专利名称：去耦电容器的存在和可操作性测试的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及去耦电容器的存在和可操作性测试，以在电子设备中检测故障的和/或断开的去耦电容器。
背景技术：
电子设备制造商执行生产测试，以确保任何设备都正常工作。然而，在电子设备生产中，不可能100%地去测试设备。结果，如果电子设备当在批量生产中被测试时工作，则如去耦电容器的无源组件通常被考虑进行隐性测试。此外，电子设备通常包括电压调节器以用于给负载(例如电子电路)供电。每个电压调节器需要一个或多个去耦电容器以用于降低由电压调节器供电的电路的功耗摇摆而引起的、或者由与该设备的其它部件耦合而引起的噪声。事实上，去耦电容器在当其被适当连接并正常工作时能够将一个信号与另一个信号去耦。如果去耦电容器不存在，例如，如果电容器在组件装配期间丢失或未很好地连接，或有缺陷，则电子设备应仍能在正常情况下(例如在室温下)工作，但是在极端情况下可能损毁或者不起作用。检测去耦电容器的存在的一些现有技术的解决方案涉及视觉检查或测试信号分析。这些解决方案存在一些缺点，例如高过错率，并且需要特殊的内置硬件和侵入行为。此夕卜，它们可能不能够检测去耦电容器的可操作性，也就是说检测存在的去耦电容器是否没有很好地连接和/或不正常工作。用于检查去耦电容器的电连接的已知方法以去耦电容器的放电持续时间的测量为基础。图1表示电子设备I，其包括功率管理单元2和两个电子电路块3a、3b。功率管理单元2包括:两个电压调节器块4a、4b，控制块5和GPADC(通用模拟到数字转换器)块6。电子设备I还包括两个去耦电容器Ca、Cb，该两个去耦电容器Ca、Cb分别位于电压调节器块4a、4b与对应的电子电路块3a、3b之间。每个电压调节器块4a、4b包括可编程放电负载Rs (仅在图1中的电压调节器4b中表示)。每个电压调节器块4a、4b能够进行0N/0FF切换并连接其可编程放电负载Rs。用于检查去耦电容器的电连接的方法以RC (电阻器*电容器)放电电路为基础。例如，对于电压调节器4b，RC放电电路包括:电容器C，其是去耦电容器Cb;以及负载阻抗R，其是可编程放电负载Rs和电子电路块3b的等效阻抗Rf的总和。此时电压放电波形是:V/VO = exp(_t/ τ )其中 τ = RxC为了识别去耦电容器Cb是否存在，在电压调节器块4b已被关断后某一时刻(延迟)执行电压测量。例如，在电压调节器块4b已被关断后的时刻t= τ处执行电压测量。如果电压测量结果处于预定范围中，则去耦电容器Cb被认为是存在的并且很好地连接的。这种方法的缺点在于，它需要关断电压调节器块以测量放电持续时间。然而，在某些电子设备中，在没有关断设备本身的情况下电压调节器块不能被关断。结果，这种方法只适用于包括能够被关断的电压调节器块的电子设备，这限制了测试覆盖范围。此外，这种方法需要精确的延迟同步以执行电压测量，并且需要支持非常大范围的延迟同步设置，因为取决于R和C值τ可以是极其不同的。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种电子设备，其包括:电源；耦合到电源的功率管理单元；以及负载组，功率管理单元包括:电压调节器块组，每个电压调节器块分别耦合到负载组的关联负载，以允许从电源到该负载的功率传输。该电子设备还包括尖峰检测器块，其耦合到每个电压调节器块，并用于检测来自电压调节器块的电压信号中的尖峰，以测试在电压调节器块的输出与关联负载的输入之间的去耦电容器的存在和可操作性。归因于这些设置，该电子设备的性能可以被最优化，特别地，该测试原理允许在当电源正在工作时检测去耦电容器。所以，可以在不能被切断的电力供应上检测去耦电容器，这改善了产品的测试覆盖能力。尖峰检测器块可以被集成在功率管理单元中。尖峰检测器块到功率管理单元中的集成允许限制对设备的成本和尺寸的影响。根据本发明的第一实施例，每个电压调节器块的输出被连接到尖峰检测器块的输入，来自电压调节器块的所述电压信号为该电压调节器块的输出电压信号。