FI86120C - A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa. - Google Patents

A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa. Download PDF

Info

Publication number
FI86120C
FI86120C FI903334A FI903334A FI86120C FI 86120 C FI86120 C FI 86120C FI 903334 A FI903334 A FI 903334A FI 903334 A FI903334 A FI 903334A FI 86120 C FI86120 C FI 86120C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
converter
values
analog
calibration
digital
Prior art date
Application number
FI903334A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI903334A0 (fi
FI86120B (fi
FI903334A (fi
Inventor
Pentti Mannonen
Original Assignee
Nokia Mobile Phones Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Mobile Phones Ltd filed Critical Nokia Mobile Phones Ltd
Priority to FI903334A priority Critical patent/FI86120C/fi
Publication of FI903334A0 publication Critical patent/FI903334A0/fi
Priority to DE69122404T priority patent/DE69122404T2/de
Priority to EP91912609A priority patent/EP0553090B1/en
Priority to US07/965,405 priority patent/US5331321A/en
Priority to PCT/FI1991/000209 priority patent/WO1992000630A1/en
Priority to AU81828/91A priority patent/AU8182891A/en
Publication of FI903334A publication Critical patent/FI903334A/fi
Publication of FI86120B publication Critical patent/FI86120B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI86120C publication Critical patent/FI86120C/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/0617Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence
    • H03M1/0675Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy
    • H03M1/069Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy by range overlap between successive stages or steps
    • H03M1/0692Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters characterised by the use of methods or means not specific to a particular type of detrimental influence using redundancy by range overlap between successive stages or steps using a diminished radix representation, e.g. radix 1.95
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration
    • H03M1/1033Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity
    • H03M1/1038Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity by storing corrected or correction values in one or more digital look-up tables
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

1 86120 A/D- tai D/A-muunnin, A/D- ja D/A-muunninjär j es telinä sekä niiden kai ibroint imene telinä
Esillä oleva keksintö liittyy A/D- ja D/A-muunti-5 miin ja -muunninjärjestelmiin sekä niiden kalibrointi-menetelmiin.
Digitaali-analogia (D/A) -muuntimia ja analogia-digitaali (A/D) -muuntimia käytetään yleisesti elektroniikassa, etenkin tietokoneliitännöissä, muuntamaan analo-10 giasignaali digitaaliseen numeromuotoon ja päinvastoin. Nopeissa ja tarkoissa muuntimissa käytetään yleensä binääristä punnusjärjestelmää, jossa kantalukuna on 2: (1) U = (C + B12*1 + B22'2 + ... + Bn2_n)E, 15 missä U on analogiasignaalin arvo, E on muuntimessa käytettävä referenssijännite ja Bx ... Bn ovat binääriarvoja (0,1), C on vakio ja n on muuntimen bittien/punnuksien lukumäärä.
20 Muuntimien binääripunnukset 2~k toteutetaan yleensä punnus- eli referenssielementeillä, jotka muodostavat ns. punnitusverkon. Käytännössä punnitusverkko ja punnusele-mentit toteutetaan useimmiten vastuksilla, kondensaattoreilla ja transistoreilla. Tällöin muuntimen tarkkuus 25 riippuu siitä, miten tarkasti punnuselementtien arvot ovat toisiinsa nähden oikeassa suhteessa. Tämä asettaa hyvin korkeat vaatimukset muuntimien valmistustekniikalle, ja usein tarvitaankin muuntimien jälkikäteen tapahtuvaa virittämistä. Lisäksi punnuselementtien arvojen muuttuminen 30 ajan mukana (ryömintä) asettaa yleensä muuntimien tark-kuusrajaksi noin 12 bittiä. Sitä tarkemmat muuntimet täy-. . tyy ajoittain virittää tai kalibroida uudelleen käytön aikana.
Muuntimien kalibrointi joudutaan yleensä suoritta-35 maan säätämällä punnuselementtien arvoja sekä referenssi- 2 86120 jännitteitä.
Lisäksi pyrittäessä suureen nopeuteen ja tarkkuuteen tulee ongelmaksi myös muuntimen vaatima asettumisaika vaadittuun tarkkuuteen. Täten tarkimmat tavanomaiset muun-5 timet ovat yleensä myös hitaita.
Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada uudentyyppinen A/D- tai D/A-muunnin, joka on aikaisempaa tarkempi, helpommin kalibroitava ja joka asettaa alhaisemmat vaatimukset valmistusteknologialle.
10 Tämä saavutetaan A/D- tai D/A-muuntimellä, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että muuntimessa käytetyn lukujärjestelmän kantaluku on pienempi kuin 2.
