Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП

Розглянуті параметри сучасних мікроелектронних швидкодіючих АЦП, що підлягають тестуванню та оцінюванню. Показано, що в умовах виробництва доцільно використовувати складне і коштовне обладнання для тестування параметрів швидкодіючих АЦП, а при проектуванні нових пристроїв на основі цих АЦП доречно в...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2007
Автори:	Романов, В.О., Галелюка, І.Б.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2007
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6487
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП / В.О. Романов, І.Б. Галелюка // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2007. — № 6. — С. 52-60. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-6487
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-64872010-03-05T12:01:27Z Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП Романов, В.О. Галелюка, І.Б. Розглянуті параметри сучасних мікроелектронних швидкодіючих АЦП, що підлягають тестуванню та оцінюванню. Показано, що в умовах виробництва доцільно використовувати складне і коштовне обладнання для тестування параметрів швидкодіючих АЦП, а при проектуванні нових пристроїв на основі цих АЦП доречно використовувати віртуальні засоби тестування та оцінювання їх параметрів. In the article it is listed the microelectronic high-speed ADC parameters, which have to be tested and evaluated. It is shown, that at the manufacture it is expediently to use complicated and expensive equipments to evaluate parameters of high-speed ADC. But during designing of new devices on the base of high-speed ADC it is appropriate to use virtual tools for ADC parameters evaluating. 2007 Article Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП / В.О. Романов, І.Б. Галелюка // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2007. — № 6. — С. 52-60. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1817-9908 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6487 381.3 uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	Розглянуті параметри сучасних мікроелектронних швидкодіючих АЦП, що підлягають тестуванню та оцінюванню. Показано, що в умовах виробництва доцільно використовувати складне і коштовне обладнання для тестування параметрів швидкодіючих АЦП, а при проектуванні нових пристроїв на основі цих АЦП доречно використовувати віртуальні засоби тестування та оцінювання їх параметрів.
format	Article
author	Романов, В.О. Галелюка, І.Б.
spellingShingle	Романов, В.О. Галелюка, І.Б. Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
author_facet	Романов, В.О. Галелюка, І.Б.
author_sort	Романов, В.О.
title	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
title_short	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
title_full	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
title_fullStr	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
title_full_unstemmed	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП
title_sort	тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих ацп
publisher	Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
publishDate	2007
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6487
citation_txt	Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП / В.О. Романов, І.Б. Галелюка // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2007. — № 6. — С. 52-60. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
work_keys_str_mv	AT romanovvo testuvannâtaocínûvannâparametrívšvidkodíûčihacp AT galelûkaíb testuvannâtaocínûvannâparametrívšvidkodíûčihacp
first_indexed	2025-07-02T09:24:53Z
last_indexed	2025-07-02T09:24:53Z
_version_	1836526645916205056
