JP2008228038A - 半導体集積回路およびそのテスト方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】半導体集積回路に内蔵された送受信の通信機能のテストコストの低減を可能とすること。
【解決手段】半導体集積回路100は、受信システム4…12と、送信システム13…16と、RFテスト信号供給回路18とを含む。RFテスト信号供給回路18は、送信システムからのRF送信出力信号を受信システムが処理可能な周波数帯域のRFテスト信号に変換して、受信システムに供給する。半導体集積回路100は通常動作モードに設定されることにより、受信システムと送信システムとは送受信動作を行う。半導体集積回路100は通常動作モードと異なる他の動作モードに設定されることにより、RFテスト信号供給回路18は変換したRFテスト信号を受信システムに供給する。テストで、受信システムでの受信信号が正常であれば、半導体集積回路100の受信システムと送信システムとは正常と判断される。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体集積回路およびそのテスト方法に係り、特に半導体集積回路に内蔵された送受信の通信機能のテストを容易とするのに有益な技術に関する。
携帯電話端末等の通信端末機器による無線通信のモバイル機能を有する種々の通信用半導体集積回路が進められている。これらのモバイルシステムは、GSM、GPRS、EDGE、WCDMA、DCS、PCSのセルラーを含んでいる。これらのシステムの特性は、一定包落線と包落線変化との信号、時分割とコード分割とのマルチプレックスの広範囲な組み合わせのマルチバンド、マルチモードへの要望が、大きくなっている。尚、GSMはGlobal System for Mobile Communicationの略であり、GPRSはGeneral Packet Radio Serviceの略である。EDGEは、Enhanced Data for GSM Evolution; Enhanced Data for GPRSの略である。WCDMAは、Wideband Code Division Multiple Accessの略である。DCSは、Digital Cellular Systemの略である。PCSは、Personal Communication Systemの略である。
下記特許文献1には、自己テスト機能を組み込んだ無線周波数トランシーバが記載されている。このトランシーバは824〜849MHzの低RF周波数帯域と869〜894MHzの高RF周波数帯域のいずれかで受信する一方、869〜894MHzの高RF周波数帯域で送信する。トランシーバの送信機は、低RF周波数帯域の824〜849MHzの特別に符号化されたテスト信号をトランシーバの受信機に供給する。受信機でテスト信号が正常に受信されると、トランシーバの送信および受信の経路が正常に動作していることが判別されることができる。
下記特許文献2には、RF受信信号を低IF(低い中間周波数)の信号に変換する低IF受信機において直交復調されたI信号とQ信号の位相および振幅の調整を行い不要なイメージを除去する技術が記載されている。校正モードにおいて、送信用電圧制御発振器の出力信号が直交ミキサに供給されて、位相および振幅の調整が行われる。
また、下記非特許文献1には、装置の数の急激な増大により周波数帯域が過密となり、技術の進歩により低コスト高集積トランシーバが安価で大量に生産できるようになったので、ISM周波数帯域の900MHzから2.4GHzへの移行が促進されたことが記載されている。また、今日、コードレス電話、ブルートースデバイス、802.11b/gネットワーク、マイクロウェーブにより、2.4GHzのISM周波数帯域も過密となっている。それにより、通信機器製造者による5.8GHzのISM周波数帯域を使用した機器の開発も活性化されることも、下記非特許文献1に記載されている。
また、ISM周波数帯域は、当初は産業、科学および医学を目的としたRF電磁界の非営利的使用のために国際的に予約されたものである。最近、ISM周波数帯域は、900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域で、無線LAN、ブルートース等においてライセンスフリーでエラー耐性のある通信で共有されている。
特開平10−93488号 公報 特開平11−251947号 公報 G. Luff et al, "A Low Cost, Higly Integrated 5.8GHz Low−IF Tranceiver for 1.5Mbps Streaming Data Application", 2004 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, PP.343−346.
無線通信端末装置の受信機でI相信号とQ相信号の振幅及び位相成分のミスマッチ等の受信信号の誤差を短時間に高精度で校正を行うためには、受信帯域内の周波数を有するテスト信号が必要となる。前記特許文献2では、I相信号とQ相信号の振幅及び位相のミスマッチ等の受信信号の誤差を校正する際に、RF受信帯域のテスト信号を送信用電圧制御発振器(Tx−VCO)から生成して受信機の直交ミキサー回路に入力している。
本発明者は本発明に先立って、ISM周波数帯域の複数の周波数帯域(900MHz、5.8GHz)を使用するアナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路の開発に従事した。このアナログコードレス電話では、子機は親機から900MHzの周波数帯域のRF信号を受信する一方、親機に5.8GHzの周波数帯域のRF信号を送信する。また、固定電話回線に接続される親機は5.8GHzの周波数帯域のRF信号を受信する一方、子機に900MHzの周波数帯域のRF信号を送信する。子機用と親機用の通信用半導体集積回路は、別仕様のチップで構成することも可能であるが、子機と親機とに共通に使用可能な通信用半導体集積回路では電源投入時等の動作モード設定により、子機用と親機用とに設定されることができる。子機用通信用半導体集積回路は900MHzのRF信号受信と5.8GHzのRF信号送信とを行い、親機用通信用半導体集積回路は5.8GHzのRF信号受信と900MHzのRF信号送信とを行う。
この子機とこの親機とに共通使用可能な通信用半導体集積回路の生産では、次のようなテストが必要となった。図16は、本発明に先立って本発明者等により検討されたアナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路の子機としての送受信の通信機能のテストを説明する図である。
同図において、アナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路100は、受信システムと送信システムとを含む。受信システムは、ローノイズアンプ4、バンドパスフィルタ5、8、11、受信ミキサ6、受信用電圧制御発振器7、中間周波増幅器9、FM復調器10、出力増幅器12を含む。送信システムは、入力増幅器13、FM変調器14、ドライバ15、RFパワー増幅器16を含み、FM変調器14は送信用電圧制御発振器14aと変調制御部14bとを含んでいる。
通信用半導体集積回路100には、ベースバンド信号外部テスト装置200とRF信号外部テスト装置300とが接続される。ベースバンド信号外部テスト装置200はベースバンド受信信号アナライザ200Aとベースバンド送信信号発生器200Bとを含み、RF信号外部テスト装置300はRF受信信号発生器300AとRF受信信号アナライザ300Bとを含んでいる。
通信用半導体集積回路100の子機としての送受信の通信機能のテストするために、ベースバンド信号外部テスト装置200からコマンドCMDが信用半導体集積回路100のコマンド入力部19に供給される。このコマンドCMDは電源投入時等の初期化動作での複数の動作モード設定命令のひとつであり、通信用半導体集積回路100をアナログコードレス電話の子機として動作させるものである。
RF信号外部テスト装置300のRF受信信号発生器300Aから生成された900MHzのRFテスト信号が、バンドパスフィルタ3を介して通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の900MHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、ベースバンド信号外部テスト装置200のベースバンド受信信号アナライザ200Aの入力に供給される。ベースバンド受信信号アナライザ200Aは、通信用半導体集積回路100の出力増幅器12からのベースバンド受信信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の子機としての受信機能が正常か否かをテストするものである。
ベースバンド信号外部テスト装置200のベースバンド送信信号発生器200Bから生成されたベースバンド送信テスト信号は、通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14の略5.8GHzの周波数のFM変調RF信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の略5.8GHzのRF送信信号は、バンドパスフィルタ17を介してRF信号外部テスト装置300のRF受信信号アナライザ300Bの入力に供給される。RF受信信号アナライザ300Bは、通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16からのRF送信信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の子機としての送信機能が正常か否かをテストするものである。
