JPH01273423A - Calibration method for analog digital converter - Google Patents
Calibration method for analog digital converterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明はアナログデジタル変換器の校正方法に関し、
特に単一の校正信号で複数の特性の校正を行う事が出来
るアナログデジタル変換器の校正方法に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> This invention relates to a method for calibrating an analog-to-digital converter;
In particular, the present invention relates to a method for calibrating an analog-to-digital converter that can calibrate multiple characteristics using a single calibration signal.
〈従来技術〉
アナログデジタル変換器は一般に増幅器、フィルタ等を
含んだ前置回路とデジタル信号に変換するアナログデジ
タル変換部の2つから構成されてアナログデジタル変換
部においてはオフセット、フルスケール、直線性等直流
特性が変化してこれらが誤差の原因になる。<Prior art> An analog-to-digital converter generally consists of two parts: a pre-circuit that includes an amplifier, a filter, etc., and an analog-to-digital converter that converts the signal into a digital signal. The constant DC characteristics change and these become the cause of errors.
第5図に基づいてこの様なアナログデジタル変換器を校
正する方法を説明する。第5図において、デジタル信号
に変換すべき入力信号はスイッチ1を介して前置回路2
に入力され、増幅、フィルタリング等が施された後アナ
ログデジタル変換部3でデジタル信号に変換されて出力
される。前置回路2及びアナログデジタル変換部3でア
ナログデジタル変換器4を構成している0校正を行う場
合には、スイッチ1により前置回路2に標準信号発生部
5の出力を入力する。標準信号発生部5は前置回路2の
校正のため及びアナログデジタル変換部3の校正の為に
2種類の信号を発生ずる。A method of calibrating such an analog-to-digital converter will be explained based on FIG. In FIG. 5, an input signal to be converted into a digital signal is passed through a switch 1 to a precircuit 2.
After being subjected to amplification, filtering, etc., it is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 3 and output. When the pre-circuit 2 and the analog-to-digital converter 3 constitute the analog-to-digital converter 4 and perform zero calibration, the switch 1 inputs the output of the standard signal generator 5 to the pre-circuit 2. The standard signal generator 5 generates two types of signals for calibrating the pre-circuit 2 and for calibrating the analog-to-digital converter 3.
前置回路2を校正する為には、標準信号発生部5により
前置回路2に矩形波V、を入力する。矩形波Vタ は多
数の周波数成分を含み、フーリエ展開すると、
VS (t)=4iΣsin (nπ/2)cosn
t / n ) /π
で表わされる。この信号は前置回路2の特性により変化
を受け、その大きさ、位相遅れが変化する。In order to calibrate the pre-circuit 2, a rectangular wave V is input to the pre-circuit 2 by the standard signal generator 5. The rectangular wave Vta contains many frequency components, and when expanded by Fourier, VS (t)=4iΣsin (nπ/2)cosn
It is expressed as t/n)/π. This signal changes depending on the characteristics of the front circuit 2, and its magnitude and phase delay change.
アナログデジタル変換部3の出力を信号解析部6により
フーリエ変換し、減衰量及び位相遅れを求めることによ
り、前置回路2の交流特性を校正する事ができる。アナ
ログデジタル変換部3の校正をする時は、標準信号発生
部5により大きさが既知の複数の信号を前置回路2に入
力し、デジタル変換された信号を信号解析部6により測
定する。The output of the analog-to-digital converter 3 is Fourier-transformed by the signal analyzer 6 and the attenuation amount and phase delay are determined, thereby making it possible to calibrate the AC characteristics of the front circuit 2. When calibrating the analog-to-digital converter 3, a plurality of signals whose magnitudes are known are inputted to the pre-circuit 2 by the standard signal generator 5, and the digitally converted signals are measured by the signal analyzer 6.
これによりオフセット、フルスケール、直線性等Ifi
流特性の校正が出来る。また、同時に前置回路2の直流
特性を校正する事も出来る。This allows offset, full scale, linearity, etc.
Flow characteristics can be calibrated. Furthermore, the DC characteristics of the front circuit 2 can be calibrated at the same time.
