專利名稱：用于控制電子電路中可變延遲的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及電子電路，更具體地說，涉及改進諸如測試和測量系統(tǒng)的電子電路中的定時精度。
背景技術：
自動測試設備(有時稱作“測試器”)在制造半導體器件的過程中被廣泛地使用。該測試器可以被編程以產(chǎn)生適用于被測器件(DUT)的激勵信號。該測試器然后測量對這些激勵信號的響應。通過比較測量的響應與預期的響應，該測試器可以確定DUT是否恰當?shù)夭僮鳌榱藴蚀_地測試該DUT，測試器必須可靠地產(chǎn)生和測量測試信號。在很多情況下，將信號施加于DUT的時間或者測量DUT上的信號的時間對于準確地測試該DUT是重要的。
為了控制測試信號在其上產(chǎn)生或者測量的時間，許多的測試器包括定時發(fā)生器。定時發(fā)生器產(chǎn)生“邊沿”信號。該邊沿信號觸發(fā)電路以驅動或者測量測試信號。通常將關于該測試器可以產(chǎn)生的邊沿的精確度稱作“邊沿位置精確度”，其限制該測試器在精確限定的時間上產(chǎn)生或者測量測試信號的能力。據(jù)此，邊沿位置精確度通常是測試器關鍵性的技術要求。尤其對于設計成能測試在比較高的頻率上工作的半導體器件的測試器，其所希望的是具有盡可能低的邊沿位置精確度。例如，對于測試器來說具有小于250微微秒的邊沿位置精確度是所希望的。
圖1A示出現(xiàn)有技術測試器100的方框圖。測試器100包括控制器112，控制器112可以包括被編程以執(zhí)行測試程序或者分析測試結果的通用計算機或者工作站?？刂破?12還可以包括產(chǎn)生供測試器100內(nèi)部使用的時間和同步信號的電路。來自控制器112的控制信號被經(jīng)由扇出電路114傳送到多個儀器，在此其被指定為信道1161、1162、…、116N。信道1161、1162、…、116N的每個經(jīng)由下游電路130連接到被測部件(DUT)110。
在測試器內(nèi)可以采用各種各樣類型的儀器，以產(chǎn)生和測量充分地測試各種各樣的半導體器件需要的信號。圖1A給出一個儀器產(chǎn)生和測量數(shù)字信號的例子。將信道1161采用為說明性的，示出的該信道包括時鐘發(fā)生器120。時鐘發(fā)生器120產(chǎn)生一個數(shù)字時鐘，其在信道1161內(nèi)控制電路操作的定時。
來自時鐘發(fā)生器120的時鐘被提供給一個或多個定時發(fā)生器122。每個定時發(fā)生器輸出一個邊沿信號。該定時發(fā)生器被編程以控制每個邊沿信號的定時。在操作中，定時發(fā)生器122對由時鐘發(fā)生器120產(chǎn)生的時鐘脈沖計數(shù)，以確定在其上可以產(chǎn)生一個邊沿信號的特定的時間。某些定時發(fā)生器包括“內(nèi)插器”電路，在已經(jīng)計數(shù)特定的脈沖數(shù)之后，其用于使邊沿信號的產(chǎn)有一個很短時間的延遲。通常地，這個延遲包括由時鐘發(fā)生器120產(chǎn)生的時鐘的時段的一小部分。以這種方法，由定時發(fā)生器122產(chǎn)生的每個邊沿的時間可以被以較高的精度指定。
來自定時發(fā)生器122的邊沿信號被提供給格式化電路124。格式化電路124包含驅動器和比較器，其在由邊沿信號控制的時間上工作。例如，格式化電路124可以輸出具有上升沿和下降沿的脈沖，該上升沿與第一邊沿信號重合，該下降沿與第二邊沿信號重合。同樣地，格式化電路124可以在由定時發(fā)生器122產(chǎn)生的邊沿信號指定的時間上在連接到DUT110的引線上讀取一個值。定時發(fā)生器122和格式化電路124是可編程的，使得由每個信道執(zhí)行的特定的測試或者測量功能可以從周期到周期都不同。