尖峰检测器块可以包括:模拟开关块，其用于在电压调节器块的输出电压信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；DC去除块，其用于除去被选信号中的AC分量；放大器块，其用于放大来自DC去除块的信号，以及峰值检测器块，其用于检测来自放大器块的电压信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在或不起作用。峰值检测器块可以包括:两个比较器，其用于检测来自放大器块的电压信号是否上升高于预定的正电压阈值和/或下降低于对应的负电压阈值；两个双稳态电路，其用于保持由比较器检测到的尖峰，以及0R( “或”)门，其用于指示是否检测到了尖峰。根据本发明的第二实施例，每个电压调节器块包括用于允许电压调节的调节环路，电压调节误差测量信号等于参考电压信号减去在电压调节器块的输出处测得的输出电压信号，每个电压调节器块被连接到尖峰检测器块的输入，使得来自电压调节器块的所述信号是电压调节器块的电压调节误差测量信号。这个实施例允许简化尖峰检测器的实现，这是因为尖峰检测器不需要DC去除块。这也允许在同一供电线路上使用多个去耦电容器的情况中，改善去耦电容器存在的检测。尖峰检测器块可以包括:模拟开关块，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；放大器块，其用于放大来自模拟开关块的信号，该放大器块的偏移能够被设置为在放大器块的输出中为平均0V，以及峰值检测器块，其用于检测来自放大器块的信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在或不起作用。峰值检测器块可以包括两个比较器，其用于检测来自放大器块的电压信号是否上升高于预定的正电压阈值和/或下降低于对应的负电压阈值；两个双稳态电路，其用于保持由比较器检测到的尖峰，以及OR门，其用于指示是否检测到了尖峰。
根据第二实施例的变型，尖峰检测器块可以包括:模拟开关块，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；放大器块，其用于放大来自模拟开关块的信号，以及峰值检测器块，其用于检测来自放大器块的信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在和/或不起作用。尖峰检测器块可以用于设置两个不同的电压阈值，如果电压信号上升高于第一电压阈值或下降低于所述第二电压阈值，则检测尖峰。因此，不必除去信号的DC分量，因为阈值的值可被分别设置。根据第二实施例的另一变型，功率管理单元可以包括耦合到尖峰检测器块的GPADC块，以用于检测尖峰。尖峰检测器块可以包括:模拟开关块，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；绝对值放大器块，其用于放大来自模拟开关块的信号，以及峰值检测器块，其包括二极管和串联的电容器电路。本发明的第二方面涉及一种用于使用功率管理单元来测试去耦电容器的存在和可操作性的方法，该功率管理单元包括电压调节器块组以及耦合到每个电压调节器块的尖峰检测器块，该方法包括:-将功率管理单元耦合到电源，-将每个电压调节器块耦合到负载以用于允许从电源到该负载的功率传输，并且-借由尖峰检测器块来检测来自电压调节器块的电压信号中的尖峰，以测试在电压调节器块的输出与关联负载的输入之间的去耦电容器的存在和可操作性。每个电压调节器块的输出可以连接到尖峰检测器块的输入，来自电压调节器块的所述电压信号为电压调节器块的输出电压信号。在变型中，每个电压调节器块可以包括允许进行电压调节的调节环路，电压调节误差测量信号等于参考电压信号减去在电压调节器块的输出处测得的输出电压信号，每个电压调节器块被连接到尖峰检测器块的输入，使得来自电压调节器块的所述信号是电压调节器块的电压调节误差测量信号。
在附图的图示中经由示例而非经由限制来示出本发明的实施例，在附图的图中，其中相似的参考标号指代类似的元件，并且其中:-图1是现有技术的电子设备的示意性框图；-图2是根据本发明的第一实施例的电子设备的示意性框图；-图3是示出用于测试电子设备的去耦电容器的存在和可操作性的方法的步骤的流程图；-图4是图2的电子设备的尖峰检测器块的示意性框图；-图5a至图5f是示出使用图4的尖峰检测器块进行的尖峰检测的示例的图表；-图6是根据本发明的第二实施例的电子设备的电压调节器块的示意性框图；-图7是根据第二实施例的电子设备的示意性框图；-图8是图7的电子设备的尖峰检测器块的示意性框图；-图9a至图9e是示出使用图8的尖峰检测器块进行的尖峰检测的示例的图表；
