CS245323B1 - Digital-to-analog converters measuring circuits connection - Google Patents

Description

Vynález sa týká zapojenia obvodov na meranie číslicovo-analógových prevodníkov s rozsahom do 14 bitov, najmá čípov na křemíkových doškách.

Vyhodnocovanie linearity prevodníka, ktorá je jedným z najdóležitejších parametrov je možné robit například meraním výstupných napatí prevodníka pomocou dostatečné přesného meracieho prístroja a rozlišením minimálně 18 bitov, alebo porovnáváním meraného prevodníka, připadne čipu s normálom požadovanej přesnosti, u ktorého linearita zodpovedá aspoň 14 až 16 bitovému převodníku. Prvé zapojenie má nevýhodu v tom, že analógovo-číslicové převodníky s rozlišením nad 18 bitov sú velmi tažko dostupné a štandardné meracie přístroje sú pre toto použitie pomalé, pretože umožňujú řádové len desiatky meraní za sekundu. Druhé zapojenie je náročné na porovnávacie normály, ktoré sú zriedkavé a ich realizácia pomocou diskrétnych súčiastok je velmi obťažná.

Vyššie uvedené nevýhody odstraňuje a problém merania rieši zapojenie číslicovo-analógových prevodníkov podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že číslicovo-analogový převodník je připojený cez převodník prúd/ /napátie, spínač a první oddělovací sledovač na jeden vstup diferenciálneho zosilňovača. Na druhý vstup je připojený výstup druhého oddelovacieho sledovača připojeného cez přepínač na dělič. Výstup diferenciálneho zosilňovača je připojený na analogový multiplexér připojený na vstup 16 bitového analógovo-číslicového prevodníka, ktorého digitálny výstup je připojený na počítač.

Uvedeným zapojením dochádza k rozšíreniu rozsahu meracieho 16 bitového prevodníka prekticky na 20 bitov. Velkou výhodou vynálezu je vysoká rýchlosť převodu analógovej veličiny na číslicovú, čo je dóležité hlavně pri meraní čipov číslicovo-analógových prevodníkov v priebehu justovania odporovej siete, například laserom, pri zachovaní vlastností meracieho 16 bitového číslicovo-analógového prevodníka, pričom obe zapojenia merania výstupného napátia používajú rovnaké zosilnenia, ktorého hodnota nie je rozhodujúca, nakofko pri justovaní nie sú rozhodujúce jednotlivé výstupné hodnoty, ale vztahy medzi nimi.

Na pripojenom výkrese je znázorněné příkladné řiešenie zapojenia obvodov na meranie číslicovo-analógových prevodníkov, kde je nakreslená bloková schéma.

Zapojenie obvodov na meranie číslicovo-analógových prevodníkov pozostáva z číslicovo-analógového prevodníka 1, ktorý je připojený cez převodník 2 prúd/napátie, spínač 5 a první oddělovací sledovač 8 na jeden vstup diferenciálneho zosilňovača 6 je připojený výstup druhého oddelovacieho sledovača 9 připojeného cez přepínač 4 na dělič 3. Výstup diferenciálneho zosilňovača 6 je připojený na vstup analogového multiplexéra 10, ktorého výstup je připojený na vstup analógovo-číslicového prevodníka 7. Výstup analógovo-číslicového prevodníka 7 je připojený na počítač 11. Cez analogový multiplexér 10 je možné merať například priamy výstup z prevodníka 2 prúd/napátie meraného prevodníka.

Funkcia zapojenia obvodov na meranie číslicovo-analógových prevodníkov je následovně:

Pri meraní výstupných napátí, ktoré prislúchajú menej významovým bitom, na ktorých hodnota napatia je menšia ako 0,4 V je invertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača 6 cez spínač 4 spojený na nulový potenciál. Výstupné napátia z číslicovo-analógového prevodníka 1 sa privádzajú na diferenciálny zosilňovač 8, ktorý pracuje ako neinvertujúci zosilňovač a jeho zosilnenie je 16 násobné. Výstupné napátia sa z něho vedú na analógovo-číslicový převodník 7 a dobou převodu pod 50 mikrosekúnd a z jeho výstupu do počítača 11, kde sa jednotlivé merané hodnoty porovnávajú a na základe výsledkov sa rozhoduje, ktorý váhový odpor je potřebné dostavovat' a o akú hodnotu, připadne aké sú odchýlky od ideálnych hodnót.

Meranie výstupných napátí zodpovedajúcich významovo vyšším bitom s hodnotami napátí, ktoré móžu pri 16 násobnom zosilnení překročit rozsah meracieho analógovo-číslicového prevodníka 7 (10 V) robí sa tak, že sa cez přepínač 4 a druhý oddělovač sledovač 9 na invertujúci vstup diferenciálneho zosilňovača 6 privedú podlá potřeby referenčně napátia zodpovedajúce svojim pomerom hodnotám výstupných napatí spínača 5 významovo najv.yšších bitov číslicovo-analógového prevodníka 1. Absolútna hodnota týchto referenčných napátí nie je rozhodujúca, ale ich poměr. V tomto režime pracuje diferenciálny zosilňovač 8 ako rozdielový a na jeho výstupe sa objavuje 16-krát zosilnený rozdiel medzi vstupnými napátiami jeho vstupov. Volba logických vstupov Bl — B12 meraného prevodníka sa uskutočňuje cez počítač 11, podobné aj start analógovo-číslicového prevodníka 7.

Pri vyhodnocovaní merania je potřebné dosiahnúť stavu, aby platilo u každej dvojice susedných bitov

Un = 2 un + 1 kde n = číslo bitu spínača 5 a prepínača 4.

Po přivedení nulovej úrovně cez přepínač a spínač 5 na vstupy diferenciálneho zosilňovača 6 možno cez analógovo-číslicový převodník 7 zistiť trvalú odchýlku diferenciálneho zosilňovača 6 a analógovo-číslico245323 vého prevodníka 7, ktorá sa použije na korekciu naměřených hodnót v počítači 11 alebo je možné pomocou vonkajších dostavovacích prvkov vyrovnat (trvalúj odchýlku diferenciálneho zosilňovača 6.

Claims (1)

1. Zapojenie obvodov na meranie číslicovo-analógových prevodníkov pozostávajúce z číslicovo-analógového prevodníka, prevodníka prúd/napátie, deliča diferenciálneho zosilňovača, analógovo-číslicového prevodníka, oddělovacích sledovačov, analógového multiplexéra a počítača vyznačené tým, že číslicovo-analógový převodník (1) je připojený cez převodník (2) prúd/napatie, spínač (5j a první oddělovací sledovač (8) na jeVYNÁLEZU den vstup diferenciálneho zosilňovača (6), pričom na jeho druhý vstup je připojený výstup druhého oddelovacieho sledovača (9) připojeného cez přepínač (4) na dělič (3), zatial čo výstup diferenciálneho zosilňovača (6J je připojený na analogový multiplexér (10), připojený na vstup analógovo-číslicového prevodníka (7), ktorého výstup je připojený na počítač (lij.

   1 list výkresov