DE102010017562A1

DE102010017562A1 - Messvorrichtung, Programm, Aufnahmemedium und Messverfahren

Info

Publication number: DE102010017562A1
Application number: DE102010017562A
Authority: DE
Inventors: Koji Asami
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2009-07-22
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2011-02-03
Also published as: US20110022341A1; JP2011030206A; US8706445B2

Abstract

Es wird eine Messvorrichtung zur Verfügung gestellt, welche die Charakteristik eines A/D-Wandlers misst, umfassend einen signalgebenden Abschnitt, der den A/D-Wandler versorgt mit einem analogen Eingabesignal mit einer vorgegebenen Kurvenform; einen erfassenden Abschnitt, der ein digitales Ausgabesignal erfasst, ausgegeben durch den A/D-Wandler als ein Ergebnis von Abfrage der analogen Eingabesignale; einen ein gemessenes Histogramm generierenden Abschnitt, der ein Histogramm generiert eines digitalen Ausgabesignal; und einen bereichberechnenden Abschnitt, der berechnet zumindest einem auf einem analogen Wert korrespondierend zu einer unteren Grenze und einem analogen Wert korrespondierend zu einer oberen Grenze eines vorgegeben digitalen Bereich, basierend (i) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, in einem durch Messung der digitalen Ausgabesignale erhaltenen gemessenen Histogramm, welche kleiner als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich, und/oder (ii) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten in einem gemessenen Histogramm, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.

Description

HINTERGRUND
1. TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, ein Programm, ein Aufnahmemedium und ein Messverfahren.
2. STAND DER TECHNIK
Eine Sinuskurvenhistogrammtechnik ist bekannt zur Messung der Charakteristik eines A/D-Wandler 10 (Analog/Digital-Wandler).

Patent Dokument 1: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 8-149005
Patent Dokument 2: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 8-223039
Patent Dokument 3: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 11-177424
Patent Dokument 4: Japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 10-79667
Nicht-Patent Dokument 1: Bruce E. Peetz, Arthur S. Muto, J. Martin Neil, „Measuring Waveform Recorder Performance", HEWLETT-PACKARD JOURNAL, November 1982, Seiten 21–29
Nicht-Patent Dokument 2: Joey Doernberg, Hae-Seung Lee, David A. Hodges, „Full-Speed Testing of A/D Converters", IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1984, Vol. SC-19, Nr. 6, Seiten 820–827

Mit dieser Sinuskurvenhistogrammtechnik wird ein Vergleich zwischen einem idealen Histogramm und einem gemessenen Histogramm gemacht, welches erhalten wird durch Messung der Ausgabe des A/D-Wandlers, wenn eine Sinuskurve in diesen eingegeben wird. Jedoch wird, aufgrund der unbekannten Bereichsfehler und der Offset-Fehler des als eine Vorrichtung unter Messung dienenden A/D-Wandlers, eine relativ hohe Belastung erzeugt durch Vorbereitung einer Amplitude der Eingabesinuskurve, Berechnung der Offsetspannung, und Berechnung des idealen Histogramms.
ZUSAMMENFASSUNG
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Messvorrichtung, ein Programm, ein Aufnahmemedium und ein Messverfahren zur Verfügung zu stellen, welche in der Lage sind die oben genannten den Stand der Technik begleitenden Nachteile zu überwinden. Die obigen und anderen Ziele können erreicht werden durch Kombinationen, wie beschrieben in den unabhängigen Ansprüchen. Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden Neuerungen.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine beispielhafte Messvorrichtung eine Messvorrichtung beinhalten, welche eine Charakteristik eines A/D-Wandler misst, umfassend einen signalgebenden Abschnitt, der den A/D-Wandler mit einem analogen Eingabesignal versorgt, welches eine vorgegebene Kurvenform hat; einen erfassenden Abschnitt, der ein digitales Ausgabesignal erfasst, welches durch den A/D-Wandler aufgegeben wird als ein Ergebnis der Abfrage des analogen Eingabesignals; einen gemessenen Histogramm generierenden Abschnitt, der ein Histogramm des digitalen Ausgabesignal generiert; und einen bereichberechnenden Abschnitt, der zumindest einen eines analogen Wert korrespondierend zu einer unteren Grenze und einem analogen Wert korrespondierend zu einer oberen Grenze eines vorgegeben digitalen Bereich berechnet, basierend auf zumindest einer von (i) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, in einem durch Messung des digitalen Ausgabesignals erhaltenen gemessenen Histogramms, welche kleiner als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich und (ii) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten in dem gemessenen Histogramm, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.
Der Zusammenfassungsabschnitt beschreibt nicht notwendiger Weise alle nötigen Eigenschaften der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Unterkombination von den Eigenschaften, wie oben beschrieben sein. Die oben beschriebenen und andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer Messvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, mit einem A/D-Wandler 10.
2 zeigt ein ideales Histogramm eines Sinuskurvensignals.
3 zeigt schematisch ein gemessenes Histogramm eines A/D-Wandlers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
4 zeigt schematisch ein ideales Histogramm eines idealen A/D-Wandlers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
5 zeigt einen Vergleich zwischen den digitalen Werten und den analogen Werten der vorliegenden Ausführungsform.
6 zeigt ein Flussdiagramm der Messvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
7 zeigt ein Beispiel für eine Geräteanordnung eines Computers 1900 gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen limitieren nicht die Erfindung gemäß den Ansprüchen, und alle Kombinationen von den in den Ausführungsformen beschriebenen besonderen Merkmalen sind nicht notwendigerweise erforderlich für die durch Aspekte der Erfindung zur Verfügung gestellten Mittel.
1 zeigt eine exemplarische Konfiguration einer Messvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem A/D-Wandler 10. Die Messvorrichtung 100 testet den A/D-Wandler 10, der die Vorrichtung unter Messung ist. Die Vorrichtung unter Messung kann stattdessen auch ein LSI, System auf einem Chip (SOC) oder dergleichen mit einem A/D-Wandler sein. Die Messvorrichtung 100 gibt ein analoges Eingabesignal in den A/D-Wandler 10 ein, um den A/D-Wandler 10 zu testen, und vergleicht ein auf ein Ausgabesignal des A/D-Wandlers 10 basierendes gemessenes Histogramm mit einem idealen Histogramm, um die Linearität des A/D-Wandlers 10 zu testen.
Die Messvorrichtung 100 gibt ein Signal ein, welches den Messbereichseingang des A/D-Wandlers 10 überschreitet, um ein ideales Histogramm zu erzeugen, das die Verstärkung und den DC-Offset des gemessenen Histogramms wiedergibt, und evaluiert die Linearität des A/D-Wandlers 10 durch Vergleich des gemessenen Histogramms mit diesem idealen Histogramm. Die Messvorrichtung 100 ist ausgestattet mit einem signalgebenden Abschnitt 110, einem erfassenden Abschnitt 120, einem gemessenen Histogramm generierenden Abschnitt 130, einem bereichberechnenden Abschnitt 140 und einem identifizierenden Abschnitt 150.
