JP6289692B2 - 測定方法 - Google Patents
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Description
他の実施の形態によれば、順次取り込んだ出力デジタル値のうち値の大きさ順において隣り合う異なる出力デジタル値の対の差又は当該差の逆数を統計処理し、各出力デジタル値について、前記統計処理の結果に基づいて前記出力デジタル値の大きさ順における位置まで累算した値を、推定値として算出するものである。
他の実施の形態によれば、順次取り込んだ出力デジタル値から第1の非直線性誤差を算出し、前記第1の非直線性誤差を統計処理したものを第2の非直線性誤差とするものである。
図1は、本実施の形態1にかかるデータ変換器の測定装置を含む全体構成を示すブロック図である。図1は、入力波発生器11と、データ変換器12と、測定装置13とを含む。尚、入力波発生器11と測定装置13とをまとめて測定装置と呼んでも構わない。入力波発生器11は、少なくとも所定間隔の入力電圧値に基づきランプ波形を生成する。データ変換器12は、アナログ信号とデジタル信号間のデータ変換を行うデルタシグマ型のデータ変換器である。データ変換器12は、デルタシグマ型のAD変換器又はDA変換器のいずれかである。そのため、データ変換器12がAD変換器である場合、入力波発生器11には、ランプ波形をアナログ信号に変換してデータ変換器12へ出力するDA変換器(不図示)を含むものとする。また、データ変換器12がDA変換器である場合、入力波発生器11は、デジタル信号であるランプ波形をデータ変換器12へ出力する。この場合、測定装置13には、AD変換器(不図示)が含まれるものとする。つまり、データ変換器12は、入力波発生器11により生成されたランプ波形の入力に基づいてDA変換又はAD変換のいずれかのデータ変換を行い、当該データ変換後の出力信号を測定装置13へ出力する。
本実施の形態2は、上述した実施の形態1の一実施例である。本実施の形態2では、出力デジタル値の出力範囲を所定数の区間に分割した場合の区間ごとに、統計処理を行うものである。これにより、出力デジタル値のノイズの圧縮を行ってもアナログ歪みを保持できるため、測定精度を維持できる。
本実施の形態3は、上述した実施の形態1の一実施例である。本実施の形態3では、実施の形態2との違いとして、組合せごとに、各組合せに属する一対の出力デジタル値の差分を算出し、一対の出力デジタル値の差分に基づいて統計処理を行うものである。これにより、入力電圧値の幅を1LSBより大きくし、取り込まれる出力デジタル値のうち隣接する値同士の差分が2LSB以上となっても、入力電圧値の幅を当該差分により除算することにより、1LSB当たりの入力電圧値を算出できる。同等の測定精度を維持しつつ、さらに、測定時間を短縮できる。
本実施の形態4は、上述した実施の形態1の一実施例であり、実施の形態3の変形例である。本実施の形態4では、組合せごとに、各組合せに属する一対の出力デジタル値の差分の逆数を算出し、一対の出力デジタル値の差分の逆数に基づいて統計処理を行うものである。これにより、入力電圧値の幅を1LSBより大きくしても、測定精度を維持し、さらに、統計処理の演算を簡略化し、統計処理の高速化を図ることができる。特に実施の形態3に比べてさらなる計算処理の高速化を実現できる。
本実施の形態5は、上述した実施の形態1の一実施例であり、実施の形態4の変形例である。本実施の形態5では、組合せごとに、各組合せに属する一対の出力デジタル値に基づいて非直線性の仮の誤差を算出し、仮の誤差に対して統計処理を行うものである。これにより、入力電圧値の幅を1LSBより大きくしても、測定精度を維持し、さらに、統計処理の演算を簡略化し、統計処理の高速化を図ることができる。特に実施の形態3及び4に比べてさらなる計算処理の高速化を実現できる。ここで、仮の誤差は、例えば、上述したヒストグラム法等の公知技術により算出したものであっても構わない。そして、仮の誤差とは、例えば、図2のステップS14で算出する誤差のような最終的に算出される誤差ではなく、一時的に算出される誤差をいうことができる。または、仮の誤差とは、最終的な誤差を算出するための中間値ともいえる。また、本実施の形態5では、ある意味、非直線性の誤差を二段階で算出するものである。つまり、一段階目では、既存の手法を用いて従来通りに非直線性の誤差を仮の誤差として算出し、その後、仮の誤差に基づいて最終的な非直線性の誤差を算出するものということができる。
本実施の形態6は、上述した実施の形態1の一実施例であり、本実施の形態2の変形例である。具体的には、ΔΣ型DA変換器を測定するものである。この場合においても本実施の形態2〜5と同等の効果を奏することができる。
上述した本実施の形態1乃至6のいずれかを適用したデータ変換器の測定装置及び測定方法によれば、測定時のランダムノイズを大幅に減らすことが出来る。そのため、ランダムノイズを圧縮した極めて高精度な測定が出来る。そして、測定点数を減らした場合でも通常よりもランダムノイズを圧縮できるので、測定時間を短縮することができる。よって、LSI生産時の試験等で大変有用である。また、近年増加している補正回路を含むデータ変換器の補正のためのデータの測定に適用すれば、高精度かつ高速に測定できる利点がある。
(1)測定方法は、
順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演算する演算装置と、を用いて、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法であって、
