JP2013183411A - Inspection circuit of ad converter and inspection method of ad converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、AD変換器の検査回路及びAD変換器の検査方法に関する。特に、複数のチャンネルを備えるAD変換器の検査回路及びAD変換器の検査方法、に関する。 The present invention relates to an AD converter inspection circuit and an AD converter inspection method. In particular, the present invention relates to an AD converter inspection circuit including a plurality of channels and an AD converter inspection method.
アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器が、様々な回路に用いられている。このようなAD変換器には、複数のアナログ信号をAD変換可能なマルチチャンネル対応のAD変換器が用いられる場合が多い。AD変換器を必要とする回路では、複数のアナログ信号をデジタル信号に変換することが多いためである。 An AD converter that converts an analog signal into a digital signal is used in various circuits. As such an AD converter, a multi-channel AD converter capable of AD converting a plurality of analog signals is often used. This is because a circuit that requires an AD converter often converts a plurality of analog signals into digital signals.
AD変換器の製造工程では、製造したAD変換器が予め定めた規格を満たしているか検査する必要がある。AD変換器の検査は、AD変換器とテスタを接続し、テスタから各種の試験信号や制御信号を入力し、AD変換器が出力するデジタル信号をテスタに入力して行う(図2参照)。テスタは、受け付けたデジタル信号に基づいて、AD変換器のリニアリティ等の特性を検査し、AD変換器の良否を判定する。 In the AD converter manufacturing process, it is necessary to inspect whether the manufactured AD converter satisfies a predetermined standard. The AD converter is inspected by connecting the AD converter and the tester, inputting various test signals and control signals from the tester, and inputting digital signals output from the AD converter into the tester (see FIG. 2). The tester inspects characteristics such as the linearity of the AD converter based on the received digital signal, and determines whether the AD converter is good or bad.
ここで、マルチチャンネル対応のAD変換器が検査対象のAD変換器であれば、すべてのチャンネルについて検査を行う必要がある。しかし、すべてのチャンネルをシリアルに検査したのでは、AD変換器の検査に要する時間が長時間必要になってしまう。 Here, if the multi-channel AD converter is an AD converter to be inspected, it is necessary to inspect all the channels. However, if all channels are inspected serially, it takes a long time to inspect the AD converter.
そこで、特許文献1において、デジタル信号セレクタ回路を用いて、複数のAD変換器の出力信号を任意の順序で選択することで、並列に、AD変換器の検査を行う技術が開示されている。
Therefore,
なお、上記先行技術文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。 The disclosure of the above prior art document is incorporated herein by reference. The following analysis has been made from the viewpoint of the present invention.
上述のように、特許文献1で開示された技術によれば、複数のAD変換器を並列に検査することができる。しかし、特許文献1で開示された検査回路では、デジタル信号セレクタ回路を用いて、複数チャンネルの変換結果から選択されたデジタル信号をテスタに入力している。即ち、デジタル信号セレクタ回路を用いて、時分割で変換結果を比較している。図3は、特許文献1の図7である。図3(f)から明らかなとおり、特許文献1で開示された検査回路は、AD変換器A及びBの変換結果を時分割し、時分割した変換結果をテスタに取り込んで検査を行っている。
As described above, according to the technique disclosed in
しかし、このような時分割で変換結果を比較する方法では、特定のAD変換器に着目すると、一部の変換結果に限り検査しているにすぎない。そのため、検査精度は低下する。 However, in such a method of comparing the conversion results in a time division manner, focusing on a specific AD converter, only a part of the conversion results are inspected. As a result, the inspection accuracy decreases.
以上のとおり、複数チャンネルを備えるAD変換器の検査には、解決すべき問題点が存在する。そのため、検査精度を低下させることなく、複数チャンネルを備えるAD変換器を並列に検査し、検査時間を削減するAD変換器の検査回路及びAD変換器の検査方法が、望まれる。 As described above, there is a problem to be solved in the inspection of the AD converter having a plurality of channels. Therefore, an AD converter inspection circuit and an AD converter inspection method that inspect AD converters having a plurality of channels in parallel without reducing inspection accuracy and reduce the inspection time are desired.
本発明の第1の視点によれば、複数のAD変換器の出力するデジタル信号を受け付けると共に、テスタより出力されるカウントUP信号に基づいて、前記複数のAD変換器が出力すべき期待値を生成し、前記複数のAD変換器の出力する変換結果のうち、前記期待値から最も乖離する変換結果を前記テスタに出力する変換結果検証回路を備えるAD変換器の検査回路が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the digital signals output from the plurality of AD converters are received, and the expected value to be output by the plurality of AD converters is determined based on the count UP signal output from the tester. An AD converter test circuit is provided that includes a conversion result verification circuit that generates and outputs, to the tester, a conversion result that deviates most from the expected value among the conversion results generated and output from the plurality of AD converters.