Keksintö perustuu hakijan havaintoon, että käyttämällä muuntimessa binäärijärjestelmän sijasta lukujärjes-15 telmää, jonka kantaluku on pienempi kuin 2, saadaan muunnin, jossa on lukualueita, joissa sama luku syntyy erilaisilla bittikombinaatioilla. Tämän ansiosta voidaan punnuksille sallia hajontaa ilman että muuntimen lukualueeseen jää aukkoja. Punnuksen todellinen tarkka arvo voidaan mää-20 rittää laskennallisesti tai ohjelmallisesti tietyllä it-sekalibrointiproseduurilla ja korjata jokainen muunnostu-los näiden todellisten punnusten mukaan. Esimerkiksi punnitsevan A/D-muuntimen komparaattoreiden offset ja kohina eivät synnytä virhettä muunnokseen, koska komparaattorien 25 kynnysarvokohdissa sama jännitearvo voidaan esittää kahdella erilaisella bittisarjalla keksinnön mukaisessa luku-järjestelmässä. Normaalissa binäärijärjestelmässä punnuksen epätarkkuus aiheuttaa muuntimen lukualueeseen aukon, jonka aiheuttamaa virhettä on mahdoton korjata.
']1. 30 Keksinnön ansiosta muuntimen punnuksille ja muille parametreille, kuten vastusten ja kondensaattorien arvot, • : vahvistimen offset, vahvistus, nousuaika, ym. sallia melko I./ suuri hajonta tietyissä rajoissa. Muuntimen rakenteessa päästään yksinkertaisiin ratkaisuihin, joissa valmistus-35 teknologialta ei vaadita suurta tarkkuutta, mikä puoles- • # * 1 · * · • · Λ • » • 1 1 3 86120 taan johtaa pienempiin kustannuksiin.
A/D-muunnin saadaan nopeudeltaan suuremmaksi kuin aikaisemmin, koska näytteenottotaajuuden ollessa vakio ei vahvistimen tarvitse ehtiä asettua lopputilaan ennen muun-5 nosta, sillä nämä asettumisaikavirheet korjautuvat kalibroinnissa.
Muuntimien kalibrointi (punnusarvojen mittaus) voidaan hoitaa ohjelmallisesti halutuilla hetkillä. Tämän jälkeen muunnoksissa esiintyvät virheet ovat pelkästään 10 kohinan ja häiriöiden aiheuttamia. Muuntimen bittimäärä voidaan kasvattaa aina kohinarajalle asti. Kalibroinnissa voidaan tietyillä menetelmillä päästä kohinarajan alapuolelle.
Keksinnön kohteena on lisäksi patenttivaatimuksen 9 15 mukainen menetelmä keksinnön mukaisen A/D-muuntimen kalib-roimiseksi.
Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 12 mukainen A/D- ja D/A-järjestelmä, joka käsittää keksinnön mukaisen A/D-muuntimen ja D/A-muuntimen.
20 Keksinnön kohteena on edelleen myös menetelmä pa tenttivaatimuksen 12 mukaisen muunninjärjestelmän kali-broimiseksi.
Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin kuvioon, joka esittää erään keksinnön mu-25 kaisesta A/D- ja D/A-muunninjärjestelmän lohkokaavion.
\· Keksinnön mukaisissa muuntimissa A/D-muuntimen si- : sääntulojännite U tai D/A-muuntimen ulostulojännite nou- dattaa seuraavaa kaavaa: 30 (2) U - (Bj*! + B2x2 + ... + Bnxn + C) E, . . missä Xj ... xn ovat muuntimen punnusarvoja, Bj ... Bn ovat "·// bittejä, joiden arvo on 0 tai 1, ja C on vakio, joka si- ’·' sältää muuntimen offset-arvot.
·:·*: 35 Jotta muuntimen lukualue olisi kauttaaltaan jatku- • · * · * * 86120 va, on muuntimen punnuksille xk asetettava seuraava ehto: n (3) Σ Xp ;> Xk - Xn, k = 0,----n-1 5 p=k+l
Yhtälö (4) asettaa ehdon, että kutakin punnusta edeltävien punnusten arvojen summan on oltava suurempi kuin kyseisen punnuksen arvo.
10 1 (4) Xp ------- Xp.!? Δρ > 0 2-Δρ Tämä ehto täytetään keksinnön mukaisesti käyttämäl-15 lä binäärisen lukujärjestelmän sijasta, jossa kantaluku on 2, toista lukujärjestelmää, jossa kantaluku on pienempi kuin 2, jolloin yhtälö (2) saa seuraavan muodon: (5) U = [C + Βι(2-Δ)'1 + Β2(2-Δ)'2+. . .+Bn( 2-Δ )n] E, 20 missä (2-Δ) on lukujärjestelmän kantaluku, jossa Δ on edullisesti alueella 0,01-0,1. Tällöin lukujärjestelmän kantaluku on vastaavasti alueella 1,90-1,99. Keksinnön mukaista lukujärjestelmää tullaan tämän jälkeen nimittä-25 mään (2-A)-jätjestelmäksi. Luku Δ voi myös hieman vaihdella samassa muuntimessa punnuksesta toiseen.