Der signalgebende Abschnitt 110 versorgt den A/D-Wandler 10 mit einem analogen Eingabesignal mit einer vorgegebenen Kurvenform. Das analoge Eingabesignal kann ein Sinuskurvensignal, eine Rampenkurvenform, welche linear von einem Anfangspotential zu dem gewünschten Potential wechselt, oder eine beliebige von einer Variation von vorgegebenen Typen von Kurvenformen sein. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsform ist das analoge Eingabesignal eine Sinuskurve.
Der erfassende Abschnitt 120 erfasst ein durch den A/D-Wandler 10 ausgegebenes digitales Ausgabesignal als ein Ergebnis der Abfrage des analogen Eingabesignals. Das durch den erfassenden Abschnitt 120 erfasste digitale Ausgabesignal kann ein BCD-Signal oder ein mit der Auflösung des A/D-Wandlers 10 quantisierter binärer Code sein. Der erfassende Abschnitt 120 kann ein Ausgabesignal in Synchronisation mit der Taktfrequenz des A/D-Wandlers 10 erfassen, oder kann einen digitalen Schaltkreis beinhalten, der eine Flusskontrolle durchführt, und diese als FIFO (First-In-First-Out) zwischenspeichert.
Der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 generiert ein Histogramm des digitalen Ausgabesignals. Beispielsweise kann der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 einen Zähler korrespondierend zu sequentiell erfassten Werten des digitalen Ausgabesignals erhöhen, und generiert das Histogramm durch Summierung der Vorkommenshäufigkeit von jedem Wert des digitalen Ausgabesignals. Wenn das analoge Eingabesignal eine Sinuskurve ist, generiert der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 ein Histogramm, welches einer Kettenlinie folgt. Wenn das analoge Eingabesignal eine Sinuskurve ist, mit einem Amplitudenwert größer als oder gleich dem Messbereich des A/D-Wandlers 10, generiert der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 ein Histogramm, welches der Kettenlinie innerhalb des digitalen Bereichs korrespondierend zu dem Messbereich des A/D-Wandlers 10 folgt.
Der bereichberechnende Abschnitt 140 berechnet zumindest einen analogen Wert, welcher mit einer oberen Grenze oder mit einer unteren Grenze des digitalen Bereich korrespondiert, basierend auf zumindest einer (i) der Vorkommenshäufigkeit vom digitalen Wert korrespondierend zu dem Bereich kleiner als oder gleich mit dem vorgegebenen digitalen Bereich in dem durch Messung des digitalen Ausgabesignals erhaltenen gemessenen Histogramms, und (ii) die Vorkommenshäufigkeit vom digitalen Wert korrespondierend zu einem Bereich größer als oder gleich mit dem vorgegebenen digitalen Bereich in dem gemessenen Histogramm. Der bereichberechnende Abschnitt 140 berechnet das analoge Signal von dem gemessenen Histogramm mit Bezug auf die Verstärkung des A/D-Wandlers 10 und dem DC-Offset des analogen Eingabesignals.
Der identifizierende Abschnitt 150 identifiziert einen Fehler des A/D-Wandlers 10, basierend auf dem gemessenen Histogramm und zumindest einem analogen Wert, korrespondierend zu der unteren Grenze oder der oberen Grenze des durch den bereichberechnenden Abschnitt 140 berechneten digitalen Bereichs. Der identifizierende Abschnitt 150 identifiziert ein Streufeld über welches das gemessene Histogramm und das ideale Histogramm verglichen werden, basierend auf dem durch den bereichberechnenden Abschnitt 140 berechneten analogen Wert, und vergleicht diese zwei Histogramme über den identifizierten Bereich. Der identifizierende Abschnitt 150 identifiziert den Fehler des A/D-Wandlers 10 durch Vergleich des gemessenen Histogramms und des idealen Histogramms. Der identifizierende Abschnitt 150 beinhaltet einen idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 und einen fehleridentifizierenden Abschnitt 170.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert das durch Messung der analogen Eingabeswerte mit einer vorgegebenen Kurvenform erhaltene ideale Histogramm, basierend auf zumindest einem analogen Wert, korrespondierend zu der unteren Grenze oder der oberen Grenze von dem durch den bereichberechenden Abschnitt 140 berechneten digitalen Bereich. Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert das ideale Histogramm, entsprechend ideal zum gemessenen Histogramm der digitalen Werte mit Hilfe einer theoretischen Verteilungsfunktion der analogen Werte.
Der fehleridentifizierende Abschnitt 170 identifiziert den Fehler des A/D-Wandlers 10, basierend auf dem gemessenen Histogramm und dem idealen Histogramm. Der fehleridentifizierende Abschnitt 170 identifiziert die Fehler des A/D-Wandlers 10 durch Vergleich des idealen Histogramms und des gemessenen Histogramms, basierend auf den durch den bereichberechnenden Abschnitt 140 berechneten analogen Werten.
2 zeigt ein ideales Histogramm eines Sinuskurvensignals. In dem idealen Histogramm des Sinuskurvensignals werden die Enden von der theoretischen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion unendlich groß und die Frequenzen an beiden Enden des tatsächlich gemessenen Histogramms des A/D-Wandlers 10 werden ebenfalls groß. Die theoretische Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion kann durch Formel 1 ausgedrückt werden, mit ν als eine Variable.
Hier repräsentiert das in Formel 1 verwendete Symbol „A” die Amplitude der Sinuskurve. Wie in 2 gezeigt, wird die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von der Sinuskurve über den Bereich von –A bis A verteilt. Formel 1 ist normiert, so dass die Integration von –A zu A einen Wert 1 ergibt. Wenn der Verteilungsbereich –A bis A genau dem Messbereich des A/D-Wandlers 10 entspricht, stimmt die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von der Sinuskurve idealerweise mit dem gemessenen Histogramm des gemessenen Histogramm generierenden Abschnitts 130 überein.
Jedoch ist es schwierig, die Amplitude der Sinuskurve mit dem Messbereich des A/D-Wandlers 10 genau abzugleichen. Weiterhin kann, aufgrund des DC-Offsets, Verstärkungsfehler und ähnlichem, erzeugt durch analoge Komponenten, der signalgebende Abschnitt 110 nicht den A/D-Wandler 10 mit einem entsprechenden Sinuskurvensignal versorgen. Dadurch versorgt der signalgebende Abschnitt 110 den A/D-Wandler 10 mit einem Sinuskurvensignal mit einer größeren Amplitude als der Messbereich des A/D-Wandlers 10.
3 zeigt schematisch ein gemessenes Histogramm des A/D-Wandlers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das Eingabesignal versorgt den A/D-Wandler 10 in 3 mit einem Sinuskurvensignal mit einer Amplitude größer als der Messbereich des A/D-Wandlers 10. Dadurch hat der A/D-Wandler 10 einen Überlauf am Ende von der Amplitude des Sinuskurvensignals, und der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 generiert das gemessene Histogramm, so dass die Erscheinungen in diesem Bereich die Rechtecke des Histogramms an der oberen und unteren Grenze überlagern. Sinngemäß gleicht sich, wenn die obere und die untere Grenze des gemessenen Histogramms ignoriert werden, ein Teil der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte idealerweise dem gemessenen Histogramm an. Die Messvorrichtung 100 kann deshalb die Linearitätsabweichung des A/D-Wandlers 10 als den Fehler zwischen dem gemessenen Histogramm und dem idealen Histogramm bestimmen.