〈発明が解決すべき課題〉
しかしながら、この様なアナログデジタル変換器の校正
方法では前置回路2とアナログデジタル変換部3の校正
に2種類の信号が必要であるために、標準信号発生部5
の構成が複雑になるという課題があった。<Problems to be Solved by the Invention> However, in this method of calibrating an analog-to-digital converter, two types of signals are required to calibrate the pre-circuit 2 and the analog-to-digital converter 3.
The problem was that the configuration was complicated.
〈発明の目的〉
この発明の目的は、1つの信号により前置回路とアナロ
グデジタル変換部の両方の校正を行うことが出来るアナ
ログデジタル変換器の校正方法を提供することにある。<Object of the Invention> An object of the present invention is to provide a method for calibrating an analog-to-digital converter that can calibrate both the front circuit and the analog-to-digital converter using one signal.
く課題を解決する為の手段〉
前記課題を解決する為に本発明では、時間に対して直線
的にその出力レベルが変化するランプ信号等の周期信号
をアナログデジタル変換器に印加し、このアナログデジ
タル変換器の出力変化及び周波数スペクトルからその特
性を校正するようにしたものである。Means for Solving the Problems> In order to solve the above problems, the present invention applies a periodic signal such as a ramp signal whose output level changes linearly with time to an analog-to-digital converter. The characteristics of the digital converter are calibrated from the output change and frequency spectrum of the digital converter.
〈実施例〉
第1図に本発明の校正方法を実現する装置の構成を示す
、なお、第5図と同じ要素には同一符号を付し、説明を
省略する。第1図において、デジタル信号に変換すべき
入力信号はスイッチ1に入力される。10は標準信号発
生部であり、第2図に示すランプ波を出力する。このラ
ング波はスイッチ1に入力される。スイッチ1はこのラ
ンプ波と入力信号を選択して前置回路2に入力する。1
1はスイッチであり、前置回路2の出力及び標準信号発
生部10の出力であるランプ波が入力される。スイッチ
11はこれら2つの信号を選択してアナログデジタル変
換部3に入力する。前置回路2及びアナログデジタル変
換部3でアナログデジタル変換器を構成している。12
は信号解析部であり、アナログデジタル変換部3の出力
が入力され、この出力を解析してアナログデジタル変換
器を校正する°6通常は入力信号はスイッチ1を介して
前置回路2に入力され、この前置回路2の出力はスイッ
チ11を介してアナログデジタル変換部3に入力されて
デジタル信号に変換され、出力される。<Example> FIG. 1 shows the configuration of an apparatus for realizing the calibration method of the present invention. The same elements as in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and their explanation will be omitted. In FIG. 1, an input signal to be converted into a digital signal is input to a switch 1. 10 is a standard signal generating section, which outputs a ramp wave shown in FIG. This rung wave is input to switch 1. The switch 1 selects this ramp wave and the input signal and inputs them to the front circuit 2. 1
Reference numeral 1 denotes a switch, into which the output of the front circuit 2 and the output of the standard signal generator 10 are input. The switch 11 selects these two signals and inputs them to the analog-to-digital converter 3. The pre-circuit 2 and the analog-to-digital converter 3 constitute an analog-to-digital converter. 12
is a signal analysis section, which receives the output of the analog-to-digital converter 3 and analyzes this output to calibrate the analog-to-digital converter.6 Normally, the input signal is input to the pre-circuit 2 via the switch 1. The output of this pre-circuit 2 is input to an analog-to-digital converter 3 via a switch 11, converted into a digital signal, and output.
次に校正方法について説明する。前置回路2を校正する
には、スイッチ1を標準信号発生部10側に、スイッチ
11を前置回路2側に設定する。Next, the calibration method will be explained. To calibrate the front circuit 2, switch 1 is set to the standard signal generator 10 side and switch 11 is set to the front circuit 2 side.
