Контроль динамических параметров ЦАП

Файл : 240-2447.DOC

PAGE 1 PAGE 8

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Новгородский государственный университет

им. Ярослава Мудрого

——————————————————————————————

Кафедра физики твёрдого тела и микроэлектроники

Контроль динамических параметров ЦАП

Реферат по дисциплине

“Испытания изделий электронной техники”

Выполнил

Студент гр.4031

Избачков Ю.С.

Проверил

Доцент каф. ФТТиМ

Крутяков Л.Н.

Новгород

1999

Введение

Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразовате​ли АЦП находят .широкое применение в различ​ных областях современной науки и техники. Они являют​ся неотъемлемой составной частью цифровых измери​тельных приборов, систем преобразования и отображе​ния информации, программируемых источников питания, индикаторов на электронно-лучевых трубках, радиоло​кационных систем, установок для контроля элементов и микросхем, а также важными компонентами различных автоматических систем контроля и управления, устройств ввода-вывода информации ЭВМ.

В данной работе рассматриваются основные методы контроля динамических параметров ЦАП.

Динамические свойства ЦАП характеризуются временем установления (преобразования), которое является наи​более сложно контролируемым и трудно поддающимся автоматизации параметром быстродействующих многоразрядных ЦАП.

Это объясняется необходимостью сов​мещения высокого быстродействия измерителя времени установления с его высокой разрешающей способностью по амплитуде (такой же, как и при контроле статичес​ких параметров) для обеспечения фиксации момента достижения выходным сигналом ЦАП номинального значения с погрешностью ±'/2 значения младшего раз​ряда. Кроме того, ограниченная полоса пропускания из​мерительного тракта и тепловые эффекты в сочетании с неизбежным присутствием шума могут вносить значительную неопределенность в измерение. Задачу можно существенно упростить, если установившееся значение выходного сигнала контролируемого преобразователя совместить с нулевым уровнем и анализировать переход​ный процесс вблизи нулевого потенциала. Это относится и к схемам, использующим в качестве индикатора осцил​лограф. Рассмотрим несколько возможных вариантов схем устройств контроля времени установления ЦАП с осциллографическим индикатором, нашедших примене​ние в мелкосерийном и опытном производстве, в лабора​торных исследованиях.

Рисунок 1 - Схема устройства контроля времени установ​ления ЦАП с компенсацией установившегося значения его выходного сигнала

Одна из таких схем показана на рисунке 1. Прямо​угольный эталонный сигнал, синхронный с прямоуголь​ным сигналом цифрового входа ЦАП, но не совпадаю​щий по фазе с выходным сигналом ЦАП, суммируется с последним. Амплитуда эталонного прямоугольного сиг​нала Uэ регулируется для точного совпадения с ампли​тудой Uп.ш выхода ЦАП по окончании переходных про​цессов. Это обеспечивает наблюдение переходного про​цесса на экране осциллографа относительно нулевого уровня. Фиксирующие диоды ограничивают отклонение напряжения в период переходных процессов, что сущест​венно уменьшает время восстановления перегрузки осциллографа. При переключении цифрового входа млад​шего разряда из положения «динамический» в положе​ние логической «1» или логического «0» на экране осцил​лографа будут наблюдаться импульсы с частотой генера​тора и амплитудой, равной значению младшего разряда Δ ЦАП относительно нулевого уровня. При этом время установления определяется как время, необходимое для того, чтобы напряжение отклонения от нулевого уровня не превышало (±'/2) Δ. Если требуется измерить только время установления напряжения полной шкалы, то на​пряжение эталонного прямоугольного сигнала Uэ на вход осциллографа не подается, что упрощает процесс изме​рения с помощью устройства, приведенного на рисунке 1.

Рисунок 2 - Схема устройства контроля времени установления ЦАП при «главном переносе»

Как отмечалось, если ЦАП работает в режиме слежения (со сменой смежных кодовых комбинаций), то его время установления имеет большее значение, чем время установления полной шкалы. При этом наибольший переходной процесс наблюдается в случае «главного переноса», когда все разряды меняют свое состояние (цифровое число меняется от 0111 ... 1 до 1000 ... О или наоборот). Процесс же измерения времени установления при смене смежных кодовых комбинаций на цифровых входах ЦАП существенно упрощается, поскольку при этом установив​шиеся значения выходного сигнала ЦАП для смежных кодов отличаются на значение младшего разряда.