Der bereichberechnende Abschnitt 140 ermittelt, welcher Teil der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte dem gemessenen Histogramm entspricht. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das durch den signalgebenden Abschnitt 110 erhaltene Eingabesignal eine DC-Offsetspannung. Weiterhin verstärkt der A/D-Wandler 10 die DC-Offsetspannung in der digitalen Ausgabe. Der A/D-Wandler 10 kann auch eine Verstärkung an das digitale Signal anlegen. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet der bereichberechnende Abschnitt 140 diesen analogen Wert der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte korrespondierend zu den oberen und unteren Grenzwerten des gemessenen Histogramms, welche die DC-Offset und die Verstärkung reflektieren. Der identifizierende Abschnitt 150 generiert das ideale Histogramm basierend auf den analogen Werten der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte und identifiziert die Fehler des A/D-Wandlers 10 durch Vergleich des idealen Histogramms mit dem gemessenen Histogramm.
4 zeigt schematisch ein ideales Histogramm eines idealen A/D-Wandlers 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der signalgebende Abschnitt 110 versorgt den A/D-Wandler 10 mit einem Sinuskurvensignal mit einer Amplitude A, welche größer ist als der Messbereich des A/D-Wandlers 10. Der bereichberechnende Abschnitt 140 und der ideale Histogramm erzeugende Abschnitt 160 setzen den Messbereich des A/D-Wandlers 10 von „a” zu b.
Basierend auf FL und FU, welche die Frequenzen an der unteren und oberen Grenze des gemessenen Histogramms des A/D-Wandlers 10 sind, berechnet der bereichberechende Abschnitt 140, wo das gemessene Histogramm in der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte relativ zu den Werten von FL und FU positioniert ist. Zuerst normiert, da die Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte normiert ist, der bereichberechende Abschnitt 140 FL und FU durch Verwendung der Gesamtanzahl von Datenpunkten in dem gemessenen Histogramm. Mit der Gesamtanzahl von als Npts abgebildeten Datenpunkten in dem gemessenen Histogramm berechnet der bereichberechnende Abschnitt 140 die normierten Rechteckwerte FL und FU an jedem Ende durch Verwendung der folgenden Formeln. fl = FL / Npts = H[0] Formel 2 fu = FU / Npts = H[Nbin – 1] Formel 2
Hier ist fl ein Wert, in welcher die Vorkommenshäufigkeit in einem Bereich von –A zu „a” verstärkt wird, und dadurch ist fl gleich zu dem Wert, erhalten durch Integration des Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichteausdrucks von –A zu „a”. Dadurch können die folgenden Formeln durch Integration der Formel 1 von –A zu „a” erhalten werden. Hier ist, um die Berechnung zu vereinfachen, A gleichgesetzt mit 1.
Auf die gleiche Weise ist fu ein Wert, auf welchem die Vorkommenshäufigkeit in einem Bereich von b zu A verstärkt wird, und dadurch ist fu gleich zu dem Wert erhalten durch Integration des idealen Sinuskurvenausdrucks von b zu A. Dadurch können die folgenden Formeln durch Integration der Formel 1 von b zu A erhalten werden.
Dementsprechend kann durch Verwendung der Formeln 5 und 7 der bereichsberechnende Abschnitt 140 den analogen Wert „a” und b von der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte berechnen, korrespondierend zu den oberen und den unteren Grenzwerten des gemessenen Histogramms. Mit anderen Worten wird die Position der Enden des idealen Histogramms berechnet, und der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 kann das ideale Histogramm durch Verwendung der analogen Werte „a” und b generieren.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 übermittelt das ideale Histogramm an den fehleridentifizierenden Abschnitt 170. Hier sind die durch den A/D-Wandler 10 quantisierte Anzahl der Rechtecke dargestellt als Nbin und das ideale Histogramm von dem n-ten Rechteck ist dargestellt als H[n]. Wenn die Anzahl der Nummern der Teile des A/D-Wandlers 10 gleich N ist, ist Nbin gleich 2^N. Beispielsweise kann der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 das durch die durchgezogene Linie in 4 gezeigte Histogramm generieren.
5 zeigt einen Vergleich zwischen den digitalen Werten und den analogen Werten der vorliegenden Ausführungsform. Das ideale Histogramm ist das gleiche wie in 4 und zeigt den Vergleich über den analogen Bereich des Sinuskurvenhistogramms entsprechend der horizontalen Achse. Es beinhaltet wiederholend, dass der bereichberechnende Abschnitt 140 die Position „a” berechnet, bei welcher der untere Grenzwert H[0] des digitalen Bereichs gleich zu dem Wert erhalten durch Integration des Sinuskurvenhistogramms von –A zu „a” ist und setzt diese Position gleich zu einem analogen Wert „a” korrespondierend zu dem digitalen Wert „a”. Auf der gleichen Weise berechnet der bereichberechnende Abschnitt 140 einen analogen Wert b korrespondierend zu dem digitalen Wert b.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert das ideale Histogramm von dem analogen Wert „a” zu dem analogen Wert b. Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 teilt einen analogen Bereich [a, b] in eine Anzahl von Rechtecken Nbin korrespondierend zu der Anzahl von Teilen N des A/D-Wandlers 10. Mit anderen Worten teilt der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 den Bereich [a, b] in (Nbin – 2) Rechtecken auf, wobei jedes Rechteck die Breite ΔBin hat.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert das ideale Histogramm H[n] des Bereichs [a, b], basierend auf der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte. Hier sind die Rechteckwerte fl und fu an jedem Ende bekannt, und so generiert der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 H[n] für Rechtecke anders als H[0] = f1 und H[Nbin – 1] = fu. Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 kann den Abschnitt [a, b] durch Verwendung der Formel 8 teilen und kann dadurch die Vorkommenshäufigkeit in jedem Abschnitt berechnen durch Integration der Sinuskurvenwahrscheinlichkeitsdichte für jeden Abschnitt, wie in Formel 9 gezeigt.
6 zeigt ein Flussdiagramm von der Messvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Die Messvorrichtung 100 benutzt eine signalgebende Vorrichtung 110, um das Sinuskurvensignal an den A/D-Wandler 10 (S500) zu übermitteln. Hier übermittelt der signalgebende Abschnitt 110 eine Sinuskurve mit einer Amplitude, welche den Messbereich von dem A/D-Wandler 10 übersteigt. Der A/D-Wandler 10 wandelt das von dem signalgebenden Abschnitt 110 übermittelte Sinuskurvensignal in ein digitales Signal mit einer geeigneten Taktfrequenz um. Hier kann der A/D-Wandler 10 mit einer Taktfrequenz durch die Messvorrichtung 100 versorgt werden oder kann mit einem Taktfrequenzsignal außerhalb der Messvorrichtung 100 versorgt werden.