本発明の第2の視点によれば、複数のAD変換器の検査信号となるアナログ信号及び前記アナログ信号と同期したカウントUP信号、を出力する工程と、前記カウントUP信号から、前記複数のAD変換器が出力すべき期待値を生成する工程と、前記複数のAD変換器の変換結果と前記期待値とに基づいて、前記複数のAD変換器の良否判定を行う工程と、を含むAD変換器の検査方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, a step of outputting an analog signal serving as a test signal for a plurality of AD converters and a count UP signal synchronized with the analog signal, and from the count UP signal, the plurality of AD An AD conversion comprising: generating an expected value to be output by the converter; and performing a pass / fail judgment of the plurality of AD converters based on a conversion result of the plurality of AD converters and the expected value. A test method for a vessel is provided.
本発明の各視点によれば、検査精度を低下させることなく、複数チャンネルを備えるAD変換器を並列に検査し、検査時間を削減するAD変換器の検査回路及びAD変換器の検査方法が、提供される。 According to each aspect of the present invention, an AD converter inspection circuit and an AD converter inspection method for inspecting AD converters having a plurality of channels in parallel without reducing inspection accuracy and reducing inspection time, Provided.
初めに、図1を用いて一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。 First, an outline of an embodiment will be described with reference to FIG. Note that the reference numerals of the drawings attached to this summary are attached to the respective elements for convenience as an example for facilitating understanding, and are not intended to limit the present invention to the illustrated embodiment.
上述のように、複数のAD変換器の検査をシリアルに行うと、検査時間が長くなってしまう。一方、AD変換器の変換結果を時分割で評価すると、検査精度が低下してしまう。そのため、検査精度を低下させることなく、複数チャンネルを備えるAD変換器を並列に検査し、検査時間を削減するAD変換器の検査回路及びAD変換器の検査方法が、望まれる。 As described above, when a plurality of AD converters are inspected serially, the inspection time becomes long. On the other hand, when the conversion result of the AD converter is evaluated in a time division manner, the inspection accuracy is lowered. Therefore, an AD converter inspection circuit and an AD converter inspection method that inspect AD converters having a plurality of channels in parallel without reducing inspection accuracy and reduce the inspection time are desired.
そこで、一例として図1に示すAD変換器の検査回路を提供する。図1に示すAD変換器の検査回路は、複数のAD変換器の出力するデジタル信号を受け付けると共に、テスタより出力されるカウントUP信号に基づいて、複数のAD変換器が出力すべき期待値を生成し、複数のAD変換器の出力する変換結果のうち、期待値から最も乖離する変換結果をテスタに出力する変換結果検証回路を備えている。 Therefore, an inspection circuit for the AD converter shown in FIG. 1 is provided as an example. The AD converter inspection circuit shown in FIG. 1 accepts digital signals output from a plurality of AD converters, and determines an expected value to be output by the plurality of AD converters based on a count UP signal output from a tester. A conversion result verification circuit is provided that outputs, to the tester, a conversion result that is most deviated from an expected value among the conversion results generated and output from the plurality of AD converters.
テスタからはAD変換器を検査するためのアナログ信号を出力すると共に、アナログ信号と同期したカウントUP信号を出力する。このカウントUP信号は、アナログ信号が被検査対象となるAD変換器の1LSB(Least Significant Bit)に相当する電圧分変化するタイミングで出力される。その結果、このカウントUP信号をカウントした値は、被検査対象となるAD変換器が出力すべき値(期待値)に等しくなる。 The tester outputs an analog signal for inspecting the AD converter and outputs a count UP signal synchronized with the analog signal. The count UP signal is output at a timing at which the analog signal changes by a voltage corresponding to 1 LSB (Least Significant Bit) of the AD converter to be inspected. As a result, the value obtained by counting the count UP signal is equal to the value (expected value) to be output by the AD converter to be inspected.
ここで、AD変換器の検査時には、複数のAD変換器を同時に動作させ(並列に動作させ)、各AD変換器の変換結果を得る。この変換結果と期待値を比較し、期待値から最も乖離している変換結果を用いてAD変換器の良否判定を行う。 Here, when inspecting the AD converter, a plurality of AD converters are operated simultaneously (in parallel), and a conversion result of each AD converter is obtained. The conversion result is compared with the expected value, and the AD converter is judged to be good or bad by using the conversion result most deviated from the expected value.