雖然定時發(fā)生器122允許產(chǎn)生邊沿信號的時間被以較高的精度指定，但是這樣的精度僅能在如果所有的信道被協(xié)調(diào)為相同的時間基準的情況下導致測試信號精確的定時。為了協(xié)調(diào)多個信道的動作，每個信道通常包括校準電路126。校準電路126包括存儲校準值的存儲器。該校準值在校準例程(routine)期間被確定。作為一個例子，在簡單的校準例程中，每個信道可以被編程以同時產(chǎn)生測試信號。對來自每個信道的信號到達接至DUT110的接口的實際時間進行測量。該測量時間被用于計算調(diào)整值，該調(diào)整值用于指定在較快的信道中的延遲量，所需的這些延遲量用于使得在那些較快的信道中的信號能與來自較慢信道的信號在相同的時間到達接至DUT110的接口。通過在更快的信道中利用這些調(diào)整值作為已編程的時間的偏移，來自被編程以在相同時間到達DUT110的所有信道1161、1162、…、116N的信號將同時到達。
如果該信道具有非線性的延遲特性，校準電路126可以存儲多個校準值，每一個用于每個已編程的時間。以這種方法，為每個可能生成邊沿的已編程時間提供校準。但是，校準電路126通常存儲一個組的校準值。那些校準值僅僅在測試器100內(nèi)的延遲保持恒定的情況下提供精確的邊沿位置。如果在測試器100內(nèi)的電路延遲變化，測試器100的邊沿位置精確度可能降低。
我們已經(jīng)認識到在包括諸如時鐘發(fā)生器120電路的測試系統(tǒng)中特殊的問題。時鐘發(fā)生器120包括具有隨溫度而變的延遲的電路。隨著測試器變熱或者變涼時，經(jīng)由不同的信道的延遲變化不同的量，并且該測試器的邊沿位置精確度將降低。
圖1B是一個時鐘發(fā)生器120的例子。時鐘發(fā)生器120包括直接數(shù)字合成(DDS)電路150和鎖相環(huán)152。DDS電路150產(chǎn)生一個具有可以經(jīng)由數(shù)字控制來控制的周期的周期信號。DDS150的輸出被提供給鎖相環(huán)152。鎖相環(huán)152起倍頻器的作用，并且可以產(chǎn)生是由DDS電路150輸出的信號的頻率的數(shù)倍的時鐘信號。
鎖相環(huán)152包括鑒相器154和壓控振蕩器156。由壓控振蕩器156輸出的信號的頻率與鑒相器154的輸出成比例變化。
DDS電路150的輸出被作為一個輸入提供給鑒相器154。鑒相器154接收頻率定標電路160的輸出作為第二輸入。頻率定標電路160產(chǎn)生一個輸出信號，其在頻率方面比其輸入低一個比例因子。頻率定標電路160是在鎖相環(huán)152的反饋路徑158中。頻率定標電路160的輸入端被連接到電壓控制振蕩器156的輸出。據(jù)此，頻率定標電路160的輸出是與壓控振蕩器156的輸出同步的信號，但是在頻率方面被降低了所述比例因子。
鑒相器154將頻率定標電路160的輸出與DDS電路150的輸出比較。當?shù)借b相器154的兩個輸入不同的時候，鑒相器154的輸出改變到達壓控振蕩器156的控制輸入。在恰當?shù)嘏渲玫幕芈分?，鑒相器154將調(diào)節(jié)其輸出直到壓控振蕩器156產(chǎn)生一個輸出信號為止，該輸出信號當通過頻率定標電路160被按比例縮小后能在頻率和相位方面匹配DDS電路150的輸出，以這種方法，鎖相環(huán)152的輸出跟蹤所述DDS電路150的輸出，但是在頻率方面高了頻率定標電路160中的比例因子。
通常，所有的信道1161、1162、…、116N接收相同的基準時鐘REF。因此，基準時鐘的變化不改變在該信道內(nèi)的事件的相對定時。在DDS電路150內(nèi)的許多的部件是通過基準時鐘REF來計時的。但是，DDS電路150包括熱敏的部件，并且產(chǎn)生不直接相對于基準時鐘REF的輸出值。例如，傳統(tǒng)的DDS電路包括數(shù)字-模擬轉換器。此外，在該信號路徑中貫穿每個信道的其他的部件可以是溫度敏感的。例如，該定時發(fā)生器122和格式化電路124可以包括溫度敏感的部件。隨著這些部件改變溫度，產(chǎn)生邊沿的相對定時可能變化，從而降低了測試器100的邊沿位置精確度。