Der erfassende Abschnitt 120 erfasst ein digitales Signal, umgewandelt durch den A/D-Wandler 10. Der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 generiert das gemessene Histogramm, basierend auf dem digitalen Signal, erhalten durch den erfassenden Abschnitt 120 (S510). Der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 generiert das gemessene Histogramm mit einer Frequenzverteilung in einem digitalen Bereich, korrespondierend zu dem Messbereich des A/D-Wandlers 10. Zum Beispiel hat ein N-bit A/D-Wandler 10 einen digitalen Bereich von 2^N.
Der bereichberechende Abschnitt 140 berechnet, basierend auf dem gemessenen Histogramm in dem durch den gemessenen Histogramm generierenden Abschnitt 130 generierten digitalen Bereich, einen analogen Wert des idealen Histogramms des Sinuskurvensignals korrespondierend zu dem oberen und unteren Grenzwert des digitalen Bereichs (S520). Durch Verwendung der oberen und der unteren Grenzwerte des digitalen Bereichs, welche die horizontale Achse des Histogramms ist, generiert der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 ein Ergebnis, erhalten durch Zusammenaddieren der Frequenzen des Eingabesignals, welche den Messbereich übersteigen.
Die Gesamtsumme der Frequenzen in dem den Messbereich überschreitenden digitalen Bereich entspricht dem integrierten Wert der Vorkommenshäufigkeit in dem korrespondierenden analogen Bereich, und der bereichberechende Abschnitt 140 kann durch Verwendung der Formeln 5 und 7 einen analogen Wert berechnen, korrespondierend zu dem oberen und unteren Grenzwert des gemessenen Histogramms. Der bereichberechende Abschnitt 140 gibt die berechneten analogen Werte an den idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 weiter.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert ein ideales Histogramm, welches durch den A/D-Wandler 10 erhalten wird, basierend auf dem erhaltenen analogen Histogramm (S530). Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 teilt den Bereich der analogen Werte, korrespondierend zu den oberen und unteren Grenzwerten des gemessenen Histogramms des Sinuskurvensignals, in eine Anzahl von Einheiten gemäß der Auflösung des A/D-Wandlers 10.
Beispielsweise teilt für einen N-Teile A/D-Wandler 10 der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 diesen Bereich in 2^N-Teile. Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 generiert das ideale Histogramm des A/D-Wandlers 10 durch Integration der Frequenzen für den geteilten Bereich. Hier kann der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 die Werte verwenden, erhalten bei S520 für die oberen und unteren Grenzwerte. In diesem Fall berechnet der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 die verbleibende Vorkommenshäufigkeit durch Verwendung der Formel 9.
Der fehleridentifizierende Abschnitt 170 identifiziert die Fehler des A/D-Wandlers durch Vergleich des gemessenen Histogramms mit dem idealen Histogramm, generiert durch den idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 (S540). Da der digitale Bereich des gemessenen Histogramms mit dem digitalen Bereich des durch den idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 generierten idealen Histogramms übereinstimmt, kann der fehleridentifizierende Abschnitt 170 beurteilen, ob der A/D-Wandler 10 nicht-linear ist, falls eine Differenz gefunden wird, wenn die Vorkommenshäufigkeit an jeder digitalen Position verglichen wird.
Die Messvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform kann Charakteristiken des A/D-Wandlers 10 abschätzen durch Verwendung eines Sinuskurvenhistogramms, ohne Messung und/oder Berechnung des DC-Offsets und Amplituden des Sinuskurvensignals, beliefert durch den signalgebenden Abschnitt 110 oder dem DC-Offset und der Verstärkung des A/D-Wandlers 10. Dementsprechend kann die Messvorrichtung 100 den A/D-Wandler 10 mit einer hohen Durchsatzrate auswerten.
In der Beschreibung oben liefert der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal mit einer Amplitude, welche den Messbereich des A/D-Wandlers 10 übersteigt. Stattdessen kann der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal mit einem DC-Offset und einer Amplitude liefern, welche entweder die obere Grenze oder die untere Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers überschreitet. Der bereichberechnende Abschnitt 140 kann die analogen Werte des idealen Histogramms für die oberen und unteren Grenzen berechnen, welche den Messbereich übersteigen, durch Verwendung der Methode wie oben beschrieben.
Beispielsweise beschreibt das Folgende einen Fall, in welchem der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal liefert, welches die untere Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers überschreitet. Dadurch, dass das Sinuskurvensignal die untere Grenze überschreitet, berechnet der bereichberechnende Abschnitt 140 den analogen Wert „a”, wie in 5 gezeigt, durch Verwendung der Formel 5. Jedoch generiert, da die obere Grenze des Sinuskurvensignals nicht den Messbereich übersteigt, der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 ein Histogramm, in welchem der obere Grenzwert des durch den A/D-Wandler 10 umgewandelten digitalen Bereichs zu A in 5 korrespondiert.
Der bereichberechnende Abschnitt 140 berechnet einen analogen Bereich [a, b], korrespondierend zu dem digitalen Bereich von a zu b, in welchem das ideale Histogramm generiert wird. In diesem Fall kann der digitale Wert b innerhalb des digitalen Bereichs in einer durch den Benutzer zur Beobachtung vorgegebenen Position sein oder kann stattdessen ein durch die Messvorrichtung 100 gegebener Wert sein. Beispielsweise kann die Messvorrichtung 100 dem digitalen Wert b den Wert a vorgeben, ausgewählt aus einer Vielzahl von vorgegebenen Werten, so dass dies der untere oder obere Wert innerhalb des digitalen Bereichs ist. Statt dessen kann die Messvorrichtung 100 einen vorgegebenen Wert nicht größer als 1 durch den digitalen Bereich vervielfältigen und mit diesem Bereich als der beobachtete Bereich die digitalen Werte b konvertieren und die konvertierten Werte bestimmen.
Der bereichberechnende Abschnitt 140 berechnet den analogen Wert b, basierend auf einem Wert, in welchem (i) die totale Summe von der Vorkommenshäufigkeit des bestimmten digitalen Werts b zu der oberen Grenze des digitalen Bereichs überein stimmt mit (ii) dem integrierten Wert des korrespondierenden analogen Werts b zu A. In anderen Worten kann der bereichberechnende Abschnitt 140 den korrespondierenden analogen Wert durch Verwendung der Formel 7 berechnen, mit der totalen Summe des digitalen Werts b zu der oberen Grenze des digitalen Bereichs wie fu.
Je weiter sich der digitale Wert von der oberen Grenze des digitalen Bereichs entfernt, desto größer ist die Gesamtsumme der Vorkommenshäufigkeit in dem digitalen Bereich, dies ermöglicht es dem bereichberechnenden Abschnitt 140 genau den analogen Wert zu berechnen. Weiterhin generiert, so lange wie die obere Grenze des Eingabesinuskurvensignals sich von der oberen Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 unterscheidet, der gemessene Histogramm generierende Abschnitt 130 ein gemessenes Histogramm mit einem digitalen Bereich kleiner als der Messbereich des A/D-Wandlers 10.