前記順次取り込んだ出力デジタル値の生じた位置又は回数に応じて、前記各取り込んだ出力デジタル値における変換電圧の第1の推定値を算出し、
前記出力デジタル値が1異なる対における各出力デジタル値に対応する前記第1の推定値の差を統計処理し、
各出力デジタル値について、前記統計処理の結果に基づいて前記出力デジタル値の大きさ順における位置まで累算した値を、第2の推定値として算出する。
(2)他の測定方法は、
順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演算する演算装置と、を用いて、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法であって、
前記順次取り込んだ出力デジタル値のうち値の大きさ順において隣り合う異なる出力デジタル値の対の差又は当該差の逆数を統計処理し、
各出力デジタル値について、前記統計処理の結果に基づいて前記出力デジタル値の大きさ順における位置まで累算した値を、推定値として算出する。
(3)さらに他の測定方法は、
順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演算する演算装置と、を用いて、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法であって、
前記順次取り込んだ出力デジタル値から第1の非直線性誤差を算出し、
前記第1の非直線性誤差を統計処理したものを第2の非直線性誤差とする。
(4)(1)から(3)のいずれかの測定方法において、
前記統計処理は、区間平均、移動平均又は近似式に基づく演算のいずれかである。
(5)測定プログラムは、
アナログ信号とデジタル信号間のデータ変換を行うデルタシグマ型のデータ変換器の測定処理をコンピュータに実行させる測定プログラムであって、
所定間隔の入力電圧値に基づき生成されたランプ波形の入力に基づいて前記データ変換器によるデータ変換を経由して出力される出力デジタル値を連続して取り込み、
前記出力デジタル値のうち異なる値同士であり、かつ、値の大きさ順で隣接する出力デジタル値を選択して一対の組合せとし、
前記組合せごとに、各組合せに属する出力デジタル値又は当該出力デジタル値に対応する入力電圧値を用いて所定の統計処理を行い、
前記統計処理の結果から非直線性の誤差を算出する
処理を前記コンピュータに実行させる測定プログラムである。
12 データ変換器
13 測定装置
131 統計部
132 誤差算出部
21 ランプ波形発生器
22 DA変換器
23 T−ADC
231 減算器
232 積分器
233 二値化
234 デジタルフィルタ
24 測定装置
31 CPU
32 メモリ
33 IF部
34 HDD
35 測定プログラム
61 ランプ波形発生器
62 T−DAC
621 減算器
622 積分器
623 二値化
624 アナログフィルタ
63 AD変換器
64 測定装置
Vi 入力デジタル信号源
Vo 出力デジタル値
Claims (4)
- 順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演算する演算装置と、を用いて、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法であって、
前記順次取り込んだ出力デジタル値の生じた位置又は回数に応じて、前記各取り込んだ出力デジタル値における変換電圧の第1の推定値を算出し、
前記出力デジタル値が1異なる対における各出力デジタル値に対応する前記第1の推定値の差を統計処理し、
各出力デジタル値について、前記統計処理の結果に基づいて前記出力デジタル値の大きさ順における位置まで累算した値を、第2の推定値として算出する、
測定方法。 - 順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演
算する演算装置と、を用いて、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法
であって、
前記順次取り込んだ出力デジタル値のうち値の大きさ順において隣り合う異なる出力デ
ジタル値の対の差又は当該差の逆数を統計処理し、
各出力デジタル値について、前記統計処理の結果に基づいて前記出力デジタル値の大き
さ順における位置まで累算した値を、推定値として算出する、
測定方法。 - 順次増加又は減少するデジタル値が入力電圧として与えられたDA変換器と、
前記DA変換器の出力電圧をデジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器の出力デジタル値を順次取り込み、当該取り込んだ出力デジタル値を演算する演算装置と、を用いて、
前記順次取り込んだ出力デジタル値から第1の積分非直線性誤差を算出し、
前記DA変換器又は前記AD変換器のいずれかのデータ変換の精度を測定する測定方法であって、
前記第1の積分非直線性誤差に対してノイズを圧縮するための統計処理をしたものを第2の積分非直線性誤差とする、
測定方法。
- 請求項1から請求項3のいずれかの測定方法であって、
前記統計処理は、区間平均、移動平均又は近似式に基づく演算のいずれかである、
測定方法。
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