-图10是根据第二实施例的变型的图7的电子设备的尖峰检测器块的示意性框图；-图1la至图lie是示出使用图10的尖峰检测器块进行的尖峰检测的示例的图表;-图12是示出根据第二实施例的另一个变型的图7的电子设备的功率管理单元的部分和尖峰检测器块的示意性框图；-图13是根据图12的尖峰检测器块的变型的峰值检测器块的示意性框图；并且-图14a至图14c是示出使用包括图13的峰值检测器块的图12的尖峰检测器块进行的尖峰检测的示例的图表；
具体实施例方式本发明的实施例依赖于，通过分析在供电线路上的噪声来在功率管理单元中检测尖峰，以测试去耦电容器的存在和可操作性，从而检测故障的和/或断开的去耦电容器。事实上，尖峰的存在将暗示着一些去耦电容器是有缺陷的或断开的。图2示出了根据本发明的第一实施例的电子设备101。电子设备101可以是，例如外围的、便携式设备，或其它电子装置。电子设备101包括:主电源块或电源110 ;集成的供电电路或功率管理单元102 ;和四个电子电路块或负载103a至103d。电子电路块103a至103d可以包括，例如微处理器、显示器、相机、和/或连接子系统。功率管理单元102包括:与四个电子电路块103a至103d分别关联的四个电压调节器块104a至104d ;尖峰检测器块106和控制块103。电压调节器块和负载的数量不是限制性的。电子设备101包括一组去耦电容器，例如四个去耦电容器Ca至Cd，每个去耦电容器Ca至Cd位于电压调节器块104a至104d的输出与电子电路块103a至103d的输入之间。尖峰检测器块106到功率管理单元102中的集成允许限制对设备的成本和尺寸的影响。电压调节器104a至104d可以是LDO (低压降)电压调节器或SMPS (开关模式电源)电压调节器。每个电压调节器块104a至104d的输出连接到尖峰检测器块106的输入，如由箭头Fa至Fd象征表示的那样。尖峰检测器块106由控制块103经由专用的控制接口来控制，如由箭头F_t象征表示的那样，以允许对要被测量的来自电压调节器104a至104d的输入进行选择。这个控制接口还允许例如通过为尖峰测量设置电压电平阈值和/或偏移来进行测量的调整。这个控制接口还允许发起尖峰检测，并且可选地，允许在尖峰探测器没有输出的情况下取回测量结果。在示出的示例中，尖峰检测器106包括允许控制块103取回测量状态的输出，如由箭头F_s象征表示的那样。功率管理单元102的主控制接口(由箭头Fint象征表示)连接到设备101的控制单元108 (例如微控制器或微处理器或任何其它装置)。这个主控制接口 Fint允许控制电子电路块103a至103d并且隐含地控制尖峰检测器106。参照图3，我们描述以下去耦电容器的检测的方法。对于去耦电容器Ca至Cd的检测，相关的电压调节器104a至104d需要被接通。此外，优选地，在当执行检测时相关的电子电路块103a至103d在已知状态中工作。在步骤SI中，控制单元108经由控制块103接通与要被测试的去耦电容器关联的电压调节器，例如电压调节器104a。在步骤S2中，控制单元108激活相关的电子电路块103a。在步骤S3中，控制单元108设置尖峰检测器106来选择电压调节器104a的输出信号以作为尖峰检测器块的输入信号。在步骤S4中，控制单元108设置尖峰检测器106的阈值。阈值是能够与来自电压调节器104a的电压信号进行比较的电压阈值，如在下面详细解释的那样。在步骤S5中，控制单元108发起尖峰检测。下面所述的尖峰检测由尖峰检测器106来实现。在步骤S6中，控制单元108等待预定的延迟以用于测量。在步骤S7中，控制单元108读回尖峰检测器106的输出状态。在步骤S8中，控制单元108测试接受标准，以确定是否检测到了去耦电容器。如果尖峰检测器106 的输出状态指示出没有尖峰被检测到，则去耦电容器Ca被认为是正存在的和很好地连接的。与此相反，如果尖峰检测器106的输出状态指示出检测到一个或多个尖峰，则去耦电容器Ca被认为是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。