在某些現(xiàn)有技術測試系統(tǒng)中，通過控制測試系統(tǒng)內(nèi)所有部件的溫度來降低溫度敏感的部件的影響。例如，可以放置冷卻板在電子電路上。該冷卻板起熱量吸收的作用，其趨向于將在測試器內(nèi)所有的部件保持在相同的工作溫度上。但是，其所希望的是，在測試器內(nèi)提供更大的邊沿位置精確度，或者在任何電子電路中提供通常更大的定時精度。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面中，本發(fā)明涉及延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其具有對至少一個環(huán)境變量具有延遲相關性的第一電路；具有反饋路徑的第二電路，第二電路與第一電路串聯(lián)連接；和在反饋路徑中連接的延遲補償元件，該延遲補償元件具有與第一電路的延遲相關性成比例的延遲相關性。
在另一個方面中，本發(fā)明涉及一種具有多個信道的自動測試系統(tǒng)。每個信道具有至少一個具有第一延遲的第一電路，利用第一模型，第一延遲響應于溫度而變化；具有與至少一個第一電路相連接的反饋路徑的鎖相環(huán)；和具有響應于第一模型的溫度而變化的延遲的延遲元件，該延遲元件連接在反饋路徑中。
在又一個方面中，本發(fā)明涉及一種操作具有一個或多個支路的電路的方法，該支路具有利用第一模型響應于環(huán)境條件而變化的延遲。本方法包括在電路中的反饋路徑中提供延遲元件，該延遲元件具有利用第一模型響應于環(huán)境條件變化的延遲，并且操作該電路。


附圖并非意在按比例繪制。在該附圖中，在不同的附圖中舉例說明的每個相同或者近似相同的部分是由相同的標記表示的。為了清楚起見，在每個圖中，可能沒有標記每個部件，在該附圖中圖1A是現(xiàn)有技術測試系統(tǒng)的方框圖；圖1B是現(xiàn)有技術時鐘產(chǎn)生電路的方框圖；圖2是一個改進的時鐘產(chǎn)生電路的方框圖；圖3是有助于理解圖2中的延遲元件210的操作的模型；和圖4是過程的流程圖，通過該過程可以操作采用圖2的改進時鐘產(chǎn)生電路的測試器。
具體實施例方式
本發(fā)明在其應用上并非限制于以下的說明書中闡述或者在附圖中舉例說明的結構細節(jié)和部件的配置。本發(fā)明能夠有其它實施例并且能夠被實踐，或者以多種方式執(zhí)行。此外，在此處使用的措辭和術語是為了描述的目的，并且將不被認為是限制?！鞍ā?、“包含”或者“具有”、“含有”、“涉及”以及在此處其變化的使用指的是，包括此后列出的項目，及其等效以及補充項。
如下所述的延遲補償系統(tǒng)提供幾個優(yōu)點。我們已經(jīng)認識到，在邊沿位置方面不準確的很大原因是在測試器的信道內(nèi)的延遲的變化。在信道的電路內(nèi)的延遲可以基于環(huán)境條件，諸如溫度來變化。
借助于某些類型的技術生產(chǎn)的電路相比于其它更容易受到延遲偏差影響。例如，CMOS電路尤其是容易受到延遲偏差影響。CMOS電路是廣泛地可利用的、低成本、低功率和相對緊湊的。因此，其顯示出用于許多的供測試系統(tǒng)中所需要的屬性。只要測試器的定時系統(tǒng)在邊沿位置精確度方面沒有不可接受的下降，則還是希望在測試器中使用CMOS部件。
我們已經(jīng)進一步認識到，在測試器的時鐘發(fā)生或者定時電路內(nèi)的可變延遲對于邊沿位置精確度尤其是不利的。
為了消除這些問題，我們已經(jīng)開發(fā)了一種延遲補償方法和相關的電路。這種延遲補償方法和電路可以在定時系統(tǒng)內(nèi)，并且尤其是在測試器的時鐘發(fā)生電路中使用。其同樣地適合用于CMOS部件。
圖2示出對可以補償可變延遲的時鐘發(fā)生器120的改進。時鐘發(fā)生器120′可以包括類似于在現(xiàn)有技術的時鐘發(fā)生器120中使用的DDS電路的DDS電路150。DDS電路150的輸出被提供給鎖相環(huán)152′。鎖相環(huán)152′提供與在現(xiàn)有技術中的鎖相環(huán)152相同的功能，但是，其包括延遲補償電路。像在現(xiàn)有技術中一樣，鎖相環(huán)路152′包括鑒相器154、壓控振蕩器156和包括頻率定標電路160的反饋路徑158。此外，鎖相環(huán)152′包括延遲控制電路212和連接在反饋路徑158中的可變延遲210。