この期待値から最も乖離している変換結果が、求められる規格を満足するものであれば、他のAD変換器が出力する変換結果については、良否判定を行わなくても良品であることが担保できる。その結果、検査精度を低下させることなく、複数チャンネルを備えるAD変換器を並列に検査し、検査時間を削減することができる。 If the conversion result that deviates most from the expected value satisfies the required standard, the conversion result output by other AD converters is guaranteed to be a good product without having to make a pass / fail judgment. it can. As a result, it is possible to inspect AD converters having a plurality of channels in parallel without reducing inspection accuracy, and to reduce inspection time.
本発明において下記の形態が可能である。 In the present invention, the following modes are possible.
[形態1]上記第1の視点に係るAD変換器の検査回路のとおり。 [Mode 1] As in the test circuit of the AD converter according to the first aspect.
[形態2]前記AD変換器の検査回路は、さらに、前記テスタが出力する前記アナログ信号を、前記複数のAD変換器に分配するアナログ信号分配器を含むことが好ましい。 [Mode 2] Preferably, the test circuit of the AD converter further includes an analog signal distributor that distributes the analog signal output from the tester to the plurality of AD converters.
[形態3]前記AD変換器の検査回路は、前記複数のAD変換器により、1つのマルチチャンネル対応のAD変換器を構成し、前記テスタは、前記変換結果検証回路の出力する変換結果に基づき、前記マルチチャンネル対応のAD変換器の良否判定を行うことが好ましい。 [Mode 3] The test circuit of the AD converter constitutes one multi-channel AD converter by the plurality of AD converters, and the tester is based on the conversion result output from the conversion result verification circuit. It is preferable to perform pass / fail judgment of the multi-channel AD converter.
[形態4]前記変換結果検証回路は、前記複数のAD変換器の変換結果を保持する複数のレジスタと、前記カウントUP信号をカウントし、前記期待値を生成するカウンタと、前記複数のレジスタと接続され、前記複数のレジスタが保持する変換結果から1つの変換結果を選択するセレクタと、前記複数のレジスタに保持された複数の変換結果と前記期待値との差分の絶対値に基づき、前記期待値から最も乖離する変換結果を判定し、前記複数のレジスタから、前記期待値から最も乖離する変換結果を保持するレジスタの変換結果の出力を前記セレクタに指示する差分演算判定部と、を含むことが好ましい。 [Mode 4] The conversion result verification circuit includes a plurality of registers that hold conversion results of the plurality of AD converters, a counter that counts the count UP signal and generates the expected value, and the plurality of registers. A selector that selects one conversion result from conversion results held by the plurality of registers, and the expected value based on an absolute value of a difference between the plurality of conversion results held in the plurality of registers and the expected value. A difference calculation determination unit that determines a conversion result that is most deviated from a value and instructs the selector to output a conversion result of a register that holds a conversion result that is most deviated from the expected value from the plurality of registers. Is preferred.
[形態5]上記第2の視点に係るAD変換器の検査方法のとおり。 [Mode 5] According to the AD converter inspection method according to the second aspect.
以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in more detail with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図4は、本実施形態に係るAD変換器の検査回路1を含むシステム構成の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a system configuration including the
図4に示すAD変換器の検査システムは、AD変換器の検査回路1と、テスタ2から構成されている。さらに、AD変換器の検査回路1は、AD変換器10と、アナログ信号分配器20と、変換結果検証回路30から構成されている。
The AD converter inspection system shown in FIG. 4 includes an AD
AD変換器10は、マルチチャンネル対応のAD変換器である。AD変換器10は、m(但し、mは2以上の整数とする。以下同じ)チャンネル対応のAD変換器とする。従って、AD変換器10には、m個のAD変換器ADC1〜ADCmが含まれている。さらに、AD変換器10に含まれる各AD変換器ADC1〜ADCmは、n(但し、nは2以上の整数とする。以下、同じ)ビットの分解能を有するAD変換器とする。
The
アナログ信号分配器20は、テスタ2が出力するアナログ信号を受け付ける。アナログ信号分配器20は、テスタ2が出力するアナログ信号を、AD変換器ADC1〜ADCmに分配する。より具体的には、アナログ信号分配器20は、入力されたアナログ信号をサンプリングし、その後、サンプリングしたアナログ信号をホールドすることで、1系統のアナログ信号からm系統のアナログ信号を生成し、各AD変換器ADC1〜ADCmに分配する。
The
変換結果検証回路30は、AD変換器ADC1〜ADCmがデジタル変換した結果を受け付ける。変換結果検証回路30は、AD変換器ADC1〜ADCmが出力する複数の変換結果から1つの変換結果を選択し、テスタ2に出力する。変換結果検証回路30の構成については、後述する。
The conversion
テスタ2は、変換結果検証回路30が選択する変換結果を受け付ける。テスタ2は、アナログ信号分配器20に対して、AD変換器10の特性を検査するためのアナログ信号を出力する。テスタ2は、変換結果検証回路30に対し、カウントUP信号を出力する。
The
次に、変換結果検証回路30の構成について説明する。
Next, the configuration of the conversion
図5は、変換結果検証回路30の内部構成の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the conversion
変換結果検証回路30は、複数のレジスタR1〜Rmと、カウンタ301と、セレクタ302と、差分演算判定部303と、出力回路304から構成されている。
The conversion
レジスタR1〜Rmは、それぞれ、AD変換器ADC1〜ADCmの変換結果(デジタル信号)を受け付け、その値を保持する。 The registers R1 to Rm receive the conversion results (digital signals) of the AD converters ADC1 to ADCm, respectively, and hold the values.
