AD转换芯片的DNL和INL参数测试

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1、万方数据测试技术卷(takingUnbipolarforexampie)，andintroducethreekindofmeasurementcircu}tsforDNL．INL．Keywords：Digitaltoanalogconverter、DNLCLChumbenTN79Documentcode=BA／D转换芯片(以下简称A／D)的作用是将模拟信号转换为数字信号，被广泛应用于控制领域。对A／D的测试分为静态参数测试及动态参数测试。本文介绍的是静态参数中DNL、INL的测试。A／D的静态参数的测试系统主要由数字部分和模拟部分组成。数字部分的作用是对A／D提供控制信号及捕获转换后的数

2、字量，要求有足够的向量深度并能够提供灵活复杂的时序。模拟NLArticleIo：1003—0107(2006、12-0006-02部分的作用是对D／A提供高精度低噪声的模拟信号和参考电压。其测试系统的结构框如图1：1．DNL、INL的定义1．1微分线性误差(DNL)数字输出为i时，设使数字输出从i一1变为i时模拟值输入为V，，一⋯使数字输出从i变为i+1时模拟值输入为V⋯，则有定义数字输出i的码宽为：时钟和时序同步发生器l参考电压．I高精度扫l电压源ll㈧，芹读写及I转换信号!Ii．I模拟管被测A／D剥蒜喾川

3、

4、IIJ⋯Ii匕型烈iN辨舢模拟管数字子系统；脚矩阵t．1智能

5、I模拟子系统⋯

6、⋯一一JTestTechnologyC0deWidth[i】2V【。]一V[i-1]这时应注意当i=0(即所有数字输出为0)和i为最大值(即所有数字输出为1)时，这两个数字输出i的码宽为1LSB。LSB的定义如下：，．VFsT—VzsTLSB=—二二二_———二∑261‘8—2V，。，是使数字输出i从仅次于最大值的值变为最大值时的模拟值，V：。，是使数字输出i从0变为1时的模拟值。DNL[i】2C0deWidth[。】一1LSBDNL=MAX(DNL[i】)1．2线性误差首先介绍一下代码中心(C0deCenter)。代码中心是指当数字输出为i时，其二分之一码宽对应的模拟输入值。其计算方法

7、如下：V【。】一V[i-1]CodeCenter[i】22+V[i一1】iINL[i】=[——(VFS—Vzs)+261‘8—1VOFFSET卜CodeCente。[1]2o86第12期万方数据测试技术卷1-eStTechn0IogYV，。是使数字输出i=0的代码中心，V：。是使数字输出i为最大值时的代码中心。V。，，。。，是指失调电压。实际上线性误差是微分线性误差的累积，它还有一种算法：，NL。。，：-NL。。一，，+竺!!=_!立：攀已知INL⋯INL=MAX(INLr。1)2．DNL、INL的测试方法2．1斜升测试法斜升测试法的电路图如下：在图2中，由基准电压D／A产生一基准电压，

8、使被测A／D输出一数码为i，然后由步进D／A产生微⋯⋯··●●●●小步进电压，直至被测A／D输出的数码进一为i+1，记下此时施加在被测A／D上的模拟电压为V。，当i为最大值时，V[。]为V[，一，]+1LSB。步进D／A产生的微小步进电压应远远小于被测被测A／D的LSB。在图中，一个微小步进电压与被测A／D的1LSB的比例关系由步进D／A的位数及参考电压、被测A／D的位数及参考电压、R、R，决定。当获得所有的V⋯后，根据DNL及INL的定义就可计算出DNL及INL的值。2．2伺服测试法图2期望数字VlH】基本设定D／A设定的模拟输出值图42O6第12期数字输出十I基本设定0／A小步进D／

9、AI设定的模拟输ttt值’设定的输出模拟值Ir]一Ilu一I一◆伺服测试法的电路图如下：在图3中，基本值设定D／A设定的输出模拟值一般使被测A／D的数字输出码比期望数字输出码i小一位，经智能控制部分比较后，智能控制部分将设定小步进D／A的输出模拟值，此值与基本值设定D／A设定的输出模拟值通过图3中运算放大器相加使被测A／D输出新的的数字输出码，智能控制部分比较新的的数字输出码与期望数字输出码i后，将设定小步进D／A新的输出模拟值，如此循环，使被测A／D的模拟输入值逐渐逼近使被测A／D的数字输出从i一1变为i时模拟值输入为V『i_⋯直至获得V『i_。1值。下图表示了伺服测试法被测A／D的模

10、拟输入的变化。小步进D／A应能产生远远小于被测被测A／D的LSB的微小步进电压。在图3中，一个微小步进电压与被测A／D的LSB的比例关系由小步进D／A的位数及参考电压、被测A／D的位数及参考电压、相关电阻决定。当获得所有的V『i_，1后，根据DNL及INL的定义就可计算出DNL及INL的值。●2．3直方图测试法：●直方图测试法的电路图如下：；；l墨I5在图5中，步进D／A向被测A／D提供模拟电压，步进D／A和被测A／D的参考电压一样