fulltext	Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 52 V. Romanov, I. Galelyukа HIGH SPEED ADC TESTING AND EVALUATION In the article it is listed the micro- electronic high-speed ADC parame- ters, which have to be tested and evaluated. It is shown, that at the manufacture it is expediently to use complicated and expensive equip- ments to evaluate parameters of high-speed ADC. But during design- ing of new devices on the base of high-speed ADC it is appropriate to use virtual tools for ADC parameters evaluating. Розглянуті параметри сучасних мікроелектронних швидкодіючих АЦП, що підлягають тестуванню та оцінюванню. Показано, що в умовах виробництва доцільно ви- користовувати складне і коштов- не обладнання для тестування параметрів швидкодіючих АЦП, а при проектуванні нових при- строїв на основі цих АЦП доречно використовувати віртуальні за- соби тестування та оцінювання їх параметрів.  В.О. Романов, І.Б. Галелюка, 2007 УДК 381.3 В.О. РОМАНОВ, І.Б. ГАЛЕЛЮКА ТЕСТУВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ШВИДКОДІЮЧИХ АЦП Вступ. У сучасних електронних пристроях і приладах, засобах комп'ютерної техніки ши- роко використовуються швидкодіючі АЦП у вигляді інтегральних мікросхем. Тому вини- кає потреба в методах тестування та оціню- вання параметрів таких АЦП. У работі на основі аналізу досвіду кращих світових ви- робників перетворювачів даних викладено загальні відомості про технічні і програмні засоби та методики тестування й оцінки па- раметрів сучасних швидкодіючих АЦП, а також наведено перелік параметрів АЦП, які можна оцінити. Слід зазначити, що більшість з розглянутих параметрів в українській тех- нічній літературі до цього часу не викорис- товується, а сучасні методики їх оцінки не застосовуються. Загальні відомості. Для оцінки таких па- раметрів АЦП, як відношення сигнал/шум (SNR), відношення суми сигналу, шуму і спотворень до сумарного рівня шуму і спо- творень (SINAD), динамічного діапазону не- спотвореного сигналу (SFDR), інтермодуля- ційних спотворень (IMD) та інших характе- ристик у смузі робочих частот швидкодію- чих АЦП використовуються комплекси спе- ціальних технічних і програмних засобів. На рис. 1 показано комплекс для тестування ха- рактеристик в динамічному режимі, який ви- користовується в компанії Analog Devices та інших компаніях-виробниках перетворюва- чів даних [1]. Як правило, такі комплекси обов'язково містять прецизійні програмовані синтезатори сигналів, смуговий фільтр, регі- стратор результатів тестування, джерело жи- влення з низьким рівнем шумів, кодуючий пристрій, модуль збору даних і прикладне ТЕСТУВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ШВИДКОДІЮЧИХ АЦП Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 53 програмне забезпечення. Крім стандартних засобів, у склад комплексу входить налагоджувальний комплект для швидкодіючих АЦП виробництва компанії Analog Devices, який складається з двох оціночних плат. Перша містить АЦП, який підлягає тестуванню, а друга – FIFO-пам'ять для зберігання прикладного ПЗ і запису даних, які поступають від швидкодіючого АЦП. Структура цього налагоджувального комплекту показана на рис. 2 [1]. РИС. 1. Типовий комплекс для тестування параметрів швидкодіючих АЦП Оціночна плата з FIFO-пам'яттю підключається до ПК через стандартний USB-порт і разом з прикладними ПЗ ADC Analyzer дозволяє швидко оцінювати параметри швидкодіючих АЦП, такі як SNR, SINAD, SFDR, IMD та ін. Джерелами тактових і тестових сигналів можуть служити синтезатори фір- ми Rohde&Schwarz (www.rohde-schwarz.com), які забезпечують мінімальний фа- зний шум, високу рівномірність АЧХ і малі нелінійні спотворення в смузі частот від кількох кілогерц до одиниць гігагерц. Фільтр між синтезатором і АЦП до- зволяє послабити додаткові гармоніки на вході АЦП, що досить важливо при оцінці параметрів високоякісних перетворювачів. На вході АЦП можна використати ФНЧ або смуговий фільтр. ФНЧ викори- стовують при дослідженнях АЦП в широкій смузі частот вхідного сигналу. Сму- гові фільтри використовують у тому випадку, якщо АЦП досліджують у вузько- смуговому діапазоні. Затухання позасмугових сигналів ФНЧ складає –80 дБн, а смугового фільтру порядку –85 дБн. Для багатьох високоякісних перетворюва- чів цього недостатньо і тому необхідно використовувати каскади цих фільтрів для забезпечення затухання на рівні –100 дБн і більше. При тестуванні АЦП слід використовувати якісний кварцовий генератор. Стандартні кварцові генератори з CMOS-виходом, які випускаються багатьма фірмами, мають тремтіння фронтів близько 0,3 пс. Існує кілька фірм, які випус- В.