カウンタ301は、カウントUP信号をカウントする。
The
セレクタ302は、レジスタR1〜Rmから1つの変換結果を選択し、出力回路304に出力する。
The
差分演算判定部303は、レジスタR1〜Rmに保持された変換結果と、カウンタ301のカウント値との差分を評価する。差分演算判定部303は、レジスタR1〜Rmに保持された変換結果とカウンタ301のカウント値の評価結果に基づいて、セレクタ302から出力すべき変換結果をセレクタ302に指示する。
The difference
次に、本実施形態に係るAD変換器の検査回路1を含むシステムの動作について説明する。
Next, the operation of the system including the
図6は、本実施形態に係るAD変換器の検査回路1を含むシステムの動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the system including the
ステップS01において、テスタ2が出力するアナログランプ信号が、アナログ信号分配器20を介して、AD変換器10に入力される。
In step S01, the analog ramp signal output from the
ステップS02において、AD変換器ADC1〜ADCmがデジタル変換を行う。AD変換器ADC1〜ADCmが変換したデジタル信号は、変換結果検証回路30に出力され、レジスタR1〜Rmに保持される。
In step S02, the AD converters ADC1 to ADCm perform digital conversion. The digital signal converted by the AD converters ADC1 to ADCm is output to the conversion
ステップS03において、カウンタ301がカウントUP信号をカウントする。
In step S03, the
ここで、カウントUP信号は、テスタ2が出力するアナログランプ信号と同期して出力されるものとする。より具体的には、カウントUP信号の周期は、アナログランプ信号の傾きに応じて変更される。
Here, it is assumed that the count-up signal is output in synchronization with the analog ramp signal output from the
図7は、テスタ2が出力するアナログランプ信号とカウントUP信号の関係の一例を示す図である。テスタ2は、カウントUP信号を、アナログランプ信号がAD変換器ADC1〜ADCmの1LSBに相当する電圧分変化するタイミングで出力する。アナログランプ信号及びカウントUP信号は共に、テスタ2が生成する信号であるため、両信号を同期させて出力することができる。このようにして生成されたカウントUP信号に基づいて、カウントされたカウント値はAD変換器ADC1〜ADCmが出力すべき値、即ち、AD変換時の期待値に相当する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the relationship between the analog ramp signal output from the
ステップS04において、差分演算判定部303は、レジスタR1〜Rmに保持された変換結果と、カウンタ301のカウント値との差分を算出する。さらに、算出した差分に基づいて、カウント値からの差分の絶対値が最も大きい変換結果を保持するレジスタを特定(判定)する。
In step S04, the difference
ステップS05において、差分演算判定部303は、特定したレジスタが保持する変換結果を出力する指示をセレクタ302に行う。
In step S <b> 05, the difference
ステップS06において、セレクタ302は、指示されたレジスタが保持する変換結果を、出力回路304を介して、テスタ2に出力する。
In step S06, the
ステップS07において、テスタ2は、受け付けた変換結果が許容できるか否かを判定する。変換結果が、AD変換器10に求められる規格を満たさないと判断する場合には、不良の判定を行うことになる。テスタ2は、AD変換器10に含まれる複数のAD変換器ADC1〜ADCmのうち、1つのAD変換器に不良が存在すれば、AD変換器10全体が不良であると判断することになる。
In step S07, the
以上が、本実施形態に係るAD変換器の検査回路1を含むシステムの動作の説明である。
The above is the description of the operation of the system including the AD
このように、差分演算判定部303において、AD変換器ADC1〜ADCmの変換結果のうち、最も期待値(カウンタ301のカウント値)から乖離した変換結果を用いてAD変換器10の良否判定を行う。期待値から最も乖離した変換結果が、検査規格を満たすものであれば、他のAD変換器の変換結果も検査規格を満たすことを担保することができる(検査精度は低下しない)。その結果、検査精度を低下させることなく、複数チャンネルを備えるAD変換器を並列に検査し、検査時間を削減することができる。
As described above, the difference
なお、AD変換器を内蔵し、CPU(Central Processing Unit)として動作する半導体集積回路においては、CPUに実行させるプログラムにて、AD変換器10の検査を実現することができる。その場合には、新たに論理回路を追加することなく、AD変換器10の検査が行える。
In a semiconductor integrated circuit that incorporates an AD converter and operates as a CPU (Central Processing Unit), the
以上のように、マルチチャンネル対応のAD変換器の検査を並列に行うことで、実質的に1チャンネル相当の検査でマルチチャンネル対応のAD変換器の検査を行うことができる。そのため、検査時間が削減され、検査コストが低減できる。 As described above, by performing the inspection of the multi-channel AD converter in parallel, it is possible to inspect the multi-channel AD converter by the inspection substantially equivalent to one channel. Therefore, the inspection time can be reduced and the inspection cost can be reduced.