In diesem Fall generiert der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 das ideale Histogramm durch Verwendung der Formeln 8 und 9, wobei die Anzahl von Teilungen Nbin gleich der Anzahl von Rechtecken in dem digitalen Bereich [a, b] des gemessenen Histogramms ist, und braucht nicht die Anzahl von Teilungen Nbin zu berechnen, basierend auf der Anzahl von Teilungen des A/D-Wandlers 10. Da das ideale Histogramm durch Verwendung der oberen Methode generiert werden kann, kann die Messvorrichtung 100 den A/D-Wandler 10 bestimmen durch Vergleich des gemessenen Histogramms und des idealen Histogramms. Ähnlich kann, wenn der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal liefert, welches die obere Grenze überschreitet, aber nicht unter die untere Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers überschreitet, der bereichberechnende Abschnitt 140 den analogen Wert berechnen durch Verwendung der Formeln 5 und 7 auf die gleiche Weise wie oben beschrieben.
In der Messvorrichtung gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform liefert der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal, welches zumindest eine von der oberen Grenze und der unteren Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 überschreitet. Stattdessen kann der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal liefern, welches weder die obere noch die untere Grenze des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 überschreitet.
In diesem Fall setzt der bereichberechnende Abschnitt 140 den Bereich für das ideale Histogramm des Eingabesinuskurvensignals auf den Bereich von –A zu A, wie in 4 gezeigt, auf die gleiche Weise wie die Ausführungsform oben. Da das Eingabesinuskurvensignal nicht den Messbereich des A/D-Wandlers 10 überschreitet, setzt der bereichberechnende Abschnitt 140 [a, b] als den digitalen Bereich fest, welcher innerhalb des digitalen Bereichs konvertiert durch den A/D-Wandler zu beobachten ist, und berechnet die analogen Werte korrespondierend zu den digitalen Werten „a” und b. Der beobachtete Bereich [a, b] kann durch den Benutzer vorgegeben werden, oder kann durch die Messvorrichtung 100 vorgegeben werden.
Der bereichberechnende Abschnitt 140 verwendet Formel 5, um den analogen Wert „a” korrespondierend zu dem digitalen Wert „a” zu berechnen, und verwendet Formel 7, um den analogen Wert b korrespondierend zu dem digitalen Wert b zu berechnen. Beispielsweise gilt, wenn der analoge Wert „a” berechnet wird, je weiter die Position des digitalen Wert „a” von –A ist, desto weiter ist der Bereich von –A zu „a”, welcher der integrierte Bereich in Formel 4 ist. Dadurch kann der bereichberechnende Abschnitt 140 genau den analogen Wert berechnen. Der bereichberechnende Abschnitt 140 gibt die analogen Werte „a” und b an den idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 weiter.
Der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 kann das ideale Histogramm durch Verwendung der Formeln 8 und 9 berechnen, mit der Anzahl von Teilungen Nbin, welche die Anzahl von Rechtecken in dem digitalen Bereich [a, b] des gemessenen Histogramms sind. Die Messvorrichtung 100 kann den A/D-Wandler 10 bestimmen durch Vergleich des generierten idealen Histogramms und des gemessenen Histogramms.
Das in 4 gezeigte Histogramm hat eine hohe Vorkommenshäufigkeit in dem Bereich in der Nähe der Amplitudenwerte des Sinuskurvensignals, angezeigt durch –A und A, die es der Messvorrichtung 100 ermöglicht die Charakteristik des A/D-Wandlers 10 mit einer hohen Genauigkeit zu bestimmen. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung 100 das Ausgabesignal des signalgebenden Abschnitts 110 auf die Weise justieren, dass die obere Grenze und/oder untere Grenze von der Sinuskurve innerhalb des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 positioniert ist in einem Bereich zur Messung mit einer hohen Genauigkeit.
In der Messvorrichtung 100, gemäß der beschriebenen Ausführungsform, berechnet der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 die Breite ΔBin eines jeden Rechtecks durch Austausch der analogen Werte „a” und b in Formel 8. Stattdessen kann der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 ΔBin berechnen durch Verwendung der Formel 10 und der digitalen Werte „a” und b.
In der Messvorrichtung 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform generiert der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 das ideale Histogramm durch Verwendung der Formeln 8 und 9. Stattdessen kann der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 das ideale Histogramm generieren durch Verwendung der Formeln 11 und 12.
Formel 11 ist eine theoretische Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion und wird für konventionelle Sinuskurvenhistogrammmethoden verwendet. Dementsprechend kann, wenn diese Methode verwendet wird für die ideale Histogramm berechnende Methode gemäß der vorliegenden Ausführungsform, der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 das ideale Histogramm erhalten durch Ausführung der bestimmten Integration von Formel 11. Dementsprechend kann der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160, das ideale Histogramm berechnen durch Verwendung der Formel 12. Die Berechnung ist komplex, aber wenn der ideale Histogramm generierende Abschnitt 160 die konventionelle Berechnungsmethode verwendet, um die Entwicklungseffizienz und dergleichen zu erhöhen, ist es wünschenswert, dass es möglich ist eine Berechnungsmethode auszuwählen, die geeignet für eine gewünschte Aufgabe ist.
In der Messvorrichtung 100 gemäß der beschriebenen Ausführungsform liefert der signalgebende Abschnitt 110 ein Sinuskurvensignal, jedoch kann der signalgebende Abschnitt 110 jedes Signal zur Verfügung stellen, das mathematisch ausgedrückt werden kann und das integriert werden kann. Die Messvorrichtung 100 übermittelt den analogen Wert des idealen Histogramms korrespondierend zu den oberen und den unteren Grenzwerten des gemessenen Histogramms durch Integration der mathematischen Werte von den zur Verfügung gestellten Signalen, und kann dadurch die Histogrammtechnik ausführen gemäß der vorliegenden Ausführungsform, solange wie das Signal mathematisch ausgedrückt werden kann und integriert werden kann.
Die Messvorrichtung 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform berechnet das ideale Histogramm, basierend auf den analogen Werten korrespondierend zu den oberen und unteren Grenzwerten des digitalen Bereichs, in welchem das gemessene Histogramm generiert wird. Auf diese Weise kann die Messvorrichtung 100 die Charakteristik des A/D-Wandlers 10 testen durch Verwendung eines idealen Histogramms, welches auf den oberen und unteren Grenzwerten basiert, und kann dadurch Linearitätsfehlmessungen durchführen durch Verwendung einer Endpunktmethode.
Der Linearitätsfehler von der Endpunktmethode ist definiert durch die Electronic Industries Association of Japan (EIAJ) als die Differenz zwischen der idealen Ausgabe und der tatsächlichen Ausgabe des A/D-Wandlers 10, wenn der Offsetfehler und der Verstärkungsfehler justiert sind auf 0 von den unteren und oberen Grenzwerten des digitalen Bereichs. Falls es keinen Fehler zwischen den idealen Werten und den gemessenen Werten des A/D-Wandlers 10 an den oberen und den unteren Grenzen des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 gibt, dann ist die Berechnung des Linearitätsfehlers mit einer konventionalen Histogrammtechnik gleich mit der Verwendung der Endpunktmethode. Jedoch unterscheiden sich, da die konventionalen Histogrammtechniken nicht den Fehler auf null einstellen an den oberen und den unteren Grenzwerten des digitalen Bereichs, diese konventionellen Techniken von der Endpunktmethode, wenn es eine Differenz gibt zwischen den gemessenen Werten und den idealen Werten.