О. РОМАНОВ, І.Б. ГАЛЕЛЮКА Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 54 кають високоякісні кварцові генератори, котрі забезпечують апертурне тремтін- ня не гірше 0,07 пс (www.wenzel.com, www.tci-ant.com, www.valpeyfisher.com). Як вторинне джерело слід вибирати лінійний, а не імпульсний стабілізатор. РИС. 2. Структура налагоджувального комплекту Тестування та оцінювання параметрів АЦП. Тестування швидкодіючих АЦП здійснюється на змінному і постійному струмах. Тестування на змінному струмі. Тестування на змінному струмі відбува- ється при номінальній частоті й амплітуді вхідного сигналу, яка на 1 дБ (в де- яких випадках 0,1 або 0,5 дБ) менша за повну шкалу АЦП. Якщо використову- ються інші значення амплітуди вхідного сигналу, то це вказується в технічному описі. Крім цього, в методиці тестування вказуються напруга живлення, темпе- ратура оточуючого середовища тощо. При тестуванні на змінному струмі здій- снюються наступні групи тестів: 1. ШПФ-тестування. Використовується когерентна вибірка (частота вибір- ки і частота вхідного сигналу синхронізовані) та некогерентна вибірка (частота вибірки і частота вхідного сигналу не синхронізовані). 2. Однотональне ШПФ-тестування. При цьому визначають такі параметри АЦП: - Відношення сигнал/шум (SNR – Signal-to-Noise Ratio) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до суми всіх середньоквадра- ТЕСТУВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ШВИДКОДІЮЧИХ АЦП Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 55 тичних значень спектральних складових, крім перших шести гармонік і постій- ної складової (вимірюється в децибелах). - Відношення сигнал/шум, приведене до повної шкали (SNRFS – Signal-to- Noise Ratio Full-Scale) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу, рівного повній шкалі перетворювача, до суми всіх середньоквадратич- них значень спектральних складових крім перших шести гармонік і постійної складової. Різниця SNR і SNRFS визначається різницею між повною шкалою АЦП та амплітудою вхідного сигналу АЦП, для якого вимірювалося відношення SNR (вимірюється в децибелах від повної шкали). - Відношення сигнал/шум плюс спотворення (SINAD – Signal-to-Noise and Distortion) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до суми всіх середньоквадратичних значень спектральних складових, крім постій- ної складової. Різниця відношення SINAD від SNR полягає у відсутності в останній енергії спектральних складових перших шести гармонік (вимірюється в децибелах). - Відношення сигнал/шум, яке визначається користувачем (UDSNR – User- Defined Signal-to-Noise Ratio) – це поняття використовується в ПЗ ADC Analyzer і являє собою відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до суми всіх середньоквадратичних значень спектральних складових, крім перших шести гармонік і постійної складової, причому смуга частот, в якій обчислюєть- ся це відношення, задається користувачем (вимірюється в децибелах). - Коефіцієнт шуму (NF – Noise Figure) – відношення потужності шуму на виході АЦП до потужності шуму на його вході (вимірюється в децибелах). - Рівень власних шумів (Noise Floor) – це відношення використовується в описі ПЗ ADC Analyzer і визначається як  2/log10 BinsFFTSNRFS  , де FFT Bins – елемент дискретизації при ШПФ (вимірюється в децибелах від пов- ної шкали). - Ефективне число