また、特許文献1で開示された検査方法のように、時分割で変換結果を比較していないので、検査精度が低下することもない。
Moreover, unlike the inspection method disclosed in
さらに、テスタ2は既存のテスタを使用することができる。即ち、テスタ2を動作させるにあたり、検査の対象となっているAD変換器が1チャンネル対応のAD変換器か、マルチチャンネル対応のAD変換器か、意識する必要はない。より具体的には、テスタ2には、1チャンネル相当のアナログ検査ユニットを搭載すれば足り、複数チャンネル分のユニットは不要である。従って、マルチチャンネル対応のAD変換器を検査するために、テスタを新たに開発する等の投資は不要(既存のテスタが流用可能)であり、検査コストの低減に寄与する。
Further, the
さらに、本実施形態に係るAD変換器の検査回路1に必要な追加回路は、差分演算、大小比較、信号の選択といった機能が実現できれば良く、小規模な構成で実現可能である。従って、これらの回路を単体のAD変換器に含めることも可能である。
Furthermore, the additional circuit necessary for the AD
なお、引用した上記の特許文献の開示は、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 The disclosure of the cited patent document is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment or example, each element of each drawing, etc.) within the scope of the claims of the present invention, Selection is possible. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 AD変換器の検査回路
2 テスタ
10、ADC1〜ADCm AD変換器
20 アナログ信号分配器
30 変換結果検証回路
301 カウンタ
302 セレクタ
303 差分演算判定部
304 出力回路
R1〜Rm レジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数のAD変換器の変換結果を保持する複数のレジスタと、
前記カウントUP信号をカウントし、前記期待値を生成するカウンタと、
前記複数のレジスタと接続され、前記複数のレジスタが保持する変換結果から1つの変換結果を選択するセレクタと、
前記複数のレジスタに保持された複数の変換結果と前記期待値との差分の絶対値に基づき、前記期待値から最も乖離する変換結果を判定し、前記複数のレジスタから、前記期待値から最も乖離する変換結果を保持するレジスタの変換結果の出力を前記セレクタに指示する差分演算判定部と、
を含む請求項1乃至3のいずれか一に記載のAD変換器の検査回路。 The conversion result verification circuit includes:
A plurality of registers for holding the conversion results of the plurality of AD converters;
A counter that counts the count-up signal and generates the expected value;
A selector connected to the plurality of registers and selecting one conversion result from the conversion results held by the plurality of registers;
Based on the absolute value of the difference between the plurality of conversion results held in the plurality of registers and the expected value, a conversion result that is most deviated from the expected value is determined, and the most deviated from the expected value from the plurality of registers. A difference calculation determination unit that instructs the selector to output a conversion result of a register that holds the conversion result to be
A test circuit for an AD converter according to claim 1, comprising:
前記カウントUP信号から、前記複数のAD変換器が出力すべき期待値を生成する工程と、
前記複数のAD変換器の変換結果と前記期待値とに基づいて、前記複数のAD変換器の良否判定を行う工程と、
を含むことを特徴とするAD変換器の検査方法。 Outputting an analog signal as a test signal for a plurality of AD converters and a count UP signal synchronized with the analog signal;
Generating an expected value to be output from the plurality of AD converters from the count-up signal;
A step of determining pass / fail of the plurality of AD converters based on a conversion result of the plurality of AD converters and the expected value;
A method for inspecting an AD converter, comprising:
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