RFテスト・診断向け小面積RF信号品質観測マクロの開発

摘要

Our RF signal-quality measurement macro employs 1) a new window-shifting measurement technique that obtains the power of a high-frequency component on the basis of lower-frequency measurements, and 2) a new stair-like weighted addition technique that decreases error due to harmonic power, phase, and DC offset in measured signals. The macro occupies only 1/10 the area of conventional on-chip spectrum analyzers. Carrier power for 2.4GHz-Tx was successfully measured with digital testers alone, with an error of only < 1dB, and harmonic-emission exceeding FCC regulations (>-20dBm) was also successfully detected.%従来、専用装置でチップごとに評価していたRFの信号品質テストをデジタルテスタを用いてテスト可能にするオンチップRF信号品質測定マクロを開発した。特徴として（1）マクロ外で生成する参照クロックの周波数が低いテスタを用いても高周波なRF信号強度を測定可能にするウインドウシフト測定技術（Window-Shifting measurement technique）（2）3次/5次電力・オフセット電圧・位相差による測定誤差を簡単な演算でキャンセル可能な重み付け加算技術（stair-1ike weighted addition technique）の開発を行った。本マクロを90nmプロセスで設計したところ、面積は周辺回路込みで0．016m~2と、従来のオンチップスペクトル観測マクロの1／10の面積となった。また、zigbee向け（2.4GHz）送信器のパワーアンプ出力を本マクロを用いて測定したところ、キャリア周波数でのパワーの測定誤差は1dB以内とテストに適用するには十分な良好な値が得られた。また、高調波測定に関しても、FCC規格に違反する-20dBm以上の異常高調波を検知可能であることを示した。