可變延遲210具有的延遲特性優(yōu)選情況下匹配于要提供延遲補償?shù)碾娐返难舆t特性。例如，如果DDS電路150具有這樣的延遲，即溫度每升高C度，其增加1微微秒，則可變延遲210將具有類似的延遲特性，即溫度每升高C度，增加1微微秒。
因為該可變延遲210被連接在反饋路徑158中，由可變延遲電路210引進的任何延遲具有增長越出鎖相環(huán)152′范圍外的該信號相位的效果。借助于這種方案，由可變延遲元件210引進的任何延遲被有效地從鎖相環(huán)152′的輸出中減去。當鎖相環(huán)152′與引進延遲的另一個元件串聯(lián)連接的時候，由鎖相環(huán)152′有效地減去的延遲抵消了由與鎖相環(huán)152′串聯(lián)的另一個元件引進的延遲。
例如，如果可變延遲210和DDS電路150具有相同的延遲特性，即延遲相對于溫度而變化，則經(jīng)由DDS電路150和可變延遲210的延遲將隨著時鐘發(fā)生器120′的操作溫度的改變而變化相同的量。在經(jīng)由DDS電路150的延遲中任何的溫度引起的“漂移”為在由可變延遲210引進的延遲的變化所抵銷。以這種方法，可變延遲210起延遲補償元件的作用，并且即使時鐘發(fā)生器120′的工作溫度變化時，該電路的輸出的定時仍保持相對恒定。
可變延遲210可以是市場上買得到的半導體部件。可以使用諸如從OnSemi購買的零件號碼MC100EP195的可編程的延遲線。該使用的特定的電路優(yōu)選地的延遲特性匹配于需要延遲補償?shù)牟考难舆t特性。通常，該可編程延遲210將被利用與期望補償?shù)牟考嗤募夹g制造。例如，如果因為CMOS數(shù)字-模擬轉換器的緣故而經(jīng)由DDS電路150引入延遲上的溫度相關變化，則可變延遲210可以是CMOS部件。但是，具有類似于CMOS的延遲特性的任何的延遲補償元件均可以用于對CMOS部件提供延遲補償。
延遲控制212將控制輸入提供給可變延遲210。該控制輸入被選擇以使得可變延遲210具有期望的延遲特性。在一個實施例中，可變延遲210接收控制該延遲的數(shù)字輸入，延遲控制212可以是一個保存計數(shù)值的寄存器。對于延遲控制212的適宜的控制值的選擇在下面結合圖3和4來描述。如果延遲控制212是寄存器，可以從控制器112(圖1A)將一個值加載進延遲控制212。通過將延遲控制212實施為數(shù)字寄存器，對于可變延遲210的控制值可以隨著測試器的使用而動態(tài)地變化。這里動態(tài)控制是預想的，通過可變延遲210補償了延遲的該電路的性能可以間或被測量，并且新的延遲值被計算和保存在延遲控制212中。例如，新的值可以被每天一次地計算和保存在延遲控制212中。
但是，當測試器在常規(guī)使用中用于許可控制值的動態(tài)的更新時，電路的延遲特性可能不會改變足夠大的數(shù)量。雖然經(jīng)由電路的特定的延遲可以隨著環(huán)境條件變化而改變，但是那些變化的特征還是有可能保持相對恒定。因此，許多實施例可以被構成為其中當測試器被制造的時候，設置延遲控制212。可以作為對包含了可變延遲210的儀器進行維護的一部分來更新延遲值，但是該延遲值不會隨著該測試器的工作而動態(tài)地改變。在這種情形下，延遲控制212可以是相對永久的存儲器形式。例如，延遲控制212可以是閃存。另外地，延遲控制212可以被作為開關、跳線、硬布線或者其他的相對永久或者半永久連接實現(xiàn)。
可變延遲210可以用作用于各種各樣部件的延遲補償元件，因為其具有的延遲特性可以改變以匹配在該電路中其他的部件的延遲特性。圖3舉例說明了為此目的可以如何使用可變延遲。圖3示出了對于可編程延遲的延遲對溫度分布圖。示出了多個曲線3101、3102、…、3107。每個曲線表示當對于不同的延遲設置編程的時候該器件的延遲對溫度分布圖。采用曲線3101進行說明，這個曲線對應于利用設置D1產(chǎn)生的延遲。