図17は、本発明に先立って本発明者等により検討されたアナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路の親機としての送受信の通信機能のテストを説明する図である。
通信用半導体集積回路100の親機としての送受信の通信機能のテストするために、ベースバンド信号外部テスト装置200からコマンドCMDが信用半導体集積回路100のコマンド入力部19に供給される。このコマンドCMDは電源投入時等の初期化動作での複数の動作モード設定命令のひとつであり、通信用半導体集積回路100をアナログコードレス電話の親機として動作させるものである。
RF信号外部テスト装置300のRF受信信号発生器300Aから生成された5.8GHzのRFテスト信号が、バンドパスフィルタ3を介して通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の5.8GHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、ベースバンド信号外部テスト装置200のベースバンド受信信号アナライザ200Aの入力に供給される。ベースバンド受信信号アナライザ200Aは、通信用半導体集積回路100の出力増幅器12からのベースバンド受信信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の親機としての受信機能が正常か否かをテストするものである。
ベースバンド信号外部テスト装置200のベースバンド送信信号発生器200Bから生成されたベースバンド送信テスト信号は、通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14の略900MHzの周波数のFM変調RF信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の略900MHzのRF送信信号は、バンドパスフィルタ17を介してRF信号外部テスト装置300のRF受信信号アナライザ300Bの入力に供給される。RF受信信号アナライザ300Bは、通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16からのRF送信信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の親機としての送信機能が正常か否かをテストするものである。
しかしながら、本発明者等の検討によれば、上記のテストには高価格のRF信号外部テスト装置300が必要であると言う問題が明らかとされた。また、上記のテストでは、バンドパスフィルタ3、17とRF信号外部テスト装置300のRF受信信号発生器300A、RF受信信号アナライザ300Bとを略900MHzの周波数と略5.8GHzの周波数とに切り換える必要がある。この切り換えには時間が必要であり、上記のテストはテスト時間が長くなり、テストコストが大きいと言う問題も明らかとされた。
従って、このように本発明は、本発明者等によって本発明に先立ってなされた検討を基にしてなされたものである。また、本発明の目的は、半導体集積回路に内蔵された送受信の通信機能のテストコストの低減を可能とすることにある。
本願において開示される発明のうち代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、本発明の代表的な半導体集積回路は、RF受信入力信号を処理する受信システムと、RF送信出力信号を生成する送信システムとを含む。前記半導体集積回路は、前記送信システムにより送信周波数帯域に生成された前記RF送信出力信号を前記受信システムにより処理可能な周波数帯域を持つRFテスト信号に変換して該RFテスト信号を前記受信システムに供給するRFテスト信号供給回路(18)を更に含む。
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
すなわち、本発明によれば、半導体集積回路に内蔵された送受信の通信機能のテストコストの低減を可能とすることができる。
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係る半導体集積回路(100)は、RF受信入力信号を処理する受信システム(4、5…12)と、RF送信出力信号を生成する送信システム(13…16)とを含む。前記RF受信入力信号は所定の受信周波数帯域に設定可能とされ、前記RF送信出力信号は前記受信周波数帯域の周波数と異なる所定の送信周波数帯域に設定可能とされている。
前記半導体集積回路は、前記送信システムにより前記送信周波数帯域に生成された前記RF送信出力信号を前記受信システムにより処理可能な周波数帯域を持つRFテスト信号に変換して該RFテスト信号を前記受信システムに供給するRFテスト信号供給回路(18)を更に含む。
前記半導体集積回路は通常動作モードに設定されることにより、前記受信システムは前記受信周波数帯域に設定された前記RF受信入力信号を処理する一方、前記送信システムは前記送信周波数帯域に設定された前記RF送信出力信号を生成するものである。
前記半導体集積回路は前記通常動作モードと異なる他の動作モードに設定されることにより、前記RFテスト信号供給回路は前記RFテスト信号を前記受信システムに供給するものである(図1参照)。
好適な実施の形態として、前記他の動作モードは前記半導体集積回路のテストモードである。前記テストモードとしての前記他の動作モードで前記RFテスト信号供給回路を使用することにより、前記半導体集積回路の前記送信システムと前記受信システムとが正常か否かのテストを可能とするものである。
従って、前記好適な実施の形態によれば、前記他の動作モードにおいて、低価格の汎用外部テスト装置から送信テスト信号を前記半導体集積回路の前記受信システムに供給することにより、前記送信システムは前記送信周波数帯域に設定された前記RF送信出力信号を生成するものである。前記RFテスト信号供給回路が前記送信システムからの前記RF送信出力信号を変換した前記RFテスト信号を前記受信システムに供給するものである。前記RFテスト信号の周波数は、前記受信システムにより処理可能となっている。前記受信システムから生成される復調出力信号を低価格の汎用外部テスト装置によって解析することにより、前記半導体集積回路の前記送信システムと前記受信システムとが正常か否かをテストすることができる(図14、図15参照)。従って、半導体集積回路に内蔵された送受信の通信機能のテストコストの低減を可能とすることができる。
他の好適な実施の形態として、前記他の動作モードは前記半導体集積回路の校正モードである。前記校正モードとしての前記他の動作モードで前記RFテスト信号供給回路を使用することにより、前記通常動作モードに先立って前記半導体集積回路の前記受信システムの受信誤差を低減する校正動作を可能とするものである。
従って、前記好適な実施の形態によれば、前記通常動作モードに先立った前記半導体集積回路の前記受信システムの受信誤差を低減する校正動作を可能とすることができる。
好適な形態として、前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも高く設定された場合に、前記RFテスト信号供給回路は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定される。前記RFテスト信号供給回路の前記周波数ダウンコンバージョンの機能により、前記RF送信出力信号が低い周波数に変換されることにより前記RFテスト信号が前記RFテスト信号供給回路により生成される(図14参照)。前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも低く設定された場合に、前記RFテスト信号供給回路は周波数アップコンバージョンのモードに設定される。前記RFテスト信号供給回路の前記周波数アップコンバージョンの機能により、前記RF送信出力信号が高い周波数に変換されることにより前記RFテスト信号が前記RFテスト信号供給回路により生成される(図15参照)。
より好適な形態として、前記RFテスト信号供給回路は、フェーズロックドループ回路を含んでいる。
更に好適な形態として、前記RFテスト信号供給回路は、分周器の分周数が分数を含むことが可能なフラクショナルフェーズロックドループ回路を含んでいる(図4参照)。
前記更に好適な形態によれば、前記RFテスト信号供給回路の周波数変換の自由度を向上することが可能となる。
より好適な形態として、前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域と前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域とはISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域のいずれか2つの周波数帯域に設定可能である。
〔2〕本発明の他の実施の形態に係る半導体集積回路のテスト方法は、前記〔1〕に記載の半導体集積回路(100)を準備するステップを含む。
前記テスト方法は、RF送信出力信号の送信周波数帯域の周波数がRF受信入力信号の受信周波数帯域の周波数よりも高く設定される場合の動作モードのテストのために、RFテスト信号供給回路は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定するステップを含む。
