Контроль динамических параметров ЦАП

Информация - Радиоэлектроника

Другие материалы по предмету Радиоэлектроника



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 преобразователи АЦП находят .широкое применение в различных областях современной науки и техники. Они являются неотъемлемой составной частью цифровых измерительных приборов, систем преобразования и отображения информации, программируемых источников питания, индикаторов на электронно-лучевых трубках, радиолокационных 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 наиболее сложно контролируемым и трудно поддающимся автоматизации параметром быстродействующих многоразрядных ЦАП.

Это объясняется необходимостью совмещения высокого быстродействия измерителя времени установления с его высокой разрешающей способностью по амплитуде (такой же, как и при контроле статических параметров) для обеспечения фиксации момента достижения выходным сигналом ЦАП номинального значения с погрешностью /2 значения младшего разряда. Кроме того, ограниченная полоса пропускания измерительного 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 переходный процесс вблизи нулевого потенциала. Это относится и к схемам, использующим в качестве индикатора осциллограф. Рассмотрим несколько возможных вариантов схем устройств контроля времени установления ЦАП с осциллографическим индикатором, нашедших применение в мелкосерийном и опытном производстве, в лабораторных исследованиях.

Рисунок 1 - Схема устройства контроля времени установления ЦАП с компенсацией установившегося значения его выходного сигнала

Одна из таких схем показана на рисунке 1. Прямоугольный эталонный сигнал, синхронный с прямоугольным сигналом цифрового входа ЦАП, но не совпадающий по фазе с выходным сигналом ЦАП, суммируется с последним. Амплитуда эталонного прямоугольного сигнала Uэ регулируется для точного совпадения с амплитудой Uп.ш выхода ЦАП по окончании переходных процессов. Это обеспечивает наблюдение переходного процесса на экране осциллографа относительно нулевого уровня. Фиксирующие диоды ограничивают отклонение напряжения в период переходных процессов, что существенно уменьшает время восстановления перегрузки осциллографа. При переключении цифрового входа младшего разряда из положения динамический в положение логической 1 или логического 0 на экране осциллографа будут наблюдаться импульсы с частотой генератора и амплитудой, равной значению младшего разряда ? ЦАП относительно нулевого уровня. При этом время установления определяется как время, необходимое для того, чтобы напряжение отклонения от нулевого уровня не превышало (/2) ?. Если требуется измерить только время установления напряжения полной шкалы, то напряжение эталонного прямоугольного сигнала Uэ на вход осциллографа не подается, что упрощает процесс измерения 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 установившиеся значения выходного сигнала ЦАП для смежных кодов отличаются на значение младшего разряда.

На рисунке 2 показана схема устройства контроля времени установления ЦАП при кодовой комбинации главного переноса. Все разряды ЦАП, кроме старшего, возбуждаются параллельно с помощью генератора Г прямоугольных импульсов. Этот же сигнал после инвертора Ин подается на старший разряд, вызывая его включение в момент выключения всех остальных разрядов. Выходной сигнал ЦАП при этом представляет собой прямоугольный сигнал с амплитудой ? относительно уровня, равного половине полной шкалы. Выход ЦАП связан со входом осциллографа только по пере