АЦП- аналого-цифровые преобразователи

     Для исключения влияния погрешности формирования входного сигнала АЦП и его статической погрешности преобразования на определение динамической погрешности АЦП устройством сравнения кодов сопоставляют текущее значение выходного сигнала   АЦП при   с его выходным сигналом Ni' для режима преобразования, когда  . Для этого при управляющем коде N_i на входе образцового ЦАП результат преобразования АЦП N_i' в статическом режиме его работы (при t_зд>>t_пр) записывается в запоминающий регистр ЗРг₂ и затем сравнивается с текущим результатом преобразования АЦП N_i' при уменьшении t_зд. В момент времени, когда выходной сигнал AN устройства сравнения кодов превысит допустимую погрешность преобразования, уменьшение временной задержки t_зд устройством управления УУпрекращается и производится регистрация ее значения t_зд=t_пр= =nδt=KN_x, т. е. время преобразования t_пр пропорционально входному коду N_x программируемой линии задержки.

      Для преобразователей, не использующих команду внешнего запуска и не формирующих сигнал окончания цикла преобразования, время преобразования t_пр определяют путем измерения минимального временного интервала между моментами подачи ступенчатого входного сигнала АЦП и выдачи сигнала преобразования, находящегося в пределах допустимых значений. Единственное отличие схемы, обеспечивающей контроль t_пр таких АЦП, от предыдущей состоит в том, что момент начала преобразования совпадает с моментом подачи через ключ К (показанный на рис. 10 пунктиром), управляемый импульсом запуска генератора Г, входного воздействия с ЦАП на контролируемый АЦП. Сложность реализации такой схемы, особенно для контроля быстродействующих АЦП, заключается в высоких требованиях к параметрам формируемого ключом входного воздействия АЦП, время достижения которым номинального значения должно быть много меньше времени преобразования контролируемого АЦП. Регистр ЗРг₂, запоминающий результат преобразования АЦП в статическом режиме, позволяет исключить статическую погрешность ключа (в том числе его временную нестабильность) и тем самым значительно уменьшить требования к параметрам входного сигнала АЦП.

     Схема устройства измерения времени преобразования t_пр тактируемых АЦП (рис. 11), в которых начало преобразования совпадает с моментом поступления импульса запуска (синхронизирующего импульса), отличается от предыдущих схем тем, что частота f_г тактовых импульсов генератора Г возрастает до момента превышения результатом преобразования контролируемого АЦП допустимого значения, после чего с помощью устройства измерения частоты Ч производят измерение частоты тактовых импульсов, определяющих время преобразования: t_np=n/f_r, где п—число тактов уравновешивания за один цикл измерения, зависящее от разрядности контролируемого АЦП.

В данной главе  были рассмотрены основные структуры ИМС АЦП, параметры и методы их контроля. Проведенный анализ методов контроля позволяет сделать вывод, что наиболее универсальным является метод, использующий образцовый ЦАП, на базе которого возможно построение автоматизированного КИО для проверки как ЦАП, так и АЦП. Среди контролируемых параметров наибольшую сложность с точки зрения обеспечения их контроля представляют нелинейность характеристики преобразователей и их время преобразования. В первом случае требуется образцовый преобразователь с высокой разрешающей способностью и линейностью, во втором — широкополосный усилитель и быстродействующий стробируемый дискриминатор уровней с высокой чувствительностью по амплитуде.

Рисунок 10. –Схема устройства                     Рисунок 11. – Схема устройства

измерения времени преобразования              измерения времени преобразования

тактируемых АЦП                                           АЦП без фиксации момента окончан-

                                                                          чания цикла преобразования

     Все это свидетельствует о том, что создание автоматизированного КИО для ИМС АЦП является очень сложной научно-технической проблемой. Непрерывное совершенствование параметров выпускаемых ИМС АЦП, повышение их разрешающей способности, быстродействия требуют дальнейшего совершенствования существующих и разработки новых методов и средств контроля. Появление преобразователей с числом разрядов 16 и более вызывает необходимость создания КИО, которое по точностным характеристикам приближается к эталонным средствам. Обеспечение достоверного контроля подобных преобразователей становится возможным лишь в случае создания КИО, в котором для получения результата измерения широко используется вычислительная техника, позволяющая проводить статистическую обработку результатов отсчета, вводить дополнительные коррекции и т. д. При этом желаемый результат может быть достигнут, если КИО работает на специально оборудованном метрологическом участке, исключающем воздействие на него различных внешних дестабилизирующих факторов.

СПИСОК  ИСПОЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

 1. Измерения и контроль в микроэлектронике: Учебное пособие по                          специальностям электронной техники/Дубовой Н.Д., Осокин В.И., Очков А.С. и др.; Под ред. А.А.Сазонова.- М.:Высш. Шк.,1984.-367с., ил.

2.  Шило В.П. Популярные цифровые микросхемы. Минск: Радио и связь, 1989 г.

3.  Якубовский С.В. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы.  Минск: Радио и связь, 1989г.

4.  Тарабрин  Б.В. Интегральные микросхемы. – Минск: Радио и связь, 1984г.

 О.Н.Лебедев Применение микросхем памяти в электронных устройствах.