在基準溫度TR上，經(jīng)由可變延遲210的延遲對應于D1。隨著溫度增加，曲線3101向上地傾斜，表示在延遲方面增加。在所關心的工作范圍上，這個增加通常是線性的。因此，曲線3101表示相對恒定的延遲特性，具有可以表示為 的延遲特性。
曲線3102表示當延遲值被設置為D2的時候，用于可編程延遲的延遲模型。如同曲線3101的情況一樣，3102基本是線性的。曲線3102示出在基準溫度TR上更高的固定延遲。其還示出由 表示的相對于溫度在延遲方面恒定的變化。在舉例說明的例子中， 是大于 可變延遲210的延遲遵循用于其他的延遲設置的相同的模型。對于延遲設置，諸如D3、…D7，可變延遲210相對于溫度在延遲方面具有恒定變化。但是，對于更大的編程延遲值，相對于溫度在延遲方面的變化也是更大的。
一旦期望補償?shù)脑撾娐返钠谕难舆t特性被確定，可以利用具有匹配于延遲特性的延遲值來設置可變延遲210。例如，如果在所關心的溫度范圍上，DDS電路150所具有的每度C的恒定延遲變化匹配于值 則可變延遲210可以利用延遲值D4編程。以這種方法，隨著時鐘發(fā)生器120′的工作溫度的變化，經(jīng)由延遲元件210在延遲方面的變化將匹配于在DDS電路150的延遲方面的變化。
除了提供期望的延遲特性之外，設置可變延遲210的延遲值引進經(jīng)由時鐘發(fā)生器120′固定的延遲。在每個時鐘發(fā)生器中引進的固定延遲的量可以從信道到信道而不同。在延遲方面這樣的變化可以防止在信道中的事件被協(xié)調(diào)(coorninated)。但是，如上與圖1A結合所述，測試器傳統(tǒng)上包括校準電路，諸如126，其校準在信道之間的固定延遲。優(yōu)選地，在包括延遲補償電路的所有信道中，在可變延遲210被編程之后，設置校準電路126。
圖4示出一個過程，通過該過程，諸如包括時鐘發(fā)生模塊120′的測試器100可以在制造半導體器件的過程中使用。該過程從方框410開始，這里進行測量以表示相對于溫度在延遲方面的變化。可以通過編程時鐘發(fā)生電路120′以在恒定頻率上產(chǎn)生一個時鐘來進行這樣的測量。然后，當構成時鐘發(fā)生電路120′的部件的溫度變化時，觀察時鐘發(fā)生電路120′的輸出。將該時鐘發(fā)生電路120′的輸出與和溫度無關的基準時鐘進行比較。以這種方法，可以識別在時鐘發(fā)生器120′的脈沖時間方面的變化。
各種各樣的方法可用于改變所關心的電路的溫度。例如，當所關心的部件附著在具有冷卻板的印刷電路板上的時候，其中經(jīng)由該冷卻板有液體流過，則該液體的溫度可以被調(diào)節(jié)以在該部件的溫度方面產(chǎn)生相應的變化。另外地，加熱或者冷卻元件可以僅僅施加于所關心的部件。
當可編程的延遲210被設置的時候，時鐘發(fā)生器120′并非必須安裝在測試系統(tǒng)中。在其上構建了時鐘發(fā)生器120′的印刷電路板可以從該測試器中除去，并且放置在烘箱或者其他的用于測量由溫度的改變引起的延遲方面的變化的溫度控制腔室中。
在方框412，確定對于可編程的延遲210的延遲設置，其抵銷在方框410測量的溫度方面的變化。在方框410確定的在延遲方面相對于溫度的變化可以與如圖3所示的可編程延遲元件210的特征進行比較?？梢赃x擇能提供最接近匹配于測量的延遲變化的該延遲設置。另外地，當可變延遲210的延遲特性不是已知的情況時，可以以迭代的方式選擇合適的延遲設置。在這個實施例中，該可變延遲210的延遲設置被改變，并且該方框410的測量被重復。調(diào)節(jié)可變延遲和測量要補償?shù)脑撾娐返妮敵龅倪^程被重復，直到檢測到導致在相對于溫度的延遲方面很小或沒有變化的延遲設置為止。
一旦用于可編程延遲210的適宜的延遲設置被確定，過程進入到方框414。在方框414上，該確定的值被編程進延遲控制212。該特定的程序編制步驟可以基于延遲控制212的實施改變。該適宜的控制值可以記錄在閃存或者其他的非易失性存儲器中。另外地，它們可以被記錄在磁盤，或者與在控制器112內(nèi)的計算機有關的其他的存儲介質上。在使用開關實施延遲控制212的情況時，在方框414可以設置開關。