すなわち、標準信号発生部10の出力であるランプ波を
前置回路2に入力し、その出力をアナログデジタル変換
部3でデジタル信号に変換して信号解析部12に入力す
る。ランプ波は第2図に示すように直線的にそのレベル
が増加する周期信号であり、その出力Vtをフーリエ展
開すると、Vt=Σ5in(nt)/n
t:時間
で表わされる。但し、1周期を2π、振幅をπに正規化
したものとする。すなわち、ランプ波の周波数f。の整
数倍の周期を有し、その振幅が1/nの割合で減衰する
信号を合成したものである。That is, the ramp wave that is the output of the standard signal generator 10 is input to the pre-circuit 2, and the output thereof is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 3 and input to the signal analyzer 12. As shown in FIG. 2, the ramp wave is a periodic signal whose level increases linearly, and when its output Vt is Fourier expanded, it is expressed as Vt=Σ5in(nt)/nt: time. However, it is assumed that one period is normalized to 2π and the amplitude is normalized to π. That is, the frequency f of the ramp wave. It is a composite of signals that have a period that is an integral multiple of , and whose amplitude attenuates at a rate of 1/n.
この信号を前置回路2に通し、その出力をアナログデジ
タル変換部3でデジタル信号に変換した後、信号解析部
12でフーリエ変換して各周波数成分の振幅を求めると
、′前置回路2の交流特性に応じてその振幅が変化する
。この様子を第3図に示す。This signal is passed through the pre-circuit 2, its output is converted into a digital signal by the analog-to-digital converter 3, and then Fourier-transformed by the signal analyzer 12 to obtain the amplitude of each frequency component. Its amplitude changes depending on the AC characteristics. This situation is shown in FIG.
第3図において、横軸は周波数、縦軸は振幅であり、1
3は標準信号発生部10の出力であるランプ波をフーリ
エ展開したスペクトル、1−4は信号解析部12でアナ
ログデジタル変換部3の出力をフーリエ展開したスペク
トルである。但し、周波数f。の振幅で正規化しである
。この振幅の差δが前置回路2による減衰、位相遅れ等
に起因する信号の劣化によるものである。これにより前
置回路2の交流特性を校正する事が出来る。すなわち、
図示しない補正回路によりこの差δを補正するようにす
る。また、高周波における位相から遅延の校正をするこ
とも可能である。In Figure 3, the horizontal axis is frequency, the vertical axis is amplitude, and 1
3 is a spectrum obtained by Fourier expansion of the ramp wave output from the standard signal generation section 10, and 1-4 is a spectrum obtained by Fourier expansion of the output of the analog-to-digital conversion section 3 by the signal analysis section 12. However, the frequency f. Normalized by the amplitude of . This amplitude difference δ is due to signal deterioration caused by attenuation, phase delay, etc. caused by the front circuit 2. This allows the AC characteristics of the front circuit 2 to be calibrated. That is,
This difference δ is corrected by a correction circuit (not shown). It is also possible to calibrate the delay from the phase at high frequencies.
次に、アナログデジタル変換部3の校正方法について説
明する。この場合はスイッチ11を標準信号発生部10
側に1、ランプ波をアナログデジタル変換部3に入力す
る。ランプ波は第2図に示したようにその振幅が直線的
に増加する信号であり、アナログデジタル変換部3はこ
のランプ波を一定周期でデジタル信号に変換する。デジ
タル化された信号は信号解析部12でその大きさ、直線
性が評価される。この様子を第4図に示す、第4図の横
軸はアナログデジタル変換部3に入力する電圧である。Next, a method of calibrating the analog-to-digital converter 3 will be explained. In this case, the switch 11 is replaced by the standard signal generator 10.
1, the ramp wave is input to the analog-to-digital converter 3. The ramp wave is a signal whose amplitude increases linearly as shown in FIG. 2, and the analog-to-digital converter 3 converts this ramp wave into a digital signal at regular intervals. The magnitude and linearity of the digitized signal are evaluated by the signal analysis section 12. This situation is shown in FIG. 4. The horizontal axis in FIG. 4 is the voltage input to the analog-to-digital converter 3.
入力信号はランプ波であるので、時間と等価になる。縦
軸はアナログデジタル変換部3の出力コードの大きさで
ある。アナログデジタル変換部3に非直線性が無いと直
線15のように直線になるが、非直線性が存在すると曲
線16のようになる。この非直線による誤差δを信号解
析部12で測定する事により、アナログデジタル変換部
3の非直線性の校正をする事ができる。同様にしてオフ
セット、フルスケールについても校正することが出来る
。Since the input signal is a ramp wave, it is equivalent to time. The vertical axis represents the size of the output code of the analog-to-digital converter 3. If there is no non-linearity in the analog-to-digital converter 3, the curve will be a straight line like the straight line 15, but if there is non-linearity, the curve will be like the curve 16. By measuring the error δ due to this nonlinearity in the signal analysis section 12, the nonlinearity of the analog-to-digital conversion section 3 can be calibrated. Offset and full scale can also be calibrated in the same way.