двійкових розрядів (ENOB – Effective Number of Bits) – вичислюється з формули   02.676.1 SINADENOB (вимірюється в бітах). - Динамічний діапазон неспотвореного сигналу (SFDR – Spurious-Free Dy- namic Range) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до максимального середньоквадратичного значення паразитної спектральної складової на вході АЦП, яка приводить до зміни вихідного коду. В більшості випадків SFDR – це максимальний гармонічний сигнал на вході АЦП, який ко- дується без спотворень (вимірюється в децибелах від несучої). - Гармонічні або нелінійні спотворення (Harmonic Distortion) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до середньоквадратичного значення паразитних гармонік. Так як АЦП є нелінійним пристроєм, то на його виході можуть бути присутні паразитні гармоніки. Як правило, гармонічні спо- творення оцінюються по перших трьох або перших шести гармоніках (вимірю- ється в децибелах від повної шкали або несучої). - Сумарний коефіцієнт гармонічних спотворень (Total Harmonic Distortion) – відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до суми серед- В.О. РОМАНОВ, І.Б. ГАЛЕЛЮКА Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 56 ньоквадратичних значень перших шести гармонік (вимірюється в децибелах від несучої). - Образ нелінійних спотворень (Harmonic Image) – характеризує гармонічні спотворення двох або декількох перетворювачів, які по черзі кодують один і той же вхідний сигнал. Дані спотворення залежать від величини розузгодження син- хроімпульсів по фазі кожного АЦП. Показник визначається відношенням серед- ньоквадратичного значення вхідного сигналу до суми середньоквадратичних значень негармонійних складових у спектрі вихідного коду (вимірюється в де- цибелах від несучої). 3. Двохтональне ШПФ-тестування. Якщо АЦП кодує мультитональні сиг- нали, то внаслідок його нелінійності на виході можуть бути присутні інтермоду- ляційні спотворення (IMD). Двохтональне тестування дозволяє оцінити ці спо- творення. В зв'язку з тим, що паразитні спектральні складові можуть виходити за границі спектру вхідного аналогового сигналу, їх також потрібно враховувати при оцінці паразитних складових. Вони можуть бути представлені у вигляді (F1 + F2) [дБн] або (F1 – F2) [дБн], де F1 і F2 – дві частоти вхідного двохтона- льного сигналу. При двохтональному ШПФ-тестуванні визначають такі параметри АЦП: - Точка перетину другого порядку (IIP2 – Second-Order Input Intercept Point) – визначається шляхом вирахування з потужності максимального вхідного сиг- налу потужності інтермодуляційних спотворень другого порядку (вимірюється в децибелах і відраховуються відносно рівня 1 мВт). - Спотворююче зображення третього порядку 2F1 ± F2 і 2F2 ± F1, яке ви- значають як відношення середньоквадратичних значень зображень 2F1 ± F2 і 2F2 ± F1 до середньоквадратичного значення одного з двох вхідних сигналів F1 або F2 (вимірюється в децибелах від несучої). - Точка перетину третього порядку (IIP3 – Third-Order Input Intercept Point) – визначається шляхом вирахування з потужності максимального вхідного сигна- лу половини потужності інтермодуляційних спотворень третього порядку (вимі- рюється в децибелах відносно рівня 1 мВт). - Інші спотворення (WoSpur) – визначаються як відношення середньоквад- ратичного значення спотворень (які не належать до спотворень другого і третьо- го порядків) до середньоквадратичного значення одного з двох вхідних сигналів F1 або F2 (вимірюється в децибелах від несучої). - Двохтональний динамічний діапазон неспотвореного сигналу (Two-Tone SFDR) – визначається як відношення середньоквадратичного значення вхідного сигналу до середньоквадратичного значення максимальної спектральної компо- ненти, яка спотворює результат перетворення. В більшості випадків вхідним си- гналом АЦП при визначенні даного параметра є синусоїдальний сигнал. 