前記テスト方法は、外部テスト装置から送信テスト信号を送信システムに供給して、RFテスト信号供給回路の周波数ダウンコンバージョンの機能により生成された低い周波数のRFテスト信号に応答する受信システムから生成される受信出力信号を外部テスト装置により解析するステップを含む(図12参照)。
前記テスト方法は、RF送信出力信号の送信周波数帯域の周波数がRF受信入力信号の受信周波数帯域の周波数よりも低く設定される場合の動作モードのテストのために、RFテスト信号供給回路は周波数アップコンバージョンのモードに設定するステップを含む。
前記テスト方法は、外部テスト装置から送信テスト信号を送信システムに供給して、RFテスト信号供給回路の周波数アップコンバージョンの機能により生成された高い周波数のRFテスト信号に応答する受信システムから生成される受信出力信号を外部テスト装置により解析するステップを含む(図13参照)。
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。
《アナログコードレス電話に使用可能な通信用半導体集積回路の構成》
図1は、本発明の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路100を示す図である。この通信用半導体集積回路100は、アナログコードレス電話の子機と親機とに共通に使用可能である。アナログコードレス電話では、子機は親機から900MHzの周波数帯域のRF信号を受信する一方、親機に5.8GHzの周波数帯域のRF信号を送信する。また、固定電話回線に接続される親機は5.8GHzの周波数帯域のRF信号を受信する一方、子機に900MHzの周波数帯域のRF信号を送信する。この子機とこの親機とに共通に使用可能な通信用半導体集積回路は電源投入時等の動作モード設定により、子機用と親機用とに設定されることができる。子機用通信用半導体集積回路は900MHzのRF信号受信と5.8GHzのRF信号送信とを行い、親機用通信用半導体集積回路は5.8GHzのRF信号受信と900MHzのRF信号送信とを行う。
図1に示した通信用半導体集積回路100は、図16と同様に受信システムと送信システムとを含む。受信システムは、ローノイズアンプ4、バンドパスフィルタ5、8、11、受信ミキサ6、受信用電圧制御発振器7、中間周波増幅器9、FM復調器10、出力増幅器12を含む。送信システムは、入力増幅器13、FM変調器14、ドライバ15、RFパワー増幅器16を含み、FM変調器14は送信用電圧制御発振器14aと変調制御部14bとを含んでいる。図16と比較すると、図1に示した通信用半導体集積回路100は、RFテスト信号供給回路18を更に含む。RFテスト信号供給回路18は、送信システム(13…16)により送信周波数帯域に生成されたRF送信出力信号を受信システム(4…12)により処理可能な周波数帯域を持つRFテスト信号に変換してRFテスト信号を受信システム(4…12)に供給する。
通信用半導体集積回路100は通常動作モードに設定されることにより、受信システム(4…12)は受信周波数帯域に設定されたRF受信入力信号を処理する一方、送信システム(13…16)は送信周波数帯域に設定されたRF送信出力信号を生成するものである。
通信用半導体集積回路100は前記通常動作モードと異なる他の動作モードに設定されることにより、前記RFテスト信号供給回路は前記RFテスト信号を前記受信システムに供給するものである。
RFパワー増幅器16からのRF送信出力信号の送信周波数帯域の周波数がローノイズアンプ4へのRF受信入力信号の受信周波数帯域の周波数よりも高く設定された場合に、RFテスト信号供給回路18は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定される。RFテスト信号供給回路18の周波数ダウンコンバージョンの機能により、RF送信出力信号が低い周波数に変換されることによりRFテスト信号がRFテスト信号供給回路18により生成され、受信システムのローノイズアンプ4へ供給される。
RFパワー増幅器16からのRF送信出力信号の送信周波数帯域の周波数がローノイズアンプ4へのRF受信入力信号の受信周波数帯域の周波数よりも低く設定された場合に、RFテスト信号供給回路18は周波数アップコンバージョンのモードに設定される。RFテスト信号供給回路18の周波数アップコンバージョンの機能により、RF送信出力信号が高い周波数に変換されることによりRFテスト信号がRFテスト信号供給回路18により生成され、受信システムのローノイズアンプ4へ供給される。
RFパワー増幅器16からのRF送信出力信号の送信周波数帯域の周波数がローノイズアンプ4へのRF受信入力信号の受信周波数帯域の周波数よりも高く設定された場合に、RFテスト信号供給回路18は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定される。RFテスト信号供給回路18の周波数アップコンバージョンの機能により、RF送信出力信号が低い周波数に変換されることによりRFテスト信号がRFテスト信号供給回路18により生成され、受信システムのローノイズアンプ4へ供給される。
《RFテスト信号供給回路の構成》
RFテスト信号供給回路18は、周波数ダウンコンバージョンの機能と周波数アップコンバージョンの機能との両方の機能を持つことが可能とされている。図1の下に示すように、RFテスト信号供給回路18はフェーズロックドループ(PLL)回路により構成されている。PLL回路はRFパワー増幅器16からのRF送信出力信号が入力に供給される第1分周器18aを含み、第1分周器18aの出力信号は位相比較器18bの一方の入力端子に供給され、位相比較器18bの他方の入力端子には第2分周器18fの出力信号が供給される。位相比較器18bの出力信号はチャージポンプ18cとループフィルタ18dとを介して電圧制御発振器18dの入力に供給され、電圧制御発振器18eの出力信号は第2分周器18fの入力に供給される。
また、テストモードにおいて、電圧制御発振器18eの出力信号は、RFテスト信号供給回路18からのRFテスト信号として受信システムのローノイズアンプ4の入力に供給される。それにより、受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とのテストのコストの低減を可能とするものである。
《子機としての通信用半導体集積回路の動作》
通信用半導体集積回路100がアナログコードレス電話の子機と親機とのいずれかに使用される場合には、アンテナ1にデュプレクサ2が接続される。デュプレクサ2は、アンテナ1から受信システムのローノイズアンプ4へのRF受信入力信号の供給と、送信システムのRFパワー増幅器16からアンテナ1へのRF送信出力信号の供給とを行う。また、デュプレクサ2は、周波数分割多重アクセス(FDMA; frequency-division multiple access)方式でRF受信入力信号の供給とRF送信出力信号の供給とを行う。
通信用半導体集積回路100がアナログコードレス電話の子機に使用される場合には、電源投入時等の初期化動作で子機から通信用半導体集積回路100のコマンド入力部19へコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、通信用半導体集積回路100をアナログコードレス電話の子機として動作させる動作モード設定コマンドである。その場合には、親機から送信されアンテナ1で受信されたISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域のRF受信信号が、バンドパスフィルタ3を介して通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の900MHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、子機のスピーカへ供給される。
子機のマイクからの音声信号は、通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14の略5.8GHzの周波数のFM変調RF信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の略5.8GHzのRF送信信号は、バンドパスフィルタ17と子機のアンテナ1とを介して親機に転送される。
《子機としての通信用半導体集積回路の動作テスト》
通信用半導体集積回路100がアナログコードレス電話の子機に使用される場合に、通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを実施する必要がある。
この時に、電源投入時等の初期化動作で外部テスト装置から通信用半導体集積回路100のコマンド入力部19へコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、子機に使用される通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを実施する子機テスト動作モードへの設定コマンドである。
図2は、子機テスト動作モードへの設定コマンドに応答した図1の通信用半導体集積回路100のRFテスト信号供給回路18の動作を説明する図である。この場合には、RFテスト信号供給回路18では、第1分周器18aの第1分周数Nは“6”に設定され、第2分周器18fの第2分周数Mは“1”に設定される。従って、RFテスト信号供給回路18は、分周数“6”の周波数分周器として動作する。