Kuviossa on esitetty erään keksinnön mukaisen muun-ninjärjestelmän lohkokaavio. Järjestelmä käsittää analo-gia-digitaalimuuntimen 1 (ADC), jossa käytetään lukujär-30 jestelmää (2-Δ1). Järjestelmä sisältää lisäksi D/A-muunti-*.! men 2 (DAC), joka käyttää lukujärjestelmää (2-Δ2). Luvut Δχ ja Δ2 ovat erilaiset, minkä seurauksena muuntimien 1 ja 2 lukujärjestelmien kantaluvut ovat erilaiset, koska kalib-*.**: rointi myöhemmin selostettavalla menetelmällä 3 ei onnis- V : 35 tuisi, jos kantaluvut olisivat yhtäsuuret. Muuntimen 1 ....: kantaluku (2-Δ!) ja muuntimen 2 kantaluku (2-Δζ) voi vaih- • · tl · - · 5 86120 della muuntimen sisällä punnuksesta toiseen tietyllä tole-ranssialueella, mutta eri muuntimien kantalukujen keskiarvojen tulee erota toisistaan.
Muuntimet 1 ja 2 on liitetty niitä ohjaavaan oh-5 jausyksikköön 3, joka on edullisesti tietokone, dataväy-lien 5 ja 6 sekä yhteisen ohjausväylän 7 kautta. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa dataväylällä 5 siirrettävä data on lukujärjestelmässä (2-Δ!) ja dataväylällä 6 siirrettävä data on lukujärjestelmässä (2-Δ2). Ohjausyksikkö 3 10 on edelleen yhteydessä ulkopuolisiin järjestelmiin ohjaus-väylän 9 ja binäärisen dataväylän 8 kautta.
A/D-muuntimen 1 analogiasisääntulo 12 on kytkettävissä vaihtokytkimellä SI analogiseen sisääntulojännitteeseen UIN, muuntimen lukualueen suurinta arvoa vastaavaan 15 referenssijännitteeseen E, muuntimen lukualueen nolla-arvoa vastaavaan toiseen referenssijännitteeseen (esim. 0 V), jännitegeneraattorin 4 ulostuloon tai D/A-muuntimen 2 analogiaulostuloon 13. D/A-muuntimen 2 analogiaulostulo 13 on vaihtokytkimellä S2 kytkettävissä muunninjärjestelmän 20 analogiaulostuloon UOUT tai A/D-muuntimen 1 analogiasisään-tuloon 12. Ohjausyksikkö 3 ohjaa kytkimien SI ja S2 sekä jännitegeneraattorin 4 toimintaa, kuten on havainnollistettu katkoviivoilla 10 ja 11.
Keksinnön mukainen muunninj ärj estelmä itsensä auto-25 maattisesti ohjelmallisesti itsekalibroiva. Normaalissa käytössä A/D-muuntimen 1 analogiasisääntulo on kytketty järjestelmän analogiasisääntuloon U1N ja vastaavasti D/A-muuntimen 2 analogiaulostulo 13 on kytketty järjestelmän analogiaulostuloon UOTT. A/D-muunnin 1 suorittaa analogia-30 digitaalimuunnoksen ja syöttää (2-Δ,) -lukujärjestelmässä olevat digitaaliluvut dataväylän 5 kautta ohjausyksikölle 3, joka korjaa muunnostulokset ennalta määrätyn kalibroin-, tiproseduurin mukaisesti lasketuilla kalibrointiparamet- reilla ja muuntaa korjatut tulokset binäärijärjestelmään.
* - 35 Vastaavasti ohjausyksikkö 3 korjaa D/A-muuntimelle 2 mene- 6 86120 vät ohjaussanat tälle muuntimelle lasketuilla kalibroin-tiparametreilla ja syöttää ohjaussanat dataväylän 6 kautta muuntimelle 2. Toisin sanoen esillä olevassa keksinnössä tunnetaan tarkasti muuntimien 1 ja 2 punnuksien epätarkat 5 arvot ja korjataan jokainen A/D-muuntimelta 1 tuleva muun-nostulos automaattisesti oikeaksi ja vastaavasti jokainen D/A-muuntimelle 2 menevä ohjaussana sellaiseksi, että muunnoksen tuloksena saatava analogiajännite on tarkasti oikea.