4. Відношення потужності шуму на виході АЦП з фільтрацією шуму на вході до потужності шуму на виході АЦП без фільтрації шуму на вході (NPR – Noise Power Ratio). Цей тест використовується для оцінки АЦП, на вхід якого подається гаусів шум у смузі частот перетворення. Рівень шумів у смузі частот регулюється так, щоб не перевищувати частоту Найквіста, на якій починається ТЕСТУВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ШВИДКОДІЮЧИХ АЦП Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 57 обмеження смуги вхідного сигналу. Потім шум на вході АЦП послаблюється вузькосмуговим режекторним фільтром з регульованою смугою. За допомогою ШПФ-тестування визначається відношення щільності шуму на виході АЦП у смузі вузькосмугового фільтру до щільності шуму поза смугою цього фільтру. 5. Смуга вхідного сигналу повної потужності (Full Power Bandwidth). Вимі- рюється в мегагерцах в області високих частот і визначається за допомогою ШПФ-тестування як частота зрізу, тобто на цій частоті сигнал повної потужнос- ті зменшується на 3 дБ. 6. Тестування АЦП шляхом підмішування випадкового сигналу (Dither testing). Прикладаючи до входу АЦП додатковий шумовий сигнал, можна змен- шити вплив статичних спотворень на передаточну функцію перетворювача за рахунок подальшої обробки результатів кодування. Метод підмішування дозво- ляє локалізувати похибки АЦП. Є два види підмішування шуму: широкосмуго- вий і поза смугою пропускання АЦП. Переваги цього методу можуть бути про- демонстровані за допомогою віртуальної моделі АЦП ADIsimADC і ПЗ ADC Analyzer [2, 3]. 7. Вхідні параметри АЦП (Analog Input). - Вхідний імпеданс (Analog Input Impedance) – відношення вхідної комплек- сної напруги до вхідного комплексного струму перетворювача. - Коефіцієнт стоячої хвилі на вході (VSWR – Voltage Standing Wave Ratio) – визначається потужністю сигналу відбиття на вході АЦП. 8. Динамічний діапазон вхідного сигналу повної потужності АЦП (Vp–p – Analog Input Full-Scale Range). Сигнал повної потужності (симетричний або не- симетричний) прикладається до входу АЦП і оцінюється достовірність резуль- татів кодування. 9. Діапазон вхідного синфазного сигналу (Common-Mode Input Range). Вимі- рюється у вольтах і представляє собою максимально допустимі напруги постій- ного струму, які прикладаються до обох входів перетворювача з симетричним (диференціальним) вхідним каналом. 10. Коефіцієнт послаблення синфазного сигналу (CMRR – Common-Mode Rejection Ratio). Вимірюється в децибелах і визначається як послаблення на ви- ході АЦП синфазного сигналу, який прикладається до входу АЦП. 11. Апертурна затримка (Aperture Delay). Вимірюється в пікосекундах як час затримки між сигналом вибірки і сигналом кінця перетворення. 12. Апертурна невизначеність або апертурне тремтіння (Aperture Jitter or Aperture Uncertainty); (вимірюється в пікосекундах). Ця невизначеність виклика- на тим, що при кодуванні змінного сигналу неможливо абсолютно точно зафік- сувати момент початку процесу кодування. В АЦП з УВХ апертурна невизна- ченість визначається часом переходу ключа з режиму слідкування в режим збе- рігання. В паралельних або флеш-АЦП апертурна невизначеність визначається часом спрацювання компараторів. 13. Рівень перехресних завад (Crosstalk); (вимірюється в децибелах). Цей па- раметр може бути виміряний двома способами. У першому випадку на будь- який з каналів багатоканального АЦП (який знаходиться в замкнутому стані) В.О. РОМАНОВ, І.Б. ГАЛЕЛЮКА Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 58 подається вхідний сигнал повної потужності та базової частоти і запам'ятовуєть- ся його цифровий еквівалент. Потім цей же сигнал почергово подається на інші розімкнуті канали багатоканального АЦП і результати кодування запам'ятову- ються. Коефіцієнт послаблення перехресної завади вираховується як відношення першого і найгіршого другого результатів кодування. В другому випадку на вхід багатоканального АЦП подаються сигнали з перерегулюванням 3 дБ, а процес вирахування коефіцієнта послаблення перехресної завади виконується аналогіч- но першому випадку. 