また、この場合には、通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16からはISM周波数帯域の5.8GHzの周波数帯域内の5802MHzのRF送信信号が生成され、RFテスト信号供給回路18の入力に供給される。従って、RFテスト信号供給回路18の出力からISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域に近い967MHzのRFテスト信号が生成され、通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。
図14は、子機テスト動作モードへの設定コマンドを使用した図1の通信用半導体集積回路100のテスト動作を説明する図である。
子機テスト動作モードへの設定コマンドに応答してRFパワー増幅器16から5802MHzのRF送信信号が生成され、RFテスト信号供給回路18の動作モードは分周数“6”の周波数分周器の動作に設定される。従って、RFテスト信号供給回路18により5802MHzの周波数から967MHzの周波数のRFテスト信号への周波数ダウンコンバージョンが行われ、RFテスト信号供給回路18よりの967MHzの周波数のRFテスト信号はローノイズアンプ4の入力に供給される。
この場合には、外部テスト装置200のテスト信号発生器200Bからの送信テスト信号は、通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14の5802MHzの周波数のRF送信テスト信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の5802MHzの周波数のRF送信テスト信号がRFテスト信号供給回路18の入力に供給されることにより、RFテスト信号供給回路18では分周数“6”の周波数ダウンコンバージョンが行われる。
この周波数ダウンコンバージョンによってRFテスト信号供給回路18の出力からISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域に近い967MHzのRFテスト信号が生成され、通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の967MHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、外部テスト装置200の信号アナライザ200Aに供給される。外部テスト装置200の信号アナライザ200Aは通信用半導体集積回路100の出力増幅器12からの復調出力信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを行うものである。
《親機としての通信用半導体集積回路の動作》
図1の通信用半導体集積回路100がアナログコードレス電話の親機に使用される場合には、電源投入時等の初期化動作で親機から通信用半導体集積回路100のコマンド入力部19へコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、通信用半導体集積回路100をアナログコードレス電話の親機として動作させる動作モード設定コマンドである。その場合には、子機から送信されアンテナ1で受信されたISM周波数帯域の5.8GHzの周波数帯域のRF受信信号が、バンドパスフィルタ3を介して通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の5.8GHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、固定電話回線への送信信号として固定電話回線へ供給される。
固定電話回線からの受信信号は、固定電話回線から通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14のISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域のFM変調RF信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の略900MHzのRF送信信号は、バンドパスフィルタ17と親機のアンテナ1とを介して子機に転送される。
《親機としての通信用半導体集積回路の動作テスト》
通信用半導体集積回路100がアナログコードレス電話の親機に使用される場合に、通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを実施する必要がある。
この時に、電源投入時等の初期化動作で外部テスト装置から通信用半導体集積回路100のコマンド入力部19へコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、親機に使用される通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを実施する親機テスト動作モードへの設定コマンドである。
図3は、親機テスト動作モードへの設定コマンドに応答した図1の通信用半導体集積回路100のRFテスト信号供給回路18の動作を説明する図である。この場合には、RFテスト信号供給回路18では、第1分周器18aの第1分周数Nは“1”に設定され、第2分周器18fの第2分周数Mは“6”に設定される。従って、RFテスト信号供給回路18は、逓倍数“6”の周波数逓倍器として動作する。
また、この場合には、通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16からはISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域に近い967MHzのRFテスト信号が生成され、RFテスト信号供給回路18の入力に供給される。従って、RFテスト信号供給回路18の出力からISM周波数帯域の5.8GHzの周波数帯域内の5802MHzのRFテスト信号が生成され、通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。
図15は、親機テスト動作モードへの設定コマンドを使用した図1の通信用半導体集積回路100のテスト動作を説明する図である。
親機テスト動作モードへの設定コマンドに応答してRFパワー増幅器16から967MHzのRF送信信号が生成され、RFテスト信号供給回路18の動作モードは逓倍数“6”の周波数逓倍器の動作に設定される。従って、RFテスト信号供給回路18により967MHzの周波数から5802MHzの周波数のRFテスト信号への周波数アップコンバージョンが行われ、RFテスト信号供給回路18よりの5802MHzの周波数のRFテスト信号はローノイズアンプ4の入力に供給される。
この場合には、外部テスト装置200のテスト信号発生器200Bからの送信テスト信号は、通信用半導体集積回路100の入力増幅器13の入力に供給される。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14bに供給されることにより、変調制御部14bの出力信号によって送信用電圧制御発振器14aの出力周波数が変調される。FM変調器14の967MHzの周波数のRF送信テスト信号はドライバ15によって増幅された後、RFパワー増幅器16の入力に供給される。RFパワー増幅器16の967MHz周波数のRF送信テスト信号がRFテスト信号供給回路18の入力に供給されることにより、RFテスト信号供給回路18では逓倍数“6”の周波数アップコンバージョンが行われる。
この周波数アップコンバージョンによってRFテスト信号供給回路18の出力からISM周波数帯域の5.8GHzの周波数帯域内の5802MHzのRFテスト信号が生成され、通信用半導体集積回路100のローノイズアンプ4の入力に供給される。ローノイズアンプ4の5802MHzのRF増幅信号は、バンドパスフィルタ5を介して受信ミキサ6の一方の入力端子に供給される。受信用電圧制御発振器7から生成された所定の周波数を持つ受信キャリア信号が受信ミキサ6の他方の入力端子に供給され、受信ミキサ6の出力から中間周波信号が生成される。この中間周波信号はバンドパスフィルタ8を介して中間周波増幅器9によって増幅された後、FM復調器10の入力に供給される。FM復調器10から生成されたFM復調出力信号は出力増幅器12によって増幅された後、外部テスト装置200の信号アナライザ200Aに供給される。外部テスト装置200の信号アナライザ200Aは通信用半導体集積回路100の出力増幅器12からの復調出力信号を解析することにより、通信用半導体集積回路100の受信システム(4…12)と送信システム(13…16)とが正常に動作するか否かのテストを行うものである。
《ディジタルコードレス電話に使用可能な通信用半導体集積回路の構成》
図4は、本発明の他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路200を示す図である。この通信用半導体集積回路200は、ディジタルコードレス電話の子機と親機とに共通に使用可能である。
図4に示した通信用半導体集積回路200は、ISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域のいずれか1つの周波数帯域のRF信号を受信する。また、通信用半導体集積回路200は、ISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域のいずれか1つの周波数帯域のRF信号を送信することができる。
