Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя и устройство для его осуществления

(19) 111) СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 51 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Измерение и контроль в микроэлектронике/Под ред. А.А,Сазонова, М.: Высшая школа, 1984, с. 288-293Авторское свидетельство СССР В 1229952, кл. Н 03 М 1/10, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОСТИ 1 ЯФРОАНАЛОГОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП). Цель изобретения - повышение быстродействия. Дпя достиже - ния поставленной цели измеряют разность напряжений между выходами эта Изобретение относится к измери- тельной технике и может быть использовано для измерения нелинейности цифроаналоговых преобразователей (ЦАП).Цель изобретения - повышение быстродействия,На Фиг.1 представлены характеристики преобразования эталонного источника, поясняющие способ измерения нелинейности испытуемого ЦАП, на фиг.2 схема устройства для измерения нелинейности ЦАП, реализующего способ. 2лонного источника с линейной характеристикой и испытуемого ЦАП в трехточках: нулевой, максимальной и промежуточной, затем вычисляют нелинейность характеристики О 1 как отклонение от аппроксимирующей прямойпо формуле 3 Н, = (6, - 8 )И,( - 0 - Ь), где Ьф11разность выходных напряжений0испытуемого ЦАП и эталонного источника соответственно при максимальномкоде И,цвак, промежуточном коде М инулевом коде на входе ЦАП", Ь - ступень квантования ЦАП. В устройство,реализующее способ, содержащее дифференциальный вольтметр, управляемыйделитель напряжения, эталонный источник, трехпозиционный переключатель введены блок управления и отсчетно-регистрирующий блок. 2 с.п.Ф-лы, 2 ил. Способ измерения нелинейности ЦАП заключается в том, что сначала измеряют смещение нуля характеристики преобразования испытуемого ЦАП (О ОФ фиг.1), подавая на ЦАП нулевой код, и запоминают полученное значение, Затем находят абсолютную разность в конечных точках характеристик преобразования испытуемого ЦАП и управляемого делителя напряжения (АВ, фиг.1), подавая на ЦАП максимальный код, и запоминают полученное значениеЗатем в испытуемой точке, подавая наЦАП и управляемый делитель напряжения код И измеряют абсолютную разность МИ) запоминают ее и вычисляют нелинейность ЦАП (КИ , фиг,1), как5 отклонение от аппроксимирующей прямой по формуле(1)Огде- смещение нуля испытуемогоПЛП, измеренное вольтметром,- абсолютная разность напряжекний в конечных точках характеристики образцового эталонного источника и испытуемого ЦАП,"ц,; - абсолютная разность напряжений текущих точек характеристики эталонного источ- . 2 Оника и испытуемого ЦАП",И алев максимальное значение преобразуемого кода,Я - текущее значение преобразуе 1мого кода В исследуемой точке преобразования- локальное значение нелинейНности в исследуемой точке ф1) - ступень квантования.Устройство (фиг. 2) содержит источник 1,1 опорного напряжения, управляемый делитель 2 напряжения, трехпозиционный переключатель 3, отсчетно-регистрирующий блок 4, клеммы 5,бподключения испытуемого ЦАП, блок 7управления, дифФеренциальный милливольтметр 8, испытуемый ЦАП 9,9.Устройство работает следующим образом,Измерение нелинейности ЦАП в одной 40(-й) точке осуществляется за 4 тактаработы блока 7 управления, В первомтакте выход трехпозиционного переключателя Замыкается на шину нулевого потенциала (нижнее положение), а 45на выходе блока 4 формируется нулевойкод. Дифференциальный милливольтметр8 измеряет разность потенциалов, присутствующую на его входах, которая соответствует смещению нуля ЦАП а, исоответствующий ей код записываетсяв блок. 4Во втором такте работы выход трехпозиционного переключателя 3замыкается с выходом управляемого делителя 2 (среднее положение), При этом35на управляемом делителе 2 выставлен коэффициент деления, соответствующий поверяемой точке. Код, соответствующий этой точке, через блок 4, где он запоминается, поступаетна испытуемый ЦАП 9. Дифференциальный милливольтметр 8 измерит нескорректированную разность напряженийуправляемого делителя 2 и напряжения,на выходе испытуемого ЦЛП в -й точке его характеристики, и код, соответствующий измеренной разности, запоминается блоком 4. В третьем тактеработы выход трехпозиционного переключателя замыкается к активному полюсу источника 1 опорного напряжения,а на входе ЦАП формируется максимальный для данного ЦАП код. Здесь такжеизмеряется разность напряжений навходе милливольтметра 8, и в блок 4записывается соответствующий код. Вчетвертом такте работы осуществляется вычисление блоком 4 значения н, -локальной нелинейности в д-й точкехарактеристики преобразования по формуле (1), Нахождением максимальногозначения из всех вычисленных по шкале 3 Н, заканчивается процесс измерения нелинейности испытуемого ЦАП 9.Используя в качестве делителя 2кодоуиравляемый делитель, процессможно полностью автоматизировать,формируя коды для -й точки блоком 7управления (на фиг.2 связь пунктироммежду блоками 2 и 7),Формула изобретения1, Способ измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, основанный на задании эталонного линейного напряжения, измерений разности между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением, которые соответствуют значению нулевого кода испытуемого цифроаналогового преобразователя, и определении нелинейности характеристики испытуемого цифроаналогового преобразователя как отклонение от аппроксимирующей прямой, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, разность между выходным напряжением испытуемого цифроаналогового преобразователя и эталонным линейным напряжением измеряют при максимальном и промежуточном значениях кода испытуемого цифроаналогового преобразователя,а, нелинейность Н, его характеристики вычисляют по формулее13 нИ,И - 1 ) -1 -о -ь,О Я Кваксгде 8 - значение разности напряжений при нулевом коце испытуемого цифроаналоговогопреобразователя",66 к - значения разности напряжений соответственно при промежуточном И, и максимальномИдкодах испытуемого цифроаналогового преобразователя;Ь - ступень квантования испытуемого цифроаналогового пре 15образователя,2, Устройство для измерения нелинейности цифроаналогового преобразователя, содержащее дифференциальныймилливольтметр, первый вход которогоявляется первым входом устройства,второй вход которого объединен спервым входом управляемого делителянапряжения и первым информационнымвходом трехпозиционного переключателя и соединен с шиной нулевого потенциала, второй информационный вход трехпозиционного переключателя подключен к первому выводу источникаопорного напряжения, второй выводкоторого соединен с шиной нулевогопотенциала, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введеныблок управления и отсчетно-регистрирующий блок, первая, вторая и третья группы входов которого подключены к выходам соответственно дифференциального милливольтметра, блокауправления и группе выходов управляемого делителя напряжения, а выходы являются выходной шиной устроиства, третий информационный входтрехпозиционного переключателя подключен к выходу управляемого делителя напряжения, второй вход которогосоединен с первым выводом источникаопорного напряжения, управляющие входы трехпозиционного переключателяпоцключены к соответствующим выходам блока управления, а выход соединен с вторым входом дифференциального милливольтметра.1 б 3 723 Составитель И,РомановаТехред Л,Олийнык Корректор А,Обручар Редактор М,Келемеш Заказ 55 б Тираж 458 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1 1 3035 р Москва у Ж 35 у Рашская наб е р д 4/5