當在測試器中包含多個期望對其延遲補償?shù)臅r鐘發(fā)生器時，可以在在測試器100內(nèi)的每個時鐘發(fā)生器120′上執(zhí)行子過程450。用于每個時鐘發(fā)生器的延遲補償元件可以被獨立地設置。例如，在它們被安裝在測試器中之前，該延遲補償元件可以被在電路板上編程。
因此，在制造測試器100期間，子過程450可以發(fā)生。因為編程延遲補償元件可以在測試器中從信道到信道潛在地引進固定延遲，該過程進入到方框416。在方框416，在測試器中組裝的時鐘發(fā)生器進行校準，以除去在該信道之間的固定的時差的影響。方框416可以表示諸如在該領域中公知的校準例程，結果使得校準值被存儲在校準電路126中。
一旦關于延遲變化和固定延遲這兩者校準了該測試器，該過程進入到方框418。在方框418上，該測試器可用于測試半導體器件。測試可以通常像在現(xiàn)有技術中一樣執(zhí)行。但是，該測試器可以以極高的邊沿位置精確度來測試器件。在方框418，測試可以以低于250微微秒的邊沿位置精確度執(zhí)行。
在方框420，該半導體制造過程被基于在方框418中采集的測試結果修改。在各個半導體器件上測試的結果可以表示在那個器件內(nèi)的故障。在該故障反映該器件完全地不能工作的情況時，該器件可以被報廢。某些半導體器件以冗余元件構成，并且可以通過除去有缺陷的元件和以冗余元件代替被修復。因此，一種改變該制造過程的方式是將半導體器件進行激光修復或者類似的操作從而以冗余元件代替有故障的元件。在其它情況下，測試結果表示雖然有故障，器件按照退化的技術要求運行。在這樣的條件下，通過對具有較低性能的被測器件重新分級(binning)可以改變該制造過程。重新分級為較低性能器件的器件可以被封裝，和/或標記為具有較低的性能技術要求的器件，并且低價銷售。另外地，這里測試結果表示沒有故障的器件，該器件可以被傳送到該生產(chǎn)制造過程的下一級。
來自多個半導體器件的測試結果可以可選地被組合，以確定在用于制造該器件的加工設備的參數(shù)中所需要的調(diào)整。例如，對于來自許多器件的測試結果的統(tǒng)計分析可以顯示出在晶片分檔器中可以被校正的未對準。當測試許多器件時，方框418和420可以反復地被重復進行。
已經(jīng)就此描述了本發(fā)明的至少一個實施例的幾個方面，應該理解，對于那些本領域技術人員來說很容易想到各種各樣的變化、修改和改進。
例如，如上所述，可變延遲元件被用作延遲補償元件。使用可變延遲提供改變該器件的延遲模型的便利的方式。由那個元件引進的固定延遲優(yōu)選地通過諸如在方框416中示出的校準步驟被處理成不相關的。因此，該延遲補償元件是可變延遲的情況是并非必須的。延遲補償元件可以以任何便利的方式構成，這導致具有延遲特性的電路與期望補償?shù)碾娐返难舆t特性是可比的。一種用于提供相對于溫度在延遲上有所需變化的可供選擇的辦法是插入具有期望的延遲特性的部件。
此外，據(jù)描述延遲補償是為溫度漂移提供的。但是，除了溫度之外，其他的環(huán)境因素可能在電路中影響該延遲?？梢酝ㄟ^提供延遲補償元件為由其他的環(huán)境變量所引起的變化提供補償，該延遲補償元件以與期望校準的部件同樣的方式響應那些環(huán)境變量。如在此處使用的“環(huán)境變量”術語包括可以改變電路工作方式的因素。溫度是一個環(huán)境變量，有時候，相對濕度可以影響電路的工作，并且因此可以被認為是一個環(huán)境變量。作為另一個例子，當電路工作之時，其運行可以隨著時間而變化，使得工作時間可以被認為是一個環(huán)境變量。
此外，本發(fā)明是借助于一個例子舉例說明的，其中在DDS電路內(nèi)的延遲變化被補償。在到DUT110中的信號路徑中，信道1161、…、116N的每個包括多個部件。這些部件的任何一個可以具有期望補償?shù)难舆t特性。當補償是期望用于一個以上的部件的情況時，該延遲補償元件應該被設置以一個延遲，該延遲匹配于在期望補償?shù)脑撔盘柭窂街兴须娐返膬粞舆t特性。