通信用半導体集積回路200を使用したディジタルコードレス電話では、子機は固定電話回線に接続される親機からISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域のいずれか1つの周波数帯域のRF信号を受信する。また、子機は、親機に4つの周波数帯域のいずれか1つの周波数帯域のRF信号を送信する。また、親機は5.8GHzの周波数帯域のRF信号を受信する一方、子機に900MHzの周波数帯域のRF信号を送信する。この子機とこの親機とに共通に使用可能な通信用半導体集積回路は電源投入時等の動作モード設定により、子機用と親機用とに設定されることができる。子機用通信用半導体集積回路は例えば900MHzのRF信号受信と5.8GHzのRF信号送信とを行い、親機用通信用半導体集積回路は例えば5.8GHzのRF信号受信と900MHzのRF信号送信とを行う。
図4の通信用半導体集積回路200がディジタルコードレス電話の子機と親機とのいずれかに使用される場合には、アンテナ1にアンテナスイッチ2が接続される。アンテナスイッチ2は、アンテナ1から受信システムのローノイズアンプ4へのRF受信入力信号の供給と、送信システムのRFパワー増幅器16からアンテナ1へのRF送信出力信号の供給とを行う。また、アンテナスイッチ2は、時分割多重アクセス(TDMA; time-division multiple access)方式でRF受信入力信号の供給とRF送信出力信号の供給とを行う。
図1に示したアナログコードレス電話に使用される通信用半導体集積回路100と比較すると、図4の通信用半導体集積回路200の構成はFM変調器14の部分とRFテスト信号供給回路18の部分とが異なっている。
まず、図4の通信用半導体集積回路200のFM変調器14は、ミキサ14c、ローパスフィルタ14d、14j、変調制御部14e、基準分周器14f、位相比較器14g、PLL分周器14h、送信用電圧制御発振器14iにより構成されている。基準分周器14fには基準周波数信号Frefが供給され、PLLの位相比較器14gはPLL分周器14hの分周出力の周波数が基準分周器14fの出力の周波数と一致するように信用電圧制御発振器14iを制御している。入力増幅器13の出力信号はFM変調器14の変調制御部14eに供給されることにより、変調制御部14eの出力信号によって送信用電圧制御発振器14iの出力周波数が変調される。
更に、図4の通信用半導体集積回路200のRFテスト信号供給回路18は、第1分周器18aの第1分周数Nと第2分周器18fの第2分周数Mとが整数だけではなく分数(少数)を含むことが可能なフラクショナルフェーズロックドループ回路によって構成されている。
図5は図4の通信用半導体集積回路200のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18により4つの周波数帯域のテスト入力信号Test_Sig_inから4つの周波数帯域のテスト出力信号Test_Sig_Outを生成するための第1分周数Nと第2分周数Mとを示す図である。フラクショナルPLL回路の分周数が分数を含むことにより、4つの周波数帯域のテスト入力信号Test_Sig_inを4つの周波数帯域のテスト出力信号Test_Sig_Outへ周波数変換する際の自由度を向上することが可能となる。尚、4つの周波数帯域は、ISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの周波数帯域である。
また、図4の通信用半導体集積回路200のコマンド入力部19へ電源投入時等の初期化動作でコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、図4の通信用半導体集積回路200がディジタルコードレス電話の子機と親機とのいずれかで動作するかの動作モード設定コマンドとなっている。またコマンドCMDには、通信用半導体集積回路200の受信システムと送信システムとがISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzのいずれの周波数帯域をそれぞれ使用するかのモード情報が含まれている。
《フラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路》
図9は、図4の通信用半導体集積回路200内部のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18を示すブロック図である。
同図に示すように、RFテスト信号供給回路18の第1分周器18aの入力には、ISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域のRFテスト入力信号Test_Sig_inが供給される。第1分周器18aの出力信号は、位相比較器18bの一方の入力端子に供給されている。位相比較器18bの出力は、チャージポンプ回路18cとローパスフィルター18dとを介して電圧制御発振器18eに供給される。この電圧制御発振器18eの出力は第2分周器18fの入力に供給され、第2分周器18fの分周出力信号は位相比較器18bの他方の入力端子に供給される。第2分周器18fの第2分周数Mを制御する制御入力端子には、分周比設定ロジックDRSLに接続される。
第2分周器18fはカウンタで構成され、例えば電圧制御発振器18eの出力のローレベルからハイレベルへの変化をゼロからカウントアップする。第2分周数Mを制御する制御入力端子に設定された値から1を引いた値の頻度で、第2分周器18fの分周出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。第2分周器18fの分周出力信号がハイレベルとなったら、次の電圧制御発振器18eの出力のローレベルからハイレベルへの変化により、カウンタのカウント値をゼロとする。また、第2分周器18fの分周出力信号をローレベルに戻して、次の分周動作を実行する。
分周比設定ロジックDRSLは、分周比演算器DRALUとΣΔ変調器ΣΔModと加算器ADDとから構成されている。まず、分周比演算器DRALUの整数ユニットIntと分数ユニットFraとは、入力情報に基づいて整数値情報Iと分数値情報Fとを計算する。分周比演算器DRALUの整数ユニットIntからの整数値情報Iは加算器ADDの一方の入力端子に供給され、分周比演算器DRALUの分数ユニットFraからの分数値情報FはΣΔ変調器ΣΔModに供給される。また、ΣΔ変調器ΣΔModには基準周波数信号fREFが動作クロック信号として更に供給される。一方、ΣΔ変調器ΣΔModは内部情報として分周比を設定する分母情報Gを保持している。一例として、分母情報Gは、1625に設定されている。ΣΔ変調器ΣΔModは、分数値情報Fと分母情報Gとから、分数値情報F÷分母情報G、一例として715/1625の分数(フラクション)の情報を持つ出力信号F/Gを生成して、加算器ADDの他方の入力端子に供給する。加算器ADDは整数値情報I(一例として、I=6)と出力信号F/GとからI+F/G、一例として6+(715/1625)=6.44の出力情報を平均分周数Mとして第2分周器18fに供給する。その結果、第2分周器18fの平均分周数Mが6.44と整数と分数(小数)とを含む値に設定される。
従って、フラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18は、ISM周波数帯域の900MHzの周波数帯域のRFテスト入力信号Test_Sig_inと平均分周数M(6.44)とを乗算した5800MHzの発振周波数のRFテスト出力信号Test_Sig_Outを生成する。
また、平均分周数Mについて詳しく述べると、分周比演算器DRALUの整数ユニットIntからの整数値情報I(I=6)と、ΣΔ変調器ΣΔModからの出力信号F/Gに応じた頻度(715/1625)で発生するオーバーフロー・1ビット出力とに応答して、第2分周器18fの分周数MはI(=6)からI+1(7)に変更される。従って、第2分周器18fの分周数MがI(=6)となる頻度は910/1625=56%で、第2分周器18fの分周比がI+1(7)となる頻度は715/1625=44%である。従って、平均分周比Nは、6×0.56+7×0.44=6.44となる。
図10は、図9に示したフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18内部のΣΔ変調器ΣΔModの構成を示す図である。
同図に示すように、分周比演算器DRALUの分数ユニットFraからの分数値情報Fは第1加算器Sum1の一方の入力端子に入力信号(A)として供給される一方、第1加算器Sum1の他方の入力端子には後に説明する第2加算器Sum2の出力信号(C)が供給される。第1加算器Sum1の出力信号は積分器Intgrtrとしての遅延回路に供給され、積分器Intgrtrの出力信号(B)は1ビット出力の量子化器qntzrの入力に供給される。量子化器qntzrの出力信号(D)は、所定のゲイン1/Gを持つ帰還回路fbcの入力に供給される。このゲイン1/Gの逆数Gは、ΣΔ変調器ΣΔModは内部情報として分周比を設定する分母情報G(一例として、G=1625)に対応する。従って、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“0”の非オーバーフロー状態では帰還回路fbcの出力はゼロとなり、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“1”のオーバーフロー状態では帰還回路fbcの出力は1625となる。従って、帰還回路fbcは、1ビットのD/A変換器として動作する。従って、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“1”のオーバーフロー状態が生じると、第2加算器Sum2では積分器Intgrtrの出力信号(B)の累積加算から帰還回路fbcの出力1625の減算が実行される。さらに、第2加算器Sum2の出力信号(C)は、第1加算器Sum1の他方の入力端子に供給される。また、非オーバーフロー状態・オーバーフロー状態を示す量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)は、ΣΔ変調器ΣΔModの出力信号F/Gとして加算器ADDに供給される。