Dementsprechend muss, wenn für eine konventionale Histogrammtechnik das gleiche Ergebnis erhalten werden sollen wie bei der Endpunktmethoden, wenn die Linearitätsfehler berechnet werden, die Messvorrichtung individuell die Offsetfehler und die Verstärkungsfehler an den oberen und unteren Grenzen des Messbereichs des A/D-Wandlers 10 messen, und diese Messungen konvertieren. Auf der anderen Seite berechnet die Messvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform das ideale Histogramm basierend auf der Frequenz von beiden Enden des gemessenen Histogramms und kann dadurch die Linearitätsfehler auf die gleiche Weise berechnen, wenn die Endpunktmethode verwendet wird, ohne Rücksicht auf Positionen in dem Messbereich des A/D-Wandlers 10, bei welchem die Linearitätsfehler erscheinen.
7 zeigt ein Beispiel einer Hardwarekonfiguration eines Computers 1900 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Computer 1900 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ausgestattet mit einem CPU-Peripheriegerät einschließlich einer CPU 2000, einem RAM 2020, einem Graphikcontroller 2075, und einer Anzeigevorrichtung 2080, alle sind miteinander verbunden durch einen Hostcontroller 2082; einen Eingabe-/Ausgabe Abschnitt einschließlich einer Kommunikationsschnittstelle 2030, eines Festplattenlaufwerks 2040, und eines DVD-Laufwerks 2060, welche alle verbunden sind zu dem Hostcontroller 2082 durch einen Eingabe-/Ausgabecontroller 2084; und einen Altdaten Eingabe-/Ausgabe Abschnitt einschließlich eines ROMs 2010, eines flexiblen Festplattenlauflaufwerks 2050 und eines Eingabe-/Ausgabechips 2070, alle sind mit dem Eingabe-/Ausgabecontroller 2084 verbunden.
Der Hostcontroller 2082 ist verbunden mit dem RAM 2020 und ist auch verbunden mit der CPU 2000 und dem Graphikcontroller 2075 mit Zugriff zum RAM 2020 mit einer hohen Übertragungsrate. Die CPU 2000 arbeitet um jeden Abschnitt zu steuern, basierend auf einem gespeicherten Programm in dem ROM 2010 und dem RAM 2020. Der Graphikcontroller 2075 empfängt Bilddaten, generiert durch die CPU 2000 oder dergleichen auf einem innerhalb des RAMs 2020 angelegten Frame-Puffers und zeigt die Bilddaten in der Anzeigevorrichtung 2080 an. Darüber hinaus kann der Graphikcontroller 2075 innerhalb einen Frame-Puffer beinhalten, welcher die durch die CPU 2000 oder dergleichen generierten Bilddateien speichert.
Der Eingabe-/Ausgabecontroller 2084 verbindet das Kommunikationsinterface 2030, welche als eine Hochgeschwindigkeits-Eingabe-/Ausgabevorrichtung dient, und das Festplattenlaufwerk 2040 und das DVD-Laufwerk 2060 mit dem Hostcontroller 2082. Das Kommunikationsinterface 2030 kommuniziert mit anderen Vorrichtungen durch ein Netzwerk. Das Festplattenlaufwerk 2040 speichert die Programme und Daten, die durch die in dem Computer 1900 angeordnete CPU 2000 verwendet werden. Das DVD-Laufwerk 2060 liest die Programme und Daten eines DVD-ROM 2095 aus und übermittelt die gelesenen Informationen an das Festplattenlaufwerk 2040 über den RAM 2020.
Weiterhin ist der Eingabe-/Ausgabecontroller 2084 verbunden mit dem ROM 2010, und ist auch verbunden mit dem Diskettenlaufwerk 2050 und dem als eine relative Hochgeschwindigkeits-Eingabe-/Ausgabevorrichtung dienenden Eingabe-/Ausgabechip 2070. Die ROM 2010 speichert ein bei Start des Computers 1900 ausgeführtes Bootprogramm, ein Programm basierend auf der Hardware des Computers 1900 und dergleichen. Das Diskettenlaufwerk 2050 liest Programme oder Daten von einer Diskette 2090 und übermittelt die gelesenen Informationen an das Festplattenlaufwerk 2040 über den RAM 2020. Der Eingabe-/Ausgabechip 2070 verbindet das Diskettenlaufwerk 2050 mit dem Eingabe-/Ausgabecontroller 2084 zusammen mit jeder der Eingabe-/Ausgabevorrichtungen über einen parallelen Anschluss, einen seriellen Anschluss, einen Tastaturanschluss, einen Mausanschluss oder dergleichen.
Die über den RAM 2020 dem Festplattenlaufwerk 2040 zur Verfügung gestellten Programme sind in einem Speichermedium gespeichert, beispielsweise einer Diskette 2090, einer DVD-ROM 2095 oder einer IC-Karte und werden zur Verfügung gestellt durch den Benutzer. Die Programme werden von dem Speichermedium gelesen, auf dem Festplattenlaufwerk 2040 innerhalb des Computers 1900 über den RAM 2020 installiert und durch die CPU 2000 ausgeführt.
Die in dem Computer 1900 installierten Programme werden, um den Computer 1900 zum Berechnen einer Charakteristik des A/D-Wandlers von der Messvorrichtung 100 zu veranlassen, geliefert mit einem gemessenen Histogramm generierenden Modul, einem bereichberechnenden Modul, einem identifizierenden Modul, einem idealen Histogramm generierenden Modul und einem fehleridentifizierenden Modul. Diese Programme und Module fordern die CPU 2000 oder dergleichen auf, den Computer 1900 funktionsfähig zu machen als den gemessenen Histogramm generierenden Abschnitt 130, den bereichberechnenden Abschnitt 140, den identifizierenden Abschnitt 150, den idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160, bzw. den fehleridentifizierende Abschnitt 170.
Die in diesem Programm gespeicherten Informationsprozesse werden durch den Computer 1900 gelesen, um zu bezwecken, dass der Computer 1900 funktioniert als eine Software und Hardware, wie oben beschrieben, welche beispielhaft durch die spezifischen Abschnitte erläutert sind von dem gemessenen Histogramm generierenden Abschnitt 130, dem bereichberechnenden Abschnitt 140, dem identifizierenden Abschnitt 150, dem idealen Histogramm generierenden Abschnitt 160 und dem fehleridentifizierenden Abschnitt 170. Mit diesen spezifischen Abschnitten kann eine eindeutige Funktion zur Berechnung einer Charakteristik des A/D-Wandlers in der für einen bestimmten Zweck geeigneten Messvorrichtung 100 konfiguriert werden durch die Realisierung der Berechnungen oder Berechnungen auf einem Computer, geeignet für die bezweckte Verwendung des Computers 1900 der vorliegenden Ausführungsform.