作為另一個可能的變化的例子，通?；谠谠摶芈分惺褂玫蔫b相器的階級(order)來特征化鎖相環(huán)。該術語“鎖相環(huán)”有時是僅僅與具有二階的鑒相器的鎖相環(huán)結合使用的。具有其他階級的檢測器的鎖相環(huán)有時給出不同的名稱，諸如，“延遲鎖定環(huán)路”。如在此處使用的，該術語鎖相環(huán)指的是無論鑒相器的階級的任何類似的結構，并且可以使用具有任何階級的鑒相器的鎖相環(huán)。
作為另一個可供選擇的辦法，示出了插入在鎖相環(huán)的反饋路徑中的延遲補償元件。延遲補償元件可以插入在任何便利的反饋路徑中。
如又一個例子，圖1A示出每個信道具有一個時鐘發(fā)生器的測試器100。測試器可以以數(shù)字儀器實現(xiàn)。每個數(shù)字儀器可以包含用于多個信道的電路，但是，僅僅一個時鐘發(fā)生器。
此外，以上描述的系統(tǒng)對于每個可變延遲210具有一個延遲補償設置。無論要補償?shù)脑撾娐返墓ぷ鳒囟龋褂孟嗤闹?。這樣的一種方法在描述的實施例中是適宜的，其中延遲作為延遲補償元件和要補償?shù)碾娐穬烧叩臏囟鹊暮瘮?shù)，其變化在工作溫度范圍上是恒定的。如果或者要補償?shù)碾娐坊蛘哐舆t補償元件具有非線性的延遲特性，計算適合于不同的操作條件的多個控制值可能是合乎需要的。在這種情況下，測試器100可以包括一個檢測操作條件的傳感器，和作為響應，將與操作條件有關的負載值加載進延遲控制212。替換地，如果要補償?shù)碾娐肪哂邢鄬τ诓缓愣ǖ沫h(huán)境條件的延遲變化，可以采用不同類型的延遲補償元件，以提供與要校準的電路相匹配的延遲特性。
這樣的變化、修改和改進應認為是本公開的一部分，并且應認為是在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，先前的描述和附圖僅僅是示例。
權利要求
1.一種延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，包括a)對至少一個環(huán)境變量具有延遲相關性的第一電路；b)具有反饋路徑的第二電路，所述第二電路與所述第一電路串聯(lián)連接；和c)在反饋路徑中連接的延遲補償元件，該延遲補償元件具有與第一電路的延遲相關性成正比的延遲相關性。
2.根據(jù)權利要求1的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中延遲補償元件包括可編程的延遲電路。
3.根據(jù)權利要求2的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中延遲補償元件的可編程的延遲被以一個值編程，以得到與所述第一電路的延遲相關性可相比較的、延遲相對于溫度的變化率。
4.根據(jù)權利要求1的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中第一電路的延遲相關性是延遲相對于溫度的變化，并且延遲補償元件的延遲具有相應的、延遲相對于溫度的變化。
5.根據(jù)權利要求4的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中第二電路包括鎖相環(huán)。
6.根據(jù)權利要求5的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中鎖相環(huán)包括壓控振蕩器和鑒相器，以及在壓控振蕩器和鑒相器之間的反饋路徑，并且延遲補償元件被連接在壓控振蕩器和鑒相器之間的路徑中。
7.根據(jù)權利要求6的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中第一電路包括DDS電路。
8.根據(jù)權利要求7的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中DDS電路包括CMOS數(shù)字-模擬轉換器。
9.根據(jù)權利要求1的延遲補償?shù)碾娮酉到y(tǒng)，其中第一電路包括具有隨著溫度而變化的延遲的CMOS電路。
