被配置为根据带通放大器提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较。优选地，通过调整设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。
46.阻抗调整电路，被配置为根据峰值检测电路的比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。
47.优选地，该装置还包括交流耦合电容，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。
48.由于检测到的过冲信号基本为高频成分，峰值检测电路需要满足高频应用。优选地，可采用图5所示的峰值检测电路实现。具体来说，在图4中，信号经过带通放大器后，形成高频过冲信号，需要进行高频信号检测与比较。如图5所示，vinp2和vinn2为固定电压(vinp2》vinn2)，即为峰值检测电路的设定阈值。
49.当峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于vinp2和vinn2差值时，正向差分输出信号outp1输出固定高电平。其中，vinp1、vinn1、vinp2和vinn2共模电平相等。图5中的器件m5和m6(可采用n型mos管)实现正反馈，保证outp1输出稳定高电平。
50.当vinp1和vinn1的差值大于vinp2和vinn2的差值时，outp1输出低电平，低电平的大小为rl*iss1*
ɑ
，其中rl＝50ω，iss1为尾电流，
ɑ
的大小跟(vinp1-vinn1)与(vinp2-vinn2)的差值成线性比例关系，差值越多，
ɑ
越大。这样便可以精确检测到输出信号过冲大小，以及反馈回去精确调整输出电阻大小。outp1通过滤波得到更稳定的outp1，方便后级判定。
51.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种输出阻抗自动匹配的方法，其特征在于，包括以下步骤：s1.将目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn输入至带通放大器，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号；s2.通过峰值检测电路对提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较，再根据比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。2.根据权利要求1所述的输出阻抗自动匹配的方法，其特征在于，步骤s1中，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。3.根据权利要求1所述的输出阻抗自动匹配的方法，其特征在于，步骤s2中，当所述峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于设定阈值时，所述峰值检测电路用于控制的正向差分输出信号outp1输出固定的高电平；反之，正向差分输出信号outp1输出相应的低电平，以调整输出电阻大小。4.根据权利要求3所述的输出阻抗自动匹配的方法，其特征在于，所述峰值检测电路的正向差分输出信号outp1输出的低电平大小与所述差值相关，所述差值越小于设定阈值，则输出的低电平越大。5.根据权利要求1-4任一项所述的输出阻抗自动匹配的方法，其特征在于，通过调整所述设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。6.一种输出阻抗自动匹配的装置，其特征在于，包括：带通放大器，被配置为基于目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号；峰值检测电路，被配置为根据所述带通放大器提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较；阻抗调整电路，被配置为根据所述峰值检测电路的比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。7.根据权利要求6所述的输出阻抗自动匹配的装置，其特征在于，还包括交流耦合电容，目标芯片的正向差分输出信号outp和负向差分输出信号outn先通过交流耦合电容，再输入至带通放大器。8.根据权利要求6所述的输出阻抗自动匹配的装置，其特征在于，当所述峰值检测电路用于检测的正向差分输入信号vinp1和负向差分输入信号vinn1的差值小于设定阈值时，所述峰值检测电路用于控制的正向差分输出信号outp1输出固定的高电平；反之，正向差分输出信号outp1输出相应的低电平，以动态调整输出电阻大小。9.根据权利要求8所述的输出阻抗自动匹配的装置，其特征在于，所述峰值检测电路的正向差分输出信号outp1输出的低电平大小与所述差值相关，所述差值越小于设定阈值，则输出的低电平越大。10.根据权利要求6-9任一项所述的输出阻抗自动匹配的装置，其特征在于，通过调整所述设定阈值大小能够实现不同程度的阻抗匹配。

技术总结
本发明公开了一种输出阻抗自动匹配的方法及装置，其中方法包括以下步骤：将目标芯片的正向差分输出信号OUTP和负向差分输出信号OUTN输入至带通放大器，对低频信号进行衰减，对过冲信号频率附近的信号进行放大，从而提取过冲信号的波形信号；通过峰值检测电路对提取的波形信号进行放大并与设定阈值进行比较，再根据比较结果动态调整输出阻抗实现阻抗匹配。本发明可检测输出波形，根据阻抗不匹配导致的过冲，反馈进行阻抗匹配调整，解决不同测试电路引入的阻抗不匹配导致的问题。路引入的阻抗不匹配导致的问题。路引入的阻抗不匹配导致的问题。


技术研发人员：李蓝
受保护的技术使用者：成都电科星拓科技有限公司
技术研发日：2023.03.28
技术公布日：2023/7/12