事实上，如果去耦电容器不存在，则增加了由电压调节器供电的电路的瞬变/功耗摇摆所引起的、或由与设备的接口或其它信号耦合所引起的噪声，所以会出现一些尖峰。参照图4，我们描述尖峰检测器块106和尖峰检测。尖峰检测器106包括:控制块120、模拟开关块或模拟复用器块121、DC (直流)去除块122、放大器块123和峰值检测器块124。由控制块103经由控制输入来管理控制块120。控制块110允许:设置模拟开关块121以选择电压调节器源；设置放大器块123的增益；以及重置峰值检测器块124。DC去除块122包括串联电容器CDC，其允许保持信号的交流电流(AC)的分量。放大器块123允许放大信号的AC分量。可以设置放大器的增益，以调整允许设置峰值电压阈值的信号的幅度。峰值检测器块124包括两个比较器125a、125b，以检测来自放大器块123的输入电压是否上升高于预定的正电压阈值+Vth或下降低于对应的负电压阈值-Vth。放大器块123由控制块120设置，以只检测期望的电压峰值。峰值检测器块124还包括两个双稳态电路，例如两个RS触发器(flip-flop) 126a、126b，其用来保持由比较器125a、125b检测到的任何电压峰值。RS触发器126a、126b在每次执行尖峰检测测量之前由控制块120重置。峰值检测器块124还包括OR(“或”)门127，其具有连接到控制块103的输出，并指示是否检测到了负峰值电压或正峰值电压。图5a至图5f示出表示尖峰检测的示例的图示。图5a的曲线表示来自电压调节器输出(例如来自电压调节器104a输出)的电压信号Va。这个电压信号Va由模拟开关块121接收，如由箭头Fa象征表示的那样。电压^包括DC分量和AC分量。图5b的曲线表示通过DC去除块122后的信号，其对应于从DC去除块122发送至放大器块123的电压，如由箭头Fac象征表示的那样。该电压仅包括电压Va的AC分量。图5c的曲线表示通过放大器块123后的信号，其对应于从放大器块123发送至峰值检测器块124的电压信号，如由箭头Famp象征表示的那样。电压信号已由放大器块123放大，并且在此示例中包括上升高于预定的正电压阈值+Vth的峰值P。图5d和图5e的曲线分别表示通过比较器125a、125b后的信号，其是从比较器125a、125b发送至相应的RS触发器126a、126b的电压信号，如由箭头Fotp和F’ C0MP象征表示的那样。图5d的曲线包括峰值P’，其对应于由比较器125a检测的峰值P。因为图5c上所示的信号从未下降低于负电压阈值-Vth，所以比较器125b没有检测到峰值，并且结果，图5e的曲线不包括峰值。图5f的曲线表示通过OR门127后的信号，其对应于从尖峰检测器块106的输出发送至控制块103的电压，如由箭头Fmeas象征表示的那样。图5f的曲线包括指示出检测到了至少一个尖峰的步骤S，这意味着，去耦电容器Ca是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。在如上所述的第一实施例中，DC去除块122的串联电容器CD。允许除去来自电压调节器输出信号的DC分量。图6至图8示出了允许避免使用串联电容器的第二个实施例。如在图6中可以看到的，电压调节器包括允许进行电压调节的调节环路230。电压调节误差测量信号Σ等于参考电压信号VMf减去在电压调节器的输出处测得的输出电压信号 Vout:Σ = Vref-Vout结果，电压调节误差测量信号Σ接近于AC信号。这取决于电压调节器的供电缓冲器231的传递函数。对于第二实施例的描述，我们考虑最坏的情况:供电缓冲器231的传递函数仅是成比例的，所以在电压调节误差测量信号Σ上存在残留的DC分量。这个第二实施例允许在误差信号Σ上执行测量以除去DC分量。图7示出了根据本发明的第二实施例的电子设备201。如在第一实施例中那样，该电子设备201包括:主电源块210、功率管理单元202和四个电子电路块或负载203a至203d。功率管理单元202包括:与四个电子电路块203a至203d分别关联的四个电压调节器块204a至204d、尖峰检测器块206和控制块203。电子设备201包括四个去耦电容器Ca至Cd，其分别位于电压调节器204a至204d与电子电路块203a至203d之间。