10 Ohjausyksikkö 3 voi vaihtoehtoisesti sisältää haku- taulukkotyyppi sen muistin, johon on kalibrointivaiheessa tallennettu A/D-muuntimen 1 syöttämää bittikuviota vastaava korjattu arvo. Vastaavasti ohjausyksikössä 3 voi olla toinen hakutaulukko, jossa on jokaista D/A-muuntimelle 2 15 tarkoitettua ohjaussanaa kohti tallennettuna korjattu ohjaussana, joka syötetään muuntimelle 2. Nämä hakutaulukot voivat suorittaa myös muunnokset binäärijärjestelmään ja siitä pois. Ohjausyksikön 3 toiminnot voivat myös olla osittain tai kokonaan integroituna muuntimiin 1 ja 2.
20 Seuraavassa selostetaan A/D-muuntimen 1 kalibroin tia. Muuntimen 1 sisääntulojännite U1N saadaan seuraavasta yhtälöstä: nl 25 (6) Uin/E = Cx + E BkXk k-1
Cx on vakio, joka sisältää muuntimen 1 offset-jännitteet. A/D-muunnin 1 voidaan kalibroida useilla tavoilla ' 30 referenssijännitteiden E ja 0 V sekä jännitegeneraattorin 4 ja D/A-muuntimen 2 avulla.
1, Kalibrointi referenssijännitteillä 0 V ja E
Kun A/D-muunnin 1 on syklinen 1-bittinen muunnin, se voidaan kalibroida kytkemällä sisääntulo 13 vuoronpe-: : : 35 rään referenssi jännitteisiin 0 V ja E, jolloin yhtälön (6) avulla saadaan yhtälöryhmä 7 86120 nl (7) 1 = Cl + Σ BlkXk k=l 5 nl (8) 0 * Cl + Σ B0kXk k=l 10 missä Xk=Xk. Yhtälöistä (7) ja (8) ratkaistaan Cl ja xk, joita käytetään kalibrointiparametreina. Kun muuntimen 1 punnukset xk tunnetaan tarkasti, voidaan muuntimen 1 antamista biteistä laskea sisääntulo jännite UIIf yhtälön (6) avulla.
15 2. Kalibrointi länniteoeneraattorilla 4 Tämän kalibrointimenetelmän perusajatuksena on, että A/D-muuntimen 1 punnukset Xk voidaan mitata käyttämällä kalibrointigeneraattoria 4, jonka ulostulojännite Uf muuttuu ajan mukana tunnetun funktion mukaan, joka myös 20 voidaan mitata. Yleisesti funktio Uf on (9) Uf = Ef(n,a), missä n=0,1,2, ...,max; a=parametrivektori = ( alr a2, . . ., ap). 25 Käytännössä funktio Uf voi olla esimerkiksi (10) Uf * E (1-αχη + α2η2+α3η3).
Kytkemällä muuntimen 1 sisääntulo vuoron perään - 30 sekä referenssiJännitteeseen 0 V että kalibrointigeneraat- torille 4 ja tallentamalla mittaustulokset saadaan yhtälöryhmä , . nl
35 (11) f (n, α) = Σ BnkXk+C
k=l • ♦ « * » • · · 8 86120 nl (12) O = Σ DkXk k=l 5 missä n = 0, 1,..., max;Dk={0, l};Bk={0,1}.
Tästä yhtälöryhmästä voidaan ratkaista C, X ja a. Sisääntulojännitteiden lukumäärän (max) on oltava suurempi kuin punnusten xk lukumäärä nx. Mikään muuntimen 1 ulostulon bitti ei saa pysyä muuttumattomana kalibroinnin aika-10 na, mikä varmistetaan suurella sisääntulojännitteiden määrällä. Lisäksi kohina saadaan osittain kompensoitua suurella yhtälömäärällä.
3. Kalibrointi D/A-muuntimen 2 avulla Tässä menetelmässä käytetään kalibrointigeneraatto-15 rin 4 sijasta D/A-muunninta 2. D/A-muuntimen 2 ulostulo-jännite UOUT saadaan seuraavasti: n2 (13) U00T/E - Σ + C2 20 k=l missä Dk = muuntimen 2 ohjausbitti = 1 tai 0; Yk = muunti- men 2 punnus = - Yk C2 = vakio.