14. Шум, приведений до входу (Input-Referred Noise); (вимірюється в ОМР). Обчислення шуму, приведеного до входу, здійснюється при заземленому вході АЦП. При цьому будується гістограма розподілу цього шуму [2]. 15. Час відновлення АЦП після перерегулювання (Out-of-Range Recovery Time); (вимірюється кількістю тактів). На вхід АЦП подається сигнал з перере- гулюванням, який на 10 % вище максимально допустимого. Після чого подаєть- ся сигнал повної потужності і відбувається його кодування. Час відновлення – це час, необхідний перетворювачу для забезпечення номінальної точності кодуван- ня даного сигналу після перерегулювання. 16. Часові параметри АЦП на змінному струмі. - Мінімальна частота перетворення (Minimum Converter Rate) – вимірюється в мільйонах вибірок за секунду і визначається як частота, на якій відношення SNR падає нижче гарантованої межі на 3 дБ. - Максимальна частота перетворення (Maximum Converter Rate) – вимірю- ється в мільйонах вибірок за секунду і визначається як частота, за якої здійснено тестування АЦП. Вище цієї частоти метрологічні параметри, наведені в техніч- ному описі, не гарантуються. - Затримка конвеєрного АЦП (Pipeline Delay) – вимірюється числом тактів. Ця затримка характерна для конвеєрних АЦП, в яких результат першого перет- ворення з'являється не в першому такті, а через декілька тактів, після чого ре- зультати з'являються в кожному такті перетворення. - Затримка розповсюдження (Propagation Delay) – вимірюється в наносекун- дах і являє собою часовий інтервал між тактовим імпульсом запуску і встанов- леними логічними сигналами вихідного коду АЦП. - Тривалість сигналу вибірки або циклу кодування (Encode Pulse Width or Encode Duty Cycle) – це мінімальний час, за який здійснюється кодування вхід- ного сигналу. Розрізняють мінімальну тривалість позитивного і негативного стану сигналу вибірки. У першому випадку відбувається вибірка, а в другому – кодування вхідного сигналу. Для багатьох АЦП нормується не тривалість вибір- ки і кодування, а тривалість циклу кодування. Цей час обернено пропорційний максимальній частоті вибірки. Для визначення цього параметра необхідно, щоб при кодуванні сигналу повної потужності відношення SNFRS відрізнялося від заданого не більше ніж на 3 дБ. 17. Похибки перетворення АЦП із-за перевищення заданої частоти вибірки (CER – Conversion Error Rate). Цей параметр вимірюється при збільшенні часто- ти кодування до тих пір, поки рівень шуму на виході АЦП не перевищить зада- ТЕСТУВАННЯ ТА ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ШВИДКОДІЮЧИХ АЦП Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 59 ний. Допустиме значення SNR вказано в технічному описі. Реальне значення цього відношення можна отримати шляхом тестування. Виходячи з того, яка імовірність помилки прийнята (довірчий інтервал 3, 4 або 6 ), можна встанови- ти, чи відповідає АЦП, який проходить тестування, цим вимогам. Тестування АЦП на постійному струмі. Передбачає тести для визначення наступних характеристик: 1. Похибка в крайній точці шкали (Gain Error). Це зведена відносна похибка АЦП в крайній точці шкали, яка виражена у відсотках. 2. Розузгодження в крайній точці шкали (Gain Matching). Нормується у від- сотках для багатоканальних АЦП. 3. Зведена похибка зсуву нуля (Offset Error). Нормується у відсотках. 4. Розузгодження у початковій точці шкали (Offset Matching). Нормується в мілівольтах для багатоканальних АЦП. Визначається як різниця максимального позитивного зсуву нуля в одному з каналів багатоканального АЦП і мінімально- го від'ємного зсуву нуля в одному з каналів багатоканального АЦП. 5. Температурний дрейф (Temperature Drift). Нормується в ppm (part per mil- lion) при температурі 25 °С. Це температурний дрейф напруги зсуву нуля і від- хилення в крайній точці шкали в робочому діапазоні температур щодо значень даних параметрів. 