Beispielweise führt, wenn es eine Kommunikation zwischen dem Computer 1900 und einer externen Vorrichtung oder dergleichen gibt, der Computer 2000 das in dem RAM 2020 geladene Kommunikationsprogramm aus und versorgt das Kommunikationsinterface 2030 mit kommunikationsverarbeitenden Befehlen, basierend auf dem Inhalt des in dem Kommunikationsprogramm gespeicherten Prozesses. Das Kommunikationsinterface 2030 wird durch die CPU 2000 steuert um die in der Übertragungspufferzone oder dergleichen auf der Speichervorrichtung gespeicherten Übertragungsdaten zu lesen, beispielsweise in dem RAM 2020, auf der Festplatte 2040, auf der Diskette 2090 oder auf der DVD-ROM 2095, und sendet diese Übertragungsdaten an das Netzwerk und schreibt die von dem Netzwerk erhaltenen Daten in die Erhaltungspufferzone auf der Speichervorrichtung. Auf diese Weise kann das Kommunikationsinterface 2030 Daten übertragen zu und von der Speichervorrichtung durch DMA (Direct Memory Access). Als eine andere Möglichkeit kann die CPU 2000 die Daten übertragen durch Lesen der Daten von einer Speichervorrichtung oder von dem Kommunikationsinterface 2030, welche die Ursprünge der übermittelten Daten sind, und schreibt die Daten auf das Kommunikationsinterface 2030 oder der Speichervorrichtung, welche die Übertragungsziele sind.
Die CPU 2000 kann verschiedene Prozesse auf den Daten in der RAM 2020 durchführen, durch Lesen in dem RAM 2020, durch DMA-Übertragung oder dergleichen, alle oder ein notwendiger Teil von der Datenbasis oder Dateien sind gespeichert in der externen Vorrichtung, wie beispielsweise der Festplatte 2040, dem DVD-Laufwerk 2060, dem DVD-ROM 2095, dem Diskettenlaufwerk 2050 oder der Diskette 2090. Die CPU 2000 schreibt die verarbeiteten Daten zurück auf die externe Vorrichtung durch DMA-Übertragungen oder dergleichen. In diesem Prozess wird der RAM 2020 betrachtet als ein Anteil, der zeitlich den Inhalt von der externen Speichervorrichtung speichert, und dadurch werden der RAM 2020, die externe Vorrichtung und dergleichen in der vorliegenden Ausführungsform bezeichnet als Speicher, Speicherabschnitt und Speichervorrichtung. Die Variation von Informationen in der vorliegenden Ausführungsform, beispielsweise die Variation an Programmen, Daten, Tabellen, Datenbanken und dergleichen, werden in der Speichervorrichtung gespeichert um zu Zielen der Informationsverarbeitung zu werden. Die CPU 2000 kann einen Teil des RAMs 2020 in einem Cachespeicher halten und liest von oder schreibt auf den Cachespeicher. Mit solch einer Konfiguration dient der Cachespeicher als ein Teil der Funktion des RAMs 2020 und dadurch ist der Cachespeicher auch inbegriffen in dem RAM 2020, dem Speicher und/oder der Speichervorrichtung in der vorliegenden Erfindung, außer wenn er getrennt davon gesehen sein soll.
Die CPU 2000 führt die verschiedenen Prozesse aus, wie beispielsweise die Berechnung, Informationsverarbeitung, Zustandsbeurteilung, Suche nach/Austausch von Informationen und dergleichen einschließlich in der vorliegenden Ausführungsform für das Daten lesen von dem RAM 2020, wie bestimmt durch die Befehlssequenz des Programms, und schreibt die Ergebnisse zurück auf den RAM 2020. Beispielsweise, wenn eine Zustandsbeurteilung durchgeführt wird, beurteilt die CPU 2000, ob eine Variable von irgendeiner Art gezeigt in der vorliegenden Ausführungsform einen Zustand erfüllt, der größer als, kleiner als, nicht größer als, nicht kleiner als oder gleich ist mit einer anderen Variablen oder Konstanten. Wenn diese Bedingung erfüllt ist oder unerfüllt ist, abhängig von den Umständen, zweigt die CPU 2000 in verschiedene Befehlssequenzen ab oder erlangt ein Unterprogramm.
Die CPU 2000 kann nach Informationen suchen, die in einer Datei der Speichervorrichtung, der Datenbank oder dergleichen gespeichert sind. Beispielsweise, wenn eine Vielzahl von Einträgen, entsprechend zugeordnet mit einem ersten Typ eines Wert und einem zweiten Typ eines Wert, in einer Speichervorrichtung gespeichert sind, kann die CPU 2000 nach Einträgen suchen, welche eine Bedingung erfüllen, die für den ersten Typ von Wert unter einer Vielzahl von Einträgen, gespeichert in der Speichervorrichtung, geeignet sind. Die CPU 2000 kann dann für den ersten Typ von Wert den zugeordneten zweiten Typ von Wert erhalten, welche die vorgeschriebene Bedingung erfüllt, durch Auslesen des in derselben Eintragung gespeicherten zweiten Typs von Wert.
Die oben gezeigten Programme und Module können auch auf einem externen Speichermedium gespeichert sein. Die Diskette 2090, die DVD-ROM 2095, ein optisches Speichermedium wie eine DVD oder CD, ein magnetooptisches Speichermedium, ein Bandmedium, ein Halbleiterspeicher, wie eine IC-Karte, oder dergleichen können als Speichermedium verwendet werden. Weiterhin kann eine Speichervorrichtung, wie eine Festplatte oder RAM, die mit einem zu dem Internet verbunden Server oder einem speziellen Kommunikationsnetzwerk verbunden sind, verwendet werden, um die Programme dem Computer 1900 über das Netzwerk zur Verfügung zu stellen.
Während die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Anwendungsbereich der Erfindung nicht begrenzt auf die oben beschriebenen Ausführungsformen. Es ist offensichtlich für einen Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen hinzugefügt werden können zu den oben beschriebenen Ausführungsformen. Es ist auch offensichtlich aufgrund der Anspruchsbreite, dass die Ausführungsformen, welche mit solchen Änderungen oder Verbesserungen versehen worden sind, auch zu der Erfindung gehören.