25 2-Ak A/D-muuntimen 1 sisääntulo kytketään ensin refe-. renssijännitteisiin E ja 0 V ja tämän jälkeen D/A-muunti- men 2 ulostuloon 13. Ohjausyksikkö 3 syöttää muuntimelle 2 joukon lukuja, joille suoritetaan D/A-muunnos muuntimella -30 2 ja tämän jälkeen A/D-muunnos muuntimella 1. Saadut mit taustulokset tallennetaan. Muuntimelle 2 syötettävät luvut voivat olla ennalta määrättyjä tai vaihtoehtoisesti satunnaisesti generoituja. Mittauksella saadaan yhtälöryhmä : 35 nl (14) 1 = Cl + Σ BlkXk :T: k=l «. · • « « * · 9 86120 nl (15) O = Cl + Σ BokXk k=l 5 nl (16) C2 = Cl + Σ B2kXk k=l 10 n2 nl (17) C2 + Σ DjkYk = Cl + Σ BjkXk k=l k=l 15 missä j=3,4,5,.., max. Yhtälöryhmästä ratkaistaan mittaustulosten avulla Cl, C2, Yk ja xk. D/A-muunnin 2 voidaan kalibroida myös erikseen A/D-muuntimen 1 kautta, kun muunnin 1 on ensin kalibroitu menetelmän 1 tai 2 avulla. Kun D/A-muuntimen 2 punnukset yk tunnetaan tarkasti, voi-20 daan tiettyä ulostulo jännitettä UOOT vastaavat muuntimen 2 ohjausbitit Dk laskea yhtälöstä (13) ohjausyksikössä 3.
Jokainen muuntimilla 1 ja 2 suoritettava muunnos vaatii siten ohjausyksiköltä 3 yhtälön (6) tai (13) mukaisen laskennan. Ohjausyksikölle 3 (esim. tietokone) aiheu-25 tuvaa kuormitusta voidaan vähentää sijoittamalla muunti-miin 1 ja 2 korjausmuisti ja kyseiset yhtälöt toteuttava . laskentapiiri. Ohjausyksikkö 3 suorittaa tällöin edelleen kalibroinnin, mutta tallentaa lasketut kalibrointiparamet-; rit muuntimien korjausmuisteihin.
30 Vaihtoehtoisesti voidaan kalibroinnin avulla mää rittää muuntimen punnusten oletettujen arvojen ja todel-listen arvojen väliset erotukset, joita käytetään kalib-rointiparametereina muunnostuloksia korjattaessa.
Koska kalibrointimenetelmät 2 ja 3 ovat laskennal-:'· | 35 lisesti hyvin raskaita menetelmiä, ne ovat suhteellisen harvoin suoritettavia peruskalibrointeja. Koska muuntimen komponenttiarvojen suhteet muuttuvat ajan mukana suhteel- 10 861 20 lisen hitaasti, voidaan nopeammat, esim. ryöminnästä tai lämpötilan muutoksista johtuvat muuntimen kaikkiin punnuksiin samalla tavoin vaikuttavat offsetit kalibroida useammin nopeilla (noin 1000 kertaa nopeampia) ja laskennalli-5 sesti kevyillä välikalibrointimenetelmillä.
Eräässä välikalibrointimenetelmässä A/D-muuntimen 1 analogiasisääntulo 12 kytketään peräkkäin edellä mainittuihin referenssijännitteisiin E ja 0V. Kun punnuksiin tarvittavaa offset-korjausta merkitään kalibrointiparamet- 10 rilla Z, saadaan mittausten perusteella yhtälöryhmä nl
(18) 1 = Cl = + Z Σ BlkXk; U1H - E
k=l 15 nl (19) 0 = Cl = + Z Σ BokXk; UIN = 0 k=l 20 Tässä Xk ovat samat kuin aikaisemmin kalibroidut arvot. Yhtälöistä ratkaistaan Cl ja Z. Tämän jälkeen arvoja Xk korjataan nyt lasketulla lisäparametrillä Z seuraavasti: Xk=ZXk.
Tämän jälkeen voidaan D/A-muuntimelle 2 tehdä vas- 25 taava nopea kalibrointi ohjaamalla se muodostamaan ulostuloonsa 13 vuorotellen pieni (Dk=0) ja suuri jännite ja mittaamalla ne A/D-muuntimella 1.
Edellä esitetyt yhtälöt pätevät tapauksissa, jossa piirien epälineaarisuudet voidaan jättää huomioimatta.
30 Epälineaarisuudet huomioitaessa yhtiöt ja laskenta hieman monimutkaistuvat ilman että kuitenkaan poiketaan keksinnön perusajatuksesta.
Oheinen kuvio ja siihen liittyvä selitys on tarkoi-' tettu ainoastaan havainnollistamaan esillä olevaa keksin- V : 35 töä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen muunnin, muun- ninjärjestelmä ja kalibrointimenetelmät voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten mukaisesti.