図11は、図10に示したRFテスト信号供給回路18内部のΣΔ変調器ΣΔModの動作を示す図である。尚、図11のラベル(A)から(D)は、図10の信号(A)から(D)に対応している。
図9に示したようにΣΔ変調器ΣΔModには、基準周波数fREFを持つ基準周波数信号が動作クロック信号として供給される。また、図11の(A)に示すように、ΣΔ変調器ΣΔModの第1加算器Sum1の一方の入力端子には、入力信号(A)として分数値情報Fが定常的に供給されている。従って、動作クロック信号の1サイクルで、積分器Intgrtrの出力から1回の累積加算結果が得られる。図11の(B)に示すように、動作クロック信号の3サイクル目で、積分器Intgrtrの出力信号(B)から3回目の累積加算結果が得られる。また、図3の(D)に示すように、動作クロック信号の3サイクル目では、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)に“1”のオーバーフロー状態が現れる。すると、図3の(C)に示すように、第2加算器Sum2では積分器Intgrtrの出力の累積加算から帰還回路fbcの出力1625の減算が実行されて、出力信号(C)が生成される。尚、量子化器qntzrは、入力信号が0〜1624の場合には”0”の非オーバーフロー状態の1ビット出力信号を出力する一方、入力信号が1625もしくはそれよりも大きな値の場合には“1”のオーバーフロー状態の1ビット出力信号を出力する。以上のような動作が動作クロック信号fREFに応答して繰り返され、ΣΔ変調器ΣΔModからの分数情報F/G(715/1625)の頻度で“1”のオーバーフロー状態の1ビット出力信号が量子化器qntzrから生成される。
図10に示した量子化器qntzrの出力信号(D)、すなわちΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号F/Gは、図9の分周比設定ロジックDRSLの加算器ADDに供給され、この加算器ADDで分周比演算器DRALUの整数ユニットIntより供給される整数値情報Iと加算される。ΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号が“0”の非オーバーフロー状態では第2分周器18fの分周数MがI(=6)に設定され、ΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号が“1”のオーバーフロー状態では第2分周器18fの分周数MがI+1(=7)に設定されて、その結果、平均分周数Mは6.44となる。
《ディジタルコードレス電話に使用可能な他の通信用半導体集積回路の構成》
図6は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路200を示す図である。図6の通信用半導体集積回路200も、ディジタルコードレス電話の子機と親機とに共通に使用可能である。
図4に示した通信用半導体集積回路200と比較すると、図6の通信用半導体集積回路200の構成はRFテスト信号供給回路18の部分が異なっている。
図6の通信用半導体集積回路200のRFテスト信号供給回路18では、ミキサ18gの一方の入力端子にはISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzのいずれかの周波数帯域のRFテスト入力信号Test_Sig_inが供給される。また、ミキサ18gの他方の入力端子には、第1分周器18a、位相比較器18b、チャージポンプ回路18c、ローパスフィルター18d、電圧制御発振器18e、電圧制御発振器18eで構成されたフラクショナルPLL回路からのオフセット周波数出力が供給される。尚、フラクショナルPLL回路の第1分周器18aの入力端子には、FM変調器14の基準分周器14fの入力に印加される基準周波数信号Frefが供給される。
図7は図6の通信用半導体集積回路200のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18により4つの周波数帯域のテスト入力信号から4つの周波数帯域のテスト出力信号を生成するためのフラクショナルPLL回路のオフセット周波数を示す図である。
尚、図7中でマイナス記号は負の周波数を示すのではなく、テスト入力信号Test_Sig_inの周波数から減算することでテスト出力信号Test_Sig_Outの周波数を生成することを示している。例えば、5.8GHzの周波数のテスト入力信号Test_Sig_inと4.9GHzのフラクショナルPLL回路のオフセット周波数信号とをミキサ18gに供給すると、ミキサ18gから差成分の900MHzのテスト出力信号Test_Sig_Outが生成される。また、900MHzの周波数のテスト入力信号Test_Sig_inと4.9GHzのフラクショナルPLL回路のオフセット周波数信号とをミキサ18gに供給すると、ミキサ18gから和成分の5.8GHzのテスト出力信号Test_Sig_Outが生成される。
《ワイヤレスLANに使用可能な通信用半導体集積回路の構成》
図8は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路400を示す図である。図8の通信用半導体集積回路400も、ワイヤレスLANの子機(LAN端末)と親機(アクセスポイントハブ)とに共通に使用可能である。アンテナスイッチ2がアンテナ1に接続され、アンテナ1から受信システムへのRF受信入力信号の供給と送信システムからアンテナ1へのRF送信出力信号の供給とを時分割多重アクセス方式で行う。
図8の通信用半導体集積回路400の受信システムは、ローノイズアンプ24、受信ミキサ25、プログラマブルゲインアンプ26、28、ローパスフィルタ27、A/D変換器29で構成されている。この受信システムは、IEEE802.11b規格の2.4GHzの周波数帯域とIEEE802.11a規格の5GHzおよび5.8GHzの周波数帯域とに対応する。
通信用半導体集積回路400の送信システムは、D/A変換器31、ローパスフィルタ32、送信ミキサ33、34、ドライバアンプ35、36で構成されている。尚、ドライバアンプ35、36の出力には、通信用半導体集積回路400の外部のRFパワー増幅器37、38とバンドパスフィルタBPF4、BPF5とが接続されている。
通信用半導体集積回路400の受信システムの受信ミキサ25に供給される受信用ローカル信号と送信システムの送信ミキサ33、34に供給される送信用ローカル信号とは、ΣΔフラクショナルPLL周波数シンセサイザ30から生成される。ΣΔフラクショナルPLL周波数シンセサイザ30には、通信用半導体集積回路400の外部でループフィルタ39と水晶振動子40とが接続される。
ドライバアンプ35の出力から2.4GHzの周波数帯域のRF送信信号が形成され、ドライバアンプ36の出力から5GHzの周波数帯域および5.8GHzの周波数帯域のRF送信信号が形成される。ドライバアンプ35の出力とドライバアンプ36の出力には、RFテスト信号供給回路18の第1テスト入力端子Test_Sig_in1と第2テスト入力端子Test_Sig_in2とが接続される。RFテスト信号供給回路18のテスト出力端子Test_Sig_Outは、受信システムのローノイズアンプ24の入力に接続される。
また、図8の通信用半導体集積回路400のコマンド入力部19へ電源投入時等の初期化動作でコマンドCMDが供給される。このコマンドCMDは、図8の通信用半導体集積回路200がワイヤレスLANの子機と親機とのいずれかで動作するかの動作モード設定コマンドとなっている。またコマンドCMDには、通信用半導体集積回路200の受信システムと送信システムとが2.4GHz、5GHz、5.8GHzのいずれの周波数帯域をそれぞれ使用するかのモード情報が含まれている。
図8の通信用半導体集積回路400のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路18のセレクタ18hは、ドライバアンプ35の出力の第1テスト入力信号Test_Sig_in1とドライバアンプ36の出力の第2テスト入力信号Test_Sig_in2とのいずれか一方を選択して、ミキサ18gに供給する。ミキサ18gでは、選択されたテスト入力信号とフラクショナルPLL回路のオフセット周波数信号とのミキシングが行われ、ミキサ18gから和成分または差成分のテスト出力信号Test_Sig_Outが生成される。