Die Operationen, Prozeduren, Schritte und Stadien eines jeden Verfahrens, durchgeführt durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm oder ein Verfahren gezeigt in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen, können in jeder Reihenfolge durchgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht bestimmt wird durch „vor”, „davor” oder dergleichen oder solange die Aufgabe von dem vorherigen Verfahrensschritt nicht in einem späteren Verfahrensschritt verwendet wird. Selbst wenn der Verfahrensablauf beschrieben wird durch Verwendung eines Ausdrucks wie „zuerst” oder „danach” in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen, ist nicht notwendigerweise damit gemeint, dass das Verfahren in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 8-149005 [0002]
- JP 8-223039 [0002]
- JP 11-177424 [0002]
- JP 10-79667 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Bruce E. Peetz, Arthur S. Muto, J. Martin Neil, „Measuring Waveform Recorder Performance”, HEWLETT-PACKARD JOURNAL, November 1982, Seiten 21–29 [0002]
- Joey Doernberg, Hae-Seung Lee, David A. Hodges, „Full-Speed Testing of A/D Converters”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, 1984, Vol. SC-19, Nr. 6, Seiten 820–827 [0002]

Claims

Messvorrichtung, die die Charakteristik eines A/D-Wandlers misst, umfassend: einen signalgebenden Abschnitt, der den A/D-Wandler mit einem analogen Eingabesignal mit einer vorgegebenen Kurvenform versorgt; einen erfassenden Abschnitt, der ein durch den A/D-Wandler ausgegebenes digitales Ausgabesignal als ein Ergebnis der Messung des analogen Eingabesignals erfasst; einen ein gemessenes Histogramm generierender Abschnitt, der ein Histogramm des digitalen Ausgabesignals generiert; und einen bereichberechnender Abschnitt, der zumindest einen analogen Wert korrespondierend zu einer unteren Grenze oder einen analogen Wert korrespondierend zu einer oberen Grenze eines vorgegeben digitalen Bereich berechnet, basierend auf (i) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, in einem durch Messung der digitalen Signale erhaltenen Histogramm, welche kleiner als oder gleich mit dem digitalen Bereich sind und/oder (ii) einer Frequenz korrespondierend zum digitalen Bereich in dem gemessenen Histogramm sind, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen identifizierenden Abschnitt, der einen Fehler von dem A/D-Umwandler identifiziert, basierend auf dem gemessenen Histogramm und dem analogen Wert korrespondierend zu der unteren Grenze und/oder dem analogen Wert korrespondierend zu der oberen Grenze des durch den berechnenden Abschnitt berechneten digitalen Bereichs.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der identifizierende Abschnitt umfasst: einen ein ideales Histogramm generierenden Abschnitt, der ein ideales Histogramm generiert, welches ein Histogramm ist erhalten durch Erfassung der analogen Eingabesignale mit einer vorgegeben Kurvenform, basierend auf dem analogen Wert korrespondierend zu der unteren Grenze und/oder dem analogen Wert korrespondierend zu der oberen Grenze des durch den berechnenden Abschnitt berechneten digitalen Bereichs; und einen fehleridentifizierenden Abschnitt, welcher die Fehler des A/D-Wandlers identifiziert, basierend auf dem gemessenen Histogramm und dem idealen Histogramm.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der bereichberechnende Abschnitt einen unteren Grenzanalogwert korrespondierend zu der unteren Grenze des digitalen Bereich und einen oberen Grenzanalogwert korrespondierend zu der oberen Grenze des digitalen Bereichs berechnet, basierend auf (i) der Frequenz korrespondierend zu den digitalen Werten in dem gemessenen Histogramm, welche kleiner als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich und (ii) die Frequenz korrespondierend zu den digitalen Werten in dem gemessenen Histogramm, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche von 1 bis 4, wobei der signalgebende Abschnitt den A/D-Wandler versorgt mit einem analogen Eingabesignal, welches eine Amplitude hat, die größer ist als der Messbereich des A/D-Wandlers, und der bereichberechnende Abschnitt einen unteren Grenzanalogwert korrespondierend zu der unteren Grenze des digitalen Bereichs und einen oberen Grenzanalogwert korrespondierend zu der oberen Grenze des digitalen Bereichs berechnet, basierend auf (i) einer Frequenz von digitalen Werten in dem gemessenen Histogramm, welche kleiner als oder gleich sind mit dem gemessenen Bereich und (ii) einer Frequenz der digitalen Werte in dem gemessenen Bereich, welche größer als oder gleich sind mit dem gemessene Bereich.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der bereichberechnende Abschnitt als den unteren Grenzanalogwert, einen Wert berechnet, bei welchem (i) ein integrierter Wert erhalten durch Integrierung des analogen Eingabesignals über einen Bereich von Werten kleiner als oder gleich ist mit der unteren Grenze gleich zu (ii) der Frequenz korrespondierend zu der unteren Grenze des digitalen Bereichs, und der bereichberechnende Abschnitt als den oberen Grenzanalogwert, einen Wert berechnet, bei welchem (i) ein integrierter Wert erhalten durch Integrierung des analogen Eingabesignals über einen Bereich mit einem Wert größer als oder gleich ist mit dem oberen Grenzanalogwert gleich zu (ii) der Frequenz korrespondierend zu dem oberen Wert des digitalen Bereichs.
Messvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der signalgebende Abschnitt das analoge Eingabesignal ausgibt, welches eine Sinuskurvenform hat.
Messvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der bereichberechnende Abschnitt den unteren Grenzanalogwert „a” berechnet, basierend auf der Frequenz fl korrespondierend zu der unteren Grenze des digitalen Bereich, mit Hilfe der Formel α = sin{π(fl – 1/2)}; und der bereichberechnende Abschnitt den oberen Grenzanalogwert „b” berechnet, basierend auf der Frequenz fu korrespondierend zu der oberen Grenze des digitalen Bereichs, mit Hilfe der Formel b = sin{π(1/2 – fu)}.
Messvorrichtung nach Anspruch 8, weiterhin umfassend einen idealen Histogramm generierenden Abschnitt, der ein ideales Histogramm berechnet, welches ein Histogramm ist, erhalten durch Messung des analogen Eingabesignals mit dem vorgegebenen, basierend auf dem unteren Grenzanalogwert „a” und dem oberen Grenzanalogwert „b”, mit Hilfe der Formel
Programm zur Berechnung der Charakteristik eines A/D-Wandlers, verwendend einen Computer und ein Programm, zum Beschreiben des Computers mit einem ein gemessenes Histogramm generierenden Abschnitt, der ein Histogramm generiert eines digitalen Ausgabesignal, ausgegeben durch den A/D-Wandler als ein Ergebnis von dem A/D-Wandler, verursacht durch Abfragen des analogen Eingabesignals mit einer vorgegebenen Kurvenform; und einem bereichberechnenden Abschnitt, der berechnet zumindest einen eines analogen Wert korrespondierend zu einer unteren Grenze und einem analogen Wert korrespondierend zu einer oberen Grenze eines vorgegebenen digitalen Bereich, basierend auf zumindest einer von (i) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, welche kleiner als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich in einem durch Messung der digitalen Ausgabesignale erhaltenen gemessenen Histogramm, und (ii) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, in dem gemessenen Histogramm, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.
Computerlesbares Medium, auf dem das Programm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
Verfahren zur Messung einer Charakteristik eines A/D-Wandlers, umfassend: Versorgung des A/D-Wandlers mit einem analogen Eingabesignal, welches eine vorbestimmte Kurvenform hat; Erfassung eines durch den A/D-Wandler ausgegebenen digitalen Ausgabesignals als ein Ergebnis von Abfragen des analogen Eingabesignals; Generierung eines Histogramms des digitalen Ausgabesignals; und Berechnung eines analogen Werts korrespondierend zu einer unteren Grenze und einem analogen Wert korrespondierend zu einer oberen Grenze mit einem vorbeschriebenen digitalen Bereich, basierend auf (i) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten, welche kleiner als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich in einem durch Messung des digitalen Ausgabesignals erhaltenen gemessenen Histogramms, und/oder (ii) einer Frequenz korrespondierend zu digitalen Werten in dem gemessenen Histogramm, welche größer als oder gleich sind mit dem digitalen Bereich.