1、测试技术卷(taking Unbipolar for exampie)，and introduce three kind of measu rementci rcuts fo r DNLINLKey words：Digital to analog converter、DNLCLC humbenTN79 Document code=BAD转换芯片(以下简称AD)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AD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。AD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AD提供控制信号及捕获
2、转换后的数字量，要求有足够的向量深度并能够提供灵活复杂的时序。模拟NLArticle Io：1 00301 07(2006、1 2-0006-02部分的作用是对DA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1：1DNL、I NL的定义11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 ll ，芹 读写及 II转换信号 ! Ii I模拟管被测AD 剥蒜喾川 |IIJIi匕 型烈iN辨舢模拟管数字子系统； 脚矩阵t1智能 |
3、 I模拟子系统一一JTest TechnologyC0de Wi dthi】2V【。一Vi-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：， VFsTV zsTLSB=二二二_二2 6182V，。，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。DNLi】2 C0 d e Wi dt h。】一1 L SBDNL=MAX(DNLi】)12线性误差首先介绍一下代码中心(C0de Center)。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
4、法如下：V【。】一Vi-1Code Centeri】22+Vi一1】iI N Li】=(VF SV z s)+2 6181VOFFSET卜Cod e Cente。12 o 8 6第1 2期万方数据测试技术卷1-eSt Techn0IogYV，。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I NLINL=MAX(INL r。1)2DNL、INL的测试方法21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DA产生一基准电压，使被测AD输出一数
5、码为i，然后由步进DA产生微小步进电压，直至被测AD输出的数码进一为i+1，记下此时施加在被测AD上的模拟电压为V。，当i为最大值时，V。为V，一，+1 LSB。步进DA产生的微小步进电压应远远小于被测被测AD的LSB。在图中，一个微小步进电压与被测AD的1 L SB的比例关系由步进DA的位数及参考电压、被测AD的位数及参考电压、R、R，决定。当获得所有的V后，根据DNL及I NL的定义就可计算出DNL及I NL的值。22伺服测试法图2期望数字VlH】基本设定DA设定的模拟输出值图42 O O 6第1 2期数字输出十I 基本设定0A 小步进DAI 设定的模拟输ttt值 设定的输出模拟值I r一
6、I l u一I一伺服测试法的电路图如下：在图3中，基本值设定DA设定的输出模拟值一般使被测AD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DA的输出模拟值，此值与基本值设定DA设定的输出模拟值通过图3中运算放大器相加使被测AD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DA新的输出模拟值，如此循环，使被测AD的模拟输入值逐渐逼近使被测AD的数字输出从i一1变为i时模拟值输入为Vi_直至获得Vi_。1值。下图表示了伺服测试法被测AD的模拟输入的变化。小步进DA应能产生远远小于被测被测AD的LSB的微小步进电压。在
7、图3中，一个微小步进电压与被测AD的LSB的比例关系由小步进DA的位数及参考电压、被测AD的位数及参考电压、相关电阻决定。当获得所有的Vi_，1后，根据DNL及I NL的定义就可计算出DNL及I NL的值。23直方图测试法 ：直方图测试法的电路图如下：；l墨I 5在图5中，步进DA向被测AD提供模拟电压，步进DA和被测AD的参考电压一样，步进DA的位数至少要比被测AD的位数高4位。这样理论上步进DA至少要步进1 6次，被测DA的输出数码才进1次。直方图测试法就是通过统计，得知每一个被测DA的输出数码对应的步进DA步进的次数，从而计算出被测DA的DNL及1 N L值的方法。现举例说明，设被测DA
8、为n位，步进DA为n+4位。请看如下两图。图6反映的是理想的每一个被测DA的输出数码对应的步进DA步进的次数。图7反映的是实际测试时每一个被测DA的输出数码对应的步进DA步进的次数。在实际计算时，要先计算被测DA的输出数码从i=1到i=2”一2时，步进DA步进的总次数tI。设每一个被测DA的输出数码对应的步进DA步进的次数为lI【j J。有：万方数据程序时，往往会顾此失彼。确定什么样才算缺陷和将缺陷归类有时非常棘手。因为这关系到编程时的参数设定。缺陷通常可分为两类，即硬缺陷和软缺陷。硬缺陷好选择，如缺件和空焊；软缺陷是参数性缺陷，如元件偏移和少锡等，这些缺陷有一个判定的区间范围，参数的确定是个
9、难题。不良检出率误判(A 0 I检测出的不良，最终还是要人来判断)，因此除了要依靠上面说SPC进行逐步改善外，如果能从发生缺陷的概率去推理就能做得更好，比如对少锡的缺陷用多个视窗去检测，这就大大提高不良检出率，也能减少误判。再如对缺件既能从缺件角度也能从错件，反件角度去判断。卷gy质理编缺陷反馈是量化的数据，而不是一句描述性的语言，否则A 0 I无法接受。因此AOI工程师的另一个特质要求就是要有很好的数字化归纳能力。这对管理者来说是“选对人，才能做对事”，对工程师来说则是要“扬长避短”。所以这虽不是技术问题，但确实也是用好AOI的一个要素。一丰一术一术木一术牢幸一爿c一术术一术一木术半一年木：
10、i(一术一事一牢一木一木一半一术一爿c术一术一爿c半一半一半一卓一术测的数应进步次i=2“一2H5Hii=1在直方图测试法中：L S B： 旦H。一1LSB。1 LS BDNL=MAX(DNL。)DNL。+DNL。11 NLi-1+一INL=MAX(INL【，)24DNL、INL测试时注意事项以上三种测试方法主要是针对高位数的AD测试。为使测试效果良好，避免误差，应注意以下几点。首先为测试电路中AD、DA提供的参考电压应尽可能的精确。测试电路中选用的运算放大器的偏置电压、偏置电流应尽可能的小。在印制板制做上，要有单独的电源层、接地层，要分数字地、模拟地。电源和地要尽可能的干净，没有用到的管脚要
11、接地。图6鼋辛质量ELECTRONICS QUALITY16一个被测DA的输出数码对应的步逸D限步进的次数0圈73结束语AD的DNL、I NL测试要准确理解参数的定义，在理解的基础上，要积极探索新的高效的测试方法，本文介绍的测试技术均已实际运用，有很好的测试效果。参考文献：电子元器件参数计量测试大全电子工业出版社_ 。被测DA的输出数码 2“-2 O 0 6第l 2期万方数据A/D转换芯片的DNL和INL参数测试作者： 谢力， Xie Li作者单位： 国电自动化研究院,210003刊名： 电子质量英文刊名： ELECTRONICS QUALITY年，卷(期)： 2006，(12)引用次数： 0次参考文献(1条)1.电子元器件参数计量测试大全相似文献(0条)本文链接：http:/