尖峰检测器块206由控制块203经由专用的控制接口来控制，如由箭头F_t象征表示的那样。尖峰检测器块106包括允许控制块203取回测量状态的输出，如由箭头Fmeas象征表示的那样。功率管理单元202的主控制接口(由箭头Fint象征表示)连接到设备201的控制单元208。原理与第一实施例相同，除了尖峰检测不从电压调节器的输出信号来执行，而从电压调节误差测量信号Σ来执行。所以，在第二实施例中，每个电压调节器204a至204d的供电缓冲器231的输入(意味着每个电压调节器204a至204d的调节环路230的输出)连接到尖峰检测器206的输入，如由箭头F’ 3至？’ d象征表示的那样。这个修改允许简化尖峰检测器的实现方式，因为尖峰检测器不需要DC去除块。这个修改还允许在同一供电线路上使用多个去耦电容器的情况中改善去耦电容器的存在检测。参照图8，尖峰检测器206包括:控制块220、与模拟开关块121类似的模拟开关块221、放大器块223、以及与峰值检测器块124类似的峰值检测器块224。放大器块223允许放大信号的AC分量以及除去DC分量。放大器的偏移可被设置为在放大器块223的输出信号中具有平均0V。这对应于除去直流分量。
图9A至图9E示出表示使用尖峰检测器块206来进行的尖峰检测的示例的图示。图9a的曲线表示来自电压调节器204a的电压调节误差信号Σ a。这个信号Σ a由模拟开关块221接收，如由图8的箭头Fa象征表示的那样。这个信号Σ 3主要包括AC分量。图9b的曲线表示通过放大器块223后的信号，其对应于从放大器块223发送至峰值检测器块224的信号，如由箭头Famp象征表示的那样。在放大器块223中，信号被放大并且残留DC分量被除去。在示例中，信号包括上升高于预定的正电压阈值+Vth的峰值P。图9c和图9d的曲线分别表示通过比较器225a、225b后的信号，其是从比较器225a、225b发送至相应的RS触发器226a、226b的信号，如由箭头Fotp和F’ C0MP象征表示的那样。图9c的曲线包括峰值P’，其对应于由比较器225a检测的峰值P。因为图9b所示的信号从未下降低于负电压阈值_Vth，所以比较器225b没有检测到峰值，并且结果，图5d的曲线不包括峰值。图9e的曲线表示通过OR门227后的信号，其对应于从尖峰检测器块206的输出发送至控制块203的信号，如由箭头F_s象征表示的那样。图5e的曲线包括指示出检测到了至少一个尖峰的步骤S，因此，去耦电容器Ca是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。图10示出了第二实施例的一个变型，其中尖峰检测器306包括控制块320，还允许设置峰值检测器块224的两个电压阈值Vthl和Vth2。放大器块323具有恒定增益。取决于峰值检测器块324的灵敏度，放大器块323是可选的。峰值检测器块324的比较器325a设置有第一电压阈值Vthl，并且峰值检测器块324的比较器325b设置有第二电压阈值Vth2。第一电压阈值Vthl是正电压阈值而第二电压阈值Vth2是负电压阈值。峰值检测器块324检测来自放大器块323的输入电压信号是否上升高于阈值Vthl或下降低于阈值Vth2。因而不必除去信号的DC分量，这是因为阈值的值可以被分开设置。峰值检测器块324还包括分别连接到比较器325a、325b的输入的两个数字到模拟转换器(0么0 340&、34013，以用于设置阈值^1和￥啦。DAC 340a,340b由控制块320控制。如前面那样，峰值检测器块324还包括两个RS触发器326a、326b，其用来保持由比较器325a、325b检测到的任何电压峰值。RS触发器326a、326b在每次执行尖峰检测测量之前由控制块320重置。峰值检测器块324还包括OR门327。该OR门的输出指示出是否检测到了负峰值电压或正峰值电压。图1lA至图1lE示出表示使用尖峰检测器块306来进行的尖峰检测的示例的图示。