10.一種具有多個信道的自動測試系統(tǒng)，每個信道包括a)至少一個具有第一延遲的第一電路，利用第一模型，第一延遲響應于溫度而變化；b)具有與所述至少一個第一電路相連接的反饋路徑的鎖相環(huán)；和c)具有利用第一模型響應于溫度而變化的延遲的延遲元件，該延遲元件連接在反饋路徑中。
11.根據(jù)權利要求10的自動測試系統(tǒng)，其中鎖相環(huán)包括二階的鑒相器。
12.根據(jù)權利要求11的自動測試系統(tǒng)，其中至少一個第一電路包括數(shù)字-模擬轉換器。
13.根據(jù)權利要求10的自動測試系統(tǒng)，其中每個信道包括時鐘發(fā)生器，并且所述至少一個第一電路和所述鎖相環(huán)是時鐘發(fā)生器的部分。
14.根據(jù)權利要求10的自動測試系統(tǒng)，其中每個信道包括校準電路。
15.根據(jù)權利要求10的自動測試系統(tǒng)，其中所述至少一個第一電路包括數(shù)字-模擬轉換器。
16.根據(jù)權利要求15的自動測試系統(tǒng)，其中數(shù)字-模擬轉換器包括CMOS數(shù)字-模擬轉換器。
17.根據(jù)權利要求16的自動測試系統(tǒng)，其中延遲元件包括可編程的CMOS延遲元件。
18.根據(jù)權利要求10的自動測試系統(tǒng)，其中延遲元件包括可編程的延遲元件。
19.一種操作具有一個或多個子電路的電路的方法，其中子電路具有利用第一模型響應于環(huán)境條件而變化的延遲，包括a)在電路中的反饋路徑中提供延遲元件，該延遲元件具有利用第一模型響應于環(huán)境條件而變化的延遲；以及b)操作該電路。
20.根據(jù)權利要求19的操作電路的方法，其中電路是處于自動測試系統(tǒng)的信道之中。
21.根據(jù)權利要求20的操作電路的方法，其中提供延遲元件的步驟包括a)提供可編程的延遲元件；b)設置該延遲元件的編程延遲值；c)在設置了該延遲元件的編程延遲值之后，校準在測試器信道中的固定延遲。
22.一種使用權利要求21的方法制造半導體器件的方法，其中操作電路的步驟包括在其制造期間對于至少一個半導體器件執(zhí)行測試，并且該方法進一步包括作為測試結果的結果來對制造過程進行變化。
23.根據(jù)權利要求22的制造半導體器件的方法，其中第一模型是延遲相對于溫度的變化率，并且提供具有利用第一模型響應于環(huán)境條件而變化的延遲的延遲元件的步驟包括提供具有和所述第一模型相匹配的、延遲相對于溫度的變化率的延遲元件。
24.根據(jù)權利要求19的方法，其中提供延遲元件的步驟包括提供具有匹配于第一模型的延遲的可變延遲，所述的延遲被設置為在作為溫度的函數(shù)的延遲中具有變化。
25.根據(jù)權利要求24的方法，其中該電路是多個信道的自動測試系統(tǒng)的信道，該方法另外包括以信道之間的固定延遲中的差值來校準自動測試系統(tǒng)。
26.根據(jù)權利要求19的操作電路的方法，其中一個或多個子電路包括DDS電路。
27.根據(jù)權利要求26的方法，其中操作該電路的步驟包括產(chǎn)生穩(wěn)定的時鐘信號。
全文摘要
一種具有用于對諸如那些由環(huán)境條件所引起可變延遲進行延遲補償?shù)碾娐?。具有一種延遲模型的延遲補償元件被包括在鎖相環(huán)的反饋路徑中，該延遲模型匹配于要補償?shù)碾娐返难舆t模型。該延遲補償被描述為是可編程的延遲，其具有隨著該延遲的編程值而變化的、與溫度有關的變化率。這樣的電路被用于自動測試設備的信道。該延遲元件被結合進在時鐘產(chǎn)生電路中使用的鎖相環(huán)的反饋路徑中。即使CMOS部件被在該信道中使用，該結構能提供低于250微微秒的邊沿位置精度。
文檔編號G01R31/319GK101095059SQ200580045683
公開日2007年12月26日 申請日期2005年7月27日 優(yōu)先權日2004年11月3日
發(fā)明者雅各布·阿爾溫·薩爾米, 托馬斯·A·雷普奇 申請人:泰拉丁公司