Claims (15)

11 80120
1. Analogia-digitaali- tai digitaali-analogiamuun-nin (1,2), tunnettu siitä, että muuntimessa (1,2) 5 käytetyn lukujärjestelmän kantaluku on pienempi kuin 2.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen muunnin, tunnettu siitä, että mainittu kantaluku on 2-Δ, missä Δ on edullisesti alueella 0,01-0,1.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen muunnin, 10 tunnettu siitä, että muuntimen (1,2) eri pun- nuselementtien kantaluvuilla 2-δ on toisistaan poikkeavia arvoja.
4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen analogia-digitaalimuunnin (1), tunnettu siitä, että muun- 15 timeen liittyy korjainvälineet (3) muuntimen 2-Δ lukujärjestelmässä olevien muunnostulosten korjaamiseksi tai korvaamiseksi kalibrointiparametreillä, jotka on laskettu ennalta määrätyn kalibrointiproseduurin avulla.
5. Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen ana-20 logia-digitaalimuunnin, tunnettu siitä, että muun- timeen (1) liittyy välineet (3) muunnostulosten, jotka ovat 2-Δ lukujärjestelmässä, muuttamiseksi binäärijärjestelmään .
6. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen digitaali- : 25 analogiamuunnin (2), tunnettu siitä, että muunti- meen liittyy korjainvälineet muunnettavien digitaaliluku-jen, jotka ovat 2-Δ tai binäärijärjestelmän lukuja, korjaamiseksi tai korvaamiseksi ennen muunnosta kalibrointiparametreillä, jotka on laskettu ennalta määrätyn kalib-30 rointiproseduurin avulla.
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen muunnin, tunnettu siitä, että korjainvälineet sisältyvät muuntimen digitaalipuolelle kytkettyyn tietoko- V neeseen (3). ____; 35 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen i2 86120 muunnin, tunnettu siitä, että muunnin on pipeline- tyyppinen muunnin.
9. Menetelmä patenttivaatimuksien 1-4 mukaisen ana-logia-digitaalimuuntimen kalibroimiseksi, tunnettu 5 siitä, että menetelmä käsittää muuntimen (1) analogiasisääntulon (12) kytkemisen vuoroperään muuntimen lukualueen nolla-arvoa vastaavaan referenssijännitteeseen (OV) ja lukualueen suurinta arvoa vastaavaan referenssijännitteeseen (E), 10 saatujen muunnostulosten tallentamisen, ja muuntimen punnusten todellisten arvojen tai kalib-rointiarvojen laskemisen tunnettujen referenssijännitear-vojen ja niitä vastaavien tallennettujen muunnostulosten avulla.
10. Menetelmä patenttivaatimuksien 1-4 mukaisen analogia-digitaalimuuntimen kalibroimiseksi, tunnet-t u siitä, että menetelmä käsittää muuntimen (1) analogiasisääntulon kytkemisen tunnetun funktion mukaisesti ajan mukana muuttuvan, muuntimen 20 lukualueen kattavan jännitteen syöttävään jännitelähteeseen (4) sekä muuntimen (1) lukualueen nolla-arvoa vastaavaan referenssijännitteeseen (OV), saatujen muunnostulosten tallentamisen, ja muuntimen punnusten todellisten arvojen tai kalib-25 rointiarvojen laskemisen mainitun tunnetun jännitefunk- tion, referenssijännitteen ja niitä vastaavien tallennettujen muunnostulosten avulla.
11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä laskee muunti- 30 men punnusten oletettujen arvojen ja todellisten arvojen väliset erotukset, joita käytetään kalibrointiparametreinä ; muunnostuloksia korjattaessa.
12. A/D- ja D/A-muunninjärjestelmä, joka käsittää A/D-muuntimen (1) ja D/A-muuntimen (2), joiden analogia- *". 35 puolet (12,13) on kytkettävissä toisiinsa ainakin D/A- i3 861 20 muuntimen kalibrointia varten, tunnettu siitä, että muuntimissa (1,2) käytettyjen lukujärjestelmien kanta-luvut ovat keskenään erilaiset ja pienempiä kuin 2.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen muunninjärjes-5 telmä, tunnettu siitä, että A/D-muuntimen (1) lukujärjestelmän kantaluku voi vaihdella ensimmäisellä tole-ranssialueella ja D/A-muuntimen (2) lukujärjestelmän kantaluku voi vaihdella toisella toleranssialueella siten, että muuntimien kantalukujen keskiarvot ovat erilaiset.