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明の半導体集積回路のRFテスト信号供給回路18は、半導体集積回路の製造段階の出荷前の良不良判定テストに使用するだけに限定されるものではない。例えば、RFテスト信号供給回路18は、半導体集積回路の通常動作モードでの受信動作の前に半導体集積回路の受信システムでの受信誤差を校正するために使用することができる。例えば、図8の通信用半導体集積回路の受信システムのローノイズアンプ24、受信ミキサ25、プログラマブルゲインアンプ26、28、ローパスフィルタ28の種々の信号処理特性の誤差を所望範囲内に校正するために、RFテスト信号供給回路18を使用することができる。すなわち、テスト入力信号Test_Sig_in1、2からRFテスト信号供給回路18により周波数変換されたRFテスト出力信号Test_Sig_Outに対する図8の通信用半導体集積回路の受信システムの種々の回路の応答特性から、種々の回路の特性の校正が可能となる。
また、低価格の汎用外部テスト装置から、図1の通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16のIC出力端子に低周波テスト信号を印加することもできる。この低周波テスト信号は、RFテスト信号供給回路18を介して、ローノイズアンプ4のIC入力端子に伝達される。低価格の汎用外部テスト装置の信号アナライザ200が、ローノイズアンプ4のIC入力端子に伝達されたRFテスト信号供給回路18の出力信号を解析する。それにより、通信用半導体集積回路100のRFパワー増幅器16のIC出力端子とローノイズアンプ4のIC入力端子との電気的導通のテストを行うことができる。尚、この場合には、RFテスト信号供給回路18の第1分周器18aの第1分周数Nと第2分周器18fの第2分周数Mとは伴に“1”に設定される。
《携帯電話に使用可能な他の通信用半導体集積回路の構成》
図12は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による携帯電話に使用可能なRF通信用半導体集積回路(RF IC)500を示すブロック図である。このRF IC(500)は、携帯電話のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900の方式の送受信を行うことが可能である。
図13は、携帯電話の各種の通信方式の送受信帯域を示す図である。図10の上部には、WCDMA方式の送受信帯域を示している。GSM850の場合、無線通信端末のRF送信信号TXの周波数帯域が824〜849MHzであるのに対して、無線通信端末のRF受信信号RXの周波数帯域は869〜894MHzとなっている。GSM900の場合、無線通信端末のRF送信信号TXの周波数帯域が880〜915MHzであるのに対して、無線通信端末のRF受信信号RXの周波数帯域は925〜960MHzとなっている。DCS1800の場合、無線通信端末のRF送信信号TXの周波数帯域が1710〜1785MHzであるのに対して、無線通信端末のRF受信信号RXの周波数帯域は1805〜1880MHzとなっている。PCS1900の場合、無線通信端末のRF送信信号TXの周波数帯域が1850〜1910MHzであるのに対して、無線通信端末のRF受信信号RXの周波数帯域は1930〜1990MHzとなっている。このように、いずれの周波数帯域(バンド)においても、受信帯域周波数RXが送信帯域周波数TXよりも高いFDD方式が採用されている。
図12に示したRF ICのRFテスト信号供給回路18はテストモードにおいて、送信回路TX_SPU_GSMからのRF送信信号を周波数逓倍することで生成したRFテスト信号を受信回路RX_SPU_GSMに供給する。すなわち、携帯電話のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900のいずれの場合のテストモードにおいても、フラクショナルPLLで構成されたRFテスト信号供給回路18は、周波数逓倍数が整数と伴に分数を含むことが可能となっている。その結果、RFテスト信号供給回路18の周波数変換の自由度が向上され、携帯電話のGSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900の良好なテストが可能となる。
すなわち、図12に示したRF ICの中央の回路RX_SPU_GSMは、GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900の受信のための回路である。図12に示したRF ICの下部の回路TX_SPU_GSMは、GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900の送信のための回路である。
図12に示したRF ICの中央の回路Frct_Synthは、RF ICの送受信ローカル信号を形成するフラクショナルシンセサイザである。このフラクショナルシンセサイザFrct_Synthは、システム基準電圧制御発振器(DCX−CVO)40と受信用電圧制御発振器(Rx−VCO)19とを含んでいる。
GSM850、GSM900、DCS1800、PCS1900のいずれの通信方式の「受信モード」においても、RF ICの中央のフラクショナルシンセサイザFrct_Synthはそれぞれに適切な受信ローカル信号を形成する。適切な受信ローカル信号は受信回路RX_SPU_GSMの受信ミキサRX−MIX_I、RX−MIX−Qに供給されることにより、受信回路RX_SPU_GSMの出力にI、Qアナログベースバンド受信信号RxABI、RxABQが形成される。このベースバンド信号は、ベースバンド信号処理LSIに供給される。
逆にベースバンド信号処理LSIからのI、Qアナログベースバンド送信信号TxABI、TxABQは、送信回路TX_SPU_GSMによってRF送信信号に変換される。この送信回路TX_SPU_GSMは、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLにより構成されている。
送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLは、GSM850のRF送信信号Tx_GSM850とGSM900のRF送信信号Tx_GSM900との送信動作に対応する必要が有る。そのため、受信用Rx−VCO19の発振周波数は分周比2に設定された2個の分周器DIV1(1/2)、DIV4(1/2)を介して位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給される。また、送信ミキサTX−MIX_I、TX−MIX_Qに接続された中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFは、26に設定されている。一方、送信用Tx−VCO2の発振出力信号が、分周数2に設定された2個の分周器DIV5、分周器DIV3を介して、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの他方の入力端子に供給されている。ダウンミキサーDWN_MIX_PMでは一方の入力信号と他方の入力信号とのミキシングが行われる。従って、ダウンミキサーDWN_MIX_PMの出力から、2つの入力信号の差の周波数の帰還信号が形成されて、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相比較器PCの他方の入力端子に供給される。また、位相比較器PCの一方の入力端子には、送信ミキサTX−MIX_I、Qの出力に接続された加算器の出力のベクトル合成された中間周波送信信号fIFが基準信号として供給されている。中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周数NIFである26と90度位相シフタでの分周数2とで、合計分周数は52となっている。従って、中間周波送信信号fIFの周波数は、受信用Rx−VCO19の周波数の1/52となる。また、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの負帰還制御によって、位相比較器PCの一方の入力端子の基準信号と他方の入力端子のダウンミキサーDWN_MIX_PMから帰還信号とは一致するようになる。結果としては、0.8GHzのRF送信信号のGSM850と0.9GHzのRF送信信号のGSM900との送信動作に、受信用Rx−VCO19と送信用Tx−VCO2とは送信周波数の略4倍の略3.6GHzから略3.9GHzで発振する。
また送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLは、DCS1800のRF送信信号Tx_DCS1800とPSC1900のRF送信信号Tx_PSC1900との送信動作に対応する必要が有る。そのため、受信用Rx−VCO19の発振周波数は分周比2に設定された2個の分周器DIV1(1/2)、を介して位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給される。また、送信ミキサTX−MIX_I、TX−MIX_Qに接続された中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFは、26に設定されている。一方、送信用Tx−VCO2の発振出力信号が、分周数2に設定された1個の分周器DIV5を介して、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの他方の入力端子に供給されている。ダウンミキサーDWN_MIX_PMでは一方の入力信号と他方の入力信号とのミキシングが行われる。従って、ダウンミキサーDWN_MIX_PMの出力から、2つの入力信号の差の周波数の帰還信号が形成されて、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相比較器PCの他方の入力端子に供給される。また、位相比較器PCの一方の入力端子には、送信ミキサTX−MIX_I、Qの出力に接続された加算器の出力のベクトル合成された中間周波送信信号fIFが基準信号として供給されている。中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周数NIFである26と90度位相シフタでの分周数2とで、合計分周数は52となっている。従って、中間周波送信信号fIFの周波数は、受信用Rx−VCO19の周波数の1/52となる。また、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの負帰還制御によって、位相比較器PCの一方の入力端子の基準信号と他方の入力端子のダウンミキサーDWN_MIX_PMから帰還信号とは一致するようになる。結果としては、1.7GHzのRF送信信号のDCS1800と1.9GHzのRF送信信号のPCS1900との送信動作に、受信用Rx−VCO19と送信用Tx−VCO2とは送信周波数の略2倍の略3.6GHzから略3.9GHzで発振する。