图1la的曲线表示来自电压调节器块204a的电压调节误差信号Σ a。这个信号Σ a由模拟开关块321接收，如由图10的箭头F’ a象征表示的那样。这个信号Σ a主要包括AC分量。图1lb的曲线表示通过放大器块323后的信号，其对应于从放大器块323发送至峰值检测器块324的信号，如由箭头Famp象征表示的那样。在放大器块323中，信号被放大但是残留DC分量没有被除去。在示例中，信号包括上升高于第一正电压阈值Vthl的峰值P1和下降低于第二电压阈值Vth2的峰值P2。图1lc和图1ld的曲线分别表示通过比较器325a、325b后的信号，其是从比较器325a、325b发送至相应的RS触发器326a、326b的信号，如由箭头Fotp和F，象征表示的那样。图1lc的曲线包括峰值P’ i，其对应于由比较器325a检测的峰值P1,并且图1ld的曲线包括峰值P’ 2，其对应于由比较器325b检测的峰值P2。图lie的曲线表示通过OR门327后的信号，其对应于从尖峰检测器块306的输出发送至控制块203的信号，如由箭头F_s象征表示的那样。图lie的曲线包括指示出检测到了至少一个尖峰的步骤S，因此，去耦电容器Ca是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。图12示出根据第二实施例的另一种变型的功率管理单元402的一部分和峰值检测器406。如前面描述的那样，功率管理单元402包括四个电压调节器块(图12未示出)。功率管理单元402还包括:尖峰检测器块406、模拟开关块450、控制块403、通用模拟到数字转换器(GPADC)块451、以及包括功率管理单元402的其它特征的块452。GPADC块451用于检测峰值电压。尖峰检测器块406包括模拟开关块421、绝对值放大器块423和峰值检测器块424。模拟开关421由功率管理单元控制块403控制。它允许取决于要被测试的去耦电容器Ca至Cd来选择电压调节器源。绝对值放大器块423允许放大输入信号的绝对值，即来自电压调节器块204a至204d的误差信号Σ。该放大器423具有恒定的绝对增益。峰值检测器块424包括二极管453和串联电容器电路454。在变型中，峰值检测器块424可由图13的峰值检测器块524替换，该峰值检测器块524包括二极管553、电容器554/和高阻抗缓冲器555。通过使用跟随有高阻抗缓冲器输入的寄生电容器554’，该变型避免了使用外部分离的电容器。GPADC块451和模拟开关块450被用于执行对尖峰检测器块406的输出的测量。它们由控制块403控制。为了检测去耦电容器的存在，相关的电压调节器需要被接通。优选地，相关的电子电路工作在已知状态中以执行检测。模拟开关块450被设置为执行来自峰值检测器块424的GPADC测量。然后，模拟开关421被设置为选择电压调节器源204a至204d。然后，在预定的延迟之后，GPADC测量被执行。如果GPADC测量的值低于预定的数字阈值，则在被选电压调节器上的去耦电容器被认为是存在的和很好地连接和没有缺陷的。否则，去耦电容器被认为是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。图14A至图14C示出表示使用功率管理单元402来进行的尖峰检测的示例的图
/Jn ο图14a的曲线表示来自电压调节器块204a的电压调节误差信号Σ a。这个信号Σ a由模拟开关块421接收，如由图12的箭头F’ a象征表示的那样。这个信号Σ a主要包括AC分量。图14b的曲线表示通过放大器块423后的信号，其对应于从放大器块423发送至峰值检测器块424的信号，如由箭头Famp象征表示的那样。在放大器块423中，信号被放大但是残留DC分量没有被除去。图14c的曲线表示通过峰值检测器块424后的信号，其对应于从尖峰检测器块406的输出发送至模拟开关块450的信号，如由箭头Fnreas象征表示的那样。随后，信号由模拟开关块450发送至GPADC块451，该GPADC块451将该信号与预定的数字阈值进行比较。如果信号低于数字阈值，则去耦电容器被认为是存在的和/或很好地连接的和/或没有缺陷的。如果信号上升高于数字阈值，则去耦电容器被认为是不存在的和/或没有很好地连接的和/或有缺陷的。虽然已经示出和描述了目前被认为是本发明的优选实施例，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离本发明的真实范围的情况下可以进行各种其它的修改及替代等同物。此外，在不脱离本文中描述的中心发明观点的情况下，可以进行许多修改以将特定情况适于本发明的教导。此外，本发明的实施例可以不包括上述所有特征。因此，本发明旨在不限于所公开的特定实施例，而是本发明包括如上广义定义的落入本发明的范围内的所有实施例。特别地，上述实施例可以合并在一起。当解释描述和其相关的权利要求时诸如“包括”，“包含”，“并入”，“涵盖”，“是”和“具有”之类的表述以非唯一的方式来理解，即理解为允许没有明确定义的其它项目或组件能够存在。对于单数的参考也应被理解为在对于复数的参考中，反之亦然。本领域技术人员将容易地理解，在描述中公开的各种参数可以被修改，并且公开的各种实施例在不脱离本发明范围的情况下可以组合。