6. Високий / низький рівень вихідного сигналу. Високий рівень вихідного си- гналу (VOH) – напруга, яка відповідає високому логічному рівню (наприклад, логічній одиниці). Низький рівень вихідного сигналу (VOL) – напруга, яка від- повідає низькому логічному рівню (наприклад, логічному нулю). Тестування проводиться на тестових сигналах постійного струму або тестових сигналах ду- же низьких частот. 7. Лінійність (Linearity). Характеризується диференціальною і інтегральною нелінійностями. - Диференціальна нелінійність (DNL). Вимірюється між двома сусідніми кодами аналого-цифрового перетворення. - Інтегральна нелінійність (INL). Визначається як максимальне відхилення реальної передаточної характеристики від її ідеального значення - Пропуски кодів (Missing Code). Якщо диференціальна нелінійність пере- вищує 1 ОМР, то має місце пропуск коду, тобто зі зміною вхідного сигналу АЦП на величину, яка перевищує одиницю молодшого розряду, код на виході перет- ворювача залишається попереднім. Таким чином, якщо в технічному описі вка- зано, що пропуски кодів відсутні, але диференціальна нелінійність перевищує 1 ОМР, то це свідчить про некоректність такого опису. 8. Коефіцієнт послаблення нестабільності джерела живлення (PSRR – Power Supply Rejection Ratio). Нормується в децибелах. Вимірюється, наприклад, шляхом зміни значення напруги живлення і подальшої зміни напруги зсуву нуля АЦП, виражається у відсотках від повної шкали. Але в більшості випадків кое- фіцієнт PSRR виміряються шляхом додавання до напруги живлення змінної складової і наступним ШПФ-тестуванням вихідних кодів АЦП. Коефіцієнт пос- В.О. РОМАНОВ, І.Б. ГАЛЕЛЮКА Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2007, № 6 60 лаблення вираховується шляхом відношення гармонічної складової в колі жив- лення до гармонічної складової тієї ж частоти на виході АЦП. Таким чином, розглянуті методи тестування та оцінювання основних пара- метрів сучасних швидкодіючих АЦП на змінному і постійному струмах. Зазна- чимо, що більшість з нормованих параметрів сучасних АЦП відрізняється від прийнятих у вітчизняній літературі. Як випливає з аналізу, для тестування й оцінки параметрів швидкодіючих АЦП за кордоном використовується коштовна вимірювальна апаратура, яка, як правило, відсутня у вітчизняних розробників пристроїв і систем збору даних на основі таких АЦП, що заважає розповсю- дженню цих методів в Україні. У зв'язку з цим для тестування й оцінки параметрів швидкодіючих АЦП пропонується використовувати віртуальні оціночні плати ADIsimADC, Register Configuration Tools та інші, які є складовою частиною віртуальної лабораторії автоматизованого проектування [2]. Зокрема, засоби моделювання поведінки АЦП ADIsimADC входять в склад ПЗ ADC Analyzer і підтримуються такими пакетами як MATLAB, C++, LabVIEW, Signal Express, ADS і Applied Wave Research's Visual System Stimulatior. Віртуальна оціночна плата ADIsimADC до- зволяє оцінити параметри конкретного АЦП на його моделі без використання складних і коштовних апаратних засобів [3]. 1. Брэннон Б., Ридер Р. Средства тестирования и методы оценки параметров ИМС быстро- действующих АЦП // ЭКиС – Киев: VD MAIS, 2007. – № 4. – С. 3–12. 2. Palagin O. V., Galelyuka I. B., Romanov V. O. Structure and organization of typical Virtual Laboratory for Computer-Aided Design // Proceeding of the Third IEEE Workshop on "Intelli- gent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications", IDAACS'2005. – Sofia, Bolgaria, 2005, September 5–7. – Р. 460–463. 3. Галелюка И. Как виртуальная плата ADIsimADC моделирует поведение преобразователей данных // ЭКиС – Киев: VD MAIS, 2006. – № 6. – C. 8–11. Отримано 04.06.2007

Тестування та оцінювання параметрів швидкодіючих АЦП

Репозитарії

Схожі ресурси