14. Menetelmä patenttivaatimuksen 12 mukaisen muun nin järjestelmän kalibroimiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää A/D-muuntimen (1) analogiasisääntulon (12) kytkemisen vuoronperään muuntimen lukualueen nolla-arvoa vas-15 taavaan referenssijännitteeseen (0V), lukualueen suurinta arvoa vastaavaan referenssijännitteeseen (E) sekä D/A-muuntimen (2) analogiaulostuloon (13 ), digitaalisten ohjausarvojen syöttämisen D/A-muun-timelle sen ollessa kytkettynä A/D-muuntimeen, 20 saatujen muunnostulosten tallentamisen, ja A/D- ja D/A-muuntimien punnuksien todellisten arvojen tai kalibrointiarvojen laskemisen, kun molemmat muuntimet ovat kalibroimattomia, tai vain D/A-muuntimen punnuksien todellisten arvojen tai kalibrointiarvojen las-25 kemisen, kun A/D-muunnin on ennalta kalibroitu, tunnettu- " ' jen referenssijännitearvojen, tallennettujen muunnostulos ten ja D/A-muuntimen ohjausarvojen perusteella.
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että D/A-muuntimen (2) ohjausarvot 30 ovat ennalta määrättyjä ohjausarvoja tai generoidaan sa- : tunnaisesti. 14 861 20
FI903334A 1990-07-02 1990-07-02 A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa. FI86120C (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI903334A FI86120C (fi) 1990-07-02 1990-07-02 A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.
DE69122404T DE69122404T2 (de) 1990-07-02 1991-07-02 A/d oder d/a wandler, a/d und d/a wandlersystem und verfahren zur eichung dieses systems
EP91912609A EP0553090B1 (en) 1990-07-02 1991-07-02 A/d or d/a converter, a/d and d/a converter system and a calibration method thereof
US07/965,405 US5331321A (en) 1990-07-02 1991-07-02 A/D converter and D/A converter employing a rodix smaller than a two, and calibration thereof
PCT/FI1991/000209 WO1992000630A1 (en) 1990-07-02 1991-07-02 A/d or d/a converter, a/d and d/a converter system and a calibration method thereof
AU81828/91A AU8182891A (en) 1990-07-02 1991-07-02 A/d or d/a converter, a/d and d/a converter system and a calibration method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI903334 1990-07-02
FI903334A FI86120C (fi) 1990-07-02 1990-07-02 A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI903334A0 FI903334A0 (fi) 1990-07-02
FI903334A FI903334A (fi) 1992-01-03
FI86120B FI86120B (fi) 1992-03-31
FI86120C true FI86120C (fi) 1992-07-10

Family

ID=8530734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI903334A FI86120C (fi) 1990-07-02 1990-07-02 A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5331321A (fi)
EP (1) EP0553090B1 (fi)
AU (1) AU8182891A (fi)
DE (1) DE69122404T2 (fi)
FI (1) FI86120C (fi)
WO (1) WO1992000630A1 (fi)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI86120C (fi) * 1990-07-02 1992-07-10 Nokia Mobile Phones Ltd A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.
KR100261057B1 (ko) * 1991-08-15 2000-07-01 윌리엄 비. 켐플러 정확도 부스트래핑
US5596322A (en) * 1994-10-26 1997-01-21 Lucent Technologies Inc. Reducing the number of trim links needed on multi-channel analog integrated circuits
US5644308A (en) * 1995-01-17 1997-07-01 Crystal Semiconductor Corporation Algorithmic analog-to-digital converter having redundancy and digital calibration
JPH08298462A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Nec Corp 半導体装置
FI98020C (fi) * 1995-06-06 1997-03-25 Nokia Mobile Phones Ltd Digitaalisen signaalin modulointimenetelmä ja modulaattori
FI101027B (fi) * 1996-01-05 1998-03-31 Nokia Mobile Phones Ltd Multipleksoitu signaalimuunnos
US5861828A (en) * 1997-10-14 1999-01-19 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for monotonic digital calibration of a pipeline analog-to-digital converter
GB2330707B (en) 1997-10-23 2001-10-24 Nokia Mobile Phones Ltd Digital to analogue converter
FI105428B (fi) 1998-05-13 2000-08-15 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä rinnakkais-A/D-muunnoksen virheen korjaamiseksi, korjain ja rinnakkais-A/D-muunnin
FI120124B (fi) 1998-05-29 2009-06-30 Nokia Corp Menetelmä ja piiri signaalin näytteistämiseksi suurella näytteistystaajuudella
US6351228B1 (en) * 1999-02-03 2002-02-26 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. Digital calibration method and apparatus for A/D or D/A converters
SE516799C2 (sv) 2000-04-25 2002-03-05 Ericsson Telefon Ab L M Ett förfarande och en anordning för kalibrering av A/D- omvandlare