权利要求
1.一种电子设备(101，201)，包括:电源(110，210);耦合到该电源的功率管理单元(102，202,402)；以及负载组(103a, 103b, 103c, 103d, 203a, 203b, 203c, 203d)，功率管理单元包括:电压调节器块组(104a, 104b, 104c, 104d, 204a, 204b, 204c, 204d)，每个电压调节器块分别耦合到负载组的关联负载，以允许从电源到该负载的功率传输， 其特征在于，该电子设备还包括尖峰检测器块(106，206，306，406)，其耦合到每个电压调节器块，并用于检测来自电压调节器块的电压信号中的尖峰，以测试在电压调节器块的输出与关联负载的输入之间的去稱电容器(CyCyCc^Cd)的存在和可操作性,每个电压调节器块(204a，204b，204c，204d)包括用于允许电压调节的调节环路(230)，电压调节误差测量信号(Σ )等于参考电压信号(Vref)减去在电压调节器块的输出处测得的输出电压信号(Vwt)，每个电压调节器块被连接到尖峰检测器块(206，306，406)的输入，使得来自电压调节器块的所述信号是该电压调节器块的电压调节误差测量信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中尖峰检测器块(106，206，306，406)被集成在功率管理单元中。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中每个电压调节器块(104a，104b，104c，104d)的输出被连接到尖峰检测器块(106)的输入，来自电压调节器块的所述电压信号为该电压调节器块的输出电压信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中尖峰检测器块(106)包括:模拟开关块(121)，其用于在电压调节器块的输出电压信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；DC去除块(122)，其用于除去被选信号中的AC分量；放大器块(123)，其用于放大来自DC去除块的信号，以及峰值检测器块(124)，其用于检测来自放大器块的电压信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在或不起作用。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中峰值检测器块(124)包括:两个比较器(125a，125b)，其用 于检测来自放大器块(123)的电压信号是否上升高于预定的正电压阈值(+Vth)和/或下降低于对应的负电压阈值(-Vth);两个双稳态电路(126a，126b)，其用于保持由比较器(125a，125b)检测到的尖峰，以及OR门(127)，其用于指示是否检测到了尖峰。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中尖峰检测器块(206)包括:模拟开关块(221)，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；放大器块(223),其用于放大来自模拟开关块(221)的信号,该放大器块的偏移能够被设置为在放大器块的输出中为平均0V，以及峰值检测器块(224)，其用于检测来自放大器块的信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在或不起作用。