図1は、本発明の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路を示す図である。 図2は、子機テスト動作モードへの設定コマンドに応答した図1の通信用半導体集積回路のRFテスト信号供給回路の動作を説明する図である。 図3は、親機テスト動作モードへの設定コマンドに応答した図1の通信用半導体集積回路のRFテスト信号供給回路の動作を説明する図である。 図4は、本発明の他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路を示す図である。 図5は図4の通信用半導体集積回路のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路により4つの周波数帯域のテスト入力信号から4つの周波数帯域のテスト出力信号を生成するための第1分周数と第2分周数とを示す図である。 図6は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路を示す図である。 図7は図6の通信用半導体集積回路のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路により4つの周波数帯域のテスト入力信号から4つの周波数帯域のテスト出力信号を生成するためのフラクショナルPLL回路のオフセット周波数を示す図である。 図8は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による通信用半導体集積回路を示す図である。 図9は、図4の通信用半導体集積回路内部のフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路を示すブロック図である。 図10は、図9に示したフラクショナルPLL回路で構成されたRFテスト信号供給回路内部のΣΔ変調器の構成を示す図である。 図11は、図10に示したRFテスト信号供給回路18内部のΣΔ変調器の動作を示す図である。 図12は、本発明のさらに他の1つの実施の形態による携帯電話に使用可能なRF通信用半導体集積回路を示すブロック図である。 図13は、携帯電話の各種の通信方式の送受信帯域を示す図である。 図14は、子機テスト動作モードへの設定コマンドを使用した図1の通信用半導体集積回路のテスト動作を説明する図である。 図15は、親機テスト動作モードへの設定コマンドを使用した図1の通信用半導体集積回路のテスト動作を説明する図である。 図16は、本発明に先立って本発明者等により検討されたアナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路の子機としての送受信の通信機能のテストを説明する図である。 図17は、本発明に先立って本発明者等により検討されたアナログコードレス電話に搭載される通信用半導体集積回路の親機としての送受信の通信機能のテストを説明する図である。
符号の説明
100 通信用半導体集積回路
1 アンテナ
2 デュプレクサ、アンテナスイッチ
3 バンドパスフィルタ
4 ローノイズアンプ
5 バンドパスフィルタ
6 受信ミキサ
7 受信用電圧制御発振器
8 バンドパスフィルタ
9 中間周波増幅器
10 FM復調器
11 バンドパスフィルタ
12 出力増幅器
13 入力増幅器
14 FM変調器
15 ドライバ
16 RFパワー増幅器
17 バンドパスフィルタ
18 RFテスト信号供給回路

Claims (8)

  1. RF受信入力信号を処理する受信システムと、RF送信出力信号を生成する送信システムとを含み、
    前記RF受信入力信号は所定の受信周波数帯域に設定可能とされ、前記RF送信出力信号は前記受信周波数帯域の周波数と異なる所定の送信周波数帯域に設定可能とされ、
    前記送信システムにより前記送信周波数帯域に生成された前記RF送信出力信号を前記受信システムにより処理可能な周波数帯域を持つRFテスト信号に変換して該RFテスト信号を前記受信システムに供給するRFテスト信号供給回路を更に含み、
    通常動作モードに設定されることにより、前記受信システムは前記受信周波数帯域に設定された前記RF受信入力信号を処理する一方、前記送信システムは前記送信周波数帯域に設定された前記RF送信出力信号を生成するものであり、
    前記通常動作モードと異なる他の動作モードに設定されることにより、前記RFテスト信号供給回路は前記RFテスト信号を前記受信システムに供給するものである半導体集積回路。
  2. 前記他の動作モードは前記半導体集積回路のテストモードであり、
    前記テストモードとしての前記他の動作モードで前記RFテスト信号供給回路を使用することにより、前記半導体集積回路の前記送信システムと前記受信システムとが正常か否かのテストを可能とするものである請求項1に記載の半導体集積回路。
  3. 前記他の動作モードは前記半導体集積回路の校正モードであり、
    前記校正モードとしての前記他の動作モードで前記RFテスト信号供給回路を使用することにより、前記通常動作モードに先立って前記半導体集積回路の前記受信システムの受信誤差を低減する校正動作を可能とするものである請求項1に記載の半導体集積回路。
  4. 前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも高く設定された場合に、前記RFテスト信号供給回路は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定され、前記RFテスト信号供給回路の前記周波数ダウンコンバージョンの機能により、前記RF送信出力信号が低い周波数に変換されることにより前記RFテスト信号が前記RFテスト信号供給回路により生成され、
    前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも低く設定された場合に、前記RFテスト信号供給回路は周波数アップコンバージョンのモードに設定され、前記RFテスト信号供給回路の前記周波数アップコンバージョンの機能により、前記RF送信出力信号が高い周波数に変換されることにより前記RFテスト信号が前記RFテスト信号供給回路により生成される請求項2に記載の半導体集積回路。
  5. 前記RFテスト信号供給回路は、フェーズロックドループ回路を含んでいる請求項4に記載の半導体集積回路。
  6. 前記RFテスト信号供給回路は、分周器の分周数が分数を含むことが可能なフラクショナルフェーズロックドループ回路を含んでいる請求項5に記載の半導体集積回路。
  7. 前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域と前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域とはISM周波数帯域の900MHz、1.8GHz、2.4GHz、5.8GHzの4つの周波数帯域のいずれか2つの周波数帯域に設定可能である請求項4に記載の半導体集積回路。
  8. 請求項1に記載の前記半導体集積回路を準備するステップと、
    前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも高く設定される場合の動作モードのテストのために、前記RFテスト信号供給回路は周波数ダウンコンバージョンのモードに設定するステップと、
    外部テスト装置から送信テスト信号を前記送信システムに供給して、前記RFテスト信号供給回路の前記周波数ダウンコンバージョンの機能により生成された低い周波数のRFテスト信号に応答する前記受信システムから生成される受信出力信号を前記外部テスト装置により解析するステップと、
    前記RF送信出力信号の前記送信周波数帯域の周波数が前記RF受信入力信号の前記受信周波数帯域の周波数よりも低く設定される場合の動作モードのテストのために、前記RFテスト信号供給回路は周波数アップコンバージョンのモードに設定するステップと、
    前記外部テスト装置から前記送信テスト信号を前記送信システムに供給して、前記RFテスト信号供給回路の前記周波数アップコンバージョンの機能により生成された高い周波数のRFテスト信号に応答する前記受信システムから生成される受信出力信号を前記外部テスト装置により解析するステップとを含む半導体集積回路のテスト方法。
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