DE10314189B4 (de) * 2003-03-28 2006-05-11 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines gewichteten Netzwerks
TWI259662B (en) * 2005-05-18 2006-08-01 Ite Tech Inc Signal converting apparatus for integrated analog-to-digital converter and digital-to-analog converter and integrator unit thereof
WO2007041378A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-12 Cirrus Logic, Inc. Calibration of a redundant number system successive approximation analog-to-digital converter
EP2169832A4 (en) * 2007-07-20 2012-07-25 Japan Science & Tech Agency CONVERTER, CONVERSION METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM
JP2012165298A (ja) * 2011-02-09 2012-08-30 Tokai Rika Co Ltd 信号処理回路
WO2014031496A1 (en) * 2012-08-21 2014-02-27 Missing Link Electronics, Inc. Configurable mixed-signal systems
CN104682960B (zh) * 2013-11-27 2017-08-08 展讯通信(上海)有限公司 转换电路及通信设备
CN107196656B (zh) * 2016-03-15 2020-11-06 联发科技(新加坡)私人有限公司 一种信号校准电路及信号校准方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3216001A (en) * 1960-10-13 1965-11-02 Beckman Instruments Inc Analog-to-digital converter
DE2735401A1 (de) * 1977-08-05 1979-02-15 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur umsetzung von analog-signalen in digital-signale und umgekehrt von digital-signalen in analog-signale
US4336526A (en) * 1978-08-04 1982-06-22 Intersil, Inc. Successive approximation analog-to-digital converter using non-binary series
US4903023A (en) * 1985-11-06 1990-02-20 Westinghouse Electric Corp. Subranging analog-to-digital converter with digital error correction
US4962380A (en) * 1989-09-21 1990-10-09 Tektronix, Inc. Method and apparatus for calibrating an interleaved digitizer
FI86120C (fi) * 1990-07-02 1992-07-10 Nokia Mobile Phones Ltd A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.
US5164726A (en) * 1991-06-12 1992-11-17 Eastman Kodak Company Self calibrating dual range a/d converter

Also Published As

Publication number Publication date
DE69122404T2 (de) 1997-02-20
AU8182891A (en) 1992-01-23
FI903334A0 (fi) 1990-07-02
FI86120B (fi) 1992-03-31
EP0553090A1 (en) 1993-08-04
US5331321A (en) 1994-07-19
WO1992000630A1 (en) 1992-01-09
FI903334A (fi) 1992-01-03
DE69122404D1 (de) 1996-10-31
EP0553090B1 (en) 1996-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI86120C (fi) A/d- eller d/a-omvandlare, a/d- eller d/a-omvandlarsystem samt kalibreringsfoerfarande foer dessa.
US5361067A (en) Digital linearization calibration for analog to digital converter
US8665125B2 (en) Electronic device and method for measuring differential non-linearity (DNL) of an SAR ADC
US6486807B2 (en) A/D converter calibration
US7710303B2 (en) Analog-to-digital converter offset and gain calibration using internal voltage references
US6452519B1 (en) Analog to digital converter utilizing a highly stable resistor string
US4222107A (en) Method and apparatus for automatically calibrating a digital to analog converter
US7671768B2 (en) Digital-to-analogue converter system with increased performance
US20130044014A1 (en) Successive approximation analog to digital converter with capacitor mismatch calibration and method thereof
CN107994903B (zh) 模数转换电路及流水线模数转换器
US20160079995A1 (en) Error Measurement and Calibration of Analog to Digital Converters
KR20020008198A (ko) A/d-변환기의 정적 에러 정정
US20100156689A1 (en) A-d convert apparatus, d-a convert apparatus and adjustment method
US6310518B1 (en) Programmable gain preamplifier
US9362937B1 (en) Method of calibrating a SAR A/D converter and SAR-A/D converter implementing said method
US9432041B2 (en) Method of calibrating a thermometer-code SAR A/D converter and thermometer-code SAR-A/D converter implementing said method
US7046178B2 (en) Method and device for the calibration of a weighted network
US20230117529A1 (en) Analog-to-digital conversion circuit with improved linearity
US6975950B2 (en) Variable resolution digital calibration
US7071856B2 (en) Pipeline ADC calibrating method and apparatus thereof
US7042373B2 (en) Error measuring method for digitally self-calibrating pipeline ADC and apparatus thereof
US20050225470A1 (en) Digitally self-calibrating pipeline adc and controlling method thereof
US11356111B1 (en) Self calibrating digital-to-analog converter
Balestrieri et al. DAC static parameter specifications–some critical notes
CN112600558A (zh) 一种模数转换的线性度校正方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: NOKIA MATKAPUHELIMET OY