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其中峰值检测器块(224)包括:两个比较器(225a，225b)，其用于检测来自放大器块(223)的电压信号是否上升高于预定的正电压阈值(+Vth)和/或下降低于对应的负电压阈值(-Vth);两个双稳态电路，其用于保持由比较器(225a, 225b)检测到的尖峰，以及OR门(127)，其用于指示是否检测到了尖峰。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中尖峰检测器块(306)包括:模拟开关块(321)，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；放大器块(323)，其用于放大来自模拟开关块(321)的信号，以及峰值检测器块(324)，其用于检测来自放大器块的信号中的尖峰，当检测到了尖峰时，对应的去耦电容器被确定为不存在和/或不起作用。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中尖峰检测器块(306)用于设置两个不同的电压阈值(vthl, Vth2)，如果电压信号上升高于第一电压阈值(Vthl)或下降低于第二电压阈值(Vth2)，则尖峰被检测到。
10.根据权利要求1所述的电子设备，其中功率管理单元(402)包括耦合到尖峰检测器块(406)的通用模拟到数字转换器(GPADC)块(451)，以用于检测尖峰。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中尖峰检测器块(406)包括:模拟开关块(421)，其用于在电压调节器块的电压调节误差测量信号当中选择一个信号以作为尖峰检测器块的输入信号；绝对值放大器块(423)，其用于放大来自模拟开关块(321)的信号，以及峰值检测器块(424)，其包括二极管(453)和串联的电容器电路(454)。
12.—种用于使用功率管理单元(102，·202，402)来测试去耦电容器的存在和可操作性的方法，该功率管理单元包括电压调节器块组(104a，104b, 104c, 104d, 204a, 204b, 204c,204d)以及耦合到每个电压调节器块的尖峰检测器块(106，206，306，406)，其中，功率管理单元耦合到电源(103a, 103b, 103c, 103d, 203a, 203b, 203c, 203d)，并且每个电压调节器块耦合到负载以用于允许从电源到该负载的功率传输，所述方法包括:借由尖峰检测器块来检测来自电压调节器块的电压信号中的尖峰，以测试在电压调节器块的输出与关联负载的输入之间的去耦电容器的存在和可操作性，每个电压调节器块包括允许进行电压调节的调节环路(230)，电压调节误差测量信号(Σ )等于参考电压信号(Vref)减去在电压调节器块的输出处测得的输出电压信号(U，每个电压调节器块(204a，204b，204c，204d)被连接到尖峰检测器块(206，306，406)的输入，使得来自电压调节器块的所述信号是电压调节器块的电压调节误差测量信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中每个电压调节器块(104a，104b，104c，104d)的输出连接到尖峰检测器块(106)的输入，来自电压调节器块的所述电压信号为电压调节器块的输出电压信号。
全文摘要
一种电子设备(101)，包括电源(110)；耦合到该电源的功率管理单元(102)；以及负载组(103a，103b，103c，103d)，功率管理单元包括电压调节器块组(104a，104b，104c，104d)，每个电压调节器块分别耦合到负载组的关联负载，以允许从电源到该负载的功率传输。电子设备包括尖峰检测器块(106)，其耦合到每个电压调节器块，并用于检测来自电压调节器块的电压信号中的尖峰，以测试在电压调节器块的输出与关联负载的输入之间的去耦电容器(Ca，Cb，Cc，Cd)的存在和可操作性。
文档编号G05F1/56GK103189811SQ201180049103
公开日2013年7月3日 申请日期2011年9月27日 优先权日2010年9月27日
发明者克里斯多夫·贝利特 申请人:意法爱立信有限公司