なお、この実施例では標準信号発生部10の出力をラン
プ波としたが、三角波であってもよい。In this embodiment, the output of the standard signal generator 10 is a ramp wave, but it may be a triangular wave.
三角波の場合は、その出力■1をフーリエ展開したもの
は、
V、(t)=lΣ(1) 5in(2n+1)t/(
2n+1>2)/π
になり、ランプ波の場合と同じ要領で校正出来る。In the case of a triangular wave, the Fourier expansion of its output ■1 is V, (t)=lΣ(1) 5in(2n+1)t/(
2n+1>2)/π, and can be calibrated in the same way as for the ramp wave.
要は直線的にその出力レベルが変化する周期信号であれ
ばよい。In short, any periodic signal whose output level changes linearly may be used.
〈発明の効果〉
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
発明ではアナログデジタル変換器に直線的にその出力レ
ベルが変化する周期信号を入力し、このアナログデジタ
ル変換器の出力の出力レベル変化及び周波数スペクトル
に基づいて前記アナログデジタル変換器を校正するよう
にした。その為、前置回路とアナログデジタル変換部の
双方を1つの信号で校正できるという効果がある。<Effects of the Invention> As specifically explained above based on the embodiments, in the present invention, a periodic signal whose output level changes linearly is input to an analog-to-digital converter, and the output of the analog-to-digital converter is The analog-to-digital converter is calibrated based on output level changes and frequency spectra. Therefore, there is an effect that both the pre-circuit and the analog-to-digital converter can be calibrated with one signal.
また、校正が簡単にできるので、安価なアナログデジタ
ル変換器を使用することが出来るという効果もある。Further, since calibration can be easily performed, an inexpensive analog-to-digital converter can be used.
第1図は本発明に係るアナログデジタル変換器の校正方
法を実行する装置の構成図、第2図は波形図、第3図お
よび第4図は校正の方法を説明する為の特性曲線図、第
5図は従来の校正装置の構成図である。
1.11・・・スイッチ、2・・・前置回路、3・・・
アナログデジタル変換部、10・・・標準信号発生部、
12・・・信号解析部。
第4図
I^
第5図
−<tug 。
) 六 令−FIG. 1 is a configuration diagram of an apparatus for carrying out the calibration method for an analog-to-digital converter according to the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram, and FIGS. 3 and 4 are characteristic curve diagrams for explaining the calibration method. FIG. 5 is a block diagram of a conventional calibration device. 1.11...Switch, 2...Pre-circuit, 3...
Analog-to-digital conversion section, 10... standard signal generation section,
12...Signal analysis section. Figure 4 I^ Figure 5-<tug. )6.Order-
Claims (1)
号をアナログデジタル変換器に印加し、このアナログデ
ジタル変換器の出力変化及び周波数スペクトルに基づい
てその特性を校正するようにしたことを特徴とするアナ
ログデジタル変換器の校正方法。A periodic signal whose output level changes linearly with respect to time is applied to the analog-to-digital converter, and its characteristics are calibrated based on the output change and frequency spectrum of the analog-to-digital converter. How to calibrate analog-to-digital converters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10357788A JPH01273423A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Calibration method for analog digital converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10357788A JPH01273423A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Calibration method for analog digital converter |
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JPH01273423A true JPH01273423A (en) | 1989-11-01 |
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ID=14357640
Family Applications (1)
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JP10357788A Pending JPH01273423A (en) | 1988-04-26 | 1988-04-26 | Calibration method for analog digital converter |
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JP (1) | JPH01273423A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002365206A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Shimadzu Corp | Method and apparatus for test of viscoelastic material |
-
1988
- 1988-04-26 JP JP10357788A patent/JPH01273423A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002365206A (en) * | 2001-06-12 | 2002-12-18 | Shimadzu Corp | Method and apparatus for test of viscoelastic material |
JP4692705B2 (en) * | 2001-06-12 | 2011-06-01 | 株式会社島津